Автоматизированная система диагностического мониторинга оборудования подстанции

Page 1
background image

Page 2
background image

СЕТИ  РОССИИ

106

Цифровая подстанция

Сергей ГОРЕНКОВ,  руководитель технического центра подразделения 

«Автоматизация в энергетике» ООО «Сименс»

Анатолий ПРЕМИНИН,  ведущий специалист технического центра 

подразделения «Автоматизация в энергетике» ООО «Сименс»

р

е

л

е

й

н

а

я

 з

а

щ

и

т

а

 и

 а

в

т

о

м

а

т

и

к

а

релейная защит

а и автома

тика

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

электроэнергети

-

ке

 

все

 

более

 

активно

 

обсуждаются

 

вопросы

 

создания

 

цифровой

 

под

-

станции

  (

ЦП

), 

иностранные

 

и

 

отече

-

ственные

 

компании

 

предлагают

 

рынку

 

пере

-

довые

 

микропроцессорные

  (

МП

устройства

поддерживающие

 

новые

 

коммуникационные

 

возможности

но

как

 

представляется

 

авторам

единого

 

понимания

 

технологии

 

ЦП

 

среди

 

спе

-

циалистов

 

не

 

наблюдается

.

Наиболее

 

распространенным

 

пониманием

 

технологии

 

ЦП

 

является

 

передача

 

сигналов

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

  (

РЗА

меж

-

ду

 

МП

-

устройствами

 

по

 

цифровым

 

каналам

 

связи

 — 

так

 

называемый

 

сервис

 GOOSE-

коммуникации

Более

 

продвинутые

 

в

 

этом

 

вопросе

 

специалисты

 

под

 

технологией

 

ЦП

 

понимают

 

возможность

 

передачи

 

значений

 

выборок

 

тока

 

и

 

напряжения

 

и

 

сигналов

 

управ

-

ления

 

первичным

 

оборудованием

 

по

 

цифро

-

вой

 

шине

 

процесса

 

согласно

 

части

 9-2 

стан

-

дарта

 

МЭК

 61850.

В

 

действительности

 

такое

 

понимание

 

тех

-

нологии

 

ЦП

 

является

 

неполным

 

и

 

не

 

раскры

-

вает

 

всех

 

возможностей

которые

 

может

 

дать

 

эта

 

технология

 

будущего

основы

 

которой

 

были

 

заложены

 

еще

 

в

 2004 

году

 

с

 

появлени

-

ем

 

стандарта

 

МЭК

 61850. 

Этот

 

стандарт

осно

-

ванный

 

на

 

широко

 

распространенной

 

во

 

всем

 

мире

 

коммуникационной

 

технологии

 Ethernet, 

глубоко

 

и

 

системно

 

решает

 

вопрос

 

создания

 

комплекса

 

РЗА

-

объекта

 

в

 

цифровом

 

формате

определив

 

принципиальные

 

основы

 

такой

 

ре

-

ализации

:

• 

весь

 

функционал

 

РЗА

 

разделен

 

на

 

единич

-

ные

 

стандартные

 

функции

 — 

логические

 

узлы

получившие

 

в

 

стандарте

 

МЭК

 61850 

уникальные

 

обозначения

 

и

 

определенные

 

назначения

Логические

 

узлы

 

являются

 

стандартными

 

вне

 

зависимости

 

от

 

произ

-

водителя

 

и

 

понятными

 

всем

 

специалистам

 

функциями

на

 

которых

 

строится

 

цифровая

 

РЗА

-

объекта

;

• 

для

 

каждого

 

логического

 

узла

 (

стандартной

 

функции

МЭК

 61850 

определил

 

входные

 

и

 

выходные

 

сигналы

 

коммуникации

 

с

 

дру

-

гими

 

логическими

 

узлами

необходимые

 

как

 

для

 

работы

 

алгоритмов

 

самого

 

логическо

-

го

 

узла

так

 

и

 

для

 

функционирования

 

всего

 

цифрового

 

комплекса

 

РЗА

;

• 

сигналы

 

коммуникации

 

логических

 

узлов

,

точнее

структуры

 

данных

 

каждого

 

типа

 

сигнала

также

 

были

 

стандартизованы

в

 

МЭК

 61850 

в

 

виде

 

объектов

 

данных

.

Объект

 

данных

 — 

это

 

единичный

 

стандарт

-

ный

 

сигнал

 

вне

 

зависимости

 

от

 

производи

-

теля

которым

 

обмениваются

 

логические

 

узлы

 

вне

 

зависимости

 

от

 

того

находятся

 

они

 

в

 

одном

 

МП

-

устройстве

 

или

 

в

 

разных

 

МП

-

устройствах

 

разных

 

производителей

;

• 

стандарт

 

МЭК

 61850 

определил

 

целый

 

ряд

 

принципов

 

и

 

правил

 

взаимодействия

 

между

 

логическими

 

узлами

 

на

 

основе

 

объектов

 

данных

 

и

 

определил

 

конкретные

 

требова

-

ния

 

к

 

параметрам

 

коммуникации

 

между

 

логическими

 

узлами

Принципы

 

и

 

правила

 

взаимодействия

 

между

 

логическими

 

узлами

 

(

сервисы

позволяют

 

реализовывать

 

полно

-

ценные

 

функции

 

РЗА

 

на

 

основе

 

логических

 

узлов

а

 

требования

 

к

 

параметрам

 

коммуни

-

кации

 

обеспечивают

 

работу

 

этих

 

функций

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

вне

 

зависи

-

мости

 

от

 

того

реализована

 

полноценная

 

функция

 

в

 

одном

 

МП

-

устройстве

  (

традици

-

онный

 

подход

или

 

она

 

является

 

распреде

-

ленной

 

в

 

нескольких

 

МП

-

устройствах

в

 

ко

-

торых

 

функционируют

 

соответствующие

 

логические

 

узлы

Ключевым

 

требованием

 

к

 

коммуникации

 

между

 

логическими

 

узлами

 

является

 

требование

 

поддержки

 

и

 

обработ

-

ки

 

атрибутов

 

качества

 

сигнала

Обработка

 

атрибутов

 

качества

 

сигнала

 

необходима

 

как

 

для

 

нормального

 

рабочего

 

процесса

так

 

и

 

для

 

целей

 

технического

 

обслужива

-

ния

Такая

 

обработка

 

особенно

 

актуальна

когда

 

логические

 

узлы

 

находятся

 

в

 

разных

 

МП

-

устройствах

.

Основываясь

 

на

 

перечисленных

 

положе

-

ниях

 

стандарта

 

МЭК

 61850, 

под

 

технологией

 

ЦП

 

следует

 

понимать

 

комплекс

 

РЗА

-

объекта

выполненный

 

в

 

цифровом

 

формате

 

на

 

осно

-

ве

 

стандартных

 

логических

 

узлов

взаимо

-

действующих

 

между

 

собой

 

с

 

помощью

 

стан

-

дартных

 

сигналов

  (

объектов

 

данных

вне

 


Page 3
background image

107

держкой

 

технологий

 

резервирования

для

 

прямого

 

обмена

 

данными

 

защиты

 

и

 

для

 

отдельной

 

передачи

 

информации

 

мониторинга

 

и

 

контроля

 

для

 

целей

 

уда

-

ленного

 

технического

 

обслуживания

.

Принимая

 

во

 

внимание

 

описанную

 

выше

 

техно

-

логию

 

ЦП

 

уместно

 

отметить

что

 

ЦП

 

может

 

быть

 

создана

 

уже

 

не

 

на

 

МП

-

устройствах

 

или

 

термина

-

лах

 

в

 

их

 

классическом

 

понимании

а

 

на

 

гибкой

мо

-

дульной

многофункциональной

 

и

 

универсальной

 

аппаратной

 

платформе

Именно

 

такой

 

платформой

 

является

 SIPROTEC 5 — 

принципиально

 

новый

 

продукт

 

компании

 «

Сименс

», 

внутренняя

 

архитекту

-

ра

 

которого

 

изначально

 

разработана

 

в

 

соответствии

 

со

 

стандартом

 

МЭК

 61850 

и

 

требованиями

 

инфор

-

мационной

 

безопасности

.

Благодаря

 

модульному

 

аппаратному

 

обеспече

-

нию

огромным

 

коммуникационным

 

возможностям

гибкому

 

назначению

 

набора

 

функций

  (

логических

 

узлов

), 

возможности

 

добавления

 

пользовательских

 

объектов

 

данных

 

и

 

свободно

-

программируемой

 

ло

-

гике

 

платформы

 SIPROTEC 5 

уже

 

сейчас

 

компания

 

«

Сименс

» 

может

 

предложить

 

реализацию

 

ЦП

 

с

 

раз

-

мещением

 

функций

 

РЗА

управления

мониторин

-

га

оперативной

 

блокировки

 

и

 

измерений

 

в

 

одном

 

устройстве

Это

 

решение

 

позволяет

 

разгрузить

 

сети

 

GOOSE-

коммуникации

 

и

 

сделать

 

шаг

 

навстречу

 

полностью

 

цифровым

 

подстанциям

Перечислен

-

ные

 

функции

 

также

 

могут

 

быть

 

размещены

 

в

 

раз

-

ных

 

устройствах

 

с

 

сохранением

 

принципов

 

взаи

-

модействия

 

логических

 

узлов

 

и

 

с

 

использованием

 

GOOSE-

коммуникации

.

В

 

комплекте

 

с

 

устройством

 

сопряжения

 6MU 

мо

-

дульная

 

платформа

 SIPROTEC 5 

позволяет

 

реализо

-

вать

 

ЦП

 

не

 

только

 

с

 

сервисом

 GOOSE-

коммуникации

но

 

и

 

с

 

применением

 

технологии

 

шины

 

процесса

Это

 

существенно

 

упрощает

 

традиционную

 

аппаратную

 

часть

 

устройств

 

уровня

 

присоединения

но

 

не

 

из

-

меняет

 

их

 

функционального

 

назначения

Благода

-

ря

 

модульной

 

аппаратной

 

платформе

 SIPROTEC 5 

и

 

информационной

 

модели

 

функций

 

в

 

соответствии

 

с

 

МЭК

 61850 

в

 

эксплуатации

 

возможен

 

переход

 

от

 

первого

 

варианта

 

ко

 

второму

 

без

 

изменения

 

функций

 

уровня

 

присоединения

.  

Р

ООО

 «

Сименс

»

Департамент

 «

Управление

 

электроэнергией

»

Подразделение

 «

Автоматизация

 

в

 

энергетике

»

www.siemens.ru/smart-grid

smart-grid.ru@siemens.com

зависимости

 

от

 

того

находятся

 

взаимодейству

-

ющие

 

узлы

 

в

 

одном

 

МП

-

устройстве

 

или

 

в

 

разных

 

МП

-

устройствах

 

разных

 

производителей

.

Ключевым

 

требованием

 

технологии

 

ЦП

 

к

 

произ

-

водителям

 

МП

-

устройств

 

является

 

построение

 

вну

-

тренней

 

архитектуры

 

МП

-

устройства

 

в

 

соответствии

 

со

 

стандартом

 

МЭК

 61850. 

Внутренняя

 

архитектура

 

МП

-

устройства

 

должна

 

быть

 

ясно

 

представлена

 

пользователю

 

в

 

виде

 

модели

 

данных

 (

совокупности

 

логических

 

узлов

 

со

 

стандартными

 

обозначениями

и

 

давать

 

пользователю

 

возможность

 

работы

 

вну

-

три

 

МП

-

устройства

 

со

 

стандартными

 

типами

 

сиг

-

налов

 — 

объектами

 

данных

 

по

 

МЭК

 61850, 

в

 

том

 

числе

 

свободно

 

добавлять

 

их

 

в

 

модель

 

данных

 

для

 

реализации

 

пользовательских

 

задач

.

ЦП

 

не

 

может

 

быть

 

реализована

 

на

 

МП

-

устройствах

поддерживающих

 

только

 

коммуни

-

кационные

 

возможности

 

стандарта

 

МЭК

 61850, 

поскольку

 

обработка

 

атрибутов

 

качества

 

прини

-

маемых

 

сигналов

 

и

 

их

 

стандартных

 

информаци

-

онных

 

структур

 

должна

 

осуществляться

 

не

 

только

 

в

 

точке

 

приема

но

 

и

 

во

 

внутренней

 

архитектуре

 

МП

-

устройства

 

стандартными

 

логическими

 

узлами

К

 

тому

 

же

 

такие

 

МП

-

устройства

 

не

 

способны

 

обе

-

спечить

 

прямую

 

коммуникацию

 

со

 

стандартными

 

логическими

 

узлами

 

МП

-

устройств

 

других

 

произво

-

дителей

 

в

 

соответствии

 

со

 

стандартом

 

МЭК

 61850.

Хорошо

 

известная

 

и

 

отработанная

 

техноло

-

гия

 GOOSE-

коммуникации

 

уже

 

позволяет

 

реали

-

зовать

 

ЦП

 

в

 

описанном

 

контексте

 

с

 

размещением

 

логических

 

узлов

 

уровня

 

присоединения

 

в

 

разных

 

МП

-

устройствах

но

 

логические

 

узлы

 

полевого

 

уров

-

ня

 

по

-

прежнему

 

остаются

 

в

 

МП

-

устройствах

 

защиты

 

и

 

автоматики

Постепенно

 

внедряющаяся

 

техноло

-

гия

 

шины

 

процесса

 

позволит

 

вынести

 

логические

 

узлы

 

полевого

 

уровня

 

из

 

МП

-

устройств

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

в

 

МП

-

устройства

 

полевого

 

уровня

 — 

устройства

 

сопряжения

.

Здесь

 

важно

 

подчеркнуть

что

 

ЦП

 — 

это

 

цифро

-

вой

 

комплекс

 

РЗА

информационная

 

модель

 

или

 

архитектура

 

которого

 

построена

 

на

 

стандартных

 

и

 

явно

 

выраженных

 

для

 

пользователя

 

элементах

логических

 

узлах

объектах

 

данных

моделей

 

и

 

сер

-

висов

При

 

этом

 

современные

 

коммуникационные

 

технологии

 

являются

 

вспомогательным

 

инструмен

-

том

 

создания

 

гибкой

 

и

 

удобной

 

аппаратной

 

основы

 

(

набор

 

МП

-

устройств

 

защиты

 

и

 

автоматики

устрой

-

ства

 

сопряжения

коммуникационное

 

оборудование

линии

 

связи

 

и

 

их

 

расположение

 

на

 

объекте

цифро

-

вого

 

комплекса

 

РЗА

реали

-

зованного

 

в

 

соответствии

 

со

 

стандартом

 

МЭК

 61850. 

Залогом

 

успеха

 

реализа

-

ции

 

аппаратной

 

основы

 

будущих

 

ЦП

 

является

 

под

-

держка

 

МП

-

устройствами

 

широкого

 

спектра

 

комму

-

никационных

 

интерфейсов

 

и

 

протоколов

которые

 

ис

-

пользуются

 

для

 

интеграции

 

в

 

шины

 

процесса

 

и

 

станци

-

онную

 

шину

 

объекта

 

с

 

под

-

 2 (35) 2016


Читать онлайн

Работа посвящена разработке общих технических требований к автоматизированным системам диагностического мониторинга (АСДМ) оборудования подстанций (ПС) электрических сетей классов напряжения 110 кВ и выше. Настоящая статья является продолжением статьи «Автоматизированная система мониторинга и диагностики оборудования подстанции. Часть 1. Общие технические требования» (№ 1(28)), в которой основное внимание уделено вопросам разработки типовых технических решений АСДМ оборудования ПС.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»