UniSec LC per la riconfigurazione di rete ad anello

Transcript

1 M E D I U M VO LTAG E P R O D U C T S LC per la riconfigurazione di rete ad anello

2 2 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO La forma di energia più versatile e utilizzata in assoluto è l energia elettrica. Per questo motivo il settore elettrico sta guidando la trasformazione del sistema energetico globale e l elettricità è la forma finale di energia che mostra la crescita più sostenuta. Da qui, la necessità di creare un sistema di distribuzione dell energia elettrica sicuro e affidabile. La soluzione LC1000 nasce per soddisfare l esigenza di ripristinare la completa funzionalità di una rete di distribuzione ad anello, in caso di guasto, minimizzando il tempo di fuori servizio.

3 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 3 Sommario Gestione di una rete ad anello. Per quali applicazioni? La garanzia di un sistema affidabile e la flessibilità di una soluzione su misura per i clienti LC Soluzione per la riconfigurazione di una rete ad anello LC Smart Soluzione per la gestione "Smart" di una rete ad anello e per le reti del futuro IEC 61850, lo standard di comunicazione a prova di futuro per le reti intelligenti Ridondanza della rete secondo la norma IEC Descrizione dei componenti Interfaccia di supervisione Remote Help per l assistenza da remoto Supporto ABB dall'inizio fino alla messa in servizio e oltre...

4 4 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO - Gestione ad anello Per quali applicazioni? Aeroporti Trasporti Data center Ospedali Grattacieli Industria di processo Stadi

5 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 5 La garanzia di un sistema affidabile e la flessibilità di una soluzione su misura per i clienti Il sistema LC1000 per la riconfigurazione di rete ad anello è stato progettato da ABB per le reti private, impiegando soluzioni e dispositivi in grado di garantire una gestione ottimale della rete per i clienti più esigenti. Il sistema è destinato a molteplici applicazioni, dal terziario all'industria, garantendo sempre altissime prestazioni. Le applicazioni tipiche vanno dagli ospedali agli stadi, dalle infrastrutture per trasporti agli edifici istituzionali. ABB LC1000 reagisce in meno di 1 secondo, che è il tempo necessario per localizzare e isolare il guasto e riconfigurare la rete. In base al tipo di esigenza, il sistema LC1000 comprende: 1 quadro di automazione completo di processore e interfaccia grafica che consente la visualizzazione in tempo reale delle informazioni della rete (eventuale ridondanza CPU del processore) indicatori di guasto in ogni sottostazione sensori combinati di misura (corrente e tensione) di ultima generazione switch Ethernet in ogni sottostazione comunicazione Ethernet in fibra ottica fra le sottostazioni (eventuale ridondanza della comunicazione). Rete Ethernet GE Generatore

6 6 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO LC1000 Soluzione per la riconfigurazione di una rete ad anello Unità arrivo-partenza con interruttore di manovra-sezionatore Pannelli con interruttori di manovra-sezionatori motorizzati Anello aperto LC1000 Logica centralizzata Rilevamento e isolamento del guasto in meno di 1s Rete Ethernet Processore logico e controllore Quadro di automazione

7 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 7 Il sistema riconfiguratore della rete ad anello è una soluzione completa di pannelli con interruttori di manovra-sezionatori motorizzati (tipo SDC) e indicatore di guasto in ogni sottostazione. Nella gestione di una rete ad anello aperto, questa soluzione garantisce il funzionamento affidabile e continuo dell'anello riconfigurando la rete dopo un guasto. Il tempo di reazione (rilevamento, isolamento) è inferiore a 1s. Sottostazione di trasformazione nella configurazione (2xSDC + 1xSFC) 2 pannelli, Tipo SDC, arrivo e partenza dell'anello, della larghezza di mm 500 (interruttore di manovra-sezionatore motorizzato). 1 pannello, tipo SFC, partenza protezione trasformatore con fusibile fino a 100A a 24 kv, della larghezza di mm 375/500 (interruttore di manovra-sezionatore motorizzato). Quadro di automazione Il quadro di automazione è un pannello in acciaio zincato con installati al suo interno i componenti per la gestione della logica di riconfigurazione anello. Schema a blocchi del processo di riconfigurazione in 4 step eseguito in meno di un secondo Comparsa di un guasto. Il relè di protezione invia il comando di apertura all'interruttore a monte. Il processore riceve le informazioni di guasto dal rilevatore di guasto, localizza il guasto e invia il comando di apertura degli interruttori di manovra sezionatori interessati attraverso il rilevatore di guasto. Il processore invia il comando di chiusura all'interruttore precedentemente aperto dal relè di protezione e agli interruttori di manovra sezionatori normalmente aperti.

8 8 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO LC1000 Soluzione per la riconfigurazione di una rete ad anello Simulazione del processo di riconfigurazione Comparsa del guasto 1 Sottostazione di consegna Rete Ethernet in fibra ottica Interruttore aperto Interruttore chiuso interruttore di manovrasezionatore aperto Interruttore di manovrasezionatore chiuso Relè di protezione Switch Ethernet Rilevatore di guasto Comparsa del guasto Sottostazione di trasformazione Processore logico Quadro di automazione Punti di apertura Compare un guasto nella rete ad anello Apertura interruttore a monte per eliminare il guasto 2 Sottostazione di consegna Apertura interruttore a monte Eliminazione del guasto Sottostazione di trasformazione

9 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 9 Il processore elabora le informazioni, localizza il guasto e invia il comando di apertura agli interruttorisezionatori 3 Sottostazione di consegna Eliminazione del guasto Rete Ethernet in fibra ottica Sottostazione di trasformazione Quadro di automazione Rilevamento del guasto e apertura degli interruttori di manovra a monte e a valle Il processore invia il comando di chiusura all'interruttore precedentemente aperto attraverso il relè di protezione e il comando di chiusura agli interruttori di manovrasezionatori normalmente aperti 4 Sottostazione di consegna Eliminazione del guasto Chiusura dell'interruttore a monte Rete Ethernet in fibra ottica Sottostazione di trasformazione Quadro di automazione Chiusura del punto di apertura 1 FINE DEL PROCESSO

10 10 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO LC Smart Soluzione per la gestione "Smart" di una rete ad anello e per le reti del futuro Unità arrivo-partenza con interruttore Pannelli con interruttori Anello chiuso LC1000 Smart Logica decentralizzata con selettività logica Nessuna interruzione temporanea della rete Rilevamento e isolamento del guasto in meno di 0,5s Rete Ethernet Sistema di supervisione Quadro di automazione

11 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 11 La gestione «Smart» è una soluzione all'avanguardia e particolarmente veloce, completa di pannelli con interruttori (tipo SBC o HBC) e relè di protezione Relion in ogni sottostazione. Indicata per la rete ad anello chiuso, è in grado di garantire continuità di servizio senza interruzioni grazie alla selettività logica attuata con i relè di protezione Relion e alla comunicazione secondo la norma IEC (in particolare la messaggistica GOOSE). Il tempo di reazione (rilevamento, isolamento) è di meno di 500 ms. Sottostazione di trasformazione Unisec nella configurazione 2xSBC + 1xSFC 2 pannelli, Tipo SBC, di ingresso e uscita dell'anello, della larghezza di 750 mm con interruttore di manovra-sezionatore motorizzato (o tipo HBC della larghezza di 500 mm). 1 pannello, tipo SFC, partenza protezione trasformatore con fusibile fino a 100A a 24 kv, della larghezza di 375/500 mm (interruttore di manovra-sezionatore motorizzato). Schema a blocchi del processo di riconfigurazione in 2 step eseguito in meno di mezzo secondo 1 2 Comparsa di un guasto. I relè di protezione Relion rilevano il guasto e si inviano reciprocamente messaggi GOOSE IEC I due relè di protezione Relion più vicini al guasto inviano il segnale di blocco tramite IEC (GOOSE) a tutti gli altri relè di protezione Relion per consentire l'apertura dei soli interruttori interessati dal guasto.

12 12 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO LC Smart Soluzione per la gestione "Smart" di una rete ad anello e per le reti del futuro Simulazione del processo di riconfigurazione (in anello chiuso) 1 Sottostazione di consegna Rete Ethernet in fibra ottica Comparsa del guasto Sottostazione di trasformazione I due relè di protezione Relion rilevano il guasto, inviano il segnale di blocco tramite GOOSE a tutti gli altri relè di protezione e aprono i rispettivi interruttori 2 Sottostazione di consegna Compare un guasto nella rete ad anello Rete Ethernet in fibra ottica Comparsa del guasto Sottostazione di trasformazione BLOCCO GOOSE BLOCCO GOOSE BLOCCO GOOSE BLOCCO GOOSE BLOCCO GOOSE BLOCCO GOOSE Interruttore aperto Interruttore chiuso Interruttore di manovrasezionatore chiuso Relè di protezione Isolamento guasto senza mancanza di tensione FINE DEL PROCESSO

13 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 13 IEC 61850, lo standard di comunicazione a prova di futuro per le reti intelligenti IEC è lo standard internazionale per la comunicazione delle sottostazioni elettriche. Utilizza la connessione Ethernet per una rapida, affidabile ed efficiente trasmissione dati e consente l'eventuale futura integrazione di tecnologie in evoluzione. I vari componenti presenti nelle sottostazioni possono comunicare fra di loro attraverso messaggi orizzontali GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), eliminando così una grande quantità di cablaggi. La maggior parte delle soluzioni ABB LC1000 si basa sullo standard IEC I relè di protezione della serie 615, il computer per ambiente industriale COM600, l'indicatore di guasto direzionale RIO600 e il processore di automazione AC800M sono conformi alla IEC Prestazioni del cablaggio tradizionale Prestazioni della rete IEC Segnale 8-20ms Segnale 4ms Attraverso l invio di messaggi GOOSE su Ethernet Tempo Tempo Messa in tensione del contatto Il contatto chiude Soglia d'ingresso raggiunta Il relè A invia il dato Accesso alla rete e trasmissione Il relè B riceve il dato Messaggistica GOOSE I messaggi GOOSE utilizzano la rete Ethernet e possono essere scambiati fra i dispositivi inseriti nella stessa rete (messaggistica orizzontale). Sono molto più veloci rispetto al cablaggio tradizionale (4 ms invece di 8-20 ms). Con i messaggi GOOSE, le connessioni fra i dispositivi sono monitorate attraverso l invio ciclico dei dati, che avviene anche se non ci sono variazioni (per esempio il dato "Stato dell'interruttore"). Quando il dispositivo rileva una variazione di dati, immediatamente l evento viene trasmesso più volte alla rete per garantire il ricevimento dei dati. Se il dispositivo che dovrebbe ricevere ciclicamente il messaggio GOOSE non lo riceve entro un tempo prestabilito, invia un messaggio GOOSE di allarme segnalando il problema di connessione. Vantaggi dello standard IEC Affidabilità grazie al miglioramento della diagnostica Connessioni costantemente sotto controllo Stato del collegamento noto prima dell'utilizzo Possibilità di cambiare la logica in caso di guasto nella comunicazione Gestione dei dispositivi Maggiori informazioni sui dispositivi (interruttori, sezionatori, ecc...) Stabilità a lungo termine La flessibilità e la scalabilità della piattaforma consentono di eseguire facilmente modifiche ed espansioni dopo la messa in servizio, senza richiedere cablaggi aggiuntivi L integrazione, nelle soluzioni ABB, delle tecnologie maggiormente impiegate nel mondo della comunicazione, permette d inserire facilmente le nuove apparecchiature massimizzando l interoperabilità.

14 14 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO Ridondanza della rete secondo la norma IEC Lo standard IEC integra le funzioni di ridondanza attraverso il protocollo PRP / HSR della norma IEC PRP (Parallel Redundancy Protocol) protocollo con ridondanza parallela. HSR (High-available Seamless Redundancy) anelli ad alta disponibilità senza interruzioni. Con HSR e PRP il tempo di ripristino in caso di guasto è nullo o a "tempo zero". HSR IEC Sottostazione di trasformazione 1 Sottostazione di trasformazione 2 Fibra ottica Cavo Ethernet in rame In caso di ridondanza HSR, i relè di protezione Relion e lo switch Ethernet AFS660 nella sottostazione sono collegati ad anello HSR con ridondanza di tipo "bumpless" con tempo di recupero uguale a zero. Stessa soluzione per gli switch Ethernet di tutte le sottostazioni e del quadro di automazione. Il guasto di un componente della rete HSR (un relè di protezione Relion, uno switch Ethernet AFS660 o un cavo in rame o in fibra ottica) non impedisce all informazione di arrivare subito a destinazione. PRP IEC Sottostazione di trasformazione 1 Sottostazione di trasformazione 2 Fibra ottica (rete 1) Fibra ottica (rete 2) Cavo Ethernet in rame In caso di ridondanza PRP, i relè di protezione Relion della sottostazione sono collegati ai due switch Ethernet AFS660, creando così due reti totalmente indipendenti. Il PRP rappresenta il massimo livello di ridondanza di una rete Ethernet con "tempo zero" di ripristino in caso di guasto.

15 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 15 Descrizione dei componenti Componenti per il rilevamento del guasto Gli indicatori di guasto, posti nelle sottostazioni di trasformazione, sugli ingressi e sulle uscite dell'anello, sono connessi direttamente ai sensori combinati di corrente e di tensione KEVCD. L'indicatore di guasto ABB è il RIO600. Inoltre, il relè di protezione (relè di protezione Relion ) può sostituire il RIO600 per la funzionalità indicatore di guasto. Indicatore di guasto direzionale RIO 600 Il RIO600 è un modulo di estensione del numero di input/output analogici e digitali dei relè di protezione della famiglia Relion (comunicazione orizzontale tramite messaggi GOOSE secondo la normativa IEC 61850). Sensore combinati di corrente e di tensione KEVCD Il KEVCD è un riduttore di misura di ultima generazione (linearità della misura senza saturazione sul guasto) in grado di fornire misure di corrente e di tensione riducendo la quantità di apparecchiature nei pannelli. Il KEVCD è collegato all'indicatore di guasto direzionale RIO600 mediante cavo RJ45. Relè di protezione Il relè di protezione Relion è stato progettato per essere la principale protezione di massima corrente e guasto a terra per le partenze linea e cavi. E' nativo con la norma IEC61850 per la comunicazione nelle sottostazioni, inclusa la messaggistica GOOSE veloce. Nel sistema LC1000 a logica centralizzata è impiegato per la protezione dell'interruttore a monte (Sottostazione di consegna). Può essere inoltre impiegato come indicatore di guasto al posto del RIO600 e supporta la ridondanza HSR o PRP della rete Ethernet a norma IEC Nel sistema LC1000 Smart con logica decentralizzata e interruttore negli ingressi è impiegato per il rilevamento e per l'isolamento del guasto. Non è necessaria un'interfaccia di programmazione (Application Programming Interface) centralizzata, in quanto è sufficiente la capacità API di ogni relè di protezione Relion (logica decentralizzata).

16 16 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO Descrizione dei componenti Componenti per l automazione e la gestione di una rete ad anello ABB è in grado di offrire varie soluzioni per la gestione centralizzata di riconfigurazione delle reti ad anello. Per le applicazioni più semplici e compatte, è sufficiente il PC per ambiente industriale COM600. Per le applicazioni più complesse che richiedono logiche aggiuntive, come il distacco/connessione e la ridondanza del processore, il PLC AC800M à la soluzione ideale. Il COM600 è un computer per ambiente industriale conforme alla norma IEC61850 che soddisfa i seguenti requisiti: piattaforma di automazione in grado di eseguire le operazioni di riconfigurazione di una rete ad anello gateway verso altri sistemi di supervisione (basato su Modbus, DNP3, IEC /104) interfaccia utente "all in one" basato sulla normativa IEC PLC AC800M L AC 800M è una piattaforma di hardware modulare. La configurazione standard è la seguente: 1 processore (CPU) tipo PM861A-eA (eventuale ridondanza) moduli di comunicazione IEC Ethernet (eventuale ridondanza) altro modulo di comunicazione (Modbus, Profibus, Ethernet/IP, ecc ) per risalire dalle informazioni verso un altro sistema a monte (eventuale ridondanza) modulo di alimentazione ausiliaria batteria di back-up memoria Il PLC AC800M, oltre a garantire tutte le logiche di riconfigurazione di una rete ad anello e di distacco/attacco, comunica direttamente secondo IEC con gli altri dispositivi nella rete elettrica MT (in particolare con i relè di protezione e i rilevatori di guasto). Come funziona la ridondanza del processore PLC AC800M? Il PLC contiene due processori, ognuno dei quali include la memoria per il sistema e il software dell'applicazione. Un processore interviene a titolo primario, l altro è di riserva (soccorso automatico "hot stand-by"). Il processore primario controlla il processo. Il processore di riserva è disponibile per la ripresa immediata in caso di guasto del processore primario. Il passaggio da un processore all'altro avviene senza sbalzi e in meno di 10 ms. Durante il passaggio, le uscite sono congelate. Dopo il passaggio, il sistema funziona come un sistema senza ridondanza con un solo processore operativo. La sostituzione del processore difettoso è fattibile mentre il sistema è in funzione. Dopo la sostituzione, il sistema dispone nuovamente di un processore ridondante. Nel caso si manifesti un errore nel processore di riserva, questo potrà essere sostituito mentre il sistema è in fase di esecuzione. Gli errori che si manifestano nel processore di riserva non possono in nessun caso pregiudicare il funzionamento del processore primario. Il processore primario e il processore di riserva sono indipendenti.

17 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 17 Rete di comunicazione Rete fisica in fibra ottica Switch Ethernet AFS660 Lo switch Ethernet è previsto nei quadri di ogni sottostazione e nel quadro di automazione. Sono collegati tra di loro tramite fibra ottica. Dispone di porte LC o ST per fibra ottica multimodo o monomodo. Oltre a soddisfare la norma IEC propone la ridondanza HSR o PRP. Rete mobile wireless Gateway wireless ARG600 L ARG600 appartiene alla famiglia Arctic di ABB composta da un'ampia gamma di prodotti che possono essere combinati in soluzioni di comunicazione wireless, affidabili, efficienti e sicure. La soluzione utilizza le reti pubbliche di telefonia mobile che offrono un'eccellente copertura nel mondo intero a un costo ragionevole. L ARG600 può essere impiegato al posto dello switch Ethernet o in aggiunta (come rete di comunicazione di riserva). Supervisione Per le applicazioni più semplici, ABB propone un'interfaccia operatore con display touch screen. Per le applicazioni che richiedono un sistema di supervisione completamente personalizzabile o la ridondanza dei server, il sistema di supervisione ABB SD-View è la soluzione ideale. Display touch screen HMI a colori 15 L'interfaccia operatore ABB ha le seguenti funzioni: diagramma lineare semplice e dinamico di tutto l impianto informazioni e diagnostica dei componenti del controllo rete ad anello in tempo reale controllo da remoto dell'interruttore report delle attività e degli allarmi monitoraggio delle misure controllo del comportamento della logica di riconfigurazione della rete ad anello accesso all'interfaccia WEB HMI dei relè

18 18 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO Interfaccia di supervisione Sistema di supervisione SD-View Il sistema di supervisione SD-View è un applicativo software che include funzionalità di controllo, monitoraggio e automazione. Può essere gestito con un PC dotato di sistema operativo Microsoft Windows. Lanciando l'applicativo SD-View, il PC diventa una vera e propria stazione di controllo che, insieme ai processori di automazione e ai relè di protezione ABB, esegue il controllo e la supervisione di tutta l architettura, secondo le esigenze del cliente. Possono essere controllati i vari livelli di tensione e le apparecchiature comunicanti. Il sistema SD-View prevede la ridondanza del server, a garanzia della massima disponibilità. L operatore può accedere al SD-View per mezzo di un computer, collegandosi a una porta libera dello switch Ethernet AFS660 (su ogni sottostazione). Esempi di pagine grafiche SD-View

19 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 19 Remote Help per l assistenza da remoto Esperti ABB per il controllo dei dispositivi di protezione nelle sottostazioni, delle condizioni di utilizzo della rete e per la definizione delle azioni corrette Manutenzione pianificata in funzione della rete Responsabile di manutenzione Sottostazione Aggiungendo alla fornitura un modem industriale 3G con inclusa una VPN protetta, è possibile usufruire dell'assistenza dei tecnici di ABB da remoto. Acquistando il sistema LC Remote Help, in caso di guasto o di qualsiasi altro problema, è possibile chiamare un tecnico di ABB e consentirgli di accedere alla propria rete Ethernet. Il tecnico ABB potrà, tramite modem (con connessione VPN sicura) e in accordo con le linee guida del Gruppo ABB Cyber Security, accedere alle informazioni necessarie (report delle attività, storico allarmi, misure, ) per eseguire una diagnosi. L'assistenza comprende: la diagnostica dei problemi di funzionamento e delle anomalie il supporto tecnico e assistenza ai tecnici presenti presso la vostra sede le modifiche e correzioni minori della configurazione software per eliminare le anomalie individuate e nel caso in cui fosse impossibile risolvere il problema da remoto, la determinazione degli step successivi per trovare la soluzione più rapida.

20 20 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO Supporto ABB dall'inizio fino alla messa in servizio e oltre... ABB è attenta alla vostre esigenze HMI integrata nel quadro di automazione Dispositivi di controllo e di comando integrati in ogni sottostazione (nessun cavo fra le sottostazioni e il quadro principale). Riconfiguratore della rete ad anello completamente assemblato, collaudato e cablato nei quadri in fabbrica. Messa in servizio eseguita da tecnici specializzati di ABB. Soluzioni dedicate per reti industriali e settore terziario. Flessibilità grazie ai vari componenti che consentono di personalizzare ogni soluzione....abb vicino a voi Supporto telefonico entro 24 ore. Possibilità di assistenza da remoto garantita da tecnici ABB. Formazione tecnica dell'operatore. Manutenzione e riparazione dei componenti eseguite da tecnici di ABB. Acquisto on-line dei ricambi con consegna in meno di 72 ore.

21 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 21 Visitate lo Smart Lab ABB di Dalmine (Italia), una struttura unica nel suo genere dedicata alla sperimentazione, alla ricerca e alla dimostrazione delle tecnologie più innovative. Nello Smart Lab è possibile simulare il comportamento di reti di distribuzione elettrica radiali, magliate e rurali e di componenti e sistemi di domotica, data center, gestione del parco installato ed efficienza energetica. Seguite il codice QR per vedere il filmato dello Smart Lab. Oltre 7000 visitatori in 2 anni Smart Lab

22 22 UNISEC LC PER LA RICONFIGURAZIONE DI RETE AD ANELLO Note

23 MEDIUM VOLTAGE PRODUCTS 23

24 Per maggiori informazioni contattare: Seguici su: ABB Italia Group ABB Your sales contact: More product information: More service information: Dati e immagini non sono vincolanti. Ci riserviamo il diritto di apportare modifiche nel corso dello sviluppo tecnico. Copyright 2017 ABB. Tutti i diritti riservati. 1VCP Rev. -, it - Brochure ( - LC1000) (gs)