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
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
4
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
Оригинал статьи: 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.
