Практический опыт построения цифровой подстанции на базе SIPROTEC 5

Page 1
background image

Page 2
background image

26

ЦИФРОВЫЕ СЕТИ

Практический
опыт построения
цифровой подстанции
на базе SIPROTEC 5

В

 

современных

 

условиях

 

развития

 

электроэнергетики

 

России

 

и

 

общего

 

вектора

развития

 

общества

 

в

 

сторону

 

глобальной

 

цифровизации

 

задача

 

перехода

 

от

 

традиционного

 

подхода

 

при

 

построении

 

систем

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматизации

 

на

 

технологию

 

цифровой

 

подстанции

 

становится

 

все

 

более

 

актуальной

.

Малышев

 

Н

.

В

., 

ведущий

 

специалист

 

по

 

оборудованию

 

автоматизации

 

в

 

энергетике

 

ООО

 «

Сименс

»

В

 

такой

 

консервативной

 

отрасли

как

 

релейная

 

защита

любые

 

новые

 

тех

-

нологии

 

на

 

первоначальном

 

этапе

 

их

 

применения

 

выливаются

 

в

 

жесткие

 

дискуссии

 

со

 

стороны

 

специалистов

 

о

 

надеж

-

ности

 

и

 

целесообразности

 

их

 

применения

и

 

данный

 

факт

 

является

 

вполне

 

обоснован

-

ным

речь

 

идет

 

о

 

стабильной

 

и

 

надежной

 

ра

-

боте

 

всего

 

электроэнергетического

 

комплекса

 

страны

Как

 

и

 

в

 

любой

 

другой

 

сфере

рацио

-

нальность

необходимость

 

или

 

экономическая

 

эффективность

 

внедрения

 

новых

 

подходов

технологий

 

или

 

оборудования

 

должна

 

быть

 

доказана

 

с

 

практической

 

и

 

теоретической

 

то

-

чек

 

зрения

 

на

 

этапах

 

расчетов

лабораторных

 

исследований

 

и

 

экспериментального

 

примене

-

ния

В

 

рамках

 

данной

 

статьи

 

речь

 

пойдет

 

об

 

экспериментальном

 

применении

 

оборудова

-

ния

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 Siprotec 5 

в

 

инновационном

 

проекте

  «

Цифровая

 

под

-

станция

», 

выполненном

 

на

 

базе

 

действующего

 

объекта

 

электрогенерации

 — 

Нижегородской

 

ГЭС

Целью

 

данного

 

проекта

 

является

 

демон

-

страция

 

работоспособности

 

технологии

 «

Циф

-

ровая

 

подстанция

», 

построенной

 

на

 

базе

 

стан

-

дарта

 

МЭК

 61850, 

преимущества

 

и

 

недостатки

 

данной

 

системы

ее

 

надежность

возможность

 

применения

 

первичного

 

и

 

вторичного

 

обору

-

дования

 

разных

 

производителей

 

и

 

их

 

совме

-

стимость

 

в

 

рамках

 

сетевой

 

коммуникации

Отличительная

 

особенность

 

данного

 

испыта

-

тельного

 

полигона

 

заключается

 

в

 

возможно

-

сти

 

сравнения

 

алгоритмов

 

работы

 

устройств

 


Page 3
background image

27

токолах

 — SNTP 

и

 PTP. 

С

 

помощью

 

д о п о л н и т е л ь н ы х

 

настроек

 

сетевого

 

доступа

 

и

 

встроен

-

ного

 

сетевого

 

экра

-

на

 

был

 

обеспечен

 

высокий

 

уровень

 

кибербезопаности

 

устройства

.  

Важно

 

отметить

иерархическую

 

вну

-

треннюю

 

структу

 

ру

устройства

 Sipro -

tec 5, 

соответствую

-

щую

 

части

 7 

стан

-

дарта

 

МЭК

 61850, 

и

 

реализованную

 

модель

 

поведения

 

при

 

обработке

 

атри

-

бутов

 

качества

 

при

-

нимаемой

 

и

 

передаваемой

 

информации

 (MMS, 

GOOSE, SV), 

имеющую

 

ряд

 

преимуществ

 

при

 

проведении

 

пусконаладочных

 

работ

 

и

 

последу

-

ющей

 

эксплуатации

 

таких

 

систем

 

по

 

сравнению

 

с

 

существующим

 

подходом

Специалисты

 

ООО

 

«

Сименс

» 

пришли

 

к

 

выводу

 

о

 

необходимости

 

систематизации

 

и

 

детализации

 

полученного

 

опыта

 

и

 

знаний

и

 

как

 

следствие

 — 

разработки

 

инструкции

 

при

 

проведении

 

такого

 

вида

 

работ

В

 

рамках

 

совместных

 

испыта

 

ний

 

первично

-

го

 

оборудования

 

было

 

подтверждено

 

надеж

-

ное

 

функционирование

 

устройств

 

при

 

прове

-

дении

 

следующих

 

опытов

:

 

трехфазное

 

короткое

 

замыкание

 

на

 

выво

-

дах

 

генератора

;

 

замыкание

 

на

 

землю

 

обмотки

 

статора

;

 

трехфазное

 

КЗ

 

на

 

стороне

 110 

кВ

 

блочного

 

трансформатора

;

 

однофазное

 

КЗ

 

на

 

стороне

 110 

кВ

 

блочного

 

трансформатора

;

 

работа

 

на

 

холостом

 

ходу

;

 

форсировка

 

тока

 

возбуждения

.        

На

 

фоне

 

вышеперечисленных

 

испытаний

 

была

 

проверена

 

стабильность

 

работы

 

систе

-

мы

 

при

 

искусственном

 

выводе

 

из

 

строя

 

части

 

сетевого

 

коммуникационного

 

оборудования

 

или

 

источников

 

точного

 

времени

.

Подводя

 

итоги

 

испытаний

можно

 

сделать

 

вывод

 

о

 

том

что

 

решения

 

и

 

оборудование

 

ком

-

пании

 

ООО

  «

Сименс

» 

в

 

области

 

технологии

 

«

Цифровая

 

подстанция

» 

являются

 

надежными

 

и

 

работоспособными

 

и

 

готовы

 

к

 

применению

 

как

 

в

 

рамках

 

опытной

 

эксплуатации

так

 

и

 

в

 

ус

-

ловиях

 

полноценного

 

промышленного

 

приме

-

нения

.  

Р

РЗА

выполненных

 

на

 

традиционном

 

принци

-

пе

с

 

современными

 

устройствами

 

РЗА

у

 

кото

-

рых

 

прием

 

и

 

передача

 

управляющих

 

сигналов

 

(GOOSE-

сообщения

и

 

аналоговых

 

измере

-

ний

 (SV-

потоки

выполнены

 

с

 

использовани

-

ем

 

коммуникационной

 

сети

 Ethernet. 

Измере

-

ние

 

первичных

 

величин

 

токов

 

и

 

напряжений

оцифровка

 

мгновенных

 

аналоговых

 

значений

 

и

 

формирование

 Ethernet-

кадров

 

согласно

 

стандарту

 

МЭК

 61850 -9 -2LE 

осуществляется

 

устройствами

 

сопряжения

 

с

 

шиной

 

процесса

оптическими

 

трансформаторами

 

тока

 

и

 

элек

-

тронными

 

трансформаторами

 

напряжения

 

фирмы

 

АО

 «

Профотек

». 

Общий

 

объем

 

пусконаладочных

 

работ

 

был

 

выполнен

 

в

 

кратчайшие

 

сроки

   

с

 

помощью

 

стандартного

 

программного

 

обеспечения

 

(

ПО

 DIGSI5 

для

 

параметрирования

 

устройств

 

РЗА

 

и

 ProConf 

для

 

параметрирования

 

модуля

 

шины

 

процесса

 PB201) 

без

 

каких

-

либо

 

пред

-

варительных

 

испытаний

что

 

подтверждает

 

функциональную

 

совместимость

 

устройства

 

Siprotec 5 

с

 

оборудованием

 

производителей

 

других

 

фирм

Производительность

 

терминала

 Siprotec 5 

позволила

 

реализовать

 

в

 

одном

 

устройстве

 

защиты

 

генераторов

 7UM85:

 

прием

 

измерений

 

от

 3-

х

 

оптических

 

ТТ

 

и

 2-

х

 

цифровых

 

ТН

 

одновременно

 (

при

 

этом

 

име

-

лась

 

техническая

 

возможность

 

получать

 

информацию

 

от

 

дополнительного

 

ТН

);

 

две

 

функции

 

дифференциальной

 

защиты

 

генератора

 

и

 

блока

 

генератора

 

и

 

трансфор

-

матора

;

 

выполнение

 

функций

 

резервных

 

защит

 

ге

-

нератора

  (

имеется

 

возможность

 

выполнить

 

функции

 

резервных

 

защит

 

блочного

 

транс

-

форматора

); 

 

выполнение

 

функций

 

регистрации

   

аварий

-

ных

 

событий

 

с

 

частотой

 

дискретизации

 

кГц

  (

имеется

 

возможность

 

регистрации

 

с

 

частотой

 8 

кГц

и

 

другие

 

вспомогательные

 

функции

Гибкость

 

функциональной

 

составляющей

 

обо

-

рудования

 

РЗА

 

и

 

его

 

многозадачность

отсут

-

ствие

 

необходимости

 

в

 

приобретении

 

дополни

-

тельных

 

устройств

модулей

 

расширения

 

или

 

программного

 

обеспечения

 

при

 

изменении

 

топо

-

логии

 

защищаемого

 

объекта

 

или

 

новых

 

требова

-

ний

 

к

 

составу

 

выполняемых

 

функций

 

подчеркива

-

ют

 

экономическую

 

эффективность

 

применения

 

решений

 

на

 

базе

 Siprotec 5. 

В

 

соответствии

 

с

 

требованиями

 

стандарта

 

МЭК

 61850-5 

выполнение

 

полноценного

 

фи

-

зического

 

разделения

 

шины

 

процесса

 

и

 

шины

 

станции

 

позволило

 

применить

 

разные

 

протоко

-

лы

 

сетевого

 

резервирования

 

для

 

соответству

-

ющих

 

уровней

 (PRP — 

для

 

уровня

 

процесса

 

и

 

присоединения

, RSTP — 

для

 

уровня

 

стан

-

ции

), 

а

 

также

 

резервирование

 

синхронизации

 

времени

 

устройств

 

на

 

разных

 

сетевых

 

про

-

ООО

 «

Сименс

»

Технический

 

центр

по

 

оборудованию

 

автоматизации

 

в

 

энергетике

siemens.ru/energy

 6 (51) 2018


Читать онлайн

В современных условиях развития электроэнергетики России и общего вектора развития общества в сторону глобальной цифровизации задача перехода от традиционного подхода при построении систем релейной защиты и автоматизации на технологию цифровой подстанции становится все более актуальной.

Поделиться:

Спецвыпуск «Россети» № 1(24), март 2022

Учебно-тренировочный комплекс ПАО «Россети Ленэнерго» по обучению современным цифровым технологиям

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Подготовка кадров
Виктор Катенев, Артем Суворов (ПАО «Россети Ленэнерго»)
Спецвыпуск «Россети» № 1(24), март 2022

Передовые технологии группы компаний «Россети»

Управление сетями / Развитие сетей Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция
Григорий Гладковский, Дмитрий Капустин (ПАО «Россети»), Эльдар Магадеев (НТС «Россети» / «Россети ФСК ЕЭС»)
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»