1

SREDNJENAPONSKA MREŽA GRADA ZAGREBA U SCADA SUSTAVU

SAŽETAK

UvoĎenjem Network Manager sustava u Elektru Zagreb, javila se potreba digitalizirati zagrebačku SN mreţu po uzoru na postojeću, prikazanu na zidu dispečerskog ureda. Podaci su se unosili od kraja 2006. godine do siječnja 2011., kada je mreţa puštena u primjenu (uz mreţu na zidu). Ucrtano je preko 2.200 trafostanica. Kolege dispečeri su brojnim savjetima, prijedlozima i testiranjem bitno unaprijedili razvoj mreţe; različitim se bojama i simbolima dispečeru olakšava percepcija elemenata te samo upravljanje. Tijekom trajanja projekta, izraĎene su brojne aplikacije od kojih su neke, u fazi izrade, ubrzavale ucrtavanje, a poneke i danas olakšavaju uporabu mreţe. Zamrznuti predloţak SN mreţe se koristi kao izvor podataka za druge odjele. Nadalje, topologija ucrtane mreţe je izvezena u datoteku otvorenog formata te učitana u program za obradu grafova, kojim se razmatraju alternativni raspleti mreţe. IzraĎena je intranet aplikacija za prijavu primjedbi u SN mreţi. Cjelovitim popunjavanjem tehničke baze podataka omogućit će se i dodatni elektrotehnički proračuni kojima će se proširiti uporabljivost sustava.

Ključne riječi: SCADA, SN mreţa, topologija

MIDDLE VOLTAGE NETWORK OF ZAGREB IN SCADA

SUMMARY

Introducing Network Manager System in Elektra Zagreb, there was a need to digitize Zagreb MV network modeled on the existing, shown at the Dispatch office wall. More than 2,200 stations were entered by the end of 2006. until January 2011., when the network was put into the application (side by side with the network on the wall). Dispatchers with all numerous tips, suggestions and testing significantly improved the development of the network; using different colors and symbols, visual perception and control is improved. During the project, a number of applications were made, some of which were accelerating the drawing, and some are now used for facilitating the use of a network. Template of MV network is used as a source of data for other departments. Furthermore, the topology of the network is exported into the program for processing graphs in which alternative network topology forms are considered. Intranet application was created for registration of comments in the MV network. Completing a comprehensive technical database will provide the additional electrical calculations, which will extend the usability of the system.

Key words: SCADA, Middle Voltage Network, Topology

Branimir Gabrić HEP – ODS d.o.o., Elektra Zagreb Branimir.Gabric@hep.hr

Toni Ţivković HEP – ODS d.o.o., Elektra Zagreb Toni.Zivkovic@hep.hr

SO3 – 02 3. (9.) savjetovanje

Sveti Martin na Muri, 13. – 16. svibnja 2012.

HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNE

ELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE

2

1. UVOD

SCADA sustav Elektre Zagreb temelji se na programu Network Manager (švedske firme ABB), u izvedbi hrvatske firme Končar, a koristi se od 2006. godine. Te iste godine započinje se s unosom srednje-naponske mreţe Grada Zagreba. Računalna mreţa se u radu dispečerskoga centra koristi od početka 2011. godine. U ovom će radu biti prikazani zahtjevi koji su postavljeni na računalni prikaz mreţe, problemi na koje smo naišli u izvedbi projekta, zatim ćemo se kratko osvrnuti na izvedbu podrške digitalnoj SN mreţi, opisat ćemo i računalne programe kojima se olakšalo korištenje glomazne mreţe, a spomenut ćemo i pokoji nedostatak. Napisali smo i nekoliko riječi o tome kako smo topologiju SN mreţe prebacili u drugi softverski paket. TakoĎer, predstavit ćemo SN mreţu pogona Zaprešić, koja je ucrtana u 2011. godini. Zaključit ćemo sa smjernicama o budućemu radu.

2. POSTAVLJENI ZAHTJEVI

Računalna SN mreţa je napravljena po uzoru na postojeću SN mreţu Grada Zagreba, koja je prikazana sinoptički na zidu dugom 22 i visokom 2,5 metara (v. Sliku 1.) Svaka je, od preko 2.200 stanica, prikazana kvadratičastom pločicom na kojoj je otisnut broj stanice, adresa i dodatne informacije o trafostanici (SF6, VDA...). Kabeli su prikazani ljepljivim trakama različitih boja (kojima se dočarava presjek kabel). Prekid je simboliziran crvenom špenadlom (igla s glavicom na jednom kraju), a uzemljenje ţutim uzemljivačem (Slika 2.)

Slika 1. Usporedni prikaz dviju mreţa

Slika 2. Uzemljenje i špenadla, zid i računalo

U konzultaciji s kolegama iz dispečerskoga centra, zaključeno je da računalna inačica treba u mnogočemu preslikavati zidni model i tako su postavljeni sljedeći zahtjevi za buduću zagrebačku SN mreţu:

3

krugom neka su prikazane 10 kV, kvadratom 20 kV stanice, rombom linijski rastavljači, VN stanice (uklopnice) neka su prikazane većim kvadratom iz kojega izviru pojni vodovi. Na Slici 2. se moţe vidjeti nekoliko 10 kV stanica, a na Slici 3. uklopnica i 20 kV stanice koje je okruţuju.

Slika 3. Uklopnica i 20 kV stanice koje je okruţuju

bijelom bojom trebaju biti prikazane normalne betonske stanice, crvenom one koje imaju visokonaponsko mjerenje, ţutom bojom Magnefix stanice, zelene su daljinske stanice. Ljubičaste stanice sadrţe dojavljivač kvara, plavom bojom su prikazane stupne stanice. Neke od spomenutih se vide na slici ispod:

Slika 4. Prikaz različitih boja i ispuna.

povećavanjem slike, iza kruga/kvadrata se treba prikazati saţeta jednopolna shema SN stanice. Mora se poštovati broj, redoslijed i nazivlje sadrţanih polja.

4

Slika 5. Stanica s dvije sabirnice, prije i poslije povećanja

prekidi trebaju biti prikazani crvenim kruţićem, a uzemljenje ţutim simbolom uzemljivača (v. Sliku 2.)

nadalje, prekidači i učinski rastavljači neka su prikazani kvadratom, a rastavljači rombom. TakoĎer, ukoliko vodno polje ima samo rastavljač, neka se u blizini nalazi i ručni uzemljivač (kojim se predstavlja postupak ručnoga uzemljenja s motkom.)

bojom naziva kabela predstavljen je presjek kabela. Isprekidana linija predstavlja zračni vod.

dodatnim ispunama trebaju biti prikazane stanice sa sekcijskim rastavljačima (mogu se vidjeti na primjeru stanice 1TS6 i 1TS2080 na Slici 4. i Slici 5.)

klikom na upravljivu stanicu, otvara se zasebna, detaljnija slika preko koje je omogućeno upravljanje.

3. UNOS PODATAKA

Kao predloţak za ucrtavanje stanica, iskorištena je shema iz postojećega ArcView GIS okruţenja. Jednopolne sheme su u CorelDraw formatu preuzete iz odjela Tehničke dokumentacije, dodatne i vrlo aţurne informacije o stanicama i vodovima dobavljene su iz Odjela za voĎenje pogona. IzraĎen je računalni program koji je objedinjavao podatke iz različitih izvora i automatizirao ucrtavanje stanica i vodova. Do ljeta 2007. se moglo reći da je osnovni dio mreţe unesen i da otprilike odgovara stanju od prijašnje godine. Idući je korak bio promijeniti postavke SCADA sustava kako bi glomazna mreţa bila uspješno prikazana na zaslonu dispečera.

Naime, sustav prvotno nije mogao prikazati sve dinamičke i statičke elemente SN mreţe. Utrošeno je nekoliko mjeseci dok nije pronaĎen optimalan raspored elemenata po slojevima i razinama povećanja. Nadalje, izradili smo tzv. SPL programske rutine na SCADA posluţitelju koje su podrţale specifične zahtjeve Elektre Zagreb, a kako bi omogućili prikazivanje gore spomenutih špenadli i uzemljivača. Nakon toga je bilo potrebno nadodati „šminku“ - tako smo nazvali prednji sloj koji je sadrţavao uočljivije nazivlje stanica i vodova te tzv. „produţetke“ kojima su ispravljene manjkavosti programa za unos tehničkih podataka u SCADA sustav. Na Slici 6. moţe se vidjeti kako je izgledala mreţa prije i nakon što smo ucrtali produţetke (plavom bojom) i šminku (krugovi, vidljivije nazivlje...):

5

Slika 6. Isječak razvojne slike, prije i poslije šminke

Vaţno je napomenuti da su, do siječnja 2011. godine, dispečeri tri puta paţljivo pregledali čitavu mreţu i usporedili s onom na zidu (aktualnom).

Mreţa se sada vodi paralelno. Krajem 2011. godine, nadograĎen je posluţitelj tehničkih podataka, čime se osvjeţavanje mreţe brţe izvodi.

4. NEDOSTATCI

Za najmanju promjenu u SN mreţi, administratoru je potrebno oko 45 minuta kako bi izmjena „zaţivjela“ na zaslonu dispečera. Makar svako radno mjesto ima 2 monitora veličine 30″ te jedan veličine 21″, pregled SN mreţe je, iz perspektive dispečera, svejedno skučen. Problem će u budućnosti, zasigurno, riješiti korištenje video zida. Mreţa se trenutno ne moţe iskoristiti za neke napredne proračune zbog nepotpunosti tehničkih podataka.

5. POMOĆNI PROGRAMI IZ RADINOSTI ELEKTRE ZAGREB

U dugom razdoblju testiranja rač. SN mreţe, isplivala je potreba za brzom potragom za pojedinom stanicom ili kabelom. Kako postojeći SCADA softverski paket nije nudio mogućnost jednostavnog pronalaska stanice, isprogramiran je maleni dodatak (nazvan Lebdeći) koji dispečeru SN mreţe bitno ubrzava pronalazak ţeljene stanice. Program nenametljivo pluta u gornjem desnom kutu aktivnog prozora:

Slika 7. Potraga za stanicom 1TS2409 koristeći Lebdeći

Nadalje, isprogramirana je i aplikacija koja pronalazi najkraći put od traţene stanice do uklopnice. Program dispečeru predlaţe preko kojih pojnih kabela moţe dati napon stanici, a moţe posluţiti i kao sveza izmeĎu stanica prikazanih na zidu i onih u računalu; npr. ukoliko je dispečeru teško pronaći stanicu na zidu, dovoljno je pratiti najkraći put izmeĎu traţene stanice i uklopnice.

6

Slika 8. Program prikazuje nekoliko načina kako od stanice 1TS2409 doći do uklopnice

Treća aplikacija koju spominjemo pod ovim naslovom, jednostavan je čuvar zaslona. Pokazao se korisnim jer je poništavao utiskivanje skupih LCD zaslona zbog odveć statičnih predjela ekrana (izbornici i sl.). Čuvar zaslona je izveden kao uska vertikalna traka koja mijenja boje i sporo se kreće u krug po svim zaslonima.

Napravljene su programske rutine kojima se dohvaća trenutno uklopno stanje mreţe i šalje drugim odjelima.

6. SUSTAV ZA PODRŠKU

Nakon što je mreţa tri puta cjelovito pregledana i potom puštena u pogon, dogovoreno je da će se preostale greške pronalaziti i ispravljati u hodu. Za potrebe prijave grešaka i evidencije o ispravcima, napravljena je intranetska aplikacija:

Slika 9. Obrazac za unos grešaka

7. RAZLIČITI RASPLETI MREŽE

Kako je SN mreţa u SCADA sustavu raĎena ponajviše na predlošku širokog, ali niskog zida, i računalna inačica je dosta rasprostrta u širinu. Interesirali su nas mogući raspleti kojima bi pojedini zrakoprazni prostori na rubovima mreţe bili popunjeniji, a prenapučeni dijelovi u centru (grada)

7

razrijeĎeniji. Naišli smo na interesantan program yEd njemačke firme yWorks. Program je to za manipulaciju grafovima (u ovom kontekstu graf se odnosi na skup vrhova i kolekciju bridova koji povezuju par vrhova; vrh=stanica, brid=vod). Napravljena je aplikacija koja topologiju SN mreţe pohranjuje u formatu koji je spojiv s programom yEd. Program nam je otvorio razne mogućnosti raspleta od kojih su neki prikazani na sljedećim slikama.

Slika 10. Osnovni prikaz uz ortogonalizaciju vodova s minimalnim brojem presjeka iz 2009.

Primjerice, kada se primijeni organski rasplet, zornije je prikazana povezanost Novoga Zagreba sa samo jednim kabelom (lijevo na slici), takoĎer, prikazana i je odvojenost 20 kV (gore desno) i 10 kV mreţe.

Slika 11. Organski prikaz mreţe iz 2009. godine

8. IZDVOJENI POGONI

U 2011. godini smo dobili zadatak unijeti SN mreţe preostalih nekoliko pogona: Zaprešić, Zelina, Dugo Selo, Velika Gorica i Samobor. S prikupljenim iskustvom došli smo do radnoga obrasca kako unijeti/ucrtati preostale SN mreţe:

8

Predloţak iz postojećeg GIS sustava odgovarajućim

automatizmom unosimo u yEd,

u kojemu odgovorna osoba izdvojenog pogona razmješta stanice.

Iskorištavamo dobiveni rasplet i po njemu ucrtavamo stanice u SCADA sustav.

Evo kako izgleda radna inačica SN mreţe pogona Zaprešić:

Slika 12. SN mreţa pogona Zaprešić

9. ZAKLJUČAK

U zaključku nekoliko smjernica za budućnost: ucrtavanje preostalih izdvojenih pogona, proračuni tokova snage i kratkog spoja nakon što u sustav unesemo sve tehničke informacije o vodovima, transformatorima i teretima. Nadalje, u cilju nam je i izrada aplikacije kojom će se moći doznati koliko je trajalo beznaponsko stanje srednje-naponske stanice. Potom, automatizirani dohvat topološke logičke sheme SN mreţe i prikaz u internetskom pregledniku, čime će mreţa biti iskoristiva u drugim odjelima. Zatim, povezivanje SCADA sa DISPO sustavom (ako ne u potpunosti, onda barem olakšati dispečeru unos podataka). Uvoz jednopolnih shema SN stanica u GIS sustav [1] već je odradio kolega iz GIS odjela; na tomu se polju očekuje daljnja suradnja.

LITERATURA

[1] M. Milunović, B. Gabrić, „Prijenos mjernih i topoloških podataka iz SCADA sustava u GIS sustav Elektra Zagreb“, Prvo savjetovanje hrvatskog ogranka meĎunarodne elektrodistribucijske konferencije CIRED, Šibenik, 18. – 21. svibnja 2008.