SISTEMI ZA UPRAVLJANJE I NADZOR

PRIMJER UPRAVLJANJA I NADZORA TS 110/x kV

1. Uvod

Implementacija sistema za daljinsko upravljanje i nadzor (SDUN) postrojenja, kao i SCADA sistema, podrazumijeva da postrojenje posjeduje odgovarajući nivo funkcionalnosti, tj. da ostvaruje svoju namjenu. To znači da realizacija SDUN postrojenja predstavlja nadogradnju postojećeg sistema. Takva vrsta nadogradnje zahtijeva ulaganje finansijskih sredstava, koja će pokriti troškove za realizaciju SDUN. Troškovi minimalno pokrivaju sljedeće stavke:

- opremu (hardver i softver)

- instalacioni materijal

- radove

- obuku personala.

Naravno, implementacija SDUN će vlasniku postrojenja donijeti i određene koristi. One bi se mogle sažeti u sljedećem:

- smanjen broj angažovanog ljudstva, a time manji troškovi za plate

- identifikovanje i otklanjanje slabih tačaka u sistemu

- lakše prikupljanje podataka za različite analize rada postrojenja

- veći kvalitet proizvoda i usluga

- povećanje pouzdanosti i raspoloživosti sistema.

Imajući u vidu nivo finansijskih sredstava potrebnih za realizaciju ovakve vrste projekata, te da se oni rade za period od minimalno 10 godina, potrebno je ispitati opravdanost takve investicije. U tom cilju se realizuju studije izvodljivosti/opravdanosti projekta. Te studije, u konačnici, podrazumijevaju tzv. CB (Cost Benefit) analizu. Pojednostavljeno, potrebno je upoediti vrijednost svih troškova za realizaciju projekta sa svim korisnim efektima njegove realizacije. Ukoliko je korist veća od troškova, na određenom vremenskom intervalu, realizacija projekta je opravdana. U tekstu koji slijedi biće analizirani koraci koji vode korektnoj CB analizi.

2. Analiza opravdanosti uvođenja novog sistema

2.1. Analiza postojećeg stanja

Analiza postojećeg stanja podrazumijeva sljedeće:

- identifikaciju i analizu postojećeg stanja postrojenja

- analizu propisa i standarda koji su relevantni za rad postrojenja

- analiza zakonskih rješenja relevantnih za rad postrojenja

- analiza realizovanih projekata u okruženju, moguće i u EU

- analiza resursa raspoloživih za realizaciju projekta

- analiza postojeće organizacione strukture.

Ova analiza će dati precizno definisan okvir za realizaciju projekta, a s druge strane će definisati bazni slučaj za uspješno provođenje CB analize.

2.2. Specifikacija funkcionalnosti

Specifikacija funkcionalnosti treba da obuhvati strukturu budućeg sistema, komunikacione kanale i način razmjene informacija, funkcionalnosti postrojenja koje su neophodne za realizaciju njegove upotrebne vrijednosti, funkcionalnosti koje predstavljaju dodanu vrijednost u odnosu na bazni slučaj i funkcionalnosti koje proizilaze iz relevantnih propisa i zakona. Sve funkcionalnosti se moraju implementirati u skladu sa važećim standardima. Detaljniji opis funkcionalnosti će biti prikazan u poglavlju 3.

2.3. Specifikacija tehničkog rješenja

Specifikacija tehničkog rješenja proizilazi iz specifikacije funkcionalnosti postrojenja. Tehničko rješenje podrazumijeva specifikaciju potrebne opreme i radova za realizaciju SDUN postrojenja. Takođe, na osnovu predloženog tehničkog rješenja određivaće se nivo troškova potrebnih za realizaciju projekta.

2.4. Opis organizacije posla

Implementacijom SDUN postrojenja neka radna mjesta će se ukinuti, neka redefinisati, a neka će biti uvedena u organizaciju posla. Dakle, pod ovom tačkom potrebno je definisati organizacione cjeline unutar firme, radna mjesta, kompetencije i stručnu spremu personala koja će raditi na odgovarajućim pozicijama, te na kraju broj ljudi po odgovarajućim organizacionim cjelinama. Treba napomenutiu da se opisana organizacija odnosi na vremenski period po završetku realizacije projekta. Predloženo rješenje će kroz troškove radne snage uticati na rezultat CB analize.

2.5. Opis implementacije novog rješenja

Pod ovom tačkom potrebno je predložiti nekoliko scenarija implementacije novog sistema. Scenariji se, po pravilu razlikuju po vremenu potrebnom za realizaciju projekta. Ovdje je potrebno predvidjeti što kraće vrijeme mirovanja postrojenja, tj. što kraće vrijeme u kokjem postrojenje neće vršiti svoju osnovnu funkciju. Takođe, ovdje se predlažu neophodne sigurnosne mjere pri izvođenju radova, kao i broj i struktura ljudi neophodnih za uspješnu realizaciju projekta. U svakom od scenarija je potrebno predložiti najbolju organizaciju radova. Svaki od predloženih scenarija je povezan sa odgovarajućim nivoom troškova, te na taj način utiču na rezultat CB analize.

2.6. Organizacija posla u prelaznom režimu

Ovdje je potrebno dati način postepene promjene organizacione strukture firme, tokom realizacije projekta, a u cilju dostizanja ciljne organizacije, opisane pod tačkom 2.4.

2.7. Sociološki aspekti uvođenja novog rješenja

Sociološki aspekti uvođenja novog rješenja odnose se na analizu uticaja novog rješenja na zaposlene u firmi, kao i njegovog uticaja na okruženje. Analiza uticaj na zaposlene u firmi podrazumijeva slučajeve gašenja radnih mijesta, kada zaposleni doibjaju otkaz, te kada se zahtijeva prekvalifikacija zaposlenih. U slučajevima kada ljudi dobijaju otkaz, potrebno je predložiti adekvatan socialni program za njihovo zbrinjavanje. U slučajevima prekvalifikacije, potrebno je analizirati broj takvih uposlenika, te troškove koji su potrebni za realizaciju obuke. Analiza uticaja novog rješenja na okruženje podrazumijeva analizu potreba za novim radnim mjestima, te uticaj povećanog nivoa kvaliteta proizvoda i usluga, koji je rezultat uvođenja novog sistema, na okruženje.

2.8. Ekološki aspekti uvođenja novog rješenja

Pod ovom tačkom analizira se uticaj radova pri implementaciji novog sistema na okolinu. Takođe, analizira se način odlaganja otpada, koji će eventualno biti demontiran sa postrojenja, a može štetno djelovati na okolinu. Rješenja koja se predlaže pod ovom tačkom mogu zahtijevati određen nivo troškova, ali, s druge strane, može rezultovati i određenom zaradom, npr. od prodaje demontiranog materijala i opreme. U svakom slučaju, rezultate ove analize treba uvrstiti u CB analizu.

2.9. Promocija novog rješenja

Koristi od implementacije novog rješenja treba na adekvatan način promovisati kako bi se izbjegle eventualne opstrukcije pri implementaciji, kao i naknadnoj eksploataciji novog sistema. Navedene opstrukcije se mogu javiti npr. zbog negativnih socioloških i ekoloških uticaja novog sistema. Promocija novog rješenja je povezana sa odgovarajućim troškovima koje je neophodno navesti pri realizaciji CB analize.

2.10. CBA i analiza osjetljivosti

Rezultat CB analize da je odgovor na pitanje da li je opravdano uvođenje novog rješenja, tj. SDUN postrojenja. Stoga ovoj analizi treba pristupiti sa dužnom pažnjom. Tačke 2.1. do 2.9. daju ulaze za CB analizu, te je njihov značaj evidentan. U sklopu CB analize treba dati sve troškove potrebne za realizaciju projekta, te raspored njihove realizacije tokom izvođenja projekta. Takođe, potrebno je analiziratii i svu zaradu, određenu u odnosu na bazni slučaj, ostvarenu realizacijom projekta, te njen vremenski raspored tokom realizacije projekta. Ovaj dio CB analize je, u suštini, direktan, tj. zavisi od evidentiranih troškova i zarade. Drugi dio analize se odnosi na finansijsku valorizaciju koristi ostvarenih realizacijom projekta. Ovaj dio zahtijeva ekspertizu funkcionisanja i poslovanja sistema, te podrazumijeva multidisciplinaran pristup problemu.Okončanjem ovg dijela porede se finansijski efekti koristi od implementacije novog rješenja i nivo troškova. Ukoliko je rezultat pozitivan, CB analiza indicira da je uvođenje novog sistema opravdano. CB analizu treba napraviti za sve predložene scenarije implementacije projekta kako bi se odredilo koji je od njih najbolji. Na kraju, potrebno je uraditi analizu osjetljivosti dobijenih rezultata na varijacije određenih parametara i vrijednosti, korišćenih pri CB analizi. To mogu bit razne varijacije vrijednosti na finansijskim tržištima, koje su relevantne kod kreditnog zaduženja kako bi se obezbijedila sredstva za realizaciju projekta, na dalje, varijacije finansijskih efekata koristii koje će se ostvariti realizacijom projekta, a kao posljedica kretanja na tržištu, itd. Ukoliko se ustanovi da

su rezultati CB analize izuzetno osjetljivi na varijacije pojedinih vrijednosti, a imajući u vidu njihovu izvjesnost, moguće je modifikovati CB analizu ili jednostavno odustati od projekta.

3. Opis funkcionalnosti

Opis funkcionalnosti SDUN postrojenja, kao i SACDA sistema, je bitan korak u projektovanju sistema jer iz njega proizilazi specifikacija opreme i radova potrebnih za realizaciju sistema, kao i upotrebna vrijednost novog sistema, te postrojenja kao cjeline. Specifikacija funkcionalnosti treba da slijedi tzv. dobru praksu, tj. uspješno realizovane projekte slične vrste, te primjenjive standarde i propise. Naravno, specifikacija funkcionalnosti ne smije ići ispod prvobitne funkcionalnosti postrojenja, tj. ne smije ugroziti njenu osnovnu funkciju. Kako je na početku naznačeno, ovdje će se razmatrati projektovanje SDUN za tipičnu transformatorsku stanicu (TS) u elektroprenosnoj mreži BiH. Funkcija TS u elektroprenosnoj mreži je ostvarivanje adekvatnog/najboljeg uklopnog stanja za prenos željene količine električne energije i snage. Takođe, preko TS se vrši snabdijevanje električnom energijom i snagom potrošača na nižim naponskim nivoima (SN i konačno NN). Kvalitet isporučene električne energije i snage treba biti u skladu sa relevantnim standardima. Bitno je napomenuti da TS imaju funkciju zaštite elementa elektroenergetskog sistema, koji se nalaze u ili su priključeni na elektroprenosnu mrežu (dalekovodi, transformatori, itd.)

3.1. Uvod/tehnologija procesa

Svako postrojenje realizuje neki proces ili neke procese. U zavisnosti od vrste procesa i primjenjene tehnolgije u svakom postrojenju se mogu uočiti odgovarajuće funkcionalne i/ili tehnološke cjeline. Takođe, u zavisnosti od usvojene organizacije posla, moguće je razlučiti nivoe odlučivanje, kao i dostupnost ipodataka/informacija koje se prikupljaju u postrojenju. Prilikom projektovanja SDUN poželjno je da struktura projektovanog sistema odslikava tehnologiju procesa, tj. da se struktura sistema bazira na funkcionalnim/tehnološkim cjelinama postrojenja. Ovim pristupom se olašava:

- definisanje zahvata signala sa postrojenja

- tok informacija kroz postrojenje

- razmjena informacija između postrojenja i okruženja

- odlučivanje i upravljanje postrojenjem

- analiza događaja/kvarova u postrojenju u cilju poboljšanja performansi postrojenja.

U elektroprenosnoj TS funkcionalne cjeline su određene odgovarajućim poljima, tj. imamo npr. dalekovodna polja, transformatorska polja, mjerna polja itd. Takođe, upravljanje sklopnim aparatima unutar TS je moguće sa više tačaka u sistemu,te je bitno odrediti mehanizme koji definišu pravo manipulisanja sklopnim aparatima. Naravno,nisu niti sve informacije o događajima u postrojenju dostupne svim nivoima u hijerarhiji odlučivanja i upravljanja TS/postrojenjem.

3.2. Upravljačke funkcije

U TS upravljati se može sklopnim aparatima (prekidači i rastavljači), prenosnim odnosom transformatora, ukoliko njegova konstrukcija to dozvoljava, te temperaturom transformatora.

Ostale upravljačke funkcije mogu se odnositi na temperaturu ambijenta u objektu ili dijelovima postrojenja. U sklopu priprema TS za uvođenje SDUN potrebno je opremiti sklopne aparate odgovarajućim opružno-motornim pogonima. Prilikom upravljanja/komandovanja sklopnim aparatima potrebno je obezbijediti da se upravljanje sklopnim aparatom može izvršiti samo sa jednog mjesta u sistemu. To se definiše izborom vrste upravljanja lokalno ili daljinski na odgovarajućim mjestima u sistemu (kontroleri polja, SCADA u TS, itd.). Dalje, prije manipulacije sklopnim aparatom potrebno je provjeriti da li je manipulacija sklopnim aparatom zabranjena/blokirana. Uslovi kojima se definiše mogućnost manipulacije sklopnim aparatom podvode se pod pojam blokade ili engl. interlocking. U sklopu projektne dokumentacije za SDUN moraju se definisati precizni uslovi za manipulaciju svakim od sklopnih aparata u TS. Funkcija prekidača je dvojaka, tj. da se obezbijedi adekvatno uklopno stanje i zaštita elemenata EES. Stoga se mora pratiti njihova spremnost za korektan rad. Kod VN prekidača to su npr. pritisak SF6 gasa, ispravnost isključnih krugova prekidača itd.

3.3. Informacione funkcije

Informacije o stanju postrojenja, kao i o događajima u TS, prikupljaju se pomoću odgovarajućih senzora/davača. Informacije koje se prikupljaju u TS grupisane su prema funkcionalnim cjelinama, tj. poljima, kao i uređajima unutar polja (vidi dokumentaciju). Inforrmacije se distribuiraju odgovarajućim hijerarhijskim nivoima unutar sistema, kako bi se obezbijedilo da svaki od njih uspješno vrši svoju funkciju. Informacije o događajima u TS,kao i mjerenja određenih fizikalnih veličina se arhiviraju unutar SCADA sistema. Tako služe kao podloga za različite analize o radu postrojenja. Signali pomoću kojih se vrši informaciona funkcija sistema specificiraju se u listama signala. Liste signala pored naziva signala, njegovog tipa, taga, sadrži i distribuciju signala u sistemu. Liste signala su osnova za programiranje/parametriranje većine uređaja koji su dio SDUN. Primjeri liste signala nalaze se u dostavljenoj dokumentaciji.

3.4. Zaštitne funkcije

Zaštitna funkcija podrazumijeva zaštitu elemenata EES, kao i samog postrojenja. Zaštitne funkcije se uobičajeno određuju u zavisnosti od elementa koji se štiti. Zaštita samog postrojenja je dominantno realizovana kao prekostrujna zaštita.

3.5. Komunikacione funkcije

Većina uređaja pomoću kojih se realizuje SDUN su mikroprocesorski, programabilni uređaji, koji mogu razmjenjivati podatke preko komunikacione mreže.Izbor adekvatnog komunikacionog protokola zavisi od zahtijevane količine podataka koju je potrebno prenijeti kroz mrežu, brzine prenosa, udaljenosti između uređaja, itd. Primjeri implementiranih komunikacionih mreža prikazani su u dostavljenoj dokumentaciji. Pouzdanost i korektan rad komunikacione opreme je izuzetno bitan za pouzdan/korektan rad sistema (razmotriti realizaciju blokada).

3.6. Dijagnostičke funkcije

Dijagnostička funkcija podrazumijeva pribavljanje informacije o korektnom/ispravnom radu elemenata sistema, kao i postrojenja kao cjeline. Većina savremenih uređaja posjeduje implementiranu funkciju samodijagnostike, te se preko odgovarajućeg izlaza na uređaju

dobija signal koji indicira ispravan rad uređaja. Takođe, informacija o prekidu napajanja pojedinog dijela sistema zbog prorade prekostrujne zaštite (automatski osigurači) dobija se ugradnjom pomoćnih polova/kontakata automatskog osigurača. Dijagnostičke funkcije dodatno su uvećane softverskim paketima za analizu kvarova u mreži.

3.7. Povećana pouzdanost, raspoloživost i selektivnost

Implementacijom SDUN i SCADA sistema povećava se pouzdanost (redundansa u sistemu, povećana pouzdanost novih uređaja), raspoloživost (broj tačaka u sistemu sa kojih je moguće upravljati sistemom i prikupljati informacije), kao i selektivnost (pri otkazu se isključuje minimalan/neophodan broj uređaja).

3.8. Vremenska sinhronizacija

Funkcija vremenske sinhronizacije je izuzetno bitna kako bi analiza događaja u postrojenju bila smislena (sinhroni događaji moraju imati isti vremenski žig).

4. Opis sistema

Pogledati dostavljenu dokumentaciju (Opis sistema).

4.1. Struktura

4.2. Ključna oprema

4.3. Komunikacija/Upravljanje/Parametriranje

4.4. Signali i tipovi podataka

4.5. Prostorni razmještaj opreme

5. SCADA u TS

Pogledati dostavljenu dokumentaciju (Uputstvo za operatera).

5.1. Funkcionalnosti SCADA sistema

5.2. HMI/Slike

5.3. HMI/Informacije

5.4. HMI/Upravljanje

5.5. Događaji i alarmi

5.6. Arhive

Pitanja za razgovor

Komandovanje

Blokade

Priprema TS za daljinsku komandu

Standardi

Protokoli

Dinamičko bojenje

Simboli

Značaj komunikacije kod blokada

Raspoloživost za ispitivanje zaštita i elemenata sistema

Pristup objektu

Klimatizacija

Tagovi

Distribucija signala u sistemu (vidi signal liste)

Planiranje rezerve u sistemu

Tehnička dokumentacija o sistemu

Odluka: stanica sa ili bez posade

Grupisanje signala