94
релейная защита и автоматика
Организация цифрового
дистанционного управления
оборудованием и устройствами
РЗА в «Россети Московский
регион» (ПАО «МОЭСК»)
Гвоздев
Д
.
Б
.,
первый заместитель
генерального
директора — главный
инженер компании
«Россети Московский
регион»
Грибков
М
.
А
.,
директор Департамента
релейной защиты
и режимной автоматики
электрических сетей
компании «Россети
Московский регион»
В
настоящее время в ПАО
«МОЭСК» (работает под
брендом «Россети Мо-
сковский регион») в рам-
ках реализации концепции ПАО
«Россети» — «Цифровая транс-
формация 2030» [3] реализуется
пилотный проект «Организация
цифрового дистанционного управ-
ления оборудованием и устрой-
ствами РЗА электрических рас-
пределительных устройств под-
станций распределительных элек-
трических сетей филиала «Мос-
ковские высоковольтные сети»
ПАО «МОЭСК».
Целью проекта является ор-
ганизация автоматизированной
системы мониторинга и цифро-
вого дистанционного управления
оборудованием и устройствами
РЗА (АСМРЗА) на базе техноло-
гий цифровой подстанции, вне-
дрение системы на подстанциях
110–220 кВ пилотной зоны фили-
ала «Россети Московский реги-
он» — «Московские высоковольт-
ные сети».
Разработка и последующее
масштабное внедрение проекта
на базе цифровых технологий по-
зволит кардинальным образом
изменить процесс оперативно-
го и технического обслуживания
электрооборудования в электро-
энергетике.
В результате внедрения но-
вых технологий будет повышена
надежность
электроснабжения
потребителей путем сокращения
времени на производство плано-
вых оперативных переключений,
проведения аварийно-восстано-
вительных работ и анализа при-
чин возникновения аварий. При
этом техническое обслуживание
систем РЗА будет организова-
но «по состоянию», что позволит
снизить трудозатраты и необхо-
димость постоянного присутствия
персонала служб РЗА на подстан-
циях.
Технические решения пилот-
ного проекта основываются на
базе цифровых технологий (с при-
менением ряда стандартов серии
IEC 61850) и решают актуальную
задачу обеспечения непрерыв-
ного мониторинга технического
состояния РЗА и дистанцион-
ного управления оборудовани-
ем и функциями устройств РЗА,
а также позволяют организовать
автоматизированный анализ ра-
боты устройств РЗА с передачей
информации в систему автомати-
зированного планирования.
Основными
направлениями
проекта являются создание про-
граммно-технического комплек-
са автоматизированной системы
мониторинга микропроцессорных
устройств РЗА и цифрового дис-
танционного управления функ-
циями РЗА на базе современных
цифровых технологий (с приме-
нением ряда стандартов серии
МЭК 61850) и разработка техни-
ческих решений для организации
цифрового защищенного (без-
опасного) дистанционного управ-
ления оборудованием и микропро-
цессорными устройствами РЗА.
Для реализации проекта вы-
брана пилотная зона из трех под-
станций филиала «Россети Мос-
ковский регион» — «Московские
высоковольтные сети» с совре-
95
Дистанционное изменение групп уставок и ввод/вывод
отдельных функций МП устройств РЗА
Подстанция 110–220 кВ
ЦОТУ ПАО «МОЭСК» / Служба РЗА
Автоматизированный мониторинг технического состояния
и определение неисправностей микропроцессорных
устройств РЗА
Автоматический сбор и обработка данных от:
•
микропроцессорных устройств РЗА
•
автоматических регистраторов аварийных процессов
•
устройств определения мест повреждения на ЛЭП
•
АСУТП
Дистанционное управление оборудованием
и микропроцессорными устройствами РЗА
ЦОТУ ПАО «МОЭСК» / Диспетчерский центр
Оценка технического состояния для каждого
микропроцессорного устройства РЗА
Оптимизация планирования работ по техническому
обслуживания РЗА (по состоянию)
Автоматизированный анализ аварийных событий
и технический учет работы РЗА (оценка правильности)
Оперативное оповещение об аварийных событиях
и текущем состоянии устройств РЗА
УРОВЕНЬ СБОРА ИНФОРМАЦИИ
УРОВЕНЬ РЕАЛИЗАЦИИ КОМАНД
УРОВЕНЬ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
УРОВЕНЬ ВЫДАЧИ КОМАНД
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПРОЕКТА
Подстанция 110–220 кВ
менными микропроцессорными
устройствами РЗиА и АСУТП (ПС
220 кВ «Белорусская», ПС 220
кВ «Кожевническая» и ПС 110 кВ
«Люблино»).
Проект в целом должен быть
реализован в период 01.01.2020 –
31.12.2023. Проект разбит на эта-
пы реализации:
•
1-й этап НИР
— Разработ-
ка программно-технического
комплекса автоматизирован-
ной системы (01.01.2020 –
31.12.2020).
• 2-й этап ОКР
— Реализация
проекта на ПС 220 кВ «Бело-
русская», ПС 220 кВ «Кожевни-
ческая», ПС 110 кВ «Люблино»
(01.01.2021 – 31.08.2021).
•
3-й этап
– Тиражирование раз-
работанных решений на ПС
ПАО «МОЭСК» (01.09.2021 –
31.12.2023).
Основными отличиями данно-
го проекта от ранее разработан-
ных систем автоматизированного
мониторинга РЗА (АСМ) является
наличие в проекте дистанционно-
го управления функциями и груп-
пами уставок микропроцессорных
устройств РЗА, автоматизирован-
ного технического учета и анали-
за функционирования комплек-
сов и устройств РЗА, применения
обмена данными в соответствии
с протоколом МЭК 61850, автома-
тического формирования и предо-
ставления отчетов в соответствии
с действующими НПА Минэнерго
России, обеспечения требований
информационной безопасности.
Основные технические реше-
ния представлены на функцио-
нальной схеме проекта на рисун-
ке 1.
Система имеет иерархическую
структуру (состоящую из верхнего
и нижнего уровней), распределен-
ная автоматизированная система,
оснащенная средствами реги-
страции, сбора, обработки, ото-
бражения, хранения и передачи
информации.
Нижний уровень Системы
представляет собой программ-
но-технические комплексы, уста-
новленные на питающих центрах
и осуществляющие сбор, обра-
ботку и хранение информации не-
посредственно на объекте и пере-
дачу информации на Верхний
уровень.
Верхний уровень представля-
ет собой программно-техниче-
ский комплекс, устанавливаемый
в ЦУС «Россети Московский реги-
он» и осуществляющий прием ин-
формации от комплексов нижнего
уровня, обработку, анализ, хране-
ние и вывод информации.
Автоматизированная система
мониторинга РЗА осуществляет
функции мониторинга устройств
РЗА в нормальном нагрузочном
режиме, в режиме аварийных от-
ключений и в режиме возникно-
вения аварийных событий при от-
сутствии отключений.
Сервер АСМ РЗА должен
иметь следующие функции:
– представление модели объ-
екта, полученной с объекта
в формате CIM (Common Infor-
mation Model) (общая инфор-
мационная модель);
– сбор данных от объектов ниж-
него уровня о работе устройств
МП РЗА;
– автоматизированная оценка
правильности срабатываний
и пусков РЗА;
– расчет индексов технического
состояния устройств РЗА;
– автоматизированная локали-
зация мест повреждения по
данным осциллограмм и на
основе
модели
объекта
в формате CIM с программ-
ным определением места
повреждения на линии по
одностороннему и двусторон-
нему замеру;
Рис
. 1.
Функциональная
схема
проекта
№
6 (57) 2019
96
– централизованный сбор собы-
тий и файлов осциллограмм
с объектов нижнего уровня;
– формирование единого файла
описания аварийного события
энергообъекта с применением
технологии синхронизации от -
дельных осциллограмм и со-
бытий;
– автоматизированное планиро-
вание технического обслужи-
вания и ремонта устройств
РЗА на микропроцессорной
базе с использованием средств
самодиагностики
микропро-
цессорных терминалов РЗА;
– исследование уровня надеж-
ности МП устройств РЗА, при-
меняемых на объектах «Россе-
ти Московский регион».
Сервер Верхнего уровня полу-
чает данные от АСМ РЗА питаю-
щих центров и помещает их в цен-
тральную базу данных. Собранная
информация является исходным
материалом для архивирования,
обработки и дальнейшей визуали-
зации на дисплеях АРМ, сохране-
ния ее в долговременных архивах
(не менее 3 лет), расчетов, выво-
да на печать. Объем собираемых
данных определяется на 1 этапе.
Распределение функций дис-
танционного управления устрой-
ствами РЗА из ЦУС «Россети
Московский регион» и ДЦ Москов-
ское РДУ определяется в соот-
ветствии с «Перечнем объектов
диспетчеризации филиала АО
«СО ЕЭС» — Московское РДУ
с их распределением по способу
управления». ДЦ Московское РДУ
осуществляет
дистанционное
управление функциями устройств
РЗА для ЛЭП, находящихся в его
диспетчерском управлении.
В проекте предусматривает-
ся управление представленными
в таблице 1 функциями устройств
РЗА для ЛЭП, находящихся в дис-
петчерском управлении ДЦ. Да-
лее в таблицах определение
«основная» и «резервная» защи-
та применяются в значении, при-
веденном в Требованиях к осна-
щению линий электропередачи
и оборудования объектов элек-
троэнергетики классом напряже-
ния 110 кВ и выше устройствами
и комплексами релейной защиты
и автоматики, а также к принци-
пам функционирования устройств
и комплексов релейной защиты
и автоматики
1
.
Оперативный персонал ЦУС
выполняет управление пред-
ставленными в таблице 2 функ-
циями устройств РЗА для обо-
рудования (а также ЛЭП), не
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
1
Утверждены
приказом
Минэнерго
России
от
13.02.2019
№
101 (
зарегистрирован
в
Минюсте
России
25.04.2019,
реги
-
страционный
№
54503).
Табл. 1. Управление функциями устройств РЗА для ЛЭП,
находящихся в диспетчерском управлении ДЦ
Функции
(устройства) РЗА
Операции по дистанционному управлению
функциями РЗА
Основная защита ЛЭП
• ввод/вывод функции;
• переключение групп уставок
Резервные защиты ЛЭП
• ввод/вывод отдельных ступеней, вводимых при
изменении схемы электрических соединений;
• ввод/вывод оперативного ускорения;
• ввод/вывод отдельных ступеней (зон);
• переключение групп уставок
АПВ выключателей
• ввод/вывод АПВ (ОАПВ, ТАПВ);
• ввод/вывод условий срабатывания АПВ
Табл. 2. Управление функциями устройств РЗА для ЛЭП,
не находящихся в диспетчерском управлении ДЦ
Функции
(устройства) РЗА
Операции по дистанционному управлению
функциями РЗА
Основная защита ЛЭП
• ввод/вывод функции;
• переключение групп уставок
Резервные защиты ЛЭП
• ввод/вывод функций;
• ввод/вывод отдельных ступеней;
• ввод/вывод оперативного ускорения;
• переключение групп уставок
Основная защита Т (АТ) • ввод/вывод функции
Резервные защиты Т (АТ)
• ввод/вывод функций;
• ввод/вывод отдельных ступеней;
• ввод/вывод оперативного ускорения;
• переключение групп уставок
Ступенчатые защиты на
секционных (шиносое-
динительных) выключа-
телях
• ввод/вывод функций;
• ввод/вывод отдельных ступеней;
• ввод/вывод оперативного ускорения;
• переключение групп уставок
Резервные защиты на
обходных выключателях
• ввод/вывод функций;
• ввод/вывод отдельных ступеней;
• ввод/вывод оперативного ускорения;
• переключение групп уставок
Защиты присоединений
6–35 кВ
• ввод/вывод функций;
• переключение групп уставок
АПВ выключателей
• ввод/вывод АПВ (ОАПВ, ТАПВ);
• ввод/вывод условий срабатывания АПВ
ЗМН
• ввод/вывод функции
Защита шин (ДЗШ,
ДЗОШ, ЛЗШ, ЗДЗ)
• ввод/вывод функции;
• ввод/вывод режима нарушения фиксации присо-
единений по системам шин
Автоматический ввод
резерва (АВР)
• ввод/вывод функции
97
на ходящихся в диспетчерском
управлении ДЦ.
Для корректной работы Си-
стемы обеспечивается привязка
всех регистрируемых дискретных
и аналоговых событий к единому
астрономическому времени с точ-
ностью не более ±1 мс. При этом
применяются следующие прото-
колы синхронизации времени для
устройств уровня присоединения
и подстанционного уровня: NTPv4
(SNTPv4), IEEE 1588v2 (PTP).
Одним из важнейших условий
проекта является обеспечение
На прав
ах рек
ламы
требований по информационной
безопасности. Система цифрового
дистанционного управления обо-
рудованием и устройствами РЗА
электрических распределительных
устройств подстанций и автомати-
зированная система мониторин-
га и анализа функционирования
релейной защиты и автоматики
(АСМРЗА) должна обладать сер-
тификатом ФСТЭК и обеспечивать
требования в части технических
решений в соответствии с Рас-
поряжением ПАО «Россети» от
01.04.2016 г. № 140 «Об утверж-
дении минимальных требований
к информационной безопасности
АСТУ» [4]. Порядок создания под-
системы информационной безо-
пасности, этапность работ, а также
разработка документации должны
соответствовать ГОСТ Р 51583-
2014 «Защита информации. Поря-
док создания автоматизированных
систем в защищенном исполне-
нии. Общие положения» [5].
В рамках проекта должны быть
реализованы следующие подси-
стемы информационной безопас-
ности (рисунок 2):
Идентификация и аутентификация
пользователей системы
Разделение групп пользователей
и управление доступом для:
• персонала служб РЗА,
• диспетчерского персонала
Использование наложенных средств для:
• защиты каналов связи,
• межсетевого экранирования
и обнаружения вторжений
Доступ к выделенному сегменту технологической
сети передачи данных с использованим
аутентификации устройств и шифрования
трафика транспортного уровня
Регистрация событий информационной безопасности
Антивирусная защита
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Рис
. 2.
Обеспечение
защищенного
(
безопасного
)
дистанционного
управления
№
6 (57) 2019
98
а) подсистема антивирусной за-
щиты;
б) подсистема идентификации
и ау тентификации;
в) подсистема управления досту-
пом;
г) подсистема защиты каналов
связи, межсетевого экраниро-
вания и обнаружения вторже-
ний;
д) подсистема доступа к выде-
ленному сегменту технологи-
ческой сети передачи данных
с использованием аутентифи-
кации устройств и шифрова-
ния трафика транспортного
уровня;
е) подсистема регистрации собы-
тий информационной безопас-
ности;
ж) подсистема управления обнов-
лениями средств защиты ин-
формации.
На основе результатов анали-
за законодательных, нормативных
и регламентирующих документов
в области информационной без-
опасности, а также полученных ре-
зультатов исследований и материа-
лов в рамках работы, должен быть
разработан перечень требований
к структуре и составу Подсистемы
информационной
безопасности
для подобных Систем цифрового
дистанционного управления обо-
рудованием и устройствами РЗА
электрических распределитель-
ных устройств подстанций распре-
делительных электрических сетей,
в том числе с учетом их масштаби-
рования.
Результатом внедрения пилот-
ного проекта является:
– повышение
управляемости
и оперативного реагирования
для подстанций 110–220 кВ
с сокращением времени и за-
трат для выезда персонала на
объекты;
– повышение качества эксплуа-
тации и обслуживания микро-
процессорных устройств РЗА;
– сокращение сроков расследо-
вания аварий и технологиче-
ских нарушений;
– внедрение современных ана-
литических
инструментов
в эксплуатации оборудования
и устройств РЗА для решения
трудоемких задач подразделе-
ний;
– защищенное и безопасное дис-
танционное управление обо-
рудованием и функциями
устройств РЗА;
– оптимизация технического об-
служивания устройств РЗиА,
переход к ремонту по состоя-
нию, установление непрерыв-
ного контроля возникающих
неисправностей элементов ре-
лейной защиты и автоматики.
Планируемые эффекты пилот-
ного проекта:
– до 50% снижение затрат на
перемещение персонала для
оперативных
переключений
(до ПС и обратно в ЦУС);
– до 10% снижение трудозатрат
при сокращении времени на
выполнение технического об-
служивания устройств РЗА при
наличии комплекса автомати-
зированной системы монито-
ринга;
– до 15% снижение трудозатрат
при сокращении времени на
принятие объективных реше-
ний в оценке правильности
работы РЗА и вводу отклю-
ченного силового оборудо-
вания и ЛЭП в работу при
автоматизированном анализе
с использованием информа-
ции об аварийных событиях
и процессах;
– повышение уровня произво-
дительности труда за счет
внедрения системы помощи
принятия решений и внедре-
ния новых аналитических
инструментов.
ЛИТЕРАТУРА
1. СТО 34.01-21-004-2019. Цифровой питающий центр.
Требования к проектированию цифровых подстанций
напряжением 110–220 кВ и узловых цифровых под-
станций напряжением 35 кВ. URL: http://docs.cntd.ru/
document/554164993.
2. СТО 34.01-21-005-2019. Цифровая электрическая сеть.
Требования к проектированию цифровых распреде-
лительных сетей 0,4–220 кВ. URL: http://docs.cntd.ru/
document/554164995.
3. Концепция «Цифровая трансформация 2030» ПАО
«Россети». URL: https://www.rosseti.ru/investment/Kon-
tseptsiya_Tsifrovaya_transformatsiya_2030.pdf.
4. Распоряжение ПАО «Россети» от 01.04.2016 г. № 140
«Об утверждении минимальных требований к инфор-
мационной безопасности АСТУ».
5. ГОСТ Р 51583-2014. Защита информации. Порядок соз-
дания автоматизированных систем в защищенном ис-
полнении. Общие положения. URL: http://docs.cntd.ru/
document/1200108858.
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
VI
ВСЕРОССИЙСКАЯ
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКАЯ
КОНФЕРЕНЦИЯ
«
Развитие
и
повышение
надежности
эксплуатации
распределительных
электрических
сетей
»
30
июня
01
июля
Оригинал статьи: Организация цифрового дистанционного управления оборудованием и устройствами РЗА в «Россети Московский регион» (ПАО «МОЭСК»)
В настоящее время в ПАО «МОЭСК» (работает под брендом «Россети Московский регион») в рамках реализации концепции ПАО «Россети» — «Цифровая трансформация 2030» [3] реализуется пилотный проект «Организация
цифрового дистанционного управления оборудованием и устройствами РЗА электрических распределительных устройств подстанций распределительных электрических сетей филиала «Московские высоковольтные сети» ПАО «МОЭСК». Целью проекта является организация автоматизированной системы мониторинга и цифрового дистанционного управления оборудованием и устройствами РЗА (АСМРЗА) на базе технологий цифровой подстанции, внедрение системы на подстанциях 110–220 кВ пилотной зоны филиала «Россети Московский регион» — «Московские высоковольтные сети».