Цифровой КРУН на базе ПТК TOPAZ iSAS

Page 1
background image

Page 2
background image

82

ОБОРУДОВАНИЕ

Цифровой КРУН
на базе ПТК TOPAZ iSAS

Арцишевский

 

Я

.

Л

., 

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

Муслухов

 

М

.

Р

., 

руководитель проектов ООО «ПиЭлСи Технолоджи»

К

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 

в

 

составе

:

а

)TOPAZ AMU; 

б

) TOPAZ DMU; 

в

) 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
background image

83

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.  

Р

www.tpz.ru    sales@tpz.ru    +7 (495) 139-04-05

Рис

. 2. 

Блок

 

индикации

 2 (53) 2019


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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»