Технические
решения
для
повышения
надежности
эксплуатации
распределительных
электрических
сетей
в
рамках
цифровой
трансформации
1
О
необходимых
шагах
по
реализации
концепции
«
Цифровая
трансформация
2030»
читайте
в
интервью
с
заместителем
генерального
директора
—
главным
инженером
компании
«
Россети
»
А
.
В
.
Майоровым
,
опубликованном
в
журнале
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
»
№
2(53),
март
-
апрель
2019 (
Прим
.
ред
.).
2
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3(14),
сентябрь
2019
Андрей
МАЙОРОВ
,
заместитель
генерального
директора
—
главный
инженер
компании
«
Россети
»
21
декабря
2018
года
Советом
директо
-
ров
ПАО
«
Россети
»
утверждена
концеп
-
ция
«
Цифровая
трансформация
2030»
1
,
положениями
которой
необходимо
ру
-
ководствоваться
,
в
том
числе
при
ре
-
ализации
инвестиционных
программ
.
В
представленной
статье
читателям
предложен
обзор
основных
техниче
-
ских
решений
,
предусмотренных
обнов
-
ленной
редакцией
Единой
технической
политики
компании
«
Россети
»,
подго
-
товленной
в
целях
реализации
концеп
-
ции
цифровой
трансформации
.
Цели
и
задачи
ЦИФРОВАЯ
ПОДСТАНЦИЯ
И
ЦИФРОВАЯ
СЕТЬ
Цифровизация
производственных
процессов
—
это
вне
-
дрение
цифровых
технологических
решений
в
производ
-
ственную
деятельность
,
в
том
числе
переход
к
цифровым
питающим
центрам
и
цифровым
электрическим
сетям
.
Ос
-
новная
отличительная
черта
цифровой
электрической
сети
и
цифрового
питающего
центра
—
возможность
удаленного
наблюдения
и
управления
с
использованием
современных
цифровых
технологий
.
Приказом
ПАО
«
Россети
»
от
29.03.2019
№
64
утвержде
-
ны
СТО
«
Цифровой
питающий
центр
»
и
«
Цифровая
элек
-
трическая
сеть
».
Цифровая
подстанция
является
важным
элементом
цифровой
электрической
сети
.
Это
автоматизированная
подстанция
,
оснащенная
взаимодействующими
в
режиме
единого
времени
цифровыми
информационными
и
управ
-
ляющими
системами
и
функционирующая
без
присутствия
постоянного
дежурного
персонала
.
Принципиальная
схема
работы
цифровой
подстанции
представлена
на
рисунке
1.
Оборудование
цифровой
подстанции
имеет
следующие
особенности
и
отличия
от
подстанций
традиционной
кон
-
струкции
:
–
оптические
измерительные
трансформаторы
или
нали
-
чие
аналого
-
цифровых
преобразователей
—
формиро
-
вание
цифрового
сигнала
;
–
микропроцессорная
релейная
защита
,
интегрированная
в
шину
процесса
и
шину
подстанции
—
полная
селек
-
тивность
(
избирательность
),
отключение
только
поврежденного
участка
сети
;
3
–
наличие
широкополосных
каналов
связи
—
пере
-
дача
информации
в
центр
управления
сетями
,
дис
-
танционное
управление
;
–
наличие
контроллеров
те
-
лемеханики
—
контроль
параметров
сети
,
воз
-
можность
управлять
ком
-
мутационными
аппара
-
тами
;
–
интеллектуальные
при
-
боры
учета
на
всех
при
-
соединениях
(
технический
учет
) —
контроль
уровней
напряжения
и
качества
электроэнергии
.
Переход
к
цифровым
электрическим
сетям
и
циф
-
ровым
подстанциям
—
это
необходимый
шаг
на
пути
цифровизации
электроэнерге
-
тики
.
Цифровая
электрическая
сеть
—
это
организационно
-
техническое
объединение
элек
-
тросетевых
объектов
,
оснащенных
цифровыми
системами
измерения
параметров
режима
сети
,
мониторинга
состояния
оборудования
и
линий
электропередачи
,
защиты
и
противо
-
аварийной
автоматики
,
сетевого
и
объектового
управления
,
информационный
обмен
между
которыми
осуществляется
по
единым
протоколам
с
обеспечением
временной
синхрониза
-
ции
.
Общая
схема
такой
сети
представлена
на
рисунке
2.
Цифровая
электрическая
сеть
обладает
следующими
отличительными
признаками
:
–
наблюдаемость
и
управляемость
всех
элементов
сети
в
режиме
реального
времени
;
Рис
. 1.
Принципиальная
схема
цифровой
подстанции
Рис
. 2.
Общий
вид
цифровой
электрической
сети
–
поддержка
функций
са
-
модиагностики
и
само
-
восстановления
сети
;
–
интеллектуальный
учет
потребления
электро
-
энергии
;
–
интеграция
всех
элемен
-
тов
сети
в
SCADA / OMS /
DMS
с
возможностью
телеуправления
;
–
использование
цифро
-
вых
систем
связи
и
обо
-
рудования
с
поддержкой
протоколов
МЭК
61850;
–
ведение
актуальной
CIM-
модели
всех
элементов
сети
и
их
совокупности
в
соответствии
МЭК
61968/61970.
–
цифровая
сеть
переда
-
чи
данных
,
обеспечива
-
ющая
передачу
инфор
-
мации
с
заданными
параметрами
качества
.
1
Подробнее
о
развитии
системы
ОТУ
и
СУ
в
рамках
Концепции
цифровой
трансформации
читайте
в
статье
А
.
В
.
Майорова
,
опубликованной
в
преды
-
дущем
Специальном
выпуске
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
»
для
компании
«
Россети
»
№
2(13)
июнь
2019 (
Прим
.
ред
.).
4
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3(14),
сентябрь
2019
Цели
и
задачи
ЕДИНАЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ
ПОЛИТИКА
С
учетом
положений
концепции
«
Цифровая
трансформация
2030»
разработан
проект
обновленной
редакции
Единой
тех
-
нической
политики
в
электросетевом
комплексе
ПАО
«
Россе
-
ти
»,
который
в
настоящее
время
находится
в
стадии
согласо
-
вания
и
доработки
с
учетом
поступающих
предложений
.
Обновленная
Единая
техническая
политика
направле
-
на
на
:
–
реализацию
задач
Стратегии
развития
электросетевого
комплекса
Российской
Федерации
;
–
выполнение
функций
и
задач
ПАО
«
Россети
»;
–
реализацию
мероприятий
по
цифровой
трансформации
технологических
и
производственных
процессов
Группы
компаний
«
Россети
»;
–
получение
совокупности
эффективных
технических
,
тех
-
нологических
и
организационных
требований
и
решений
,
обеспечивающих
повышение
эффективности
,
надежно
-
сти
,
безопасности
,
экономичности
передачи
и
распреде
-
ления
электроэнергии
.
В
Единую
техническую
политику
в
электросетевом
ком
-
плексе
ПАО
«
Россети
»
включены
новые
разделы
:
1)
требования
к
разработке
схем
развития
электросетевого
комплекса
и
схем
выдачи
мощности
объектов
генерации
;
2)
требования
по
сетевому
резервированию
и
применению
автономных
источников
питания
;
3)
координация
уровней
токов
короткого
замыкания
;
4)
особенности
развития
электрических
сетей
мегаполисов
;
5)
мобильные
и
модульные
подстанции
;
6)
инженерная
инфраструктура
;
7)
требования
к
ВЛ
,
проходящим
в
сложных
климатических
,
геологических
и
особых
условиях
;
8)
кабельные
коллекторы
и
подземные
сооружения
;
9)
требования
к
системам
телемеханики
РП
,
РТП
,
СП
,
ТП
и
столбовым
ТП
6-10
кВ
;
10)
цифровая
электрическая
сеть
;
11)
вставки
постоянного
тока
и
асинхронизированные
элек
-
тромеханические
преобразователи
частоты
;
12)
аккумуляторные
батареи
большой
мощности
и
накопите
-
ли
электроэнергии
.
В
части
оперативно
-
технологического
управления
1
Еди
-
ная
техническая
политика
предусматривает
переход
от
суще
-
ствующей
трехуровневой
структуры
ОТУ
к
одноуровневой
си
-
стеме
.
Планируется
реализация
Концепции
развития
системы
оперативно
-
технологического
и
ситуационного
управления
через
выстраивание
единой
административной
и
оператив
-
ной
вертикали
ОТУ
на
базе
ЦУС
.
Также
Единой
технической
политикой
сформулированы
принципы
развития
и
требования
к
автоматизированной
системе
оперативно
-
технологического
и
ситуационного
управления
(
АСОТиСУ
)
для
автоматизации
и
повышения
эффективности
решения
задач
управления
электросетевыми
объектами
.
В
части
управление
активами
и
ремонтной
деятельности
Единая
техническая
политика
предусматривает
реализацию
перехода
от
системы
планово
-
предупредительного
вида
организации
ремонта
на
электросетевых
объектах
к
орга
-
низации
ремонта
по
фактическому
техническому
состоянию
и
планирование
технических
воздействий
с
учетом
оценки
последствий
отказа
(
рисков
)
оборудования
ПС
и
ЛЭП
.
Такой
подход
призван
обеспечить
оптимальный
уровень
технико
-
экономического
состояния
электросетевых
объектов
и
по
-
казателей
энергетической
эффективности
электросетевых
активов
,
оптимизацию
затрат
на
ремонтную
деятельность
,
модернизацию
и
техническое
перевооружение
электросе
-
тевых
объектов
с
обеспечением
необходимого
уровня
без
-
опасности
,
эксплуатационной
надежности
и
качества
элек
-
троснабжения
потребителей
.
Развитие
риск
-
ориентированного
подхода
к
управлению
электросетевыми
активами
позволит
обеспечить
эффектив
-
ное
распределение
ресурсов
и
финансовых
средств
на
экс
-
плуатацию
,
модернизацию
и
техническое
перевооружение
основных
фондов
,
находящихся
в
критическом
и
неудовлет
-
ворительном
техническом
состоянии
.
При
этом
,
при
условии
эксплуатации
оборудования
и
ЛЭП
без
отклонения
от
но
-
минальных
параметров
и
выполнении
необходимых
техни
-
ческих
воздействий
,
ограничения
,
связанные
с
выработкой
нормативного
срока
,
установленного
заводом
-
изготовите
-
лем
,
могут
быть
сняты
.
Для
распределительных
сетей
6–35
кВ
в
Единую
техни
-
ческую
политику
включены
требования
для
реализации
сле
-
дующих
направлений
:
–
автоматизация
определения
поврежденного
участка
с
функцией
самовосстановления
неповрежденных
участков
сети
;
–
минимизация
времени
отключения
КЗ
за
счет
повыше
-
ния
быстродействия
алгоритмов
и
применения
новых
технических
решений
;
–
обеспечение
селективности
работы
защит
на
каждом
участке
сети
;
–
сокращение
времени
принятия
решений
оперативным
и
диспетчерским
персоналом
в
аварийных
ситуациях
за
счет
передачи
информации
на
уровни
управления
объ
-
ектами
;
–
в
сети
среднего
напряжения
должны
применяться
схе
-
мы
с
управляемыми
автоматическими
выключателями
(
реклоузерами
)
с
функцией
дистанционного
управления
;
–
ВЛ
6–35
кВ
должны
оснащаться
устройствами
опреде
-
ления
места
КЗ
топографического
типа
,
позволяющими
передавать
информацию
о
поврежденном
участке
сети
;
–
в
электрической
сети
6–35
кВ
должны
применяться
устройства
защиты
,
интегрированные
с
системами
,
обе
-
спечивающими
самовосстановление
неповрежденных
участков
;
5
–
ВЛ
6–35
кВ
должны
оснащаться
устройствами
АПВ
на
головном
выключателе
линии
и
дис
-
танционно
управляемыми
разъединителями
на
секционирующих
пунктах
и
присоединениях
ВЛ
.
С
учетом
изложенного
выше
распределительны
-
ми
электросетевыми
компаниями
,
входящими
в
Груп
-
пу
компаний
«
Россети
»,
в
числе
прочих
при
новом
строительстве
и
реконструкции
объектов
электриче
-
ских
сетей
должны
применяться
следующие
техниче
-
ские
решения
:
1.
Устройства
определения
места
КЗ
(
рисунок
3),
оснащенные
системой
передачи
информации
в
центр
управления
сетями
,
позволяют
снизить
время
поиска
аварийного
участка
,
а
при
оснаще
-
нии
сети
дистанционно
управляемыми
разъеди
-
нителями
—
локализовать
аварийный
участок
.
2.
Реклоузеры
6–10
кВ
,
установка
которых
на
ВЛ
(
рисунок
4)
позволяет
локализовать
поврежден
-
ный
участок
электрической
сети
и
с
минималь
-
ной
выдержкой
времени
осуществить
переход
на
резервную
схему
электроснабжения
.
3.
В
кабельных
распределительных
сетях
6–10
кВ
с
изолированной
нейтралью
должны
применять
-
ся
датчики
тока
и
направления
мощности
,
устанавливаемые
в
ячейках
ПС
,
с
функцией
передачи
данных
оперативному
персоналу
для
определения
и
ло
-
кализации
поврежденного
участка
сети
.
4.
Деятельность
оперативно
-
выездных
и
ремонтных
бригад
должна
быть
организована
с
применением
программно
-
аппаратных
комплексов
,
обеспечивающих
автоматиза
-
цию
и
цифровизацию
процессов
планирования
,
исполне
-
ния
и
контроля
работ
на
электросетевых
объектах
.
В
силу
высокой
концентрации
электрических
нагрузок
и
большого
числа
ответственных
и
социально
значимых
по
-
требителей
схемные
решения
сетей
20
кВ
мегаполисов
имеют
свои
особенности
.
Увеличение
единичных
мощно
-
стей
,
большая
разветвленность
и
повышенные
требования
к
надежности
электроснабжения
потребителей
мегаполиса
требуют
применения
новых
решений
в
части
обеспечения
селективности
отключения
поврежденного
участка
.
Одно
-
стороннее
подключение
нагрузки
определяет
неизбежность
кратковременного
перерыва
электроснабжения
на
время
переключения
на
резервный
источник
питания
,
что
неприемлемо
для
современных
ответственных
по
-
требителей
мегаполиса
.
Для
действующих
сетей
20
кВ
,
построенных
с
применением
выключателей
нагрузки
,
должен
осу
-
ществляться
поэтапный
переход
на
автоматическое
управление
выключателями
нагрузки
:
1-
й
этап
—
использование
специальной
автома
-
тики
,
обеспечивающей
определение
поврежденного
участка
(
снижает
время
поиска
места
повреждения
и
время
восстановления
электроснабжения
).
2-
й
этап
—
доработка
комплекса
с
применением
теле
-
управления
выключателями
нагрузки
(
позволяет
автомати
-
чески
перестраивать
сеть
без
участия
человека
и
сохранить
электроснабжение
максимально
возможного
числа
потреби
-
телей
).
С
целью
повышения
надежности
сетей
20
кВ
мегапо
-
лисов
на
наиболее
ответственных
участках
целесообразно
применение
дифференциальных
защит
линий
(
рисунок
5).
Использование
дифференциальной
защиты
линии
,
ос
-
нованной
на
дифференциальном
сравнении
фаз
токов
по
концам
защищаемой
линии
,
с
применением
волоконно
-
опти
-
ческих
каналов
связи
позволяет
сократить
выдержки
времени
ступенчатых
защит
.
При
использовании
микропроцессорной
техники
дифференциальные
защиты
могут
быть
реализова
-
ны
на
программном
уровне
в
единых
устройствах
.
Примене
-
ние
силового
кабеля
20
кВ
со
встроенными
волоконно
-
опти
-
ческими
линиями
связи
позволяет
обеспечить
трехкратное
резервирование
каналов
связи
для
целей
защиты
.
Рис
. 3.
Устройства
определения
места
КЗ
Рис
. 4.
Установка
на
ВЛ
реклоузеров
6–10
кВ
Рис
. 5.
Принципиальная
схема
дифференциальной
защиты
линии
20
кВ
Основной
канал
связи
20
кВ
В
-1
В
-2
TT1
I
1
I
2
TT2
T
Н
1
T
Н
2
ВОЛС
Резервный
канал
связи
6
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3(14),
сентябрь
2019
Цели
и
задачи
званной
способствовать
расширению
применения
цифровых
технологий
в
распределительных
сетях
в
целях
повышения
надежности
и
эффективности
их
эксплуатации
.
В
целом
,
по
оценке
технического
руководства
компании
,
распределитель
-
ные
электрические
сети
обладают
большим
потенциалом
по
повышению
надежности
эксплуатации
с
применением
совре
-
менных
,
в
том
числе
цифровых
технологий
.
Сетевым
компа
-
ниям
,
входящим
в
группу
«
Россети
»,
надлежит
обеспечить
максимально
широкое
внедрение
современных
технических
решений
при
наличии
соответствующих
технико
-
экономиче
-
ских
обоснований
.
Цифровая
трансформация
технологических
и
производ
-
ственных
процессов
Группы
компаний
«
Россети
»
обеспечит
высокую
конкурентоспособность
наших
услуг
,
а
также
за
-
щищенность
инфраструктуры
в
условиях
информационного
общества
.
Рис
. 6.
Вариант
организации
двухстороннего
питания
магистральной
КЛ
от
одного
питающего
центра
Рис
. 7.
Вариант
организации
двухстороннего
питания
магистральной
КЛ
от
разных
питающих
центров
Перерыв
электроснабжения
потребителей
на
время
срабаты
-
вания
автоматики
,
допускаемый
ПУЭ
,
является
неприемлемым
для
потребителей
мегаполиса
,
оснащенных
современными
ин
-
женерными
системами
и
комму
-
никациями
,
не
допускающими
перерывов
электроснабжения
.
Для
обеспечения
бесперебойного
электроснабжения
целесообразно
использовать
схему
двухсторонне
-
го
питания
ТП
.
Для
организации
двухсторон
-
него
питания
ТП
должны
быть
ос
-
нащены
выключателями
с
полным
комплектом
защиты
и
автоматики
.
Защита
КЛ
должна
осуществлять
-
ся
дифференциальной
защитой
линии
с
передачей
сигналов
по
каналу
связи
.
Двухстороннее
питание
магистральной
КЛ
может
осуществляться
от
одного
(
рисунок
6)
или
от
разных
питающих
центров
(
рисунок
7).
Реализация
двухстороннего
питания
требует
полной
цифровизации
действия
защиты
и
автоматики
,
организации
надежных
резервированных
каналов
связи
и
оснащения
всех
подстанций
цифровыми
терминалами
защиты
и
автоматики
.
При
реализации
двухстороннего
питания
должно
быть
осуществлено
протекание
уравнительной
мощности
,
протека
-
ние
полной
мощности
нагрузки
,
диспетчеризация
режима
на
-
грузки
,
поддержание
режима
в
системе
с
замкнутой
КЛ
20
кВ
.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленные
в
данной
статье
новые
технические
решения
являются
лишь
малой
частью
,
небольшим
примером
обнов
-
ленной
Единой
технической
политики
ПАО
«
Россети
»,
при
-
Оригинал статьи: Технические решения для повышения надежности эксплуатации распределительных электрических сетей в рамках цифровой трансформации
21 декабря 2018 года Советом директоров ПАО «Россети» утверждена концепция «Цифровая трансформация 2030», положениями которой необходимо руководствоваться, в том числе при реализации инвестиционных программ. В представленной статье читателям предложен обзор основных технических решений, предусмотренных обновленной редакцией Единой технической политики компании «Россети», подготовленной в целях реализации концепции цифровой трансформации.
