Комплексная автоматизация сетей 20 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

80

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

80

э

л

е

к

т

р

и

ч

е

с

к

и

е

 с

е

т

и

 2

0

 к

В

электрические сети 20 кВ

К

омплексная

 

система

 

автоматизации

 

се

-

тей

 

предназначена

 

для

 

автоматизации

 

процессов

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

технологического

 

управления

 

процес

-

сами

 

функционирования

 

и

 

эксплуатационного

 

обслуживания

 

электрических

 

сетей

 220/20/10/

0,4 

кВ

Представляет

 

собой

 

большую

 

распреде

-

лённую

 

многоуровневую

 

информационную

 

си

-

стему

включающую

 

в

 

себя

 

десятки

 

ДП

 

и

 

тысячи

  

объектов

 

автоматизации

 (

ТП

РП

), 

обрабатыва

-

ет

 

тысячи

 

и

 

даже

 

миллионы

 

сигналов

 (

рис

. 1).

Комплексная

 

система

 

автоматизации

 

сетей

 

включает

 

в

 

себя

 

следующие

 

уровни

 

и

 

подсисте

-

мы

:

 

уровни

:

• 

УСО

;

• 

контроллеров

 

объектов

• 

коммуникационных

 

серверов

• 

серверов

 

хранения

 

данных

;

• 

АРМ

;

 

подсистемы

:

• 

автоматизированная

 

система

 

технологи

-

ческого

 

управления

 (

АСТУ

);

• 

подсистема

 

обмена

 

информацией

 

со

 

смежными

 

энергосистемами

• 

транспортная

 

система

 

передачи

 

данных

• 

система

 

цифровых

 

устройств

 

релейной

 

защиты

;

• 

телемеханика

 

электросооружений

 20 

(10)/0,4 

кВ

• 

система

 

регистрации

 

аварийных

 

событий

 

и

 

процессов

;

• 

система

 

контроля

 

качества

 

электроэнер

-

гии

;

• 

система

 

автоматизированного

 

учёта

 

элек

-

троэнергии

;

• 

и

 

др

.

ОСОБЕННОСТИ

 

ЭФФЕКТИВНОГО

 

СТРОИТЕЛЬСТВА

 

И

 

ЭКСПЛУАТАЦИИ

Комплексная

 

система

 

автоматизации

 

сетей

 

— 

классический

 

пример

 

системы

 

с

 «

обратным

» 

экономическим

 

эффектом

Основной

 

экономи

-

ческий

 

эффект

 

от

 

внедрения

 

системы

 

заключа

-

ется

 

не

 

в

 

том

что

 

электросетевая

 

компания

 

по

-

высит

 

доходы

 

в

 

результате

  

внедрения

 

системы

 

Комплексная 

автоматизация сетей 20 кВ

Андрей КУЗИН,

 ассистент кафедры РЗиАЭc, НИУ «МЭИ»

Рис

. 1. 

Структурная

 

схема

 

АСТУ

 220/20/10/0,4 

кВ


Page 3
background image

81

 4 (31) 2015

81

комплексной

 

автоматизации

 

сети

а

 

в

 

том

что

 

она

 

снизит

 

затраты

 

на

 

текущую

 

эксплуатацию

 

и

 

устране

-

ние

 

последствий

 

технологических

 

нарушений

.

При

 

этом

 

для

 

эффективной

 

эксплуатации

 

ком

-

плексной

 

системы

 

автоматизации

 

сетей

 

необходимо

 

эффективно

 

и

 

грамотно

 

спроектировать

 

и

 

построить

 

такую

 

систему

 

на

 

основе

 

следующих

 

принципов

.

• 

На

 

уровне

 

УСО

:

 

необходимо

 

устанавливать

 

типо

-

вые

   

многофункциональные

 

микропроцессорные

 

модули

желательно

 

с

 

резервированием

 

цепей

 

питания

 

и

 

передачи

 

данных

Монтаж

 

модулей

 

не

-

обходимо

 

производить

 

на

 

заводе

-

изготовителе

 

при

 

производстве

 

ячеек

 (

рис

. 2).

• 

На

 

уровне

 

контроллеров

 

объектов

:

 

обяза

-

тельно

 

резервирование

 

каналов

 

передачи

 

данных

 

на

 

ВУ

  (

см

рис

. 6

г

), 

желательно

 

резервирование

 

контроллеров

Так

 

как

 

стоимость

 

контроллеров

 

в

 

настоящее

 

время

 

относительно

 

невысока

то

 

это

 

реально

.

• 

На

 

уровне

 

коммуникаци

-

онных

 

серверов

данный

 

уровень

 

необходим

 

в

 

свя

-

зи

 

с

 

большим

 

количеством

 

объектов

 

и

 

каналов

 

связи

 

(2 

минимум

 

на

 1 

объект

), 

при

 

этом

 

зачастую

 

многие

 

кана

-

лы

 

низкоскоростные

 

и

/

или

 

с

 

тарификацией

 

трафика

Не

-

обходимо

 

использовать

 

без

-

вентиляторные

 

промышлен

-

ные

 

решения

.

• 

Система

 

является

 

распре

-

делённой

в

 

т

.

ч

и

 

на

 

уров

-

не

 

серверов

 

и

 

АРМ

АРМ

 

с

 

серверами

 

располагаются

 

не

 

в

 

одном

 

месте

Зачастую

 

серверы

 

располагаются

 

на

 

объектах

принадлежащих

 

энергокомпании

а

 

АРМ

 — 

на

 

арендованных

 

площадках

Должна

 

обеспечиваться

 

воз

-

можность

 

гибкого

 

расшире

-

ния

 

и

 

изменения

 

конфигура

-

ции

 

системы

 (

рис

. 3). 

• 

Необходимо

 

использовать

 

для

 

обмена

 

информаци

-

ей

 

между

 

всеми

 

уровнями

 

стандартные

 

открытые

 

протоколы

 

обмена

• 

Система

 

электроснабже

-

ния

 

является

 

критически

 

важным

 

объектом

 

инфра

-

структуры

поэтому

 

для

 

ав

-

томатизированной

 

системы

 

управления

   

необходимо

 

обеспечить

 

комплексную

 

за

-

щиту

 

информации

 

в

 

соот

-

ветствии

 

с

 

Приказом

 

 31 

ФСТЭК

 

России

.

• 

Необходимо

 

использовать

 

систему

 

самодиагностики

 

на

 

всех

 

уровнях

 (

рис

. 4).

Рис

. 2. 

Монтаж

 

многофункциональных

 

микропроцессорных

 

модулей

Рис

. 3. 

Фрагмент

 

структуры

 

системы

 

сбора

 

и

 

передачи

 

данных

 

на

 

уровне

 

ПС

Рис

. 4. 

Телемеханизация

 

РП

/

РТП

 — 

самодиагностика


Page 4
background image

82

СЕТИ РОССИИ

ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИЯ

 

РУ

 6—20 

КВ

Оборудование

 

уровня

 

контролируемого

 

пункта

 

вы

-

полняется

 

в

 

виде

 

комплекта

 

телемеханики

 

и

 

устройств

 

телемеханики

 — 

контроллеров

 

присоединения

уста

-

навливаемых

 

в

 

низковольтные

 

отсеки

 

ячеек

 

КСО

КРУ

элегазовых

 

моноблоков

  (

рис

. 5). 

Наличие

 

двух

 

неза

-

висимых

 

интерфейсов

 

передачи

 

данных

 

позволяет

 

осуществлять

 

резервирование

 

шины

 

передачи

 

дан

-

ных

либо

 

использовать

 

второй

 

интерфейс

 

для

 

связи

 

с

 

внешним

 

пультом

 

или

 

панельным

 

контроллером

Выбор

 

протокола

 

осуществляется

 

программно

.

ТЕЛЕМЕХАНИЗАЦИЯ

 

РУ

 0,4 

КВ

Телемеханизация

 

РУ

 0,4 

кВ

 

выполняется

 

при

 

по

-

мощи

 

двух

 

шкафов

 

телемеханики

  (

по

 

одному

 

на

 

каждую

 

секцию

 0,4 

кВ

), 

с

 

программно

 

выбираемым

 

уровнем

 

контролируемого

 

напряжения

 12, 24, 110, 

220—250 

В

 

переменного

 

или

 

постоянного

 

тока

Вы

-

полняется

 

контроль

 

наличия

 

напряжения

 

по

 

каждой

 

фазе

 

всех

 

отходящих

 

линий

 0,4 

кВ

 

после

 

каждой

 

плавкой

 

вставки

  (

фактически

 — 

контроль

 

целост

-

ности

 

предохранителя

 

даже

 

на

 

РУ

 

НН

изначально

 

не

 

предназначенных

 

для

 

этого

 

и

 

эксплуатирующихся

 

десятки

 

лет

). 

В

 

каждом

 

канале

 

контроля

 

непосред

-

ственно

 

возле

 

плавкой

 

вставки

 

устанавливается

 

дат

-

чик

 

наличия

 

напряжения

 TOPAZ AVS.

МОДУЛИ

 

ТЕЛЕМЕХАНИКИ

 

И

 

СЕРВЕРЫ

 

ДОСТУПА

 

К

 

ДАННЫМ

Многофункциональные

 

устройства

 

сопряжения

 

с

 

объектами

 

обеспечивают

 

контроль

 

и

 

управление

 

ячейкой

 

среднего

 

и

 

высокого

 

напряжения

ММУ

 

выполняют

 

функции

 

мониторинга

 

энергетических

 

характеристик

сигнализации

 

состояния

 

присоеди

-

нений

 

и

 

управления

 

ячейками

 

электрических

 

под

-

станций

 

в

 

составе

 

систем

 

АСУ

 

ТП

 

и

 

ТМ

Для

 

контроля

 

присоединения

 

применяются

 

ММУ

 

серии

 TOPAZ HVD3, 

либо

 

комплекты

 

из

 

пластико

-

вых

 

модулей

 

дискретного

 

ввода

-

вывода

 TOPAZ 

Т

MTU5-Pr 

и

 

измерителей

 TOPAZ 

ТМ

 PM7- Pr (

рис

. 6).

Рис

. 6. 

Модули

 

телемеханики

 

и

 

серверы

 

доступа

а

Модули

 

контроллеров

 

присоединения

 TOPAZ:

Рис

. 5. 

Телемеханизация

 

РП

/

РТП

 — 

до

 14 

сигналов

 

с

 

ячейки

• TOPAZ 

HVD3-EM3;

• TOPAZ 

HVD3-RTU1; 

• TOPAZ 

HVD3-RTU3;

• TOPAZ 

HVD3-RTU5;

• TOPAZ 

HVD3-RTU7.

б

Модули

 

телемеханики

 

серии

 

ТМ

•  TOPAZ TM MTU3
•  TOPAZ TM MTU5 
•  TOPAZ TM PM7 


Page 5
background image

83

 4 (31) 2015

•  TOPAZ TM AIN8 
•  TOPAZ TM CIN8 

в

Модули

 

телемеханики

 

серии

 

МС

•  TOPAZ DIN16 AC/DC5-220V-PR
•  TOPAZ DIN32 AC/DC5-220V-PR
•  TOPAZ DOUT8 AC/DC5-220V1A-PR
•  TOPAZ DOUT16 AC/DC5-220V1A-PR
•  TOPAZ RTU2 AC/DC5-220V3A-PR

Платы

 

расширения

TOPAZ EDAS MX 240  
R2-DIO8— GPRS

Модем

 

сотовой

 

связи

 

х

 RS 485, 8DIO

TOPAZ EDAS MX 240 PTS 50/ Fo 

Приёмник

  

ГЛОНАСС

/GPS, 

c

ервер

 

точного

 

времени

TOPAZ  EDAS MX 240 — 

Е

2R4

2xEthernet, 4x RS 485

TOPAZ  EDAS MX 240 — 

Е

2R4- Fo 2xEthernet FO, 4x RS 485

TOPAZ EDAS MX 240 —R6

6 x RS 485

СИСТЕМА

 

КЛАССИФИКАЦИИ

 

И

 

АНТОЛОГИИ

АВТОМАТИЧЕСКАЯ

 

РЕПЛИКАЦИЯ

 — 

ОБЯЗАТЕЛЬНО

 

ДЛЯ

 

АСТУ

В

 

больших

 

системах

 

обязательным

 

условием

 

яв

-

ляются

 

требования

 

к

 

использованию

 

единой

 

систе

-

мы

 

классификации

 

и

 

антологии

Для

 

конфигурирования

 

системы

 

необходимо

 

ис

-

пользовать

 

специализированную

 

инструменталь

-

ную

 

систему

позволяющую

 

построить

 

объектную

 

модель

  (

желательно

на

 

базе

 

С

I

М

для

 

электросо

-

оружения

 

и

 

содержащую

 

справочники

сло

-

вари

системы

 

классификации

 

и

 

идентифи

-

кации

 

энергообъектов

 

и

 

оборудования

Первоначально

 

строится

 

объектная

 

мо

-

дель

 

и

 

мнемосхема

 

электросооружения

 

по

 

определённым

 

системой

 

правилам

каж

-

дому

 

сигналу

 

присваивается

 

уникальный

 

идентификатор

Далее

полученные

 

объ

-

ектные

 

модели

 

и

 

мнемосхемы

 

встраива

-

ются

 

в

 

узлы

 

системы

где

 

необходимо

 

по

-

лучать

 

данные

 

с

 

этих

 

объектов

Система

 

автоматически

без

 

участия

 

человека

вы

-

полняет

 

настройку

 

посигнальных

 

потоков

 

обмена

 

информацией

т

.

е

актуальность

 

информации

 

во

 

всех

 

узлах

в

 

которые

 

встроен

 

объект

поддерживается

 

автома

-

тически

Рис

. 7. 

Пример

 

схемы

 

распределительной

 

сети

 

г

) C

ерверы

 

доступа

 

к

 

данным

 TOPAZ IEC DAS 

В

 

процессе

 

конфигурирования

 

смежных

 

узлов

 

и

 

в

 

фоновом

 

режиме

 

работы

 

системы

 

происходит

 

об

-

мен

 

стандартными

 XML-

сообщениями

  Information 

Exchange Model 

по

 

МЭК

 61968.

 

Это

 

позволяет

 

уйти

 

от

 

ретрансляции

в

 

т

.

ч

с

 

участием

 

ручного

 

ввода

зачастую

много

-

кратного

и

 

последующей

 

многократной

 

до

-

стоверизации

к

 

репликации

осуществляемой

 

в

 

автоматическом

 

режиме

ВЫВОДЫ

Таким

 

образом

комплексная

 

система

 

автомати

-

зации

 

сетей

 220/20/10/0,4 

кВ

, (

рис

. 7) 

реализованная

 

на

 

базе

 

продуктов

 

ПТК

 TOPAZ, 

имеет

 

следующие

 

ключевые

 

преимущества

 

и

 

особенности

:

• 

интеграция

 

данных

 

энергообъектов

 

заказчика

 

из

 

различных

 

технологических

 

систем

 

различных

 

производителей

например

таких

 

как

:

 

АСУ

 

ТП

 

и

 

телемеханика

 

высоковольтных

 

подстанций

 220/110 

кВ

 

путём

 

интеграции

 

из

 

SCADA 

высоковольтных

 

подстанций

 

различ

-

ных

 

производителей

;

 

телемеханика

 

объектов

 

распределительной

 

сети

 20(10)/0,4 

кВ

 (

РП

/

РТП

/

ТП

/

ТПП

/

СП

);

 

система

 

ретрансляции

 

данных

 

телемеханики

 

с

 

РДП

 

филиалов

 

смежных

 

сетевых

 

предпри

-

ятий

 

для

 

смежных

 

энергообъектов

;

• 

возможность

 

гибкого

 

постоянного

 

расширения

 

и

 

изменения

 

конфигурации

 

системы

как

 

горизон

-

тально

так

 

и

 

вертикально

 — 

расширяя

 

количе

-

ство

 

интегрируемых

 

объектов

 

как

 

внутри

 

одного

 

класса

 

напряжения

 (

например

, 20 

кВ

), 

так

 

и

 

инте

-

грируя

 

объекты

 

новых

 

классов

 

напряжения

 (35, 

110—220 

кВ

см

рис

. 1); 

• 

обеспечение

 

сжатых

 

сроков

 

наладки

 

и

 

ввода

 

в

 

эксплуатацию

 

систем

 

с

 

абсолютной

   

точностью

 

наладки

 

посигнальных

 

потоков

 

обмена

 

инфор

-

мацией

т

.

е

актуальность

 

информации

 

во

 

всех

 

узлах

в

 

которые

 

встроен

 

объект

.

Результат

 

применения

 

решений

 

ПиЭлСи

 

Техно

-

лоджи

:

• 

увеличение

 

эффективности

 

и

 

безопасности

 

элек

-

троснабжения

;

• 

снижение

 

общей

 

стоимости

 

владения

 (TCO);

• 

эффективность

 

и

 

быстрота

 

внедрения

.


Читать онлайн

Комплексная система автоматизации сетей предназначена для автоматизации процессов оперативно-диспетчерского и технологического управления процессами функционирования и эксплуатационного обслуживания электрических сетей 220/20/10/0,4 кВ. Представляет собой большую распределённую многоуровневую информационную систему, включающую в себя десятки ДП и тысячи объектов автоматизации (ТП, РП), обрабатывает тысячи и даже миллионы сигналов.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Анализ особенностей расчета потокораспределения и потерь мощности реальной распределительной сети низкого напряжения по измерениям интеллектуальных счетчиков

Управление сетями / Развитие сетей Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Учет электроэнергии / Тарифообразование / Качество электроэнергии
Стенников В.А. Голуб И.И. Болоев Е.В. Анфиногенов А.Ю. Бучинский А.Л. Масленников А.Н.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

От НИОКР до промышленной эксплуатации: новая разработка ПАО «Россети Ленэнерго» успешно интегрирована в ССПИ ОМП «ИНБРЭС»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Воздушные линии Диагностика и мониторинг
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»