Опыт внедрения отечественных ССПИ на энергообъектах магистральных сетей Урала

background image

background image

14

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(35), 

декабрь

 2024

Опыт

 

внедрения

 

отечественных

 

ССПИ

 

на

 

энергообъектах

 

магистральных

 

сетей

 

Урала

Современный

 

мир

 

цифровизируется

и

 

все

 

больше

 

ин

-

формации

 

мы

 

получаем

 

от

 

внешних

 

измерительных

 

устройств

В

 

некоторых

 

производственных

 

сферах

 

уже

 

активно

 

используются

 

системы

 

сбора

 

и

 

передачи

 

инфор

-

мации

  (

ССПИ

), 

в

 

их

 

числе

 

нефтегазовая

 

и

 

энергетическая

 

сфера

В

 

МЭС

 

Урала

 

они

 

предназначены

 

для

 

решения

 

за

-

дач

 

оперативно

-

диспетчерского

 

и

 

технологического

 

управ

-

ления

 

основным

 

и

 

вспомогательным

 

электрооборудовани

-

ем

 

подстанции

 

в

 

нормальных

 (

стационарных

), 

переходных

 

и

 

аварийных

 

режимах

 

работы

 

и

 

используются

 

на

 

подстан

-

циях

 

класса

 

напряжения

 220–500 

кВ

Тем

 

самым

 

ССПИ

 

обес

-

печивают

 

требуемый

 

уровень

 

надежности

 

и

 

эффективно

-

сти

 

эксплуатации

 

основного

 

оборудования

.

Иван

 

ЛАПТЕВ

начальник

 

службы

 

ИСиСС

 

филиала

 

ПАО

 «

Россети

» — 

Свердловское

 

ПМЭС

 

Б

лагодаря

 

современным

 

ССПИ

 

значительно

 

увели

-

чилось

  (

в

 

несколько

 

раз

количество

 

информации

 

о

 

режиме

 

работы

 

подстанции

 

и

 

сети

 

в

 

целом

Это

 

дает

 

больше

 

возможностей

 

для

 

более

 

точного

 

про

-

гнозирования

 

режимной

 

обстановки

мгновенного

 

анализа

 

работы

 

защит

 

и

 

противоаварийной

 

автоматики

 

сети

что

 

сокращает

 

время

 

на

 

поиск

 

и

 

устранение

 

возможных

 

техно

-

логических

 

нарушений

В

 

частности

эти

 

системы

 

выполняют

 

следующие

 

задачи

 

измерение

 

электрических

 

параметров

 

присоединений

 

(

ток

напряжение

мощность

частота

 

сети

 

и

 

др

.);

 

определение

 

текущих

 

положений

 

коммутационных

 

аппара

-

тов

 (

выключателей

разъединителей

заземляющих

 

ножей

);

 

регистрация

 

аварийных

 

и

 

предупредительных

 

сигналов

 

(

срабатывание

 

или

 

неисправность

 

устройств

 

релейной

 

защиты

противоаварийной

 

автоматики

 

и

 

др

.);

 

передача

 

собираемой

 

информации

 

на

 

верхние

 

уровни

 

управления

  (

в

 

диспетчерский

 

центр

центр

 

управления

 

сетями

в

 

режиме

 

реального

 

времени

.

Кроме

 

того

ССПИ

 

электроподстанций

 

является

 

сред

-

ством

 

интеграции

 

в

 

едином

 

информационном

 

пространстве

 

информационно

-

технологических

 

систем

предусматривае

-

мых

 

на

 

энергообъекте

таких

 

как

терминалы

 

РЗА

устрой

-

ства

 

определения

 

места

 

повреждения

 (

ОМП

), 

регистраторы

 

аварийных

 

события

 (

РАС

), 

устройства

 

измерения

 

метеоро

-

логических

 

параметров

.

Новые

 

системы

 

характеризуются

 

высокой

 

точностью

 

из

-

мерений

скоростью

надежностью

 

сбора

 

и

 

передачи

 

сигна

-

лов

 

для

 

оперативного

 

управления

 

энергетическими

 

объек

-

тами

Благодаря

 

ССПИ

 

сбор

 

технологической

 

информации

 

осуществляется

 

непрерывно

 

с

 

высокой

 

точностью

Общее

 

время

 

с

 

момента

 

изменения

 

параметра

 (

или

 

возникновения

 

технологического

 

события

до

 

его

 

передачи

 

в

 

удаленный

 

центр

 

управления

 

не

 

должно

 

превышать

 1 

секунды

а

 

по

-

грешность

 

измерения

 

параметров

как

 

правило

не

 

должна

 

превышать

 0,5%. 

При

 

этом

 

расстояния

 

от

 

подстанции

 

до

 

центра

 

управления

 

могут

 

достигать

 600 

км

 

и

 

более

К

 

надеж

-

ности

 

передачи

 

информации

 

также

 

предъявляются

 

высокие

 

Надежность

 

сетей


background image

15

требования

 — 

система

 

должна

 

передавать

 

информацию

 

без

 

сбоев

 

в

 

течение

 99,96% 

времени

.

СТРУКТУРА

 

ССПИ

ССПИ

 

на

 

подстанциях

 

магистрального

 

сетевого

 

комплекса

 

строятся

 

по

 

двухуровневой

 

модели

 

и

 

включают

 

в

 

себя

 

сле

-

дующие

 

структурные

 

элементы

:

 

устройства

 

нижнего

  (

или

 

полевого

уровня

также

 

называемые

 

устройствами

 

уровня

 

присоединения

 — 

измерительные

 

преобразователи

контроллеры

 

сбора

 

аналоговой

 

и

 

дискретной

 

информации

контроллеры

 

присоединения

;

 

устройства

 

подстанционного

 

уровня

 — 

станционные

 

кон

-

троллеры

серверы

 

телемеханики

сервер

 SCADA-

систе

-

мы

автоматизированные

 

рабочие

 

места

 (

АРМ

), 

а

 

также

 

система

 

обеспечения

 

единого

 

времени

 (

СОЕВ

), 

сюда

 

же

 

можно

 

отнести

 

метеостанцию

 

или

 

отдельные

 

датчики

 

для

 

измерения

 

метеорологических

 

параметров

таких

 

как

 

температура

 

наружного

 

воздуха

 

на

 

подстанции

ско

-

рость

 

и

 

направление

 

ветра

;

 

для

 

взаимодействия

 

устройств

 

уровня

 

присоединения

 

с

 

устройствами

 

подстанционного

 

уровня

 

организуется

 

технологическая

 

локально

-

вычислительная

 

сеть

 (

ТЛВС

);

 

в

 

отдельную

 

группу

 

можно

 

выделить

 

устройства

обе

-

спечивающие

 

информационную

 

безопасность

 — 

меж

-

сетевые

 

экраны

а

 

также

 

систему

 

гарантированного

 

питания

 (

СГП

).

Устройства

 

уровня

 

присоединения

 

осуществляют

 

связь

системы

 

с

 

первичным

 

оборудованием

 

подстанции

 — 

изме

-

рительными

 

трансформаторами

 

тока

  (

ТТ

и

 

измеритель

-

ными

 

трансформаторами

 

напряжения

  (

ТН

), 

с

 

блок

-

кон

-

тактами

 

коммутационных

 

аппаратов

 

посредством

 

цепей

 

телесигнализации

а

 

также

 

с

 

устройствами

 

регулирования

 

напряжения

 

под

 

нагрузкой

  (

РПН

). 

Они

 

могут

 

представлять

 

собой

 

цифровые

 

многофункциональные

 

измерительные

 

преобразователи

  (

МИП

или

 

промышленные

 

контроллеры

 

магистрально

-

модульной

  (

крейтовой

системы

 

с

 

платами

 

сбора

 

аналоговых

 

и

/

или

 

дискретных

 

сигналов

Независимо

 

от

 

варианта

 

реализации

полевые

 

устройства

 

подключаются

 

к

 

измерительным

 

цепям

 

тока

 

и

 

напряжения

 

присоединений

 

и

 

выполняют

 

преобразование

 

измеренных

 

значений

 

и

 

поло

-

жений

 

коммутационных

 

аппаратов

 

в

 

цифровой

 

код

В

 

состав

 

ССПИ

 

обычно

 

входит

 

от

 20 

до

 60 

устройств

 

нижнего

 

уровня

.

Важнейшими

 

устройствами

 

подстанционного

 

уровня

 

являются

 

станционные

 

контроллеры

  (

синоним

 — 

серверы

 

телемеханики

). 

Они

 

представляют

 

собой

 

два

 

идентичных

резервирующих

 

друг

 

друга

 

промышленных

 

компьютера

 

и

 

выполняют

 

агрегирование

 

информации

 

от

 

устройств

 

ниж

-

него

 

уровня

преобразуют

 

ее

 

в

 

требуемый

 

формат

 (

так

 

назы

-

ваемый

 

телемеханический

 

протокол

и

 

передают

 

в

 

центры

 

управления

В

 

настоящее

 

время

 

одним

 

из

 

наиболее

 

распро

-

страненных

 

протоколов

 

передачи

 

телеметрической

 

инфор

-

мации

 

в

 

центры

 

управления

 

является

 

стандарт

 

ГОСТ

 

Р

 

МЭК

 

60870-5-104-2004.

SCADA-

система

 (Supervisory Control And Data Acquisi-

tion — 

диспетчерское

 

управление

 

и

 

сбор

 

данных

представ

-

ляет

 

собой

 

программное

 

обеспечение

предназначенное

 

для

 

отображения

 

получаемой

 

информации

 

о

 

работе

 

подстанции

 

Шкафы

 

ПТК

 

ССПИ

 

на

 

ПС

 500 

кВ

 «

Приваловская

» (

справа

)


background image

16

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(35), 

декабрь

 2024

в

 

темпе

 

процесса

а

 

также

 

для

 

архивирования

 

получаемой

 

информации

 

и

 

просмотра

 

архивных

 

данных

 

по

 

запросу

Глубина

 

архива

 

должна

 

составлять

 

не

 

менее

 2 

лет

Аппа

-

ратной

 

базой

 

для

 SCADA-

системы

 

в

 

современных

 

ССПИ

 

вы

-

ступает

 

промышленный

 

сервер

Отображение

 

информации

 

выполняется

 

на

 

АРМ

 

оперативного

 

персонала

 

подстанции

которое

 

представляет

 

собой

 

рабочую

 

станцию

 (

компьютер

), 

осна

 

щенный

 

двумя

 

дисплеями

 

высокого

 

разрешения

.

Технологическая

 

ЛВС

 

включает

 

в

 

себя

 

несколько

 

сете

-

вых

 

устройств

 — 

коммутаторов

объединенных

 

между

 

со

-

бой

 

и

 

связывающих

 

устройства

 

полевого

 

и

 

станционного

 

уровня

 

оптическими

 

или

 

медными

 

кабелями

.

ПРОЕКТ

 

ВНЕДРЕНИЯ

 

ОТЕЧЕСТВЕННЫХ

 

ССПИ

 

НА

 

ОБЪЕКТАХ

 

МЭС

 

УРАЛА

Создание

 

программно

-

технического

 

комплекса

  (

ПТК

ССПИ

 

на

 

объектах

 

МЭС

 

Урала

 

в

 2022–2024 

годах

 

выпол

-

нялось

 

в

 

рамках

 

четырех

 

инвестиционных

 

проектов

 

по

 

про

-

ектно

-

сметной

 

документации

утвержденной

 

в

 2020 

году

Проекты

 

охватили

 16 

подстанций

расположенных

 

в

 

Перм

-

ском

 

крае

в

 

Свердловской

 

и

 

Челябинской

 

областях

а

 

так

-

же

 

в

 

Ханты

-

Мансийском

 

автономного

 

округе

 — 

Югре

 

и

 

Тю

-

менской

 

области

Общая

 

сметная

 

стоимость

 

строительства

 

превысила

 1 

млрд

 

руб

.

Взамен

 

устройств

 

телемеханики

 

энергетики

 

установили

 

программно

-

технические

 

комплексы

 

отечественного

 

произ

-

водства

 

с

 

расширенным

 

функционалом

.

В

 

процессе

 

реализации

 

систем

 

сбора

 

и

 

передачи

 

инфор

-

мации

 

можно

 

выделить

 

несколько

 

основных

 

этапов

:

 

разработка

согласование

 

со

 

всеми

 

заинтересованными

 

сторонами

 

и

 

утверждение

 

рабочей

 

документации

;

 

заводские

 

испытания

поставка

 

оборудования

 

и

 

про

-

граммных

 

средств

;

 

выполнение

 

строительно

-

монтажных

 

работ

;

 

выполнение

 

пусконаладочных

 

работ

;

 

подготовка

 

эксплуатационного

 

персонала

;

 

комплексные

приемо

-

сдаточные

 

испытания

 

и

 

ввод

 

в

 

экс

 -

плуатацию

.

На

 

этапе

 

подготовки

 

рабочей

 

документации

 

в

 2022 

году

 

вступил

 

в

 

силу

 

Указ

 

Президента

 

от

 30.03.2022 

 166, 

соглас

-

но

 

которому

 

на

 

значимых

 

объектах

 

критической

 

информаци

-

онной

 

инфраструктуры

 

надлежало

 

исключить

 

применение

 

Шкаф

 

серверного

 

оборудования

 

ССПИ

 

ПС

 500 

кВ

 «

Пыть

-

Ях

» 

на

 

заводских

 

испытаниях

Шкаф

 

контроллеров

 

присоединений

 

ССПИ

ПС

 500 

кВ

 «

Пыть

-

Ях

» 

на

 

заводских

 

испытаниях

Надежность

 

сетей


background image

17

иностранного

 

программного

 

обеспечения

Кроме

 

того

ввиду

 

санкций

введенных

 

недружественными

 

странами

значитель

-

ная

 

часть

 

оборудования

 

ПТК

 

стала

 

недоступна

 

для

 

поставки

 

в

 

Россию

в

 

том

 

числе

 

контроллеры

 

европейских

 

производи

-

телей

а

 

также

 

серверное

 

и

 

сетевое

 

оборудование

.

В

 

сложившихся

 

условиях

 

возникла

 

необходимость

 

реали

-

зации

 

технических

 

решений

 

практически

 

исключительно

 

на

 

отечественном

 

оборудовании

 

и

 

программном

 

обеспечении

а

 

также

 

на

 

оборудовании

 

дружественных

 

стран

что

 

потре

-

бовало

 

прохождения

 

дополнительных

 

процедур

доработки

 

и

 

регистрации

 

программного

 

обеспечения

 SCADA-

системы

 

в

 

Едином

 

реестре

 

российских

 

программ

 

для

 

ЭВМ

 

и

 

баз

 

дан

-

ных

 

Минцифры

 

России

регистрации

 

ПТК

 

в

 

Едином

 

реестре

 

российской

 

радиоэлектронной

 

продукции

 

Минпромторга

 

Рос

-

сии

а

 

также

 

прохождения

 

дополнительной

 

аттестации

 

ПТК

 

в

 

комиссии

 

ПАО

 «

Россети

». 

Все

 

эти

 

процедуры

 

были

 

успешно

 

пройдены

 

в

 2022 

году

.

Реализация

 

проектов

 

осложнялась

 

необходимостью

 

вы

-

полнения

 

строительно

-

монтажных

 

работ

 

на

 

открытом

 

воздухе

 

в

 

зимнее

 

время

таких

 

как

 

прокладка

 

и

 

подключение

 

контроль

-

ных

 

кабелей

 

на

 

ОРУ

монтаж

 

шкафов

 

наружной

 

установки

для

 

соблюдения

 

графика

 

ввода

 

объектов

 

в

 

эксплуатацию

а

 

также

 

необходимостью

 

выполнения

 

работ

 

в

 

условиях

 

дей

-

ствующей

 

подстанции

 

и

 

синхронизации

 

работ

 

с

 

графиками

 

вывода

 

первичного

 

оборудования

 

для

 

технического

 

обслужи

-

вания

 

и

 

ремонта

Сдерживающим

 

фактором

 

также

 

выступала

 

географическая

 

удаленность

 

некоторых

 

объектов

.

Для

 

обеспечения

 

требуемых

 

условий

 

эксплуатации

 

техни

-

ческих

 

средств

 

ССПИ

 

на

 

ряде

 

объектов

 

потребовалось

 

про

-

ведение

 

дополнительных

 

работ

 

по

 

подготовке

 

помещений

включая

 

монтаж

 

систем

 

кондиционирования

 

воздуха

 

и

 

замену

 

радиаторов

 

водяного

 

отопления

 

на

 

электрические

 

конвекторы

.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

 

РЕШЕНИЯ

Современные

 

ССПИ

 

предъявляют

 

достаточно

 

высокие

 

тре

-

бования

 

к

 

уровню

 

квалификации

 

наладочного

 

персонала

 

и

 

требуют

 

не

 

только

 

знания

 

современных

 

протоколов

 

пере

-

дачи

 

данных

 

в

 

электроэнергетике

таких

 

как

 

МЭК

 61850-8-1, 

но

 

также

 

уверенных

 

знаний

 

сетевых

 

технологий

 

и

 

средств

 

обеспечения

 

информационной

 

безопасности

На

 

этапе

 

вы

-

полнения

 

наладочных

 

работ

 

определенные

 

затруднения

 

также

 

возникали

 

при

 

интеграции

 

в

 

ССПИ

 

терминалов

 

релей

-

ной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

по

 

цифровым

 

протоколам

.

Наряду

 

с

 

оснащенностью

 

и

 

организацией

 

рабочего

 

места

 

и

 

наличием

 

запасных

 

частей

одним

 

из

 

главных

 

факторов

определяющих

 

длительность

 

поиска

 

неисправностей

 

в

 

авто

-

матизированной

 

системе

 

и

 

временные

 

затраты

 

на

 

их

 

устра

-

нение

является

 

квалификация

 

обслуживающего

 

персонала

Для

 

обеспечения

 

надежной

 

эксплуатации

 

созданных

 

систем

 

было

 

организовано

 

очное

 

обучение

 

специалистов

 

филиалов

 

ПАО

 «

Россети

» 

на

 

предприятиях

-

изготовителях

 

ПТК

а

 

так

-

же

 

на

 

заводе

-

изготовителе

 

сетевого

 

оборудования

 

в

 

г

Но

-

восибирске

Кроме

 

того

в

 

связи

 

с

 

применением

 

в

 

составе

 

ПТК

 

отечественной

 

операционной

 

сис

 

темы

 

было

 

проведено

 

очное

 

обучение

 

эксплуатационного

 

персонала

 

в

 

учебных

 

центрах

авторизованных

 

разработчиком

 

ОС

Все

 

обучение

 

было

 

проведено

 

до

 

начала

 

ввода

 

систем

 

в

 

эксплуатацию

.

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

ВНЕДРЕНИЯ

 

ССПИ

В

 

проектах

реализуемых

   

в

 

филиале

 

ПАО

  «

Россети

» — 

МЭС

 

Урала

удалось

 

полностью

 

отказаться

 

от

 

иностранно

-

го

 

программного

 

обеспечения

в

 

том

 

числе

 

от

 

зарубежной

 

операционной

 

системы

 

общего

 

назначения

как

 

на

 

сервере

 

SCADA-

системы

 

и

 

автоматизированных

 

рабочих

 

местах

так

 

и

 

на

 

станционных

 

контроллерах

.

Также

 

удалось

 

добиться

 

высокой

 

доли

 

импортозаме

-

щения

 

аппаратных

 

средств

Все

 

примененные

 

в

 

проектах

 

устройства

 

как

 

нижнего

так

 

и

 

верхнего

 

уровня

 

произведены

 

в

 

Российской

 

Федерации

Отечественными

 

также

 

являются

 

межсетевые

 

экраны

 

и

 

компоненты

 

системы

 

гарантированно

-

го

 

электропитания

 

ССПИ

конструктивы

 

шкафов

кабельная

 

продукция

электротехнические

 

компоненты

 (

такие

 

как

 

авто

-

матические

 

выключатели

).

Для

 

контроля

 

соответствия

 

создаваемых

 

систем

 

предъ

-

являемым

 

требованиям

 

было

 

организовано

 

проведение

 

испытаний

 

на

 

заводах

-

изготовителях

 

в

 

Екатеринбурге

Че

-

боксарах

 

и

 

Черноголовке

а

 

также

 

комплексных

 

и

 

приемоч

-

ных

 

испытаний

 

ПТК

 

ССПИ

 

непосредственно

 

на

 

объектах

 

внедрения

включая

 

проверки

 

на

 

соответствие

 

требовани

-

ям

 

информационной

 

безопасности

Все

 

указанные

 

виды

 

испытаний

 

проходили

 

с

 

очным

 

участием

 

представителей

 

МЭС

 

Урала

В

 

заводских

 

и

 

комплексных

 

испытаниях

 

также

 

принимали

 

участие

 

представители

 

исполнительного

 

аппара

-

та

 

ПАО

 «

Россети

». 

Филиалы

 

АО

 «

СО

 

ЕЭС

» — 

Тюменское

Пермское

Свердловское

 

и

 

Челябинское

 

РДУ

 

участвовали

 

в

 

испытаниях

 

в

 

дистанционном

 

формате

.

Ввод

 

систем

 

в

 

эксплуатацию

 

осуществлялся

 

в

 

конце

 

2023 

года

 

и

 

начале

 2024 

года

Опытная

 

эксплуатация

 

вы

-

полнялась

 

в

 

течение

 

шести

 

месяцев

 

по

 

специально

 

разра

-

ботанным

 

программам

Было

 

организовано

 

документирова

-

ние

 

этого

 

процесса

 

посредством

 

ведения

 

журналов

 

опытной

 

эксплуатации

.

За

 

время

прошедшее

 

с

 

момента

 

начала

 

эксплуатации

системы

 

показали

 

высокий

 

уровень

 

надежности

а

 

также

 

со

-

ответствие

 

всем

 

требованиям

предъявляемым

 

к

 

современ

-

ным

 

системам

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

Полученный

 

филиалом

 

ПАО

 «

Россети

» — 

МЭС

 

Урала

 

опыт

 

по

 

переходу

 

на

 

отечественное

 

программное

 

обеспечение

 

и

 

отечествен

-

ное

 

оборудование

 

ССПИ

 

можно

 

считать

 

успешным

Внед

-

ренные

 

системы

 

демонстрируют

 

стабильное

 

безаварийное

 

функционирование

.

Актуальной

 

задачей

 

по

 

дальнейшему

 

развитию

 

отече

-

ственных

 

систем

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

 

является

 

полноценное

 

портирование

 

клиентской

 

и

 

серверной

 

ча

-

стей

 SCADA-

систем

 

для

 

обеспечения

 

их

 

нативной

 

работы

в

 

среде

 Linux.  


Оригинал статьи: Опыт внедрения отечественных ССПИ на энергообъектах магистральных сетей Урала

Читать онлайн

Современный мир цифровизируется, и все больше информации мы получаем от внешних измерительных устройств. В некоторых производственных сферах уже активно используются системы сбора и передачи информации (ССПИ), в их числе нефтегазовая и энергетическая сфера. В МЭС Урала они предназначены для решения за дач оперативно-диспетчерского и технологического управления основным и вспомогательным электрооборудованием подстанции в нормальных (стационарных), переходных и аварийных режимах работы и используются на подстанциях класса напряжения 220–500 кВ. Тем самым ССПИ обеспечивают требуемый уровень надежности и эффективности эксплуатации основного оборудования.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(89), март-апрель 2025

Методика расчета показателей надежности цифровых систем РЗА различных архитектур с применением ПАК ЦДЭС

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика
Волошин А.А. Лебедева Н.С. Маринов Я.А. Лештаев И.И. Иволгин В.Б.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(89), март-апрель 2025

Внедрение технологии адаптивного определения уставок автоматики разгрузки при перегрузке контролируемого сечения электрической сети по активной мощности

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
Говорун М.Н. Сацук Е.И. Лужковский Ю.И. Худайкулов А.А. Козуб Т.В. Гришин А.Е.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»