FRA - Systém pro autonomní analýzu poruchových záznamů v distribučních soustavách
Digitální vývodové ochrany na rozvodnách VVN a VN se staly již dávno standardem a většina z těchto zařízení také umožňuje automatické pořízení poruchového záznamu, který následně může být použit pro analýzu poruchy a získání statistických údajů majících vliv na spolehlivost a bezpečnost provozované sítě. Proces stažení záznamů však doposud často není automatizovaný, jejich analytické zpracování pak v naprosté většině probíhá „manuálně“. Poruchové záznamy přitom obsahují mnoho cenných informací, a pokud je dokážeme stáhnout a analyzovat bezprostředně po vzniku poruchy, mohou významně pomoci také k samotné lokalizaci postiženého místa a zkrátit dobu potřebnou k jeho vyhledání.
Systém FRA komplexně řeší jak automatickou centralizaci poruchových záznamů ze všech vývodových ochran v distribuční síti, tak současně ihned po stažení záznamu provádí jejich podrobnou analýzu a počítá celou řadu důležitých parametrů. V případě zkratů pak ve spojení s informacemi o topologii sítě dokáže určit předpokládané místo (či místa) poruchy, u oboustranně napájených vedení VVN lokalizace probíhá s využitím záznamů z obou vývodových ochran. Všechny vypočtené údaje jsou ukládány do centrální databáze, nad kterou následně probíhá statistické vyhodnocení sledovaných ukazatelů.
POPIS SYSTÉMU FRA
Systém FRA byl navržen jako modulární platforma složená z funkčních bloků a jednotek, které je možno provozovat jako jeden autonomní celek, ale současně lze vybrané komponenty snadno integrovat jako součást komplexních systémů sběru dat a dispečerského řízení distribučních sítí. Do systému FRA lze začlenit libovolnou vývodovou ochranu VVN či VN, která pořizuje záznamy v COMTRADE formátu (či jiném zdokumentovaném standardu, pro který by bylo možno vyvinout importní funkci) a umožňuje jejich stahování protokoly IEC 61850, IEC 60870-5-104, FTP či SFTP nebo disponuje možností předávat data přes diskový prostor na datovém úložišti (např. s využitím doplňkového HW či SW od výrobce samotné ochrany). Pro účely centralizace záznamů na úrovni rozvodny byly vyvinuty nové funkce pro komunikační karty jednotek RTU7M, které jsou nyní schopny stahovat záznamy z desítek ochran na rozvodně protokolem IEC 61850 a ty pak předávat dále do systému FRA takovým způsobem, který umožňuje dostupná komunikační infrastruktura a současně plní požadavky na kybernetickou bezpečnost.
Mezi základní funkcionality systému FRA aktuálně patří:
- Automatické stažení poruchových záznamů a jejich centralizace
- Automatická analýza poruchových záznamů za účelem:
- Lokalizace poruchy na oboustranně napájených vedeních VVN
- Separace událostí a estimace charakteristických parametrů poruchy
- Statistiky pro účely kvantifikace míry rizika úrazu elektrickým proudem
- Evidence a vyhodnocení reálných zkratových proudů
- Příprava poruchové hlášenky
- Evidence napěťových událostí
- Vyhodnocení míry rizika poruchy
- Evidence poruchou zasažených prvků
- Estimace zemních proudů všech typů zkratů (zbytkový proud ZS)
Lokalizace poruchy na oboustranně napájených vedeních VVN řeší také:
- Korekci vlivu oblouku poruchy u LN zkratů (estimace synchronizačního úhlu)
- Elimnaci potřeby znalosti netočivých složek pro lokalizaci poruchy
- Výpočet poměrné vzdálenosti pro oboustranně napájené vedení na základě numerického modelu postižené linky
- Možnost reflektování i nehomogenity vedení (bude implementováno v budoucnu)
Evidence a vyhodnocení reálných zkratových proudů řeší také:
- Přípravu poruchové hlášenky
- Evidence poruchou zasažených prvků (monitoring spínání vypínačů do poruchy)
- Evidence četnosti vypínání/zapínání zkratových poruch vývodovými vypínači
- Statistiky OZ
Podrobnější informace naleznete v následujícíh dokumentech:
Prezentace webového rozhraní systému FRA
Prezentace webového rozhraní systému FRA – modul statistiky
Komponenty a licencování systému
Pro zajištění stahování dat z ochran na rozvodnách je možno zakoupit vhodnou sestavu RTU7M od firmy ELVAC, např. ve verzi RTU7MC3 nebo jiné provedení odpovídající svým rozsahem napájecích napětí i počtem a typem komunikačních rozhraní.
Licencování systému FRA je založeno na základní licenci pro server a licencích pro připojená zařízení poskytující poruchové záznamy (ochrany) dle jejich skutečného počtu. Software FRA poskytuje webové rozhraní pro běžné uživatele, administrativní nástroj (aplikace MS Windows) pro konfiguraci a údržbu systému a také integrační API pro propojení s dalšími SW systémy využívanými provozovatelem sítě.
Systém FRA vznikl za podpory TAČR v rámci programu Théta (TK04020230) a je výsledkem spolupráce společnosti ELVAC SOLUTIONS s.r.o. a VUT Brno. Licence na produkt poskytuje společnost ELVAC SOLUTIONS s.r.o., společnost ELVAC a.s. systém FRA zahrnula do svého obchodního portfolia systémů pro energetiku, kde vhodně doplňuje další nabízené produkty a řešení.
