Цифровой КРУН на базе ПТК TOPAZ iSAS

Page 1

Page 2

ОБОРУДОВАНИЕ

Цифровой КРУН
на базе ПТК TOPAZ iSAS

Арцишевский

к.т.н. доцент каф. РЗиАЭ ФГБОУ «НИУ МЭИ»

Муслухов

руководитель проектов ООО «ПиЭлСи Технолоджи»

огда речь заходит об инновациях, вспоми-

наются университетские лекции по Иннова-

ционному менеджменту. Молодой немецкий

аспирант деловито оглядывал собравших-

ся, выдерживал паузу и многозначительно начинал:

«Что такое инновации? Давайте разбираться…»

За отведенные методическим планом восемнадцать

занятий этот вопрос не дал себя раскрыть, но позже

ответ нашелся сам собой и оказался довольно про-

стым: «Инновационный продукт всегда становится

новым образцом на рынке».

Что такое цифровая подстанция? Ответ тоже не

должен быть очень сложным, его подсказывает здра-

вый смысл. Ничего цифрового в первичной цепи быть

не может, а все что может, должно быть во вторичных:

цепях защиты, телеизмерения, телеуправления…

Однако два этих интуитивно понятных вопроса,

объединенные в один, уже дают пространство для

рассуждений. Является ли цифровая подстанция

(или в нашем случае цифровой КРУН), чем-то инно-

вационным? Давайте разбираться.

Для стройности изложения лучше воспользовать-

ся форматом белой книги и для начала определить

недостатки традиционного подхода к телемеханиза-

ции энергообъектов, а затем понять, может ли «циф-

ровая подстанция» от них избавить:

1. Параллельная реализация функций РЗА, АСКУЭ

и ТМ ведет к значительному удорожанию объек-

та. Естественно, это касается и стоимости обо-

рудования, а также монтажных и пуско-наладоч-

ных работ.

2. Ряд современных функций ТМ невозможно реа-

лизовать без внедрения стандарта МЭК 61850.

3. Смонтированная система ТМ плохо поддается

расширению и почти совсем не поддается по-

вторной инсталляции в случае замены первично-

го оборудования.

Рис

. 1. TOPAZ iSAS

составе

)TOPAZ AMU;

) TOPAZ DMU;

) TOPAZ MX 681

б)

а)

в)

Функциональные особенности
TOPAZ iSAS для КРУН:

•

функции РЗА: МТЗ, ДЗ, АУВ, ТО и др.;

•

8 каналов аналогового измерения тока

и напряжения

•

поддержка МЭК 61850-9-2,

МЭК 61850-8-1 (GOOSE, MMS)

•

контроль дискретных входов и управ ление

контактами выключателя

4. Системы РЗА и ТМ требуют дорогостоящего об-

служивания, с обязательным выездом бригады

оперативного персонала на подстанцию для лю-

бой операции.

Говоря о первой проблеме, стоит сразу же начать

с главного, то есть с оборудования. Техника всегда

стремится к универсализации, и рассматриваемый

нами случай не исключение. Использование инду-

стриальных универсальных контроллеров с опера-

ционной системой общего назначения, в которых

функции вторичного оборудования подстанции реа-

лизуются с помощью встроенных программных при-

ложений, позволяет значительно сократить суммар-

ные затраты на оборудование подстанции. Яркий

пример подобной системы — это программно-техни-

ческий комплекс TOPAZ iSAS, разработанный и про-

изводимый компанией ООО «ПиЭлСи Технолоджи».

ПТК TOPAZ iSAS позволяет реализовать на подстан-

ции следующие алгоритмы защиты и управления:

– РЗА подстанционного оборудования 6–35 кВ;

– управление присоединениями 6–220 кВ;

– МИП (измерение электрических параметров);

– регистрация аварийных событий;

– измерение, регистрация, контроль ПКЭ;

– учет электроэнергии.

Монтажные и пусконаладочные работы при подоб-

ном подходе значительно упрощаются. Сокращается

количество монтируемых кабельных соединений.

По некоторым данным, количество монтируемого ка-

беля сокращается до 80 процентов.

Внедрение на объектах распределительных се-

тей цифровых устройств, поддерживающих стандарт

МЭК 61850, позволяет: во-первых, сделать возможны-

ми полную совместимость и корректную работу обо-

рудования различных производителей, а во-вторых,

обеспечить реализацию современных функций Smart

Grid. В частности, функцию FLISR или, другими слова-

ми, функцию определения и изоляции поврежденного

участка сети, а также восстановления электроснаб-

Page 3

Опция индикации

•

токов нагрузки

• напряжения
• мощности
• аварии
• срабатывания защит

Индикационная панель
(опция) может быть
врезана в дверь или
установлена на DIN-рейке
в низковольтном отсеке

жения. Ввиду ее важности на ней стоит остано-

виться по дробнее. Данная функция делает воз-

можным определение поврежденного сегмента

сети в режимах коротких замыканий, однофаз-

ных замыканиях на землю в сетях с изолиро-

ванной нейтралью и неполнофазных режимах.

По своей природе она является распределен-

ной и выполняется устройствами, расположен-

ными по концам линий электропередачи.

При коротком замыкании в сети протекают

сверхтоки, значительно превышающие токи

нагрузки и протекающие по пути от источника

напряжения к месту замыкания. В сети с одно-

сторонним питанием поврежденный сегмент

сети определяется методом фиксации протекания

токов короткого замыкания в начале и конце контро-

лируемого участка сети. В начале сегмента, в кото-

ром произошло повреждение, контроллером будет

зафиксировано протекание токов короткого замыка-

ния, а в конце этого сегмента токи аварийного режи-

ма будут отсутствовать. Поврежденный участок таким

образом будет находиться между первым контролле-

ром, зафиксировавшим аварийный режим, и вторым,

не зафиксировавшим неисправности в линии.

Однофазное замыкание на землю в сетях с изо-

лированной нейтралью, в свою очередь, опреде-

ляется на основе факта протекания тока нулевой

последовательности. Суммарный ток нулевой после-

довательности будет протекать от шин подстанции

до точки замыкания. В начале сегмента, в котором

произошло повреждение, будет зафиксировано про-

текание суммарного тока нулевой последовательно-

сти неповрежденных присоединений, а в конце этого

участка будет протекать лишь часть собственного

тока нулевой последовательности, величина которо-

го обусловлена соотношением емкостей участков до

и после точки замыкания. Таким образом, в начале

сегмента, в котором произошло повреждение, кон-

троллером будет зафиксировано протекание токов

нулевой последовательности, а в конце этого сег-

мента токи аварийного режима будут отсутствовать.

В обоих случаях устройства, установленные на

концах контролируемого участка сети, попарно об-

мениваются GOOSE-сообщениями в соответствии

со стандартом МЭК 61850.

Один из неочевидных, но важных плюсов циф-

ровой подстанции также состоит в том, что данная

система является легко модернизируемой и расши-

ряемой. При вводе в эксплуатацию нового присо-

единения на существующем энергообъекте устанав-

ливаемые дополнительные устройства сопряжения

с шиной процесса AMU и DMU легко интегрируются

в существующую цифровую систему. Под словом

«легко» здесь понимается и более простой монтаж по

сравнению с привычными модулями телемеханики,

и простота конфигурирования устройств. Это также

применимо и для КРУН в случае установки дополни-

тельного КРУН рядом с уже телемеханизированным.

Как уже было упомянуто ранее, ПТК TOPAZ iSAS

позволяет заменить устройства РЗА на объектах

распределительной сети, в частности он может вы-

полнять:

– МТЗ с ускорением при отключении;

– токовую отсечку;

– дуговую защиту;

– контроль обрыва фазы;

– осциллографирование.

При этом использование комплекса TOPAZ по

сравнению с традиционной системой релейной за-

щиты, помимо исчерпывающего и свободно конфи-

гурируемого набора функций, дает также преимуще-

ство в удобстве обслуживания. К примеру, простая

операция по изменению уставок срабатывания тер-

минала РЗА, которая всегда требовала выезда опе-

ративной бригады на подстанцию, в случае с ПТК

TOPAZ может быть выполнена удаленно.

Возвращаясь к поставленному пару абзацев на-

зад вопросу: «является ли цифровая подстанция

настоящей инновацией в энергетике?» На него без

сомнения можно ответить утвердительно, так как

описанные ранее задачи цифровизации и их реали-

зация в виде законченного программно-технического

комплекса TOPAZ бесспорно являются образцом, ко-

торый с большой долей вероятности будет копиро-

ваться другими производителями.

В 2017 году ООО «ПиЭлСи Технолоджи» и кафе-

дра «Релейная защита и автоматизация энергоси-

стем» Московского энергетического института за-

ключили соглашение об обмене научно-технической

информацией путем предоставления элементов ПТК

TOPAZ для апробации алгоритмов и технологий, раз-

рабатываемых НИУ «МЭИ». «ПиЭлСи Технолоджи»,

на базе лаборатории МЭИ провело испытания ком-

плекса автоматического восстановления энергос-

набжения FLISR собственной разработки. Испыта-

ния ПТК проводились на моделирующем комплексе

RTDS. В результате испытаний комплекс ПТК FLISR

рекомендован для включения в опытную эксплуата-

цию в реальной электрической сети. ООО «ПиЭлСи

Технолоджи» совместно с сотрудниками университе-

та МЭИ планируют подготовку совместных заявок для

участия в конкурсе на выполнение НИОКР, создание

научно-учебных стендов и учебных пособий для сту-

дентов, совместное патентование разработок.

www.tpz.ru [email protected] +7 (495) 139-04-05

Рис

. 2.

Блок

индикации

№

2 (53) 2019

Оригинал статьи: Цифровой КРУН на базе ПТК TOPAZ iSAS

Читать онлайн

Что такое цифровая подстанция? Ответ не должен быть очень сложным, его подсказывает здравый смысл. Ничего цифрового в первичной цепи быть не может, а все что может, должно быть во вторичных: цепях защиты, телеизмерения, телеуправления… Однако два этих интуитивно понятных вопроса, объединенные в один, уже дают пространство для рассуждений. Является ли цифровая подстанция (или в нашем случае цифровой КРУН), чем-то инновационным? Давайте разбираться.