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
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
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
M
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
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
2
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
.
Оригинал статьи: Комплексная автоматизация сетей 20 кВ
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.
