Анализ современного состояния реализации РЗА и АСУ ТП в рамках технологий цифровой подстанции на основе стандарта IEC 61850

Page 1
background image

49

Анализ

 

современного

 

состояния

 

реализации

 

РЗА

 

и

 

АСУ

 

ТП

 

в

 

рамках

 

технологий

 

цифровой

 

подстанции

 

на

 

основе

 

стандарта

 IEC 61850

Александр

 

ЖАВОРОНКОВ

инженер

 

центральной

 

метрологической

 

лаборатории

 

службы

 

метро

-

логии

 

и

 

контроля

 

качества

 

электро

 

энергии

 

филиала

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Волги

» — 

«

Оренбургэнерго

»

В

 

статье

 

приведены

 

результаты

 

анализа

 

современного

 

со

-

стояния

 

развития

 

цифровых

 

подстанций

  (

ЦПС

в

 

рамках

 

концепции

 

стандарта

 IEC 61850 «

Коммуникационные

 

сети

 

и

 

системы

 

подстанций

», 

в

 

частности

описаны

 

принципы

 

построения

 

РЗА

 

и

 

АСУ

 

ТП

основные

 

преимущества

 

и

 

не

-

достатки

 

таких

 

систем

примеры

 

практической

 

реализации

 

в

 

России

актуальные

 

проблемы

 

развития

 

и

 

видение

 

подоб

-

ных

 

систем

 

со

 

стороны

 

разработчиков

 

и

 

эксплуатирующих

 

компаний

.

В

 

течение

 

ближайших

 10–15 

лет

 

России

 

предстоит

 

внедрять

 

технологии

которые

 

уже

 

используют

-

ся

 

в

 

сетевых

 

комплексах

 

развитых

 

стран

 — 

до

-

словно

 

так

 

говорит

 

стратегия

 

развития

 

электро

-

сетевого

 

комплекса

 

России

 

до

 2030 

года

 [1]. 

Там

 

же

 

сказано

что

 

основными

 

задачами

 

единой

 

технической

 

политики

 

в

 

числе

 

прочих

 

станут

 

внедрение

 

передовых

 

технологий

 

эксплуатации

 

с

 

использованием

 

современных

 

средств

 

диагностики

мониторинга

а

 

также

 

технических

 

и

 

информационно

-

измерительных

 

систем

Одним

 

из

 

ос

-

новных

 

направлений

 

развития

реализуемых

 

на

 

сегод

-

няшний

 

день

 

в

 

электроэнергетике

 

всего

 

мира

является

 

создание

 

систем

 

автоматизации

 

и

 

связи

 

подстанций

 

(

далее

 — 

ПС

в

 

рамках

 

концепции

 

цифровой

 

подстанции

(

далее

 — 

ЦПС

).

28 

сентября

 2016 

года

 

на

 

заседании

 

президиума

 

со

-

вета

 

при

 

Президенте

 

Российской

 

Федерации

 

по

 

модер

-

низации

 

экономики

 

и

 

инновационному

 

развитию

 

была

 

утверждена

 

одна

 

из

  «

дорожных

 

карт

» 

по

 

продвижению

 

российских

 

технологий

 — 

создание

  «

умных

» 

электриче

-

ских

 

сетей

 «

Энерджинет

». 

В

 

числе

 

первоочередных

 

ком

-

плексных

 

масштабируемых

 

пилотных

 

проектов

 

дорожной

 

карты

 

названы

 

такие

 

проекты

как

 

цифровая

 

электро

-

энергетическая

 

сеть

состоящая

 

из

 

цифровых

 

подстанций

 

и

 

интеллектуальных

 

коммутационных

 

аппаратов

  (

рекло

-

узеров

), 

систем

 

управления

учета

 

энергии

оперативно

-

диспетчерского

 

управления

которые

 

позволят

 

на

 

чет

-

верть

 

снизить

 

стоимость

 

владения

 

сетью

не

 

менее

 

чем

 

на

 50% 

уменьшить

 

потери

 

в

 

ней

 

и

 

более

 

чем

 

на

 70% 

сни

-

зить

 

аварийность

Таким

 

образом

развитие

 

технологий

 

цифровой

 

подстанции

 

является

 

одним

 

из

 

наиболее

 

акту

-

альных

 

направлений

 

развития

 

электроэнергетики

 

России

 

в

 

ближайшем

 

будущем

 [2].

Согласно

 

определению

 

термина

 «

Цифровая

 

подстан

-

ция

», 

приведенному

 

в

 

Единой

 

технической

 

политике

 

ПАО

 

«

Россети

» 

в

 

электросетевом

 

комплексе

ЦПС

 — 

это

 

под

-

станция

 

с

 

высоким

 

уровнем

 

автоматизации

 

управления

 

технологическими

 

процессами

оснащенная

 

развитыми

 

информационно

-

технологическими

 

и

 

управляющими

 

системами

 

и

 

средствами

  (

системами

 

сбора

 

и

 

передачи

 


Page 2
background image

50

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(5), 

июнь

 2017

информации

 — 

ССПИ

автоматизированной

 

информаци

-

онно

-

измерительной

 

системы

 

контроля

 

и

 

учета

 

электро

-

энергии

 — 

АИИС

 

КУЭ

релейной

 

защиты

 — 

РЗ

противо

-

аварийной

 

автоматики

 — 

ПА

регистрации

 

аварийных

 

событий

 — 

РАС

определения

 

места

 

повреждения

 — 

ОМП

 

и

 

других

), 

в

 

которой

 

все

 

процессы

 

информационного

 

об

-

мена

 

между

 

элементами

 

ПС

внешними

 

системами

а

 

так

-

же

 

управления

 

работой

 

ПС

 

осуществляются

 

в

 

цифровом

 

виде

 

на

 

основе

 

протоколов

 

МЭК

 61850, 61968/61970 [3]. 

В

 

целях

 

решения

 

задачи

 

стандартизации

 

при

 

построении

 

ЦПС

 

международная

 

электротехническая

 

комиссия

 (

МЭК

опубликовала

 

серию

 

документов

которую

 

принято

 

обо

-

значать

 

как

 

Стандарт

 

МЭК

 61850 «

Сети

 

и

 

системы

 

связи

 

на

 

подстанциях

» (

далее

 – 

МЭК

 61850) [4], 

в

 

которой

 

регла

-

ментируются

 

схемные

 

решения

 

для

 

подстанции

защиты

автоматики

 

и

 

измерений

а

 

также

 

конфигурация

 

устройств

 

и

 

вопросы

 

передачи

 

информации

 

между

 

отдельными

 

устройствами

 (

рисунок

 1).

Отличительными

 

характеристиками

 

ЦПС

созданной

 

по

 

стандарту

 

МЭК

 61850, 

являются

 

наличие

 

встроенных

 

в

 

первичное

 

оборудование

 

интеллектуальных

 

микро

-

процессорных

 

устройств

применение

 

локальных

 

вычис

-

лительных

 

сетей

 

для

 

коммуникаций

цифровой

 

способ

 

доступа

 

к

 

информации

ее

 

передачи

 

и

 

обработки

авто

-

матизация

 

работы

 

подстанции

 

и

 

процессов

 

управления

В

 

перспективе

 

цифровая

 

подстанция

 

будет

 

являться

 

Рис

. 1. 

Обобщенная

 

схема

 

цифровой

 

подстанции

 

по

 

МЭК

 61850

ключевым

 

компонентом

 

ин

-

теллектуальной

 

электриче

-

ской

 

сети

Базовой

 

экономи

-

ческой

 

целью

 

создания

 

ЦПС

 

является

 

снижение

 

затрат

 

на

 

выполнение

 

основной

 

технологической

 

функции

 

подстанции

 — 

передачи

пре

-

образования

 

и

 

распределе

-

ния

 

электрической

 

энергии

повышение

 

качества

 

и

 

на

-

дежности

 

функционирования

 

и

 

эксплуатации

 

подстанций

снижение

 

затрат

 

на

 

эксплу

-

атационное

 

обслуживание

 

подстанций

.

Согласно

 

концепции

 

раз

-

вития

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

электросете

-

вого

 

комплекса

 

ПАО

  «

Россе

-

ти

» [5], 

развитие

 

технологий

 

передачи

 

и

 

распределения

 

электрической

 

энергии

со

-

вершенствование

 

силового

 

оборудования

развитие

 

ком

-

муникационных

 

технологий

 

ведут

 

к

 

необходимости

 

соз

-

дания

 

новых

 

принципов

 

построения

 

РЗА

 

на

 

основе

 

ши

-

рокого

 

применения

 

адаптивных

 

программно

-

аппаратных

 

комплексов

Развитие

 

РЗА

 

должно

 

учитывать

 

изменения

происходящие

 

в

 

электроэнергетике

в

 

том

 

числе

 

внедре

-

ние

 

цифровых

 

ПС

 

с

 

учетом

 

развития

 

цифровой

 

обработки

 

данных

 

и

 

технологий

 

связи

обладающих

 

такими

 

возмож

-

ностями

 

как

 

высокоскоростной

 

обмен

 

данными

 

между

 

терминалами

 

РЗА

 

и

 

АСУ

 

ТП

подключение

 

к

 

подстанци

-

онной

 

ЛВС

 

через

 

стандартные

 

интерфейсы

соответствие

 

стандарту

 

МЭК

 61850 

в

 

части

 

времени

 

обработки

 

вход

-

ного

 

цифрового

 

потока

Согласно

 

отчету

приведенному

 

в

 

концепции

 

развития

 

РЗА

 

электросетевого

 

комплекса

 

ПАО

 «

Россети

» [5], 

по

 

состоянию

 

на

 01.01.2015 

года

 

в

 

се

-

тях

 77,45% 

электромеханических

 

устройств

 

релейной

 

за

-

щиты

а

 

МП

 

РЗА

 — 

всего

 18,43%. 

Таким

 

образом

за

 

более

 

чем

 20 

лет

 

внедрения

 

микропроцессорных

 

РЗА

 

удалось

 

заменить

 

менее

 20% 

традиционных

 

устройств

причем

 

первые

 

терминалы

 

к

 

настоящему

 

моменту

 

уже

 

практиче

-

ски

 

исчерпали

 

моральный

 

ресурс

Начиная

 

с

 2000-

х

 

годов

 

такими

 

производителями

 

как

 

ABB, Siemens, Schneider Electric 

и

 

другими

 

разрабатыва

-

ется

 

и

 

производится

 

первичное

 

и

 

вторичное

 

электросете

-

вое

 

оборудование

 

со

 

встроенными

 

коммуникационными

 

портами

позволяющее

 

значительно

 

повысить

 

возмож

-

ности

 

интегрирования

 

первичного

 

оборудования

 

в

 

еди

-

ное

 

цифровое

 

информационное

 

пространство

 

объекта

Релейная

 

защита

 

и

 

автоматика


Page 3
background image

51

производятся

 

микропроцессорные

 

контроллеры

совер

-

шенствуется

 

международный

 

стандарт

 

МЭК

 61850, 

регла

-

ментирующий

 

представление

 

данных

 

о

 

ПС

 

как

 

объекте

 

автоматизации

а

 

также

 

протоколы

 

цифрового

 

обмена

 

данными

 

между

 

микропроцессорными

 

интеллектуальны

-

ми

 

электронными

 

устройствами

 (

ИЭУ

, IED) 

ПС

Технология

 

цифровой

 

подстанции

 

как

 

безусловная

 

инновация

 

в

 

сфе

-

ре

 

электроэнергетики

 

требует

 

большого

 

объема

 

работы

 

по

 

ее

 

опробованию

 

на

 

пилотных

 

проектах

В

 

настоящее

 

время

 

одной

 

из

 

актуальных

 

задач

 

на

 

пути

 

становления

 

цифровых

 

систем

 

управления

 

энерго

-

объектами

 

является

 

типизация

 

технических

 

решений

 

по

 

проектированию

 

систем

 

РЗА

 

и

 

АСУ

 

ТП

Ввиду

 

большого

 

количества

 

производителей

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

АСУ

 

ТП

а

 

также

 

не

 

меньшего

 

числа

 

агентов

 

принятия

 

решений

 

со

 

стороны

 

эксплуатирующих

 

компаний

 

возникла

 

ситуа

-

ция

когда

 

наблюдается

 

чрезмерное

 

увеличение

 

возмож

-

ных

 

конфигураций

 

указанных

 

систем

множатся

 

способы

 

и

 

варианты

 

выбора

 

оборудования

схемно

-

технических

 

решений

Отсутствие

 

единых

 

требований

 

к

 

комплексам

 

РЗА

 

и

 

АСУ

 

ТП

 

со

 

стороны

 

эксплуатирующих

 

компаний

 

в

 

настоящее

 

время

 

приводит

 

к

 

большим

 

трудозатратам

 

на

 

стадии

 

разработки

 

проектной

 

документации

необходимо

-

сти

 

индивидуально

 

разрабатывать

 

технические

 

задания

 

и

 

выбирать

 

оборудование

что

 

в

 

конечном

 

итоге

 

создает

 

дополнительные

 

сложности

 

при

 

строительстве

 

ЦПС

сни

-

жает

 

сроки

 

сооружения

 

и

 

реконструкции

.

По

 

мнению

 

экспертов

в

 

сфере

 

ЦПС

 

главными

 

подза

-

дачами

позволяющими

 

обеспечить

 

дальнейшее

 

внедре

-

ние

 

комплексов

 

РЗА

 

на

 

основе

 

типовых

 

цифровых

 

реше

-

ний

 

на

 

базе

 

МЭК

 61850, 

являются

:

 

типизация

 

шкафов

 

защит

 

и

 

оборудования

 

АСУ

 

ТП

;

 

создание

 

систем

 

автоматизированного

 

проекти

-

рования

позволяющих

 

в

 

автоматическом

 

режиме

 

формировать

 

проектную

 

документацию

техническую

 

часть

 

конкурсной

 

документации

на

 

основе

 

альбомов

 

типовых

 

шкафов

;

 

создание

 

профиля

 

стандарта

 

МЭК

 61850, 

позволяю

-

щего

 

учесть

 

требования

 

эксплуатации

 

в

 

российских

 

компаниях

;

 

создание

 

общих

 

типовых

 

решений

 

по

 

построению

 

архитектуры

 

цифровой

 

ПС

;

 

разработка

 

электронного

 

каталога

 

типовых

 

проектных

 

решений

 

для

 

проектирования

 

и

 

конфигурирования

 

оборудования

 

системы

 

защиты

управления

 

подстан

-

цией

 

на

 

основе

 

использования

 

наилучших

 

доступных

 

технологий

.

На

 

сегодняшний

 

день

 

работы

 

по

 

внедрению

 

стандар

-

та

 

МЭК

 61850 

для

 

систем

 

автоматизации

 

в

 

энергетике

 

давно

 

уже

 

перешли

 

в

 

практическую

 

плоскость

имеется

 

значительный

 

опыт

 

внедрений

 

систем

 

на

 

базе

 

стандарта

 

за

 

рубежом

 

и

 

некоторое

 

количество

 

внедрений

 

в

 

России

большинство

 

производителей

 

выпускают

 

оборудование

 

с

 

заявленной

 

поддержкой

 

стандарта

а

 

многие

 

заказчики

 

включают

 

в

 

свои

 

технические

 

требования

 

формулировки

 

о

 

безусловной

 

необходимости

 

или

 

о

 

предпочтительности

 

поддержки

 

стандарта

Рассмотрим

 

некоторые

 

проекты

 

ЦПС

которые

 

были

 

созданы

 

за

 

последние

 

несколько

 

лет

.

Одним

 

из

 

примеров

 

успешной

 

реализации

 

проекта

 

ЦПС

 

является

 

Нижегородская

 

ГЭС

В

 

рамках

 

НИОКР

 

по

 

реализации

 

проекта

 

цифровой

 

станции

 

в

 

ПАО

 «

РусГидро

» 

в

 2013 

году

 

на

 

Нижегородской

 

ГЭС

 

был

 

создан

 

опытный

 

полигон

 

ЦПС

 

на

 

одиночном

 

блоке

  «

генератор

 — 

транс

-

форматор

» 

 6 

с

 

выключателем

 

по

 

высокой

 

стороне

 

трансформатора

 

с

 

применением

 

устройств

использую

-

щих

 

обмен

 

информацией

 

по

 

МЭК

 61850.

Для

 

реализации

 

проекта

 

было

 

выбрано

 

оборудование

 

отечественных

 

производителей

оптические

 

трансформа

-

торы

 

тока

 

и

 

электронные

 

трансформаторы

 

напряжения

 

производства

 

ЗАО

  «

Профотек

», 

релейная

 

защита

 

блока

 

«

генератор

 — 

трансформатор

» 

производства

 

ООО

 «

НПП

 

ЭКРА

», 

контроллер

 

присоединения

устройство

 

сопря

-

жения

 

с

 

объектом

 

и

 

система

 

автоматического

 

управле

-

ния

 

и

 

контроля

 

цифрового

 

оборудования

 

производства

 

ООО

 «

ЭнергопромАвтоматизация

», 

счетчик

 

электроэнер

-

гии

 ARIS 

производства

 

ООО

 «

Прософт

-

Системы

». 

Кроме

 

того

в

 

систему

 

интегрирован

 

шкаф

 

защит

 

блока

 

произ

-

водства

 

ЗАО

 «

ВНИИР

», 

выполненный

 

на

 

базе

 

терминалов

 

АВВ

 «REG670». 

К

 

моменту

 

внедрения

 

пилотного

 

проекта

 

ЦПС

 

релей

-

ная

 

защита

 

и

 

автоматика

 

данного

 

блока

 

станции

 

уже

 

про

-

шла

 

модернизацию

 

и

 

была

 

выполнена

 

на

 

базе

 

традицион

-

ных

 

микропроцессорных

 

устройств

что

 

дало

 

возможность

 

проводить

 

сравнительный

 

анализ

 

работы

 

существующего

 

оборудования

 

и

 

внедряемого

 

решения

 

с

 

цифровыми

 

про

-

токолами

 

связи

.

Специально

 

для

 

установки

 

на

 

данном

 

полигоне

 

был

 

разработан

 

шкаф

 

РЗА

 

блока

 

 6 «

генератор

 — 

транс

-

форматор

» 

на

 

базе

 

линейки

 

терминалов

 

ТОР

 300 

для

 

цифровых

 

станций

 

и

 

подстанций

которые

 

обеспечива

-

ют

 

прием

 

цифровых

 

измерений

 

с

 

помощью

 SV-

потоков

 

МЭК

61850-9.2 LE 

по

 

шине

 

процесса

а

 

также

 

обмен

 

GOOSE-

сообщениями

 

и

 

выдачу

 

отчетов

 MMS 

по

 

станци

-

онной

 

шине

Были

 

выполнены

 

работы

 

по

 

монтажу

 

и

 

на

-

ладке

 

шкафа

Совместно

 

со

 

специалистами

 

ООО

 «

Энер

-

гопромавтоматизация

» 

и

 

производителями

 

других

 

устройств

 

РЗА

 

была

 

произведена

 

интеграция

 

шкафа

 

РЗА

 

в

 

состав

 

программно

-

технического

 

комплекса

 

цифрового

 

полигона

.

В

 

ходе

 

проведения

 

комплексных

 

работ

 

по

 

созданию

 

полигона

 

цифровых

 

систем

 

управления

 

и

 

релейной

 

за

-

щиты

 

ГЭС

 

возникло

 

множество

 

неопределенностей

Во

-

первых

сложности

 

вызвало

 

то

что

 

по

 

нерегламентиро

-

ванным

 

стандартом

 

МЭК

 61850 

вопросам

связанным

 

с

 

практической

 

реализацией

 

протоколов

 MMS, GOOSE, 

SV 

и

 

модели

 

данных

 

в

 

устройствах

производители

 

при

-


Page 4
background image

52

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(5), 

июнь

 2017

нимают

 

несогласованные

 

решения

что

 

препятствует

 

достижению

 

высокого

 

уровня

 

интеграции

 

между

 

устрой

-

ствами

 

цифрового

 

объекта

заявленного

 

основной

 

целью

 

стандарта

Также

 

возникла

 

проблема

 

обеспечения

 

орга

-

низации

 

надежной

 

работы

 

устройств

 

РЗА

в

 

силу

 

того

что

 

измерения

 

предаются

 

по

 

шине

 

процесса

которая

 

являет

-

ся

 

коммуникационной

 

сетью

 

на

 

базе

 

протокола

 Ethernet 

с

 

пропускной

 

способностью

 100 

Мбит

/

с

К

 

примеру

поток

 

мгновенных

 

значений

 (SV-

поток

 80 

выборок

/

период

со

-

ответствует

 5–6 

Мбит

 

и

 

может

 

вызывать

 

задержки

 

в

 

до

-

ставке

 

пакетов

 

данных

не

 

исключая

 

их

 

потери

Соответ

-

ственно

 

построение

 

шины

 

процесса

 

без

 

использования

 

технологии

 VLAN 

приводит

 

к

 

избыточной

 

нагрузке

 

на

 

порты

 

всех

 

устройств

Еще

 

одна

 

неопределенность

 — 

это

 

ремонтопригодность

 

оптических

 

кабелей

Так

 

как

 

используется

 

специфическая

 

сварка

 

при

 

подключении

 

к

 

электронным

 

блокам

 

оптических

 

ТТ

принцип

 

измерения

 

которых

 

построен

 

на

 

измерении

 

угла

 

между

 

двумя

 

све

-

товыми

 

волнами

то

 

использование

 

любых

 

коммутаци

-

онных

 

разъемов

 

приводит

 

к

 

внесению

 

дополнительных

 

погрешностей

вплоть

 

до

 

невозможности

 

определения

 

значений

 

угла

При

 

этом

 

существуют

 

решения

обеспечи

-

вающие

 

сегментацию

 

оптического

 

тракта

но

 

на

 

данный

 

момент

 

широкого

 

распространения

 

они

 

не

 

получили

Также

 

существуют

 

вопросы

 

и

 

относительно

 

проведения

 

технического

 

обслуживания

 

цифрового

 

оборудования

На

 

сегодняшний

 

день

 

оно

 

не

 

регламентировано

 

утвержден

-

ной

 

нормативно

-

технической

 

документацией

а

 

предпола

-

гаемое

 

сокращение

 

циклов

 

обслуживания

 

до

 6 

лет

 

приво

-

дит

 

к

 

увеличению

 

трудозатрат

 

со

 

стороны

 

собственников

 

энергообъектов

.

В

 

состав

 

рабочей

 

комиссии

участвующей

 

в

 

прове

-

дении

 

комплексных

 

испытаний

 

цифрового

 

ПАК

 

Ниже

-

городской

 

ГЭС

входили

 

специалисты

 

ПАО

  «

РусГидро

», 

ПАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

», 

АО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

и

 

производителей

 

обо

-

рудования

В

 

рамках

 

комплексных

 

испытаний

 

проводи

-

лись

 

опыты

 

трехфазных

 

и

 

однофазных

 

КЗ

 

на

 

выводах

 

генератора

 

и

 

на

 

стороне

 110 

кВ

 

трансформатора

 

блока

постановка

 

блока

 

на

 

холостой

 

ход

форсировка

 

возбуж

-

дения

 

генератора

включение

 

блока

 

в

 

сеть

 

и

 

работа

 

под

 

нагрузкой

а

 

также

 

имитация

 

разнообразных

 

видов

 

не

-

исправностей

 

элементов

 

цифровой

 

среды

а

 

именно

 

оп

-

тических

 

трансформаторов

 

тока

 

и

 

напряжения

сетевого

 

оборудования

 

и

 

оптических

 

линий

 

связи

 

шин

 

процесса

 

и

 

станционной

 

шины

системы

 

точного

 

времени

Прово

-

дилось

 

тестирование

 

устройств

 

РЗА

 

цифрового

 

полигона

 

с

 

использованием

 

РЕТОМ

-61850. 

В

 

результате

 

натурных

 

испытаний

 

комплекса

 

с

 5 

по

 7 

октября

 2015 

года

 

специ

-

алистами

 

были

 

обнаружены

 

отклонения

 

от

 

заданных

 

тех

-

нических

 

параметров

 

и

 

алгоритмов

 

работы

 

оборудования

,

такие

 

как

:

 

неправильное

 

срабатывание

 

цифровых

 

устройств

 

РЗА

 

при

 

потере

 

сигналов

 

синхронизации

 

электронных

 

блоков

 

оптического

 

трансформатора

 

тока

  (

ОТТ

и

 

электронные

 

трансформаторов

 

напряжения

;

 

возникновение

 

импульса

 

тока

 

амплитудой

 18 

кА

 

неизвестного

 

происхождения

зафиксированного

 

измерительными

 

устройствами

 

на

 

ТТ

 — 

гибкой

 

петле

имеющей

 

продолжительность

 

несколько

 

миллисе

-

кунд

Аналогичные

 

всплески

 

фиксировались

 

и

 

на

 

ОТТ

 

стационарного

 

исполнения

В

 

результате

 

данного

 

импульса

 

отработали

 

все

 

защиты

подключенные

 

к

 

данному

 

трансформатору

Терминалы

 

компании

 

НПП

  «

ЭКРА

» 

пик

 

не

 

зафиксировали

 

на

 

осцилло

-

граммах

при

 

этом

 

функционально

 

алгоритм

 

защиты

 

отработал

Причина

 

заключается

 

в

 

меньшей

 

частоте

 

дискретизации

 

информации

 

в

 

устройствах

;

 

при

 

испытаниях

 

наблюдались

 

искажения

 

в

 SV-

потоках

 

(

измерение

 

тока

 

и

 

напряжение

 

в

 

цифровом

 

формате

). 

Возникали

 

помехи

высокие

 

шумы

иногда

 

происходи

-

ла

 

потеря

 SV-

потоков

Данные

 

проблемы

 

не

 

нашли

 

своего

 

объяснения

 

в

 

ходе

 

опытной

 

эксплуатации

Все

 

искажения

 

были

 

зафиксированы

 

одновременно

 

с

 

нор

-

мальным

 

статусом

 

выполненных

 

измерений

 

режима

 

работы

несмотря

 

на

 

что

 

было

 

вызвано

 

ложное

 

дей

-

ствие

 

защит

 

на

 

отключение

 

при

 

отсутствии

 

аварии

 

в

 

сети

;

 

при

 

измерении

 

трехфазного

 

тока

 

был

 

зафиксирован

 

сдвиг

 

измерений

 

по

 

временной

 

шкале

Устройства

 

компаний

 «Alstom» 

и

 «ABB» 

принимали

 

данные

 

син

-

хронно

 

с

 

традиционным

 

регистратором

 

аварийных

 

событий

который

 

был

 

принят

 

за

 

эталон

 

фиксации

 

сиг

-

нала

При

 

этом

 

в

 

устройствах

 

компаний

 

НПП

 «

ЭКРА

» 

и

 

ИЦ

  «

Бреслер

» 

наблюдался

 

сдвиг

 

по

 

временной

 

шкале

 

от

 

эталона

 

на

 6 

миллисекунд

Сдвиг

 

был

 

связан

 

с

 

тем

что

 

была

 

задана

 

буферизация

 

измерительных

 

отсчетов

 

в

 

устройствах

 

в

 

пределах

 6 

миллисекунд

 

для

 

обеспечения

 

синхронности

 

измерений

 

ОТТ

ЭТН

 

с

 

аналоговым

 

блоком

 

измерений

 (MU), 

подключенным

 

к

 

трансформатору

 

напряжения

 13,8 

кВ

В

 

устройствах

 

«Alstom» 

и

 «ABB» 

измерения

 

от

 

аналогового

 MU 

не

 

используются

поэтому

 

буферизация

 

не

 

превышает

 

м

c;

 

непредсказуемая

 

работа

 

устройств

 

РЗА

 

на

 

отключен

-

ном

 

от

 

сети

 

блоке

 

в

 

результате

 

подачи

 

от

 

испытатель

-

ной

 

установки

 

в

 

шину

 

процесса

 

сигналов

аналогично

 

настроенных

 

ОТТ

 

и

 

ЭТН

при

 

этом

 

устройства

 

вос

-

принимали

 

измерения

 

от

 

ОТТ

 

с

 

нулевыми

 

значени

-

ями

 

и

 

с

 

периодичностью

 

в

 1 

сек

 

переключались

 

на

 

испытательную

 

установку

В

 

результате

 

происходили

 

срабатывания

 

РЗА

 

с

 

периодичностью

 1 

сек

Таким

 

образом

в

 

ходе

 

выполненных

 

натурных

 

испыта

-

ний

 

цифровой

 

подстанции

 

была

 

выявлена

 

необходимость

 

дальнейшего

 

совершенствования

 

механизмов

 

цифровых

 

защит

совершенствования

 

способов

 

их

 

наладки

 

и

 

испы

-

тания

 

на

 

действующих

 

объектах

Релейная

 

защита

 

и

 

автоматика


Page 5
background image

53

Наиболее

 

широко

 

стандарт

 IEC 61850 

для

 

целей

 

РЗА

 

применялся

 

на

 

ПС

  «

Воронежская

» 500 

кВ

 

МЭС

 

Центра

 

(

введена

 

в

 

строй

 

в

 2006–2007 

годах

). 

На

 

данной

 

под

-

станции

 

по

 

протоколу

 GOOSE-

коммуникации

 

на

 

интер

-

фейсе

 

оптического

 Ethernet 

передавались

 

следующие

сигналы

:

 

пуски

 

УРОВ

 

и

 

АПВ

запреты

 

АПВ

 

от

 

защит

 

в

 

термина

-

лы

 

АУВ

;

 

действие

 

УРОВ

разрешение

 

однофазного

 

отключе

-

ния

 

и

 

т

.

д

от

 

терминалов

 

АУВ

 

в

 

терминалы

 

защиты

;

 

положение

 

и

 

технологическая

 

сигнализация

 

выклю

-

чателей

разъединителей

 

и

 

ЗН

 

из

 

терминалов

 

сбора

 

информации

 

на

 

ОРУ

 

в

 

терминалы

 

АУВ

;

 

положение

 

коммутационных

 

аппаратов

 

между

 

смеж

-

ными

 

терминалами

 

АУВ

 

для

 

ОБР

;

 

команды

 

управления

 

разъединителями

 

и

 

ЗН

 

от

 

терми

-

налов

 

АУВ

 

в

 

выносные

 

терминалы

 

сбора

 

информации

 

на

 

ОРУ

.

Таким

 

образом

большая

 

часть

 

обмена

 

дискретными

 

сигналами

 

между

 

устройствами

 

РЗА

 

была

 

выполнена

 

на

 

протоколе

 GOOSE-

коммуникации

 

стандарта

 IEC 61850. 

Контрольным

 

кабелем

 

была

 

выполнена

 

только

 

передача

 

команд

 

управления

 

от

 

терминалов

 

АУВ

 

и

 

защит

 

на

 

при

-

воды

 

выключателей

Также

 

контрольными

 

кабелями

 

была

 

выполнена

 

передача

 

информации

 

о

 

положении

 

коммута

-

ционных

 

аппаратов

 (

КА

и

 

технологическая

 

сигнализация

 

КА

 

до

 

выносных

 

терминалов

 

управления

 

и

 

сбора

 

инфор

-

мации

 

на

 

ОРУ

.

Следующим

 

крупным

 

объектом

 

с

 

широким

 

приме

-

нением

 GOOSE-

коммуникации

 

для

 

целей

 

РЗА

 

стала

 

ПС

 

500 

кВ

  «

Бескудниково

» 

МЭС

 

Центра

  (

введена

 

в

 

строй

в

 2008–2010 

годах

), 

однако

объем

 

сигналов

передава

-

емый

 

по

 

цифровым

 

связям

 

на

 

этом

 

объекте

был

 

суще

-

ственно

 

сокращен

.

По

 GOOSE-

коммуникации

 

на

 

ПС

  «

Бескудниково

» 

передавались

 

сигналы

 

пуска

 

УРОВ

 

и

 

АПВ

запреты

 

АПВ

а

 

также

 

сигналы

 

положения

 

коммутационных

 

аппаратов

 

для

 

организации

 

ОБР

Сигналы

 

действия

 

УРОВ

разреше

-

ния

 

однофазного

 

отключения

 

и

 

прочие

 

сигналы

 

РЗА

 

пере

-

давались

 

контрольным

 

кабелем

.

На

 

ПС

 750 

кВ

 «

Грибово

» — 

одной

 

из

 

последних

 

круп

-

ных

 

подстанций

 

МЭС

 

Центра

введенной

 

в

 

строй

 

в

 2010–

2011 

годах

протокол

 GOOSE-

коммуникации

 

стандарта

 

IEC 61850 

используется

 

только

 

для

 

передачи

 

сигналов

 

за

-

прета

 

АПВ

 

из

 

терминалов

 

защит

 

в

 

терминалы

 

АУВ

 

и

 

сиг

-

налов

 

положения

 

КА

 

между

 

терминалами

 

смежных

 

ячеек

 

для

 

ОБР

.

Очевидна

 

тенденция

 

по

 

сокращению

 

использования

 

стандарта

 IEC 61850 

для

 

целей

 

передачи

 

дискретных

 

сиг

-

налов

 

РЗА

Данная

 

тенденция

 

обусловлена

 

тем

что

 

наряду

 

с

 

безусловными

 

достоинствами

при

 

применении

 

протоко

-

ла

 GOOSE-

коммуникации

 

стандарта

 IEC 61850 

для

 

обмена

 

сигналами

 

РЗА

 

выявился

 

также

 

ряд

 

недостатков

.

Преимущества

 

при

 

применении

 

стандарта

 IEC 61850 

для

 

обмена

 

дискретными

 

сигналами

 

РЗА

выявленные

 

в

 

результате

 

испытании

 

ряда

 

энергообъектов

:

 

сокращение

 

объема

 

контрольного

 

кабеля

;

 

возможность

 

использование

 

МП

-

терминалов

 

РЗА

 

с

 

меньшим

 

количеством

 

входов

/

выходов

 

и

следова

-

тельно

удешевлению

 

ПТК

 

РЗА

;

 

возможность

 

контролировать

 

исправность

 

коммуни

-

каций

 

между

 

МП

-

терминалами

 

РЗА

 

при

 

помощи

 

так

 

называемой

 

процедуры

 «

достоверизации

»;

 

исключение

 

влияния

  «

земли

» 

в

 

цепях

 

оперативного

 

тока

 

на

 

обмен

 

сигналами

 

между

 

МП

-

терминалами

 

РЗА

;

 

возможность

 

организации

 

любых