Цифровая подстанция №4 2015
DESCRIPTION
Четвертый выпуск культового журнала для специалистов РЗА, АСУ ТП, Учета и СвязиTRANSCRIPT
11:45 AM
ЦИФРОВАЯПОДСТАНЦИЯ
НОВОСТИ
Новости
СТАТЬИ РЕПОРТАЖ ТЕСТ-ДРАЙВ БЛОГИ КОМПАНИЙ ОТВЕТЫ RU V
Семинар в Москве, 9-12 ноября 2015
ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
Электрические
Энергетика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных иискусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсоввсех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной,энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всегопроисходит в несколько стадий:
получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащениеядерного топлива;передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка газа, угля, мазута на тепловую электростанцию;преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии угля вэлектрическую и тепловую энергию;передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи[1].Энергетика как наука, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников[2], утверждённойМинистерством образования и науки Российской Федерации, включает следующие научные специальности:
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
11:45 AM
ЦИФРОВАЯ
ПОДСТАНЦИЯНОВОСТИ
Новости
СТАТЬИРЕПОРТАЖ ТЕСТ-ДРАЙВ БЛОГИ КОМПАНИЙ ОТВЕТЫ
RU V
Семинар в Москве, 9-12 ноября 2015ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ
Энергетические системы и комплексы;
Электрические станции и электроэнергетические системы;
Ядерные энергетические установки;
Промышленная теплоэнергетика;
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;
Техника высоких напряжений;
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
Энергетические системы и комплексы;
Электрические станции и электроэнергетические системы;
Ядерные энергетические установки;
Промышленная теплоэнергетика;
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;
Техника высоких напряжений;
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
Электрические
Энергетика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и
искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов
всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной,
энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего
происходит в несколько стадий:
получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение
ядерного топлива;
передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка газа, угля, мазута на тепловую электростанцию;
преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии угля в
электрическую и тепловую энергию;
передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи[1].
Энергетика как наука, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников[2], утверждённой
Министерством образования и науки Российской Федерации, включает следующие научные специальности:
Энергетические системы и комплексы;
Электрические станции и электроэнергетические системы;
Ядерные энергетические установки;
Промышленная теплоэнергетика;
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;
Техника высоких напряжений;
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
11:45
ЦИФРОВАЯПОДСТАНЦИЯ
НОВОСТИ
Новости
СТАТЬИ РЕПОРТАЖ ТЕСТ-ДРАЙВ БЛОГИ КОМПАНИЙ ОТВЕТЫ RU V
Семинар в Москве, 9-12 ноября 2015
ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
Электрические
Энергетика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных иискусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсоввсех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной,энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всегопроисходит в несколько стадий:
получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащениеядерного топлива;передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка газа, угля, мазута на тепловую электростанцию;преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии угля вэлектрическую и тепловую энергию;передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи[1].Энергетика как наука, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников[2], утверждённойМинистерством образования и науки Российской Федерации, включает следующие научные специальности:
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
ИЗДАТЕЛЬ
ООО «Цифровая подстанция»
МЕНЕДЖЕР ПРОЕКТА
Вячеслав Чайкин [email protected]
Тел.: +7 (499) 350-71-35
Онлайн-версия журнала: www.digitalsubstation.ru
ИЛЛЮСТРАТОР
Олег Дроздов
ДИЗАЙН И ВЕРСТКА
Марина Лор-Ходкевич
КОРРЕКТОР
Анастасия Баньковская
АДРЕС ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ
117105, г. Москва, Варшавское шоссе, д. 1, стр. 1-2, этаж 6 - комната 33
Редакция не несет ответственности за достоверность рекламных матери-алов. Точка зрения авторов может не совпадать с точкой зрения редакции.
Перепечатка, копирование матери-алов, опубликованных в журнале «Цифровая подстанция», допускает-ся только со ссылкой на издание.
Свидетельство о регистрацииСМИ № ФС77-61546.
Тираж – 4 000 экз. Отпечатано в типографии ООО «РПК Фреш Принт»
11:45 AM
ЦИФРОВАЯПОДСТАНЦИЯ
НОВОСТИ
Новости
СТАТЬИ РЕПОРТАЖ ТЕСТ-ДРАЙВ БЛОГИ КОМПАНИЙ ОТВЕТЫ RU V
Семинар в Москве, 9-12 ноября 2015
ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
Электрические
Энергетика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных иискусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсоввсех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной,энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всегопроисходит в несколько стадий:
получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащениеядерного топлива;передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка газа, угля, мазута на тепловую электростанцию;преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии угля вэлектрическую и тепловую энергию;передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи[1].Энергетика как наука, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников[2], утверждённойМинистерством образования и науки Российской Федерации, включает следующие научные специальности:
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
11:45 AM
ЦИФРОВАЯ
ПОДСТАНЦИЯНОВОСТИ
Новости
СТАТЬИРЕПОРТАЖ ТЕСТ-ДРАЙВ БЛОГИ КОМПАНИЙ ОТВЕТЫ
RU V
Семинар в Москве, 9-12 ноября 2015ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ
Энергетические системы и комплексы;
Электрические станции и электроэнергетические системы;
Ядерные энергетические установки;
Промышленная теплоэнергетика;
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;
Техника высоких напряжений;
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
Энергетические системы и комплексы;
Электрические станции и электроэнергетические системы;
Ядерные энергетические установки;
Промышленная теплоэнергетика;
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;
Техника высоких напряжений;
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологически
активные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебные
эффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающих
в мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
Электрические
Энергетика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и
искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов
всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной,
энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего
происходит в несколько стадий:
получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение
ядерного топлива;
передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка газа, угля, мазута на тепловую электростанцию;
преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии угля в
электрическую и тепловую энергию;
передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи[1].
Энергетика как наука, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников[2], утверждённой
Министерством образования и науки Российской Федерации, включает следующие научные специальности:
Энергетические системы и комплексы;
Электрические станции и электроэнергетические системы;
Ядерные энергетические установки;
Промышленная теплоэнергетика;
Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;
Техника высоких напряжений;
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можно
выделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,
представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатических
препаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
11:45
ЦИФРОВАЯПОДСТАНЦИЯ
НОВОСТИ
Новости
СТАТЬИ РЕПОРТАЖ ТЕСТ-ДРАЙВ БЛОГИ КОМПАНИЙ ОТВЕТЫ RU V
Семинар в Москве, 9-12 ноября 2015
ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ
НА ЭНЕРГООБЪЕКТАХ
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.Лекарственные гомеопатические средства, введенные в специальные биологическиактивные и триггерные точки, повышают свои изначально заложенные лечебныеэффекты в несколько раз благодаря активации нервных окончаний, сообщающихв мозг и органы информацию об активации их саморегуляторных функций.
Электрические
Энергетика — область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных иискусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсоввсех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной,энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всегопроисходит в несколько стадий:
получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащениеядерного топлива;передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка газа, угля, мазута на тепловую электростанцию;преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например, химической энергии угля вэлектрическую и тепловую энергию;передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи[1].Энергетика как наука, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников[2], утверждённойМинистерством образования и науки Российской Федерации, включает следующие научные специальности:
Энергетические системы и комплексы;Электрические станции и электроэнергетические системы;Ядерные энергетические установки;Промышленная теплоэнергетика;Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии;Техника высоких напряжений;Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.
В Москве существует достаточно много гомеопатических центров, среди их можновыделить клинику «Оне Шаден», которая практикует метод гомеосиниатрии,представляющий собой внутрикожное и подкожное введение гомеопатическихпрепаратов в точки акупунктуры в виде микроинъекций.
В отличие от курса доллара, проект «Цифровая подстанция»
не только остается стабильным, но и продолжает расти в сво-
ем стремлении создать центр компетенции специалистов,
занимающихся современными технологиями и стандартом
МЭК 61850.
Выпуск журнала «Цифровая подстанция», который вы прямо
сейчас держите в ваших руках, создан не просто так. Данный
выпуск приурочен к двум крупным мероприятиям, организо-
ванным нашей редакцией.
Первое – «Централизованные и децентрализованные систе-
мы релейной защиты, АСУ ТП и Учета». На страницах журна-
ла вы найдете мнения ведущих экспертов различных орга-
низаций, а 21 октября 2015 года в рамках форума «RUGRIDS-
ELECTRO» вы сможете поучаствовать в живой дискуссии,
высказать свое мнение и узнать позицию коллег.
Второе – «Настоящие цифровые подстанции. Обзор суще-
ствующих проектов». В журнале представлены 3 проекта
цифровых станций и подстанций, реализованных на терри-
тории России и Республики Беларусь. 3 декабря 2015 года
эксперты представят вам актуальные данные по проектам, а
вы сможете задать ваши вопросы, которые, мы уверены, по-
явятся после ознакомления со статьями.
Если по какой-либо причине вы не сможете посетить наши
мероприятия, то для вас уже работает новый сайт «Цифровая
подстанция», в рамках которого вы сможете задать интересу-
ющие вас вопросы, ознакомиться с принципиальными схе-
мами проектов цифровых подстанций, оставить свое мнение
по вопросам централизации и многое, многое другое.
Приглашаем вас принять участие во всех наших реальных и
виртуальных проектах!
20 «ГРАБЛИ»
ОТКАЗ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБР ПРИ НАЛИЧИИ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙАнтонов Л. Е.
ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СОДЕРЖАНИЕ
38 СТАТЬИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ МАРШРУТИЗАТОРОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОЙ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ СЕТИТойвонен Д.
4 КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ И ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ РЗА, АСУ ТП И УЧЕТА
14 СТАТЬИ
ОСОБЕННОСТИ ТЕСТИРОВАНИЯ СИСТЕМ РЗАЗайцев Б. С., Петров С. В.
42 ОБЗОР ПРОЕКТОВ
ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, НАЛАДКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДСТАНЦИИ 110 КВ «ПРИРЕЧНАЯ»Хайкин М. С.
45 ОБЗОР ПРОЕКТОВ
АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБЪЕКТОВ СОЛНЕЧНОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА БАЗЕ ПТК «ARIS»Чайкин В. С.
48 ОБЗОР ПРОЕКТОВ
ЦИФРОВАЯ СТАНЦИЯ ПАО «РУСГИДРО»Жуков А. С., Морозов А. П.
50 ТЕСТ-ДРАЙВ
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАБОТЫ С МЭК 61850
57
64
ТЕСТ-ДРАЙВ
ТЕСТ-ДРАЙВ SIPROTEC 7SC80
ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАФИЯ
ЦИФРОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ
24 МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЗА
МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ РЗиАИльинский А. С.
28 СТАТЬИ
ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРАДж. ЧЕН, Ж. ВАНГ, К. ВАНГ, С. ЖАО
32 СТАТЬИ
ТУННЕЛИРОВАНИЕ GOOSE-СООБЩЕНИЙАнуров А.
16 ЦИФРОВАЯ ПСИХОЛОГИЯ
СОТРУДНИК, КОТОРЫЙ ГОТОВ РАБОТАТЬ БЕСПЛАТНО, – МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?Вольская А. Ю.
5www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ГОВОРИТ ЧИТАТЕЛЬ
Журнал по самой идее отличный, но учитывая, что говорится в нем о вещах новых, на мой взгляд, требуется несколько рубрик.
Говорить о существующих разработках в области ЦПС можно много, но недолго. Важнее понимать сопутствующие сервисы от внедрения данных технологий, что они дают, поэтому требуется рубрика, в которой будут обсуждаться тенденции, кото-рые стоят за словом «цифровизация».
Нужно также добавить рубрику о «пилотах», в которых проектировщики будут де-литься новостями о проблемах в ходе внедрения, какие сложности возникают, как их сегодня приходится решать. Если привести пример какого-нибудь реального ТЭО, это уже будет рывок, а в дальнейшем говорить о внедрении данной технологии, разубеждающей наших консерваторов в том, что все новое стоит дороже, и надеж-ность (резервирование) под угрозой.
Также не помешает раздел о нормативах и стандартах - основные документы, на основании которых выпускается, проектируется, обеспечивается эксплуатация и безопасность объектов, обзоры по ним.
Важно давать в журнале обзор наиболее перспективных мировых практик и поболь-ше статистики (отказы, ложное, правильное срабатывание, избыточность), оценки вложений, модели окупаемости, сервисы, качество их работы, центры по наблюде-нию, опыт монтажа и наладки на удаленном от объекта сервисе и т.д.
Другими словами, читатель должен четко понимать, для чего, какие выгоды, какие направления развития дают ему эти технологии.
Владимир СофьинДиректор департамента технологического развития и инноваций ПАО «Россети»
ГОВОРИТ ЧИТАТЕЛЬ
6 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
Сегодня все больше и больше вопросов возникает вокруг темы централизации функций РЗА, АСУ ТП и учета электро-энергии. Мы становимся свидетелями смелых предложений, когда речь идет о том, что несколько серверов на энерго-объекте могут выполнять вышеобозначенные функции и заменить микропроцессорные терминалы РЗА, контроллеры и приборы учета. Есть специалисты, и их, наверное, большинство, которые не приемлят подобного подхода. Есть и те, которые выступают за централизацию функций в ограниченном объеме, с сохранением децентрализованной архитек-туры построения комплексов РЗА, АСУ ТП и учета.
В попытке подробнее разобраться в проблемах централизации «Цифровая подстанция» организовала опрос среди рос-сийских и зарубежных специалистов электроэнергетической отрасли. Обращаем ваше внимание, что ответы специали-стов – исключительно их личное мнение.
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В ОПРОСЕ, МЫ ПОДГОТОВИЛИ 3 ВОПРОСА:
1. За какой из архитектур построения комплексов РЗА, АСУ ТП и учета вы видите будущее: централизованная или децентрализованная, а может быть их сочетание?
2. В каких сетях может найти применение централизованная защита (6-10 кВ, 110 кВ и выше)?
3. Какие функции вторичных систем подстанций целесообразно объединять и почему? (например, объединение функций прибора учета, контроллера присоединения и РЗ в одном устройстве)
Данные вопросы также лягут в основу круглого стола, посвященного вопросу централизованных и децентрализованных комплексов РЗА, АСУ ТП и учета, который пройдет в октябре 2015 года в рамках выставки RUGRIDS ELECTRO 2015.
Приглашаем вас посетить данный круглый стол, чтобы высказать свою позицию по обозначенным вопросам и выслу-шать позицию других специалистов. А тех, кто не сможет присутствовать на круглом столе, приглашаем ознакомиться с его обзором и результатами его проведения на новом сайте журнала «Цифровая подстанция».
ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ И ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ РЗА, АСУ ТП И УЧЕТА
Зайцев Борис СергеевичЗаместитель генерального директора по инжинирингу НПП «Динамика»
В отношении первого вопроса, я за грамотное развитие обоих вариантов. Прежде чем говорить о типе РЗиА, пред-лагаю считать централизованной систему, если все защиты, а также логика их взаимодействия, находятся в одном месте (шкаф или панель защиты, даже если там используется не-сколько терминалов). Следовательно, применяемые в настоя-щее время терминалы по своей структуре представляют собой централизованные системы. Они полностью самодостаточны для принятия решения об отключении при возникновении аварии, так как на их вход приходят аналоговые сигналы тока и напряжения, а на выходе появляется физический сигнал отключения высоковольтного выключателя (ВВ). В принципе,
такие системы достаточно удобны, но имеют некоторые недо-статки. В каждый терминал приходится устанавливать мощ-ную вычислительную систему. Они не взаимозаменяемы, так как каждая фирма делает свой терминал. Они выполнены в индивидуальных шкафах и занимают много места. Они пло-хо ремонтируются и неудобны в плане модернизации, так как требуется их полная замена. Имеются и другие недостатки, поэтому и появился стандарт МЭК 61850, призванный уни-фицировать МП РЗА. Многие думают, что, разделив терминал на три части: приемную (MU), вычислительную (основной вы-числительный модуль - ОM) и исполнительную (контроллер присоединения - КП), получим децентрализованную систему РЗА, так как имеется три вычислительных модуля и система связи между ними. Но это не совсем так. Действительно, по-лучили децентрализованную вычислительную систему, а не релейную защиту, которая и в этом случае остается централи-зованной, так как вся защита сосредоточена в одном модуле, в данном случае ОМ. А то, что на его входе вместо аналоговых
7www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
сигналов присутствует их цифровое отображение, а на выхо-де - цифровая команда для отключения, дела не меняет. По моему мнению, децентрализованная релейная защита долж-на состоять из нескольких работающих систем, обмениваю-щихся между собой информацией, каждая из которых может принять решение об отключении ВВ. Параллельное вычисле-ние аварийных режимов может выполняться на разных уров-нях, а отключение должно проходить по нескольким каналам одновременно. Это повысит надежность работы РЗА за счет резервных каналов, а не только дублирования. Например, в приемную часть (MU) можно встроить быстродействую-щие защиты от сверхтока и резервную систему отключе-ния ВВ по «меди», получив, таким образом, мини-терми-нал, который не только пере-дает данные другим, но и сам может отключить, что особен-но важно, если из-за сбоев в канале связи другие части защиты не работают. Таким обра-зом, пересмотрев задачи по модулям и встроив в них разные элементы защиты, можно получить надежную децентрализо-ванную резервированную систему РЗА.
Если говорить о втором вопросе, то применение центра-лизованной защиты зависит не от величины напряжения, а от экономической целесообразности. Во-первых, надо отме-тить, что децентрализованная система по принципу работы более избыточна как по объему обрабатываемых данных, так и по вычислительным ресурсам, следовательно, имеет боль-ше накладных расходов. Поэтому в простых схемах релейной защиты дешевле и целесообразнее применение централизо-
ванных систем защиты в виде классического набора панелей. В более сложных схемах, когда для повышения надежности ее работы по классической схеме необходимо увеличение количества панелей, ее стоимость начинает превышать цену децентрализованной системы. В этом случае целесообразнее применять децентрализованные системы, в которых расши-рение резервирования происходит за счет уже имеющихся основных систем сбора данных и вычислительных ресурсов. Во-вторых, при соизмеримой стоимости приобретения раз-ных систем защиты целесообразнее использовать децентра-
лизованные, так как они имеют меньшую стоимость владения.
Чем меньше дополнитель-ных функций, о которых гово-рит третий вопрос, тем лучше. Для каждой функции необхо-димо устанавливать свое обо-рудование. Это не так дорого, но будет более удобно и функ-ционально. Для примера рас-
смотрим функции учета электроэнергии. В настоящее время счетчики изготавливаются как отдельные самостоятельные устройства, и это всех устраивает. Счетчики используют свою входную информацию, так как подключены к ТТ и ТН клас-са 0.2S - 0,5S. Принципы математической обработки входных данных у них ориентированы на точность, а не на скорость получения данных, как в терминалах РЗА, поэтому не следует объединять в одном устройстве разные системы: РЗА и учет, они просто будут мешать друг другу. В простых схемах РЗА контроллер присоединения может быть объединен с РЗ, если это экономически целесообразно. Однако решение с 2-мя от-дельными устройствами будет надежнее.
По моему мнению, децентрализованная релейная защита должна состоять из нескольких работающих систем
Если берем перспективу развития ЭЭС и, как одну из составных частей этого развития, применение технологий цифровой подстанции, то, на мой взгляд, нужна структура комбинированная, состоящая из двух (централизованная + децентрализованная). Причем устройства РЗА, устанавлива-емые по децентрализованному принципу, должны выполнять весь комплекс защит и управления для одного присоедине-ния. Централизованная система, как единое устройство для одного класса напряжения подстанции, выполняет также весь комплекс защит и управления. Причем считаю, что при
Шабанов Дмитрий ВячеславовичНачальник отдела Департамента РЗ, М и АСУ ТП ПАО «ФСК ЕЭС»
такой системе возможно и не дублировать сервер централи-зованной защиты. Но в децентрализованной системе должно быть одно или два устройства РЗА, интегрированные в контур защит и находящиеся в «горячем резерве». Данные устрой-ства со свободной структурой должны иметь возможность за минимально короткое время быть перепрограммированными для работы с любым присоединением данного класса напря-жения.
По моему мнению на сегодняшний день централизован-ная защита должна реализовываться по классам напряжения на ПС. С учетом применения технологий ЦПС, реализация ЦРЗА на 6-10 кВ может оказаться слишком дорогой, но выгля-дит достаточно перспективно. Для ПС 110 -220 кВ с простой первичной схемой (секционированная система шин, один вы-ключатель на присоединение) также выглядит перспективно. Для более сложных схем (с ОВ или полтора - два выключателя
8 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
на присоединение) и более высокого класса напряжения (330 кВ и выше) первоочередной вопрос встает о надежности цен-трализованной системы (количество дублирования/резерви-рования) и реализуемых этой системой функций.
Если говорить о традиционном подходе к построению за-щит на подстанции с использованием аналоговых ТТ и ТН, то, начиная с класса напряжения 110 кВ, для любого присоедине-ния (ЛЭП, Т, АТ, шины …) должны устанавливаться два устрой-ства, реализующие функции основной, резервной защит и управления выключателем. Данные устройства должны быть от разных производителей. Устройства ПА на ПС должны быть построены на централизованном принципе – два полностью
дублированных шкафа с полным набором функций для всей ПС. При невозможности реализовать все функции в одном шкафу (функций много - СО расстарался), возможно их разде-лить по классам напряжения. При этом контроллер присоеди-нения остается отдельным устройством.
Еще один вариант объединения функций в одном устрой-стве - это применение совмещенных АУВ с контроллером при-соединения на примере REL 670 ABB и 6MD66 SIEMENS. А с учетом применения на ПС 61850-8-1, полное объединение функций в одном устройстве (включая РЗА, ПА, АУВ и кон-троллер присоединения) выглядит не только возможным, но и достаточно привлекательным.
В отношении первого вопроса я считаю, что централи-зованные системы РЗ и АСУ ТП появятся в краткосрочной перспективе. Однако, не так скоро появятся системы на базе облачных хранилищ. Такие системы могли бы быть интегри-рованы в один сервер или распределены между несколькими серверами. Это не означает, что эти системы будут общедо-ступными и незащищенными, однако, к ним смогут подклю-чаться имеющие права доступа пользователи посредством сети интернет или частных сетей WAN. Базы данных облачных хранилищ могут быть арендованы сетевыми компаниями или приобретены у разработчиков данных продуктов. Это решение уже сейчас доступно в нескольких странах для систем Учета, а некоторые системы РЗиА существуют для нужд распределен-ной генерации.
Рассуждая о классах напряжения - централизованная ар-хитектура состоятельна для передающих и распределитель-ных подстанций. Данную систему я оцениваю как промежуточ-
В отношении релейной защиты однозначного ответа нет. В тех применениях, где электромеханические защиты функ-ционально достаточны (сети 6-10 кВ, частично, 35 кВ), их надо сохранять, реконструировать без изменения элементной базы. Архитектура защиты – децентрализованная. При обору-довании новых объектов целесообразно применение комби-нированных автономных децентрализованных упрощенных электромеханических и микропроцессорных защит с возмож-ностью объединения микропроцессорных частей в полевую локальную сеть. Функциональные расширения целесообраз-но производить за счет использования микропроцессорных средств. В этом случае аппаратная структура будет сочетать компактные автономные терминалы минимальной конфигу-рации с централизованным модулем. Реализация алгоритмов централизованных защит может быть как в центральном мо-дуле (при организации локальной сети Master - Slave), так и
Iony Patriota de SiqueiraПредседатель секции B5 CIGRE
Алексинский Сергей ОлеговичДоцент кафедры Автоматического управления электроэнергетическими системами Ивановского государствен-ного энергетического университета
ную, требуемую для перехода к системам, где функции РЗиА будут реализованы в виде программных приложений. Для распределения это уже реальное решение для автоматизиро-ванных подстанций. Для передачи это может быть возможно при развитии аппаратной базы, включающей в себя много-ядерные процессоры и управление с использованием систем, работающих в реальном времени. Важно понимать, что и тре-бования к производителю таких систем будут высокими.
В отношении объединения функций, я считаю, что все функции, которые требуют только on-line связи (не требуют синхронизации с реальным временем), например, функции управления, разумно объединить в один сервер, учитывая, что потребуется достаточное количество памяти и емкости накопителей данных. Для функций, работающих в реальном времени, таких как функции РЗ и АСУ ТП, объединение за-висит от возможности оборудования обрабатывать процессы параллельно. Такие возможности обеспечиваются серверами на базе многоядерных процессоров, тогда функции могут быть реализованы на одном-двух серверах при учете, что будет до-казана надежность такой системы. Это естественное техно-логическое развитие с последующим переходом к облачным сервисам, где количество серверов абстрагировано от поль-зователя.
распределённой, с передачей данных по локальной сети типа «общая шина». Последний вариант может оказаться предпо-чтительней по надёжности, тогда на центральный модуль бу-дут возлагаться преимущественно сервисные функции: чело-веко-машинный интерфейс, регистрация, конфигурирование и параметрирование терминалов. АСУ ТП – децентрализо-ванный сбор и централизованная обработка данных. Пере-дача данных – цифровая по общеобъектной информационной шине. Система учета электроэнергии: дублированная;1) централизованная базовая полнофункциональная система на основе общеобъектной информационной шины, обеспе- чивающей необходимый класс точности;2) децентрализованная резервная система на основе ком- пактных мало потребляющих климатически защищенных измерительных модулей - счетчиков минимальной конфи- гурации (возможно, без индивидуального человеко-машин- ного интерфейса) с полевым размещением вблизи первич- ных измерительных преобразователей (возможно, с пофаз- ным учетом); её назначение – повышение надёжности и организационная верификация для обеспечения эконо- мической безопасности.
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
9www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
Для начала надо определится с терминологией, ведь то, что сейчас называется централизованной защитой, строго говоря, таковой не является. Централизации на сегодняшний момент подвергается лишь вычислительная часть, при этом измерительные и исполнительные устройства, напротив, под-вергаются максимальной децентрализации и приближению к процессу. Если мы говорим здесь именно о такой архитектуре, то я думаю, что именно она должна стать основной лет через 5. При этом, в эти 5 лет надо сделать очень многое для решения тех вопросов, которые сейчас просматрива-ются, связанных с изменени-ем принципов эксплуатации, резервирования, проектиро-вания и т.д. Если попытаться заглянуть чуть дальше, то слишком много будет зависеть от тех технологий, которые на тот момент «выстрелят». Мы мо-жем увидеть централизацию функций уже не только на уровне подстанции, но и на уровне района или даже энергосистемы, а можем увидеть и локализацию функций на уровне отдель-ных коммутационных аппаратов путем встраивания цифровых
Селезнев Михаил ИгоревичНачальник отдела АСУ ТП и метрологии Департамента релейной защиты, метрологии и АСУ ТП ПАО «ФСК ЕЭС»
устройств непосредственно в них. Думаю, что решения буду-щего будут именно в сочетании этих 2-х архитектур.
На мой взгляд, на сегодняшний момент самое широкое применение централизованная защита должна найти в сетях 110-220 кВ. В сетях 6-35 кВ устройства достаточно просты и компактны, приближены к процессу, встроены непосредствен-но в ячейки. Создание вместо этого сложной и дорогой вычис-лительной и коммуникационной инфраструктуры для центра-лизации функций представляется избыточным и неэффектив-ным решением. В сетях 330 кВ и выше возникает множество вопросов, связанных с резервированием, которые с помощью централизованных защит решать, на мой взгляд, сегодня
сложнее. А в сетях 110-220 кВ этих недостатков нет и можно получить реальную эффектив-ность от централизованных решений.
Мне кажется, что все функции, направленные на решения задачи одного при-соединения, должны быть объ-единены в одном устройстве. Технически на сегодня это не-
сложно реализовать. Вопрос лишь в организационных меро-приятиях. Нормативно-организационные мероприятия долж-ны меняться наравне с техникой для того, чтобы максимально использовать ее возможности.
При использовании цифровых трансформаторов тока и напряжения, объединении их цифровых потоков в единую информационную шину процесса для решения задач РЗА, АСУ ТП, АИИС КУЭ и других информационно-технологических систем целесообразна централизованная обработка данных. Распределённая обработка данных в терминалах РЗА потре-бовала бы значительных аппаратных и инфраструктурных за-трат. Распределённая децентрализованная обработка пред-усматривает традиционные архитектурные требования: раз-дельное (минимум в двух устройствах) исполнение основных и резервных защит. При недостаточной чувствительности защит второго пояса, выполняющих функции дальнего резерви-рования, согласно Нормам технологического проекти-рования (НТП), требуется установка третьего комплек-та защиты. Для сетей ЕНЭС требуется выполнение функ-ций АУВ в отдельном терми-нале. Таким образом, даже для выполнения функций РЗА и управления требуется до 4-х терминалов на присоединение. Дополнительно задействуются ресурсы в шкафах АИИС КУЭ, АСУ ТП, РАС, ОМП, ПА, СМПР, Системы связи, СОПТ. В ре-зультате релейный щит подстанции представляет собой зал с числом шкафов более сотни. Причём, усложнённые взаимос-вязи между терминалами приходится выполнять проводными кабельными связями с релейно-контактной гальванической развязкой. Применение GOOSE компонента интерфейса по стандарту МЭК 61850 ограничивается требованием НТП, тре-бующих выполнения основных функций РЗА независимо от устройств управления верхнего уровня (АСУ ТП). По мере по-вышения надёжности функционирования АСУ ТП число сиг-налов РЗА, передаваемых по GOOSE, будет увеличиваться, но в ближайшем будущем такие важные сигналы как УРОВ бу-дут передаваться по кабелям. Целесообразность замены ап-паратных средств реализации функциональной взаимосвязи
терминалов в многотерминальной системе на программные в централизованной вычислительной системе очевидна. Раз-умеется, при условии построения многократно (не менее трёх крат) резервированной централизованной вычислительной системы.
Объединять можно функции, предъявляющие к преобра-зователям измеряемых параметров, средствам их передачи, обработки близкие требования: по допустимым погрешностям измерительных трансформаторов, разрядности АЦП и частоте дискретизации сигнала, производительности процессорной части. Среди таких функций можно отметить регистрацию ава-
рийных событий (РАС) и опре-деление места повреждения (ОМП). В случае односторон-него замера при реализации функции ОМП необходим учет токов нулевой последователь-ности в магнитосвязанных цепях параллельных линий, проложенных в одном кори-
доре. Учесть взаимоиндуктивные влияния линий при замыка-ниях на землю наиболее полно позволяет централизованное устройство РАС. Во многих терминалах РЗА производители даже предусматривают специальный токовый порт для тока нулевой последовательности параллельной линии, однако, в практике проектирования он не используется, так как такое объединение вторичных цепей различных присоединений противоречит «Общетехническим требованиям к микропро-цессорным устройствам релейной защиты».
Сочетание в одном терминале функций релейной защиты, оперативной автоматики, управления вполне оправдано. Име-ющие место требования на выделение функций управления в отдельные устройства носят организационно-корпоративный, а не технический характер. При централизованном или ком-бинированном исполнении устройств сочетание указанных функций естественно.
Применение GOOSE компонента интерфейса по стандарту МЭК 61850 ограничивается требованием НТП
Мне кажется, что все функции, направленные на решения задачи одного присоединения, должны быть объединены в одном устройстве
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
10 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
Для систем АСУ ТП и систем учета подходит централи-зованная система обработки информации, т.к. отказ данных систем, как правило, не нарушает надежность электроснабже-ния. По правде говоря, ее нельзя назвать полностью центра-лизованной, т.к. помимо централизованного элемента (серве-ра), АСУ ТП состоит в том числе из отдельных элементов типа контроллеров АСУ или УСО, которые осуществляют из-мерения, опрос, управление и часть других функций (воз-можно, ОБР) на одном присо-единении (или нескольких). Ее правильно было бы на-звать смешанной системой.
С точки зрения РЗА осо-бую важность приобретает требование надежности ра-боты в любых условиях. РЗА должно надежно и селек-тивно отключать повреждения, при этом не иметь излишних и ложных срабатываний. Система, имеющая централизо-ванный элемент, при любой степени резервирования имеет возможность выйти из строя из-за системной ошибки, из-за человеческого фактора, из-за техногенных воздействий и т.д. При этом, чем большую часть электрической сети охватывает централизованное устройство РЗА, тем больший ущерб будет нанесен при выходе ее из строя (из-за необходимости отклю-чения при неработоспособности централизованной РЗА, из-за больших масштабов повреждения при отказе РЗА в сраба-тывании и т.д.). При массовом внедрении централизованной системы подобные критические проблемы обязательно начнут проявляться вследствие указанных выше факторов (и не толь-ко их).
Если сеть построена таким образом, что выход из строя элемента на длительное время не приведет к масштабной аварии в регионе, то это может значить, что соответствующий уровень централизации допустим. Как правило, все межси-стемные связи и питание ответственных потребителей выпол-нены с резервированием на уровне электрической сети. В то же время при выводе из строя всей подстанции или хотя бы распределительного устройства одного из уровней напряже-
Шевелев Алексей ВладимировичЗаместитель Директора Центра приме-нения продукции, ООО «Исследователь-ский центр «Бреслер»
ния, как правило, не обеспечивается полноценное резервиро-вание. Этому есть ряд примеров системных аварий.
Показательны также примеры работы существующего про-образа централизованной защиты подстанции – дифферен-циальной защиты шин и УРОВ. Последствия ее ложной или излишней работы, так же, как и отказа в срабатывании, как показывает практика, приводят к нарушению электроснабже-ния потребителей в достаточно широких масштабах, особенно если рассматривать узловые подстанции 110 кВ и выше.
Поэтому максимальный приемлемый уровень централиза-ции, помимо ДЗШ и УРОВ, – это централизованная защита в рамках одного присоединения, например, совмещение основ-
ных и резервных защит линии (ДЗЛ/ДФЗ+КСЗ), трансформа-тора и т.д. Хотя «централизо-ванной» ее называть было бы слишком громко, скорее это многофункциональная защита с высокой степенью интегра-ции функций на уровне присо-единений.
Смотря какой уровень цен-
трализации рассматривается. Если речь вести о централизо-
ванной защите всей подстанции или одного из ее распреде-лительных устройств, то применять централизованную защиту для них нельзя категорически. Причем нельзя применять даже для распределительного устройства 6-10 кВ, т.к. на данном на-пряжении предусматривается, как правило, минимальное ре-зервирование снабжения потребителей по линиям от других подстанций.
В лучшем случае может быть оправдано применение цен-трализованной РЗА для неответственных отпаечных подстан-ций, полный выход которых из строя, в том числе с массовым повреждением оборудования подстанции, не приведет к на-рушению электроснабжения потребителей. Конечно же, такое применение может быть оправдано только при условии, что оно экономически выгодно.
РЗА способны выполнять функции технического учета и измерения с необходимой точностью, функции телемеханики, контроллера присоединения и др. С учетом вышесказанного, можно объединить практически все функции на уровне одного присоединения при условии решения организационных во-просов на тему разделения зон ответственности служб, зани-мающихся АСУ, РЗА и учетом.
Если сеть построена таким образом, что выход из строя элемента на длительное время не приведет к масштабной аварии в регионе, то это может значить, что соответствующий уровень централизации допустим
В основе архитектуры автоматизированных систем защи-ты и управления (АСЗУ) лежит принцип обеспечения требуе-мой готовности функций системы при минимальных затратах на создание и обслуживание такой системы. Кроме того, сле-дует принимать во внимание фактор удобства использования системы по назначению во всех режимах применения, кото-рый влияет на количество ошибок, допускаемых персоналом. Этот фактор не является показателем надежности, однако, очевидно, является важной характеристикой системы.
Дорофеев Иван НиколаевичТехнический директор ООО «ЛИСИС» Уровень функциональной интеграции (централизации)
является мощным инструментом оптимизации технико-эконо-мических характеристик АСЗУ, положительно влияя на стои-мость и ремонтопригодность системы, и, при правильном по-строении, не снижает показатели безотказности системы. Тем не менее, при создании систем с повышенной концентрацией функций в рамках одного устройства, приходится принимать во внимание существующие нормативные и эксплуатацион-ные ограничения уровня функциональной интеграции, зача-стую архаичные и необоснованные.
Таким образом, по моему мнению, при определении архи-тектуры системы следует руководствоваться в первую очередь технической и экономической целесообразностью, а любые вводимые ограничения, их причины и следствия должны быть
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
11www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
четко осознаны и обоснованы.Централизованная систе-
ма может найти применение в сетях всех классов напря-жения
Определение целесоо-бразности размещения тех или иных функций в рамках одного устройства - задача многофакторная, включающая, в том числе, особенности конкретной технической реализации платформы, на которой строится АСЗУ, поэтому общее заклю-чение мне сделать сложно. А с внешней точки зрения - точки зрения потребителя - могу предположить, что если функции системы удовлетворяют всем предъявленным к их работе тре-бованиям и при этом еще имеют ряд преимуществ, то какая разница, как эта система выполнена внутри?
Однако, хочу заметить, что набор функций в составе устройств определяется не технической возможностью или
целесообразностью, а скорее принятой моделью эксплуа-тации и уровнем подготовки персонала. Именно сложив-шаяся структура распределе-ния ответственности между персоналом различных служб и предприятий является си-
лой, разделяющей устройства РЗА от устройств АСУТП и т.д. Перекроить укоренившийся подход крайне сложно, и для это-го нужны в самом деле веские причины. Вот и получается, что не модель эксплуатации создается под определенную структу-ру системы (как указывается во всех стандартах по АСУ и орга-низации технического обслуживания), а наоборот, философия каждого нового поколения АСЗУ создается под существующие утвердившиеся подходы к техническому обслуживанию. И сказать, что это совсем уж неправильно, тоже нельзя.
Набор функций в составе устройств определяется не технической возможностью или целесообразностью
Централизованная и децентрализованная архитектуры построения систем РЗ, АСУ ТП и систем учета имеют свои до-стоинства и недостатки, о которых уже неоднократно говори-ли. Наиболее оптимальным решением, на мой взгляд, будет являться комбинированное решение, которое возьмет в себя все лучшее от одной и другой архитектуры.
Централизация функционала РЗиА необходима там, где требуется простое, компактное, быстро реализуемое, типовое решение высокой заводской готовности, а это сеть 6-10 кВ. С учетом массовости технологических присоединений, именно в сетях 6-10 кВ централизованная защита может найти при-менение. При этом стоимость централизованной системы не должна превышать стоимости традиционных решений, а так-же данная система должна иметь возможность ее расширения без привлечения завода изготовителя и значительных допол-нительных затрат.
Принимая во внимание высокую степень использования систем автоматизации подстанций, исполненных в соответ-ствии со стандартом МЭК 61850 с момента его публикации в 2004г, будущее для систем РЗиА, АСУ ТП и систем учёта за де-централизованной архитектурой. Важно также учитывать раз-витие технологий шины процесса вместе с новым цифровым ТТ и ТН, которые будут способствовать развитию децентрали-зованной архитектуры. Технологические процессы протекают
Грибков Максим АлександровичДиректор департамента по релейной защите и режимной автоматике элек-трических сетей ПАО «МОЭСК»
Rodolfo PellizzoniПредставитель Аргентины в Техническом комитете 57 в Международной электротехнической комиссии
Задача объединения различных функций, таких как РЗиА, функций прибора учета, измерения, контроллера присоедине-ния в одном устройстве, на сегодняшний день нереализуема из-за существующего законодательства и структур техниче-ских блоков энергетических компаний. Эксплуатацией раз-личных функций занимаются различные подразделения и, соответственно, ответственность за правильность настройки разделена. В существующей на сегодняшний день системе не редки случаи, когда при установке приборов учета или изме-рения в ячейках 6-10 кВ устройства защиты просто отсоединя-ются (выкусываются), например, по токовым цепям, что при-водит к их отказам при КЗ. Также необходимо отметить, что к различным функциям предъявляются различные требования, которые зачастую противоречат друг другу:• различный диапазон условий работы функций (нормаль- ный режим для учета и метрологии и аварийный режим для устройств РЗиА), коэффициент безопасности при- боров;• необходимость поверки приборов измерений;• пломбирование цепей приборов учета.
В связи с вышеизложенным, считаю, что на сегодняшний день при строительстве новых подстанций с применением цифровых технологий возможно только объединение функций РЗиА и контроллера присоединения.
в настоящее время в децентрализованных архитектурах на любом уровне напряжения.
Что касается систем учёта, то всё зависит от того, может ли система учёта быть частью SCADA или же она должна быть независимой в связи с национальными нормативами. В пер-вом случае это может быть реализовано на устройстве, кото-рое также имеет функциональные возможности интеграции в SCADA. Что касается систем РЗиА, то всё зависит от рассма-триваемого класса напряжения. В сетях напряжением 500 кВ и 220 кВ целесообразно реализовать в одном устройстве функ-ции основных и резервных защит, но только функции защиты. В сетях напряжением 132 кВ и ниже – функции контроллера и РЗ. В таком случае необходимо качественно проанализиро-вать топологию ЛВС, которая обеспечит надежную работу си-стемы.
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
12 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
С моей точки зрения первый вопрос не может быть дискус-сионным, а должен просчитываться по критериям надежности и по величинам тех затрат, которые потребуются для дости-жения этого самого уровня надежности. Не имея результатов таких расчетов на руках, конечно, можно порассуждать, но и в этом случае вопрос этот будет не новым, а многократно решае-мым ранее. Например, его можно считать продолжением дис-куссии, что возникла между «релейщиками» и «асуш-никами» после разделения их на эти два направления. Одни требовали все объ-единить и тем самым снизить суммарную цену устройств РЗА и АСУ ТП. Другие трезво рассуждали, что такое объ-единение не снизит, а наобо-рот повысит эту величину, так как в этом случае потребуется поднимать надежность всего комплекса до уровня РЗА – в том числе и надежность тех ее составляющих, которым высокий уровень надежности совер-шенно не к чему (блокировки и управление разъединителей, измерения, сигнализация и тому подобное). Им опять же воз-ражали – множество разобщенных устройств, неудобны и име-ют высокие затраты в эксплуатации. Решить эту проблему уда-лось, используя в построении системы иерархический способ её организации. Его суть основана на том, что существует мно-жество простых и надежных устройств, готовых выполнить за-ложенные в них функции при практически любых условиях. Но эти устройства не получают тот объем информации, который позволил бы им реагировать на случайные возмущения по оп-тимальному алгоритму – они для этого слишком примитивны. Но так примитивно они действуют лишь при отсутствии связи с неким верхним координирующим комплексом, которому пору-чена задача выработки более точных координирующих управ-ляющих воздействий через выше упомянутые локальные при-митивные устройства. Этот принцип реализован повсеместно и в природе (например, центральная и вегетативная нервные системы), и в технике (например, космический корабль и центр управления полетами), в энергетике (координирующая систе-ма противоаварийной автоматики или иерархическая система управления коммутационными аппаратами ПС).
Поэтому и в архитектуре построения цифровой подстанции должен присутствовать именно этот проверенный диалекти-кой принцип. Дискуссия должна строиться вокруг того, какие функции можно отнести к тому или иному уровню надежности,
Антонов Леонид ЕвгеньевичЗаместитель Генерального Директора по проектированию ООО «НПЦ «Энергоавтоматика»
и исходя из этого, по каким аппаратам следует разнести эти функции и по каким уровням иерархии.
В том виде, в каком второй вопрос задан, он напоминает желание теоретика, оторванного от практики, построить линии или трансформатор настолько надежными, что защиты на ней будут не нужны. Вопрос мог бы, например, звучать так: «Как резервировать отказ централизованной защиты?». Ответ - если эта централизованная защита строится на иерархическом принципе и объединяет в себе под общей иерархией несколь-ко локальных устройств, то она может применяться в сетях лю-бого уровня напряжения. Если ее рассматривать как самосто-ятельное локальное устройство, то вопрос должен ставиться о ее резервировании, и опять же, она могла бы применяться
в сетях любого напряжения. Это не дискуссионный вопрос, это вопрос проектирования, в котором должен быть раздел по расчету надежности и его опытная проверка на модели. Конечно, сети с более высоким уровнем напряжения требуют использования устройств с бо-лее высокой надежностью, так как ущерб от их отказа в этом случае намного превышает
ущерб от неправильной работы устройств сетей более низкого класса напряжений.
Третий вопрос также не дискуссионный. Объединению в одном устройстве подлежат функции, от которых требуется одинаковый уровень надежности по их реализации и от кото-рых не требуется какое-то исключительное требование по их обслуживанию. Например, нельзя объединять в одном устрой-стве функции релейной защиты и функции управления и бло-кировки разъединителями, ибо если это произойдет, то потре-буется либо повышать надежность цепей блокировки до уров-ня защит, что дорого, либо надежность РЗ упадет до уровня блокировки, что еще хуже. Например, до тех пор, пока учетом занимается только специализированное отдельное предпри-ятие (Энергосбыт), не имеет смысла объединять функции уче-та с какими бы то ни было другими функциями. В настоящее время делается все (отдельные клеммники, отдельные керны ТТ, отдельные обмотки ТН, пломбы на устройствах), чтобы в технологию учета не мог вмешаться никто кроме персонала этой службы.
Я бы выделил следующие вопросы: • теоретической проработки распределения всех функций, используемых на энергообъекте, по необходимым уровням надежности; • проектной проработки по реализации вышеупомянутых теоретических разработок; • того, как сократить персонал Энергосбыта.
Дискуссия должна строиться вокруг того, какие функции можно отнести к тому или иному уровню надежности, и исходя из этого, по каким аппаратам следует разнести эти функции и по каким уровням иерархии
На ближайшие 5 лет это только децентрализованная си-стема РЗА с несколькими опытными внедрениями централи-зованных систем. В перспективе 5-10 лет возможно прийти к
Шеметов Андрей СергеевичЗаместитель начальника отдела РЗА
ПАО «ФСК ЕЭС»смешанным системам. В связи с приходом протоколов 61850 подразделов 8.1 и 9.2 и реализацией концепции «Цифровой» ПС становится понятным, что оптические ТТ, электронные ТН и блоки DMU установленные на ОРУ будут являться источни-ками информации как для децентрализованных систем РЗА так и централизованных. Данные системы могут работать па-раллельно в шине процесса и шине ПС. Поэтому перспектива 5-10 лет это смешанные системы где децентрализованные си-
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
13www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
Группа компаний «ТЕКОН» (ГК «ТЕКОН») разделяет акту-альность разработки концепции цифровой подстанции (ЦПС), связанную с совершенствованием информационно-техноло-гических систем энергообъектов, в том числе релейной за-щиты (РЗ), средств регистрации аварийных событий (РАС), систем мониторинга переходных процессов (СМПР), приборов телемеханики и связи (ТМиС), систем мониторинга и диагно-стики первичного оборудования (СМД), и выполняет НИОКР по программе ЦПС, а также осуществляет разработку концепции программно-аппаратного комплекса энергообъекта.
На текущий момент ГК ТЕКОН видит будущее за комбинированной архитекту-рой построения РЗ, АСУ ТП и других вторичных систем, но достижение этого решения возможно только после вы-полнения последовательных итераций/этапов при использовании на каждом последующем этапе положительных результатов и накопленного опыта, по-лученного на предыдущем этапе:• Этап 1. Получение положительного опыта реализаций на действующих объектах классической концепции ЦПС, построенной на децентрализованном принципе. Т.е. использовать большое количество отработанных надеж- ных технологий и решений, которые получены НТЦ ФСК ЕЭС (реальный полигон ЦПС, где тестировалось оборудо- вание, которое представляет основу ЦПС – от нетради- ционных трансформаторов тока и напряжения до SCADA- систем), НИУ МЭИ и многими другими участниками рынка электроэнергетики РФ, в том числе ГК ТЕКОН, с целью получения положительного опыта эксплуатации ЦПС.• Этап 2. Постепенное объединение функционала внутри одного интеллектуального электронного устройства (ИЭУ), например, объединение функций автоматики управления выключателем (АУВ), оперативных блокировок, СМД, ТМиС, РАС, СМПР, РЗ (комплект ступенчатых защит) в таком устройстве как контроллер присоединения.• Этап 3. Постепенный перенос отдельных функций ИЭУ на сервер SCADA, например, ККЭ, АИИС КУЭ, т.е. те функции, которые не попали в объединение с ИЭУ РЗ.
Сахаров Иван ЕвгеньевичНачальник отдела диагностики ЭТО АО «ТЕКОН-Инжиниринг»
Герасимов Андрей НиколаевичЗаместитель директора ПКБ АО «ТЕКОН-Инижиниринг»
Таким образом, данный подход позволяет сократить ко-личество ИЭУ и цифровых связей в системе и, как следствие, уменьшить затраты на проектирование, СМР, ПНР, эксплуата-цию и сервис, сохранив при этом преимущества децентрали-зованной архитектуры.
Рассматривая вопрос применения централизованной за-щиты без учета функционирования смежных систем и их вза-имодействия, необходимо отметить, что возможными препят-ствиями реализации централизованной защиты на объектах МРСК (небольшие ПС-110 кВ и ниже) будут являться экономи-
ческие аспекты. Чем меньше количество присоединений на объекте и ниже класс на-пряжения, тем меньше ко-личество ИЭУ РЗ. В случае централизованного решения на небольших объектах потре-буется использование того же
высоконадежного и дорогостоящего «серверного решения», что может оказаться экономически не оправданным. Другими словами, для малых энергообъектов применение централизо-ванной РЗ экономически нецелесообразно.
Реализации централизованной защиты на объектах ФСК (как правило, большие ПС-110 кВ и выше) препятствуют сле-дующие причины: уровень надежности функционирования (концентрация большого количества функций РЗ в рамках одного ПТК, нивелируется автономность и независимость в эксплуатации ИЭУ РЗ – одно из основных достоинств децен-трализованной архитектуры ЦПС), отсутствие нормативно-тех-нической базы (требования к разработке, проектированию и эксплуатации), усложнение программного обеспечения (ПО) устройств РЗ (усложнение ПО приводит к увеличению вероят-ности возникновения программного сбоя). Другими словами, для больших энергообъектов подход централизованной за-щиты нецелесообразен по отношению к децентрализованной архитектуре ЦПС по причине снижения надежности функцио-нирования системы в целом.
Кроме того, необходимо отметить преимущества децентра-лизованного решения реализации концепции ЦПС, которые представлены в нижеследующей таблице.
стемы стоят параллельно с централизованными и дублируют их работу. Более отдалённая перспектива внедрения центра-лизованных систем будет определяться опытом эксплуатации всех систем.
Перспектив у централизованных систем на объектах 6-35 кВ не вижу. Оптические ТТ не вытеснят в ближайшее время электромагнитные в этом классе напряжения. Совме-щённые блоки AMU и DMU по стоимости приближаются к тер-миналам РЗА этого класса напряжения, как следствие центра-лизованные системы дороже и менее надёжны. В первую оче-редь интересны будут системы на 110-220кВ. И продолжением станет 330-750кВ при этом расположение систем поменяется с централизованного ОПУ на децентрализованное - ОРУ в виде небольших зданий. При этом не вижу в ближайшие 10 лет од-
ной централизованной системы РЗА на ПС 500кВ, всё равно их будет несколько, предположительно по классам напряжения.
Объединение функций и создание универсального устрой-ства «N функций в одном» ограничивается многими факто-рами: подведомственностью (учёт это прерогатива НП АТС), обслуживающим персоналом (нужно менять структуры служб ПМЭС и создавать такие же универсальные как обслуживае-мые приборы), надёжностью – выход из строя одного универ-сального приводит к потере N функций а при выходе узкоспе-циального только одной. Департамент РЗ метрологии и АСУ ТП ОАО «ФСК ЕЭС» работает над рядом документов которые покажут этапность изменения требований к устройствам РЗ и АСУ ТП и целевую модель АСУ ТП и РЗ в «Цифровой» ПС. В данных документах будет затронут вопрос развития устройств.
Будущее за комбинированной архитектурой построения РЗ, АСУ ТП и других вторичных систем
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
14 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ
Объединение функций или их вариаций в одном ИЭУ име-ет смысл при условии обеспечения требуемого уровня надеж-ности функционирования системы в целом, что на данный мо-
мент достигается использованием децентрализованной архи-тектуры, а в перспективе при наличии положительного опыта эксплуатации - в комбинированной.
№ НАИМЕНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ
1 «Цена ошибки»
+Выполнение функций каждого ИЭУ не зависит от работоспособности других ИЭУ. Последствия в случае возникно-вения ошибки в ИЭУ имеют локальный характер
-Последствия в случае возникновения ошибки в централизованном решении значительное серьезнее, т.к. охватывают большее количество оборудования ПС или все оборудование
2Нормативно-техническая
база+ -
3
Мониторинг состояния
ИЭУ и анализ аварийных ситуаций
+Устройства независимы с фиксирова-нием аварийных ситуаций и возможно-стью последующего анализа аварий-ной ситуации. Все защитные функции реализуются в отдельных устройствах и резервируются на аппаратном уровне и на уровне обмена информации
-Невозможность проведения фиксирования (независимым устройством) и последую-щего анализа аварийной ситуации, связан-ной с неправильной работой системы. Все защитные функции, обмен информацией выполняются по внутренней шине. Прин-цип черного ящика для эксплуатации
4
Независимость решения от поставщика
оборудования
+Отсутствует необходимость постоянной технической поддержки решения со стороны производителя. Техническое обслуживание осуществляется опера-тивным персоналом
-В случае централизованного решения необходимость постоянной технической поддержки решения со стороны произ-водителя и связанные с этим затраты на аутсорсинг
5 Уникальность решения
+Имеются конкурентные аналоги на рын-ке для замены оборудования или рас-ширения. В случае выхода из строя ИЭУ, его всегда можно заменить на аналог другого производителя
-Прямая зависимость заказчика от постав-щика оборудования на всем временном цикле эксплуатации. Проблема в отсут-ствии конкурентных аналогов на рынке для замены оборудования или расширения
6 Импорто-замещение
+Данное решение позволяет усилить пози-ции российской промышленности и науки в области ТЭКа
-Как минимум стагнация действующего на-укоемкого сектора реальной экономики в области разработки и внедрения ИЭУ
7 Безопасность эксплуатации
+ В процессе эксплуатации маловероятны ошибки персонала, связанные с выбором не того присоединения для управления/вывода в ремонт. Сохраняется возмож-ность осуществления полноценного изо-лирования оборудования выведенного из работы присоединения
-В связи с тем, что отсутствует отожествле-ние между ИЭУ и его присоединением, в процессе обслуживания велика вероятность ошибки персонала, связанной с выбором не того присоединения для управления/вы-вода в ремонт. В случае вывода из работы одного из присоединений, сервер все равно остается в работе, что может в процессе об-служивания привести к ошибочному вклю-чению выключателя и подачи напряжения на оборудование, находящееся в ремонте. Другими словами, отсутствует возможность полноценного изолирования оборудования выведенного из работы присоединения
Централизованные и децентрализованные системы РЗиА АСУ ТП учет
16 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
Внедрение стандарта МЭК-61850 (далее Стандарт) ознаменовало новый этап в развитии электроэ-нергетики. Производители предлагают широкий
спектр оборудования, работающего с поддержкой но-вой технологии передачи данных. Для проверки таких систем необходимо соответствующее оборудование.
Появление Стандарта МЭК 61850 не вызвало измене-ний в порядке тестирования логики работы и измери-тельных органов устройств РЗА, но поскольку переда-ча мгновенных значений токов и напряжений, выдача управляющих дискретных сигналов, а также чтение реакции проверяемых защит осуществляется в циф-ровом виде, проверка устройств, поддерживающих Стандарт, имеет некоторые особенности.
Для проведения испытаний систем РЗА, состоящих из традиционных микропроцессорных устройств и устройств с полной поддержкой Стандарта (либо ча-стичной, т.е. только GOOSE или SV), проверочный при-бор должен иметь реальные дискретные и аналоговые входы и выходы. Выдача заданных токов и напряже-ний в аналоговой форме обеспечивается либо самим проверочным устройством, либо с помощью внешнего усилителя. Цифровые и аналоговые токи и напряже-ния обязательно должны генерироваться синхронно.
Кроме этого, проверочное оборудование должно иметь возможность преобразования дискретных сигналов в GOOSE-сообщения, аналоговых сигналов – в Sampled Values и наоборот.
В соответствии со Стандартом система РЗА делится на три части: преобразовательный модуль (MU), ре-шающий модуль и контроллер управления выключа-телем. Каждая часть может быть выполнена разными производителями, которые, в свою очередь, могут по-разному интерпретировать Стандарт, в резуль-тате чего может возникнуть несоответствие GOOSE/SV-сообщений Стандарту. Поэтому обязательным яв-ляется проведение испытаний на отсутствие ошибок
в обработке цифрового кода, способности устройств обмениваться и корректно обрабатывать GOOSE/SV-потоки, а также проверка совместимости с провероч-ным оборудованием.
Во время испытаний могут возникнуть непредсказуе-мые скачки объема сетевого трафика с SV-потоками, связанные с некорректной настройкой коммутацион-ного оборудования, либо событиями на подстанции, вызывающими лавинообразное увеличение трафика. В таких случаях некоторые устройства не в состоянии обработать весь поток информации, вследствие чего они перестают функционировать в нормальном режи-ме, требуя ручной перезагрузки. При испытаниях не-обходимо учитывать, что при смешивании SV-потоков с управляющими коммуникациями, а также при по-падании их в пользовательскую ЛВС, возможны се-рьезные перебои в работе устройств и всей системы в целом.
Простейшее решение данной проблемы – разделение SV-потоков и вертикальных коммуникаций. Для этого устройство РЗА должно обладать несколькими сете-выми портами, а также поддерживать работу с метка-ми VLAN (стандарт IEEE 802.1Q). Соответственно, про-верочному оборудованию необходимо иметь возмож-ность разделения SV-потоков и GOOSE-сообщений и поддерживать работу с VLAN.
С внедрением в устройства РЗА протоколов резерви-рования (PRP, HSR) от проверочного оборудования требуется оценивать работу устройств по протоколам резервирования в различных ситуациях (обрыв, иска-жение основной связи) и разницу времен основной и дублирующей связи.
Помимо традиционных проверок органов измерения и управления логикой работы устройств РЗА, рабо-тающих по Стандарту, проверочное оборудование должно анализировать работу сетевого оборудования с оценкой прохождения GOOSE/SV-пакетов в сети,
ОСОБЕННОСТИ ТЕСТИРОВАНИЯ СИСТЕМ РЗА, СОСТОЯЩИХ ИЗ УСТРОЙСТВ ТРАДИЦИОННОГО ТИПА И УСТРОЙСТВ С ПОДДЕРЖКОЙ СТАНДАРТА МЭК 61850Зайцев Б. С., Петров С. В.
17www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
измерения времен задержек, с оцен-кой синхронизации сообщений. Кроме того, желательно выполнять проверку устройств РЗА в условиях повышенного сетевого трафика, оценивать влияние ошибочных GOOSE/SV-сообщений, а также работу по протоколам резервиро-вания, т.е. проверочное оборудование должно иметь возможность генериро-вать заданный трафик, в том числе и заведомо ошибочный.
Таким образом, для обеспечения на-дежной работы системы РЗА цифровой подстанции современное проверочное
оборудование должно обладать следу-ющими функциями:
- проводить классические испытания устройств РЗА;
- синхронно генерировать токи и на- пряжения в аналоговом и цифровом виде;
- преобразовывать дискретные сигна- лы в GOOSE – сообщения и наоборот.
- проверять оборудование на совмести- мость;
- оценивать работу устройств РЗА по протоколам резервирования;
- регулировать трафик для проведения штормовых испытаний;
- задавать различные ошибки в дан- ных и оценивать их влияние на работу устройств РЗА.
Несмотря на столь большое разноо-бразие задач, испытательный ком-плекс РЕТОМ-61850 (производство НПП «Динамика») отвечает приведен-ным требованиям, позволяя проводить полноценные испытания систем РЗА, включающих в себя как устройства традиционного типа, так и устройства с поддержкой Стандарта МЭК 61850.
ПЕТРОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ
Год рождения: 1984. В 2006 году окончил кафедру «Информатика и вычислительная техника» Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова по специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». Инженер-программист ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары.
ЗАЙЦЕВ БОРИС СЕРГЕЕВИЧ
Год рождения: 1959. В 1984 году окончил кафедру «Электрические аппараты» Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова. Заместитель генерального директора по инжинирингу ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары.
altai.tekvel.com
АлтайФормируйте MICS-файлы мгновенно
18 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ЦИФРОВАЯ ПСИХОЛОГИЯ
Мысли о том, как сделать так, чтобы сотрудники ра-ботали с высокой производительностью при наи-меньших финансовых затратах, приходят в голову
не только руководителям небольших компаний. В акту-альной экономической ситуации даже крупные фирмы пытаются урезать свои бюджеты, в том числе и статью бюджета «Зарплата сотрудников».В таких условиях вопрос мотивирования сотрудников кроме как деньгами становится насущным.В этой статье мы обратимся к теориям мотивации, вы-явим, чего делать не следует, а также ответим на вопрос, как мотивировать к высокопродуктивной работе сотруд-ников, на примере команды разработчиков ПО.Основной постулат теории мотивации состоит в следую-щем: чтобы человек совершил какое-то действие, у него должно возникнуть желание это сделать. А чтобы воз-никло желание, у него должна быть какая-то неудовлет-воренная потребность. И, конечно, он должен понимать, что если он совершит это действие, то это в полной или некоторой степени удовлетворит существующую по-требность. На наши потребности достаточно трудно оказывать воз-действие. Попробуйте, для примера, попросить чело-века не употреблять пищу в течение 3-х суток. А когда люди узнают, что я вегетарианка и не употребляю мясо в течение уже 5-ти лет, то вообще хватаются за голову, не понимая, как такое возможно. Если потребности остаются статичными, на что мы мо-жем повлиять? Мы можем оказывать воздействие на формирование у человека желания удовлетворить не-кую потребность.Возникновение и формирование этого самого желания, побуждающего человека к деятельности, изучали со-
ветские психологи А.Н. Леонтьев и С.Л. Рубинштейн. В своей теории деятельности это желание они обозначали словом «мотив». Это ключевое понятие теории деятель-ности. Формирование правильных мотивов у человека и есть залог успеха любой деятельности. По сути, управ-ление людьми – это процесс побуждения к определен-ным действиям за счет управления мотивами. Мотивами можно не только управлять, их также можно формировать и изменять. Мотивы, безусловно, связаны с нашими потребностя-ми, а также со способами, которые мы выбираем, что-бы удовлетворить эти потребности. Поэтому понятие «мотив» часто путают с понятием «потребность» или «цель». Для лучшего понимания, что такое мотив, раз-граничим эти понятия.Потребность, по своей сути, - часто неосознаваемое желание устранить дискомфорт. А цель – это результат мыслительной деятельности, конкретный образ в нашем сознании, то, что позволит удовлетворить потребность. Например, жажда – это потребность, желание утолить жажду - это мотив, а бутылка с водой, которую нужно ку-пить в магазине, - это цель. А теперь рассмотрим систему «Потребность-Мотив-Цель» на примере программиста, который пришел устраиваться на работу. Как и у любого человека, у него есть базовые потребности - физиологические, в жилье и т.д. См. таблицу №1. Очевидно, неудовлетворение этих потребностей вызывает ощутимый дискомфорт. Соот-ветственно, у него есть мотив, т.е. стремление удовлет-ворять эти базовые потребности. И у него есть конечная осознаваемая цель – это получать деньги, чтобы удов-летворять эти базовые потребности. Необходимость выполнения работы в таком случае становится лишь средством получения конечной цели, т.е. денег. При та-
СОТРУДНИК, КОТОРЫЙ ГОТОВ РАБОТАТЬ БЕСПЛАТНО, – МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?Вольская А. Ю.
ЦИФРОВАЯ ПСИХОЛОГИЯ
«Цифровая психология» – рубрика, в которой рассматриваются вопросы из сферы человеческих взаимоотношений на работе и в бизнесе. В частности, вопросы, возникающие при работе компаний, разрабатывающих инновационное и вы-сокотехнологичное оборудование: как создавать эффективные команды разработчиков и специалистов по продвижению инновационных продуктов? как управлять этими командами? как быть успешными членами этих команд? и др. Наши публикации будут полезны как руководителям, так и рядовым сотрудникам.
Вольская АнастасияВедущий рубрики
19www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ЦИФРОВАЯ ПСИХОЛОГИЯ
кой системе «Потребность-Мотив-Цель» наш будущий сотрудник будет восприни-мать работу как тяжелую необходимость, которую при любой возможности нужно минимизировать, а конечная цель при этом должна быть ощутимо большой. Другими словами, он будет хотеть мно-го денег и при этом желательно ничего не делать. Собственно, большинство со-трудников могут работать именно в та-кой системе «Потребность-Мотив-Цель» достаточно долго, если платят хорошо. Современные системы оплаты труда пытаются связать результат, т.е. деньги, с процессом, т.е. работой, в попытке по-высить производительность. KPI, напри-мер.Как же подняться на качествен-но более высокий уровень в системе «Потребность-Мотив-Цель» и сделать так, чтобы стремление качественно вы-полнить свою работу превратилось из обременяющей необходимости в отдель-ное стремление, т.е. в мотив?Эдвард Йордан, американский учёный в области теории вычислительных систем, широко известный как разработчик ме-тода структурного системного анали-за под названием «метод Йордана», в своей книге «Путь камикадзе» писал: «Деньги, выгода, комфорт и тому подоб-ное являются факторами «гигиены» - их отсутствие вызывает неудовлетворен-ность, однако они не могут заставить людей полюбить свою работу и дать им необходимые внутренние стимулы. Что действительно может дать такие стиму-лы, так это ощущение значительности достигнутых результатов, гордость за хорошо выполненную работу, более вы-сокая ответственность, продвижение по службе и профессиональный рост - все то, что обогащает работу». (1) Э. Йордан писал о формировании мотивов.О том, как мотивировать сотрудников, слагают целые легенды. Рассмотрим идеи о мотивации, которые являются распространенными ошибками начина-ющих руководителей.• «Меня вот это мотивирует, значит и других должно мотивировать также». Следует помнить о том, что все люди разные. Каждый обладает уникальным жизненным опытом. То, что мотивиру- ет Генерального директора вставать в 6 утра и ехать на работу, для его секре- таря, может, не значит вообще ниче-
Таблица №1. Иерархия потребностей А.Маслоу
Таблица 2. Зависимость мотивации участника команды от опыта и возраста
ПОТРЕБНОСТИПРОФЕССИОНАЛИЗМ
Начинающий Опытный Мастер
Материальные (зарплата, условия труда, социальный пакет и проч.) 50 % 20 %
Безопасности (стабильность компании, востребованность технологии проекта на рынке труда, возможность повысить свою квалификацию)
20 %
Принадлежности (возможность учиться у более опытных коллег, опыт участия в успешном проекте, признание в коллективе)
40 % 20 % 10 %
Самоуважения (развиваться, делать что-либо лучше других, повышение в должности, самостоятельность и ответственность в работе)
10 % 30 % 40 %
Самоактуализации (амбициозность целей проекта – сделать то, что никто не делал или не смог сделать)
10 % 50 %
20 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ЦИФРОВАЯ ПСИХОЛОГИЯ Мотивация управление персоналом
ВОЛЬСКАЯ АНАСТАСИЯ ЮРЬЕВНА
В 2008 году с отличием закончила факультет педагогики и психологии Удмурского Государственного Универ-ситета по специальности педагог-психолог. С 2009 по 2011 прошла курсы психологического консультиро-вания и телесно-ориентированной терапии в Московским институте психоанализа. В 2012 году проходила трехмесячный курс повышения квалификации в Швейцарии по работе с психологическими травмами. С 2008 года осуществляет частную практику.
го, в отличие от того платья, которое она увидела на днях.• «Мотивация делается один раз, а по- том можно забыть». Неизменными на протяжении долгого времени могут оставаться только потребности. Моти- вы же могут меняться даже в процессе работы над одним проектом.• «Нужно уметь вдохновлять людей на трудовые подвиги». Идеологическая обработка дает временный эффект. Работать с энтузиазмом ради общей миссии мы могли разве что во времена коммунизма. Сейчас это малоэффек- тивно.• «Лучше всего мотивируют деньги». Да, если денег нет. «Если материальные потребности удовлетворены процен- тов на семьдесят, то дальнейшее повышение доходов не заставит со- трудника работать более эффективно. Проверено многократно» - пишет С. Архипенков в своем «Руководстве командой разработчиков ПО». (2)Для того чтобы сформировать пра-вильную систему «Потребность-Мотив-Цель», необходимо опираться на систему потребностей.В Таблице 2. представлена экспертная оценка потребностей для профессио-
нальных разработчиков ПО в зависимо-сти от опыта. Автор С.Архипенков – экс-перт в управлении командой разработ-чиков ПО.(2)Пропуск в той или иной графе свидетель-ствует о том, что формирование мотива на основе этой потребности практически невозможно у данного специалиста. Например, при приеме на работу начи-нающего программиста можно делать акцент на том, что он получит возмож-ность быть частью группы опытных кол-лег, сможет учиться у них, будет участво-вать в успешных проектах. Тем самым, на основе потребности в Принадлежности, мы формируем у него правильный мотив. Тогда в качестве цели, помимо денег, он сможет поставить себе цель максималь-но раскрыть собственный потенциал за счет обучения у опытных коллег. А в качестве дополнения можно упомянуть о возможности развиваться в компа-нии, быстро вырасти в должности, стать самостоятельным и ответственным, на-учиться руководить людьми. Это одно из преимуществ работы в небольших ком-паниях. В этом случае вы делаете упор на потребности в Самоуважении.Совсем по-другому обстоит дело с масте-ром своего дела. Его побудить к работе
с энтузиазмом может трудновыполнимая задача, решив которую, он в очередной раз докажет свое профессиональное превосходство. Т.е. акцент при взаимо-действии с профессионалами высоко-го уровня должен быть на потребности в Самоактуализации. По собственному опыту могу подтвердить, что такие ма-стера могут взяться за работу даже бес-платно, если сочтут цели проекта доста-точно амбициозными.При таком подходе уже на этапе интер-вью вы сможете начать формировать у будущего сотрудника правильную си-стему «Потребность-Мотив-Цель». По сути, вы предлагаете уже не работу и не деньги, вы предлагаете возможности. Будьте честны перед собой и перед кан-дидатом. Скажите: «Я предлагаю вам…» и перечислите то, что будущий сотрудник получит помимо зарплаты. Возможно, вы сможете предложить ему то, ради чего он будет готов работать с вами бесплатно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:1. Эдвард Йордан, «Путь камикадзе», М., Лори, 2005.2. С. Архипенков, «Руководство командой разработчиков программного обеспечения», 2008.
22 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
«ГРАБЛИ», ИЛИ ОШИБКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Поводом написания этой статьи послужил акт рас-следования одной из аварий 2014 года и несколько проектов 2014 - 2015 годов, выполненных рядом
проектных организаций без должного уважения к затра-там заказчика.
«Оперативный персонал АЭС (ТЭЦ, подстанции) дебло-кировал оперативную блокировку, не разрешающую вы-полнить операции с разъединителем...» - именно так начинаются многие акты Управления государственного энергетического надзора по расследованию аварий с последующим описанием «работы АЛАР и АЧР…, вы-делением на изолированную…, с суммарным обесточи-ванием потребителей…, с численностью пострадавшего населения «четыре миллиона четыреста шестьдесят семь тысяч восемьсот сорок два человека». Тема элек-тромагнитной оперативной блокировки разъединителей (ЭМ ОБР) появляется в приказах контролирующих орга-нов всякий раз после очередной ошибки оперативного персонала. На просторах Единой Энергетической Си-стемы это случается регулярно, с периодичностью раз в год – два, иногда чаще. Смысл этих распоряжений, как правило, сводился исключительно к констатации факта плохой работы эксплуатирующего персонала и к требо-
ваниям наказать виновных - ремонтников, релейщиков, оперативников – всех «стрелочников», не исполняющих тщательно свои производственные обязанности. Это было бы правильно, если бы проблема рассматривалась со всех сторон. Крайне редко в актах отмечается другая причина аварии - принципиальная низкая надежность ЭМ ОБР, из которой закономерно вытекает неизбеж-ность ошибок при производстве оперативных переклю-чений. А это требует уже совсем других выводов - либо ущерб от неправильной работы ЭМБ должен принимать-ся как расчетный и закладываться в эксплуатационные расходы, либо требуется исключить это устройство из работы. Что интересно, еще со времен Минэнерго СССР Главтехуправление пришло к выводу о необходимо-сти замены ЭМ ОБР на более надежное устройство, но в актах расследования аварий и сегодня по-прежнему остаются виновными только те, кто вынужден эксплуа-тировать эту глубоко порочную ЭМ ОБР. Видимо, старые кадры Минэнерго ушли, не успев передать своим после-дователям накопленный опыт ошибок.
Что же представляет из себя ЭМ ОБР разъединителей (см. рис 1) и исходя из чего напрашивается вывод о це-лесообразности ее ликвидации?
ПОЧЕМУ ПОСЛЕ ВВОДА В РАБОТУ НА ОБЪЕКТЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ОПЕРАТИВНОЙ БЛОКИРОВКИ РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ НЕ СЛЕДУЕТ ОСТАВЛЯТЬ В РАБОТЕ ЕЁ ЭЛЕКТРОМАГНИТНУЮ ПРЕДШЕСТВЕННИЦУАнтонов Л. Е.
«ГРАБЛИ», ИЛИ ОШИБКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Пять причин, побудивших открыть эту рубрику:
1. Частота одних и тех же вопросов, идущих от коллег, еще не достаточно погруженных в те темы, за которые им приходится браться;
2. Частота одних и тех же ошибок, повторяемых из проекта в проект и выполненных разными людьми;
3. Инерционность процесса пересмотра регламентирующих материалов;
4. Перманентность процесса внедрения новых устройств и технологий, обострившаяся в последние 15 лет в энергетике, и желание снизить количество творческих ошибок;
5. Потребность «покаяться» в содеянном.
Какую компоновку размещения оборудования подразумевает схема вторичной коммутации КРУЭ? Почему исключение из системы оперативного постоянного тока РН – 51 привело к увеличению случаев неправильной работы релейной защиты? Что такое на самом деле распределенная система питания защит оперативным током? Какие ошибки при использовании GOOSE-сообщений подстерегают проектировщиков? Всё это и многое другое - вот темы новой рубрики журнала «ЦП».
Для кого она предназначена? Для тех, кто хочет написать грамотно техническое задание на «ремонт собственного дома». Для тех, кто проектирует, для тех, кто разрабатывает, для тех, у кого есть вопросы и кому нужны на них ответы… Для тех, кто может и хочет ответить на вопрос «почему?».
Антонов Леонид ЕвгеньевичЗаместитель Генерального директора по проектированию ООО «НПЦ «Энергоавтоматика»
23www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
«ГРАБЛИ», ИЛИ ОШИБКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЭМ ОБР состоит из цепочек контактов разъединителей, соединенных после-довательно. Ненадежность этих цепо-чек определена, во-первых, большим количеством последовательно соеди-ненных элементов, а во-вторых, низ-кой надежностью самих этих элемен-тов (блок контактов разъединителей). Третьей, принципиальной особенностью ЭМ ОБР, определяющей ее ненадеж-ность, является отсутствие какого-то бы ни было постоянного контроля ее цепей, как в режиме ожидания, так и в момент проведения оперативных переключе-ний. Весь контроль ЭМ ОБР сводится к её периодическому обслуживанию – ре-гулировке, чистке блок контактов, про-верки изоляции цепей. Эффективность такого обслуживания, учитывая, что все оборудование ЭМ ОБР находится на ули-це, крайне низкая. Для работы ЭМ ОБР с заданным уровнем надежности объем периодического обслуживания может быть сопоставим с объемом обслужива-ния всего остального вторичного обо-рудования. Все выше перечисленное гарантирует высокую вероятность отказа ЭМ ОБР. Становится очевидным, почему оперативный персонал так уверенно иг-норирует запрет от ЭМ ОБР на управле-ние коммутационным аппаратом – веро-ятность их правильной работы ни в коем случаи не совпадает с возможностью своевременно выполнить оперативные переключения.
К чему это все очень часто приводит? Не имея возможности перед началом
оперативных переключений проконтро-лировать исправность ЭМ ОБР, имея за своими плечами громадный опыт ее от-казов и зажатый временными рамками выполнения операций с первичным обо-рудованием, оперативный персонал в нарушение инструкций, уверенно игно-рируя запрет от ЭМ ОБР, выводит ее из работы и производит оперативные пере-ключения. В 99,999 % случаев его дей-ствия дают положительный результат, в 0.001% - приводят к ущербу, величина которого может исчисляться миллиона-ми и миллионами рублей.
цифры даны приближенно – да поправят меня специалисты, владеющие этой ста-тистикой.
Возможные варианты решения задачи.
Первый – регулярное тщательное об-служивание цепей ЭМ ОБР – на что на-правлены все инструкции по ее обслу-живанию, написанные еще в те времена, когда энергетики носили форменные, как у военных, шинели и своим количе-ством были соизмеримы с количеством обслуживаемых устройств. С тех пор чис-ленность устройств увеличилось много-кратно, а численность обслуживающего персонала наоборот значительно умень-
шилась. Особенно сильное сокращение персонала происходило в последние 20 лет на объектах ФСК ЕЭС, и в настоящее время, если продолжать двигаться по этому варианту и качественно выполнять ревизию цепей ЭМ ОБР, потребуется от-казаться от всех других работ во вторич-ных цепях.
Второй вариант решения задачи возник значительно позднее и сводился к по-иску путей повышения надежности блок контактов разъединителей – контакты менялись на герконовые, на контакты с улучшенными механическими харак-теристиками, дублировались промежу-точными реле. Серьезных улучшений надежностиЭМ ОБР этот вариант не при-нес, особенно при использовании его на ОРУ. В КРУЭ, где контакты разъедините-лей работают в более щадящих условиях отапливаемого помещения, были полу-чены более оптимистичные результаты, но и они не давали окончательного ре-шения проблемы. Причина «неуспеха» этого варианта, в который заложено только повышение качества самих блок контактов, скрыта в «слепоте» выбран-ной логики. И неправильно собранная первичная схема, и неисправность во вторичной коммутации дают одинако-вый ответ на команду управления разъ-единителем – запрет в операции.
Третий вариант – дополнение алгоритма логики ОБР блоком, расшифровываю-щим причину отказа выполнить опера-цию управления разъединителем (рис. 2). Если ЭМ ОБР на команду оператив-ного персонала выполнить операцию отвечало в виде «можно – нельзя», то новая ОБР дает ответ на ту же команду уже в виде «можно – нельзя – нельзя, по-тому что есть неисправность по такому то адресу».
Это позволяет отсечь абсолютное боль-шинство неисправностей схемы от оши-бок оперативного персонала. Эффектив-ность в реализации этого алгоритма ста-ла очевидна благодаря использованию микропроцессорной техники. Её приме-нение дало возможность использовать для ОБР только одну пару блок контактов от каждого разъединителя, а логику всех неконтролируемых ранее цепочек пере-вести на программный уровень с поэле-ментным контролем, предоставив при этом еще и удобный интерфейс пользо-вателю. Если раньше оперативный пер-сонал, видя запрет на свои действия и не имея возможности оценить его досто-верность, просто выводил ЭМ ОБР и про-
2СШ-220 кВ
1СШ-220 кВ
ОСШ-220 кВ
2ШР 1ШР ОР
ЗН-2ШР ЗН-1ШР ЗН-ОР
В
ЗН-В
ЗН-ЛР
ЛР
ВЛ-220 кВ
Рис. 1. Поясняющая схема Схема ЭМ ОБР
24 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
«ГРАБЛИ», ИЛИ ОШИБКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
должал оперативные переключения на свой страх и риск, то теперь в его распо-ряжении появился механизм оценки ис-правности ОБР. Механизм, не только по-дающий сигнал запрета на проведение операции, но и указывающий адресно, с дискретностью до одного разъедините-ля, одной фазы, где находится отказав-ший блок контакт, из-за которого схема ОБР формирует этот запрет. Вряд ли те-перь у кого-то останется желание выпол-нить оперативные переключения при за-прещающем сигнале ОБР, зная, что схе-ма исправна и ее запрет протестирован в режиме реального времени. И наоборот, когда известен конкретно неисправный блок контакт (высвечивается сигнализа-цией), появляется возможность подпра-вить его даже в процессе выполнения оперативных переключений. Использо-вание интеллектуальной микропроцес-сорной оперативной блокировки разъ-единителей (МП ОБР) – так она теперь стала называться - не исключает снятие перед аппаратостроительными завода-ми задачи повышения надежности блок контактов своих аппаратов. Вариант с МП ОБР, начиная с подстанции «Чере-повецкая 750» (2004 год), реализуется во всех новых или идущих в реконструкцию ОРУ 110 – 750 кВ и в большинстве КРУЭ того же напряжения.Четвертый вариант является логическим продолжением третьего. В этом вариан-те реализуется уже не только алгоритм адресного выявления неисправности, но и алгоритм «активного бланка пере-ключений», подсказывающего, в какой последовательности необходимо вести операции с оборудованием. Но это мате-риал уже другой статьи.Теперь рассмотрим вопрос, вынесенный в заголовок настоящей статьи – а не луч-ше ли на объекте при вводе в работу МП ОБР сохранить или даже смонтировать заново ЭМ ОБР? Именно этот вариант часто выбирает заказчик, не имеющий опыта работы с микропроцессорными устройствами. Именно на такой вариант часто соглашаются проектировщики, сами не уверенные в своей правоте, хотя логика рассуждений в этом споре доста-точно проста.Логика рассуждений. Недостатки ЭМ ОБР (их мы перечислили выше) – низкая надежность и большие трудозатраты на ее обслуживание. То есть, оставляя это устройство в работе, мы оставляем и все его недостатки. При этом если мы ею не пользуемся, то это совсем не означает, что мы не должны тратить уйму рабочего времени на его обслуживание (чтобы ЭМ ОБР вышла из строя, достаточно лишь какое-то время не проводить ее обслу-живание). Далее рассматриваем два ва-рианта. Первый - оставляем её в работе и обслуживаем. То есть, предусматри-ваем штат работников, за ней ухажива-
ющей. И это после того как мы потра-тились на включение МП ОБР?! Думаю, что на одной подстанции имеет смысл сохранить ЭМ ОБР как музейный экспо-нат, на остальных денег на эту «роскошь» скорее всего не найдется. Второй вари-ант (именно его подразумевает заказчик с психологией «хозяина») - оставляем ее на всякий случай в работе и не обслужи-ваем. Но что в результате этого получает-ся – имеем нечто неопределенное, кото-рое может и сработает в нужный момент, но скорее всего нет. Хорошо, если это остатки старой ЭМ ОБР, продолжающие работать в тех ячейках, до которых еще не дотянулась «рука реконструкции». И совсем плохо, если это вновь монтируе-мые параллельно с МП ОБР цепи в уже реконструируемых ячейках, то есть до-полнительные, напрасно понесенные за-траты.Далее от приверженцев ЭМ ОБР может поступить аргумент, что она необходима на этапе перехода от старого к новому. Да, необходима, но опять же только для тех ячеек, в которых еще не менялись разъединители. Для новых же ячеек для этого достаточно предусмотреть допол-нительные выходы из МП терминалов ОБР для временного объединения новой МП ОБР и остающихся в работе частей ЭМ ОБР, и это задача проектной органи-зации. И если в конкурсе на реконструк-цию участвует проектная организация, не понимающая этой простой вещи, то ей не место среди участников этого конкур-са (извините – эмоции). Общие затраты при таком подходе в разы меньше, чем при монтаже параллельно двух типов ОБР, с тем расчетом, что по окончанию реконструкции ЭМ ОБР останется музей-ным экспонатом.
ВЫВОДЫ
• Планируя реконструкцию ОРУ, нужно в ТЗ на проектирование указать необхо- димость поэтапного перехода с ЭМ ОБР на МП ОБР.
• Планируя реконструкцию ОРУ, не- обходимо предусмотреть увеличенное количество входов и выходов в МП терминалах ОБР, позволяющих выпол- нить их связь с частью ЭМ ОБР, остаю- щейся в работе.
• Обязательным требованием к алго- ритму МП ОБР должно быть наличие функций достоверизации информации и сигнализации неисправности цепей блок контактов разъединителей и вы- ключателей с дискретностью до одно- го привода аппарата (до одной фазы при пофазном управлении и одного аппарата - при трехфазном).
• Обязательным требованием к алгорит- му МП ОБР должно быть наличие удоб- ного интерфейса, позволяющего легко отслеживать все неисправности в режиме реального времени.
• В актах расследования аварий с ошиб- ками оперативного персонала при операциях с разъединителями учиты- вать наличие ремонтного персонала в количестве достаточном для обслу- живания ЭМ ОБР.
Почему и для кого я так подробно все описываю? Не для тех, кто уже через это уже прошел – для них это очевидно, но их процент мал, и многим еще только пред-стоят и реконструкция, и сопутствующие ей вопросы, которые порой не знаешь, кому задать. И как при этом «не насту-пить на грабли»?!
Рис. 2. Схема достоверизации
АНТОНОВ ЛЕОНИД ЕВГЕНЬЕВИЧ
В 1976 году окончил Новосибирский Электротехнический институт по специальности «Электрическая часть станций и подстанций». С 1977 и по 1981 год «прошел школу» в Наладочном управлении треста «Электроурал-монтаж». Далее, по 1991 год работал в службе релейной защиты и противоаварийной автоматики ЦДУ ЕЭС. С 1991 и по 2001 год был зам начальника СРЗА Октябрьских сетей Мосэнерго. С 2001 года перешел на работу в «Институт «Энергосетьпроект» и с 2007 года выделился из него в отдельное проектное подразделение. На-чиная с 2001 года и по настоящее время занят проектированием и разработкой новых технических решений по релейной защите и вторичной коммутации на объектах ПАО «ФСК ЕЭС» и Госкорпорации «Росатом» и Росатома.
Проектирование ЭМ ОБР МП ОБР
26 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЗА
МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ РЗиА (ЧАСТЬ 2)
МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЗА
Ильинский А. С.
В предыдущей статье были описаны некоторые догмы, которые лежат в основе работы цифровых устройств РЗиА, общие подходы к анализу осцил-
лограмм.
В текущей статье мы более подробно остановимся на возможной реализации цифровой обработки, увидим, как от цифровых отсчетов мгновенного сигнала перей-ти к векторам. На примере реле направления мощности познакомимся с расчетом углов между векторами.
Основные теоретические положения и упрощения при расчетах:
- синусоидальному сигналу Asin(ωt+Ψ) может быть сопоставлен вращающийся с круговой частотой ω вектор длиной А;
- вектора можно изображать на координатной плоско- сти. Начало вектора при этом необходимо совместить с началом координат. Угол в нулевой момент времени равен Ψ. Углы отсчитываются от оси абсцисс (OX) против часовой стрелки;
- вектору может быть сопоставлено комплексное число (проекции вектора на оси есть мнимая и действи- тельная часть комплексного числа, длина и угол век- тора есть модуль и аргумент комплексного числа) – так называемый символьный метод, известный из курса ТОЭ;
- вектора тока и напряжения вращаются с одной круго- вой частотой;
- угол между током и напряжением определяется как φ= Ψ(U)- Ψ(I). При таком определении угол равен углу комплексного сопротивления, на котором наблюдает- ся данная разность фаз между током и напряжением;
- частота считается неизменной и равной 50 Гц.
В рубрике «Моделирование» мы будем рассказывать о том, как создавать и анализировать математические модели раз-личных функций релейной защиты и автоматики, как производить анализ осциллограмм аварийных процессов, как бы-стро научиться читать алгоритмы функций защит и какие тонкости есть в работе алгоритмов цифровых блоков релейной защиты и автоматики. Статьи будут полезны не только специалистам, которые начинают работать с цифровыми устрой-ствами РЗА, но и тем, кто уже имеет опыт работы.
В первой статье было сказано, что для корректного при-менения формул для вычисления коэффициентов ряда Фурье необходимо предположить периодическое про-должение сигнала за окном наблюдения.
Для работы большинства защит важен уровень толь-ко первой гармоники, которая имеет вид (независи-мо от реальной формы сигнала в окне наблюдения):
Моделирование устройств РЗиА (часть 2) В предыдущей статье были описаны некоторые догмы, которые лежат в основе работы
цифровых устройств РЗиА, общие подходы к анализу осциллограмм.
В текущей статье мы более подробно остановимся на возможной реализации цифровой обработки, увидим, как от цифровых отсчетов мгновенного сигнала перейти к векторам. На примере реле направления мощности познакомимся с расчетом углов между векторами.
Основные теоретические положения и упрощения при расчетах:
-синусоидальному сигналу A sin(ωt+Ψ) может быть сопоставлен вращающийся с круговой частотой ω вектор длиной А;
-вектора можно изображать на координатной плоскости. Начало вектора при этом необходимо совместить с началом координат. Угол в нулевой момент времени равен Ψ. Углы отсчитываются от оси абсцисс (OX) против часовой стрелки;
-вектору может быть сопоставлено комплексное число (проекции вектора на оси есть мнимая и действительная часть комплексного числа, длина и угол вектора есть модуль и аргумент комплексного числа) – так называемый символьный метод, известный из курса ТОЭ;
-вектора тока и напряжения вращаются с одной круговой частотой;
-угол между током и напряжением определяется как φ= ΨU- ΨI. При таком определении угол равен углу комплексного сопротивления, на котором наблюдается данная разность фаз между током и напряжением;
-частота считается неизменной и равной 50 Гц.
В первой статье было сказано, что для корректного применения формул для вычисления коэффициентов ряда Фурье необходимо предположить периодическое продолжение сигнала за окном наблюдения.
Для работы большинства защит важен уровень только первой гармоники, которая имеет вид (независимо от реальной формы сигнала в окне наблюдения):
𝑦𝑦 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝑎𝑎𝑏𝑏𝑏𝑏(𝜔𝜔𝜔𝜔)
Обозначения по сравнению с предыдущей статьей изменены.
Коэффициенты 𝑎𝑎 и 𝑏𝑏 определяют амплитуду первой гармоники, а также задают вектор (комплексное число).
Формулы для расчета коэффициентов:
𝑎𝑎 =2𝑇𝑇�𝑓𝑓(𝜔𝜔)
𝑇𝑇2
−𝑇𝑇2
𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔𝜔𝜔)𝑑𝑑𝜔𝜔
𝑏𝑏 =2𝑇𝑇�𝑓𝑓(𝜔𝜔)
𝑇𝑇2
−𝑇𝑇2
𝑎𝑎𝑏𝑏𝑏𝑏(𝜔𝜔𝜔𝜔)𝑑𝑑𝜔𝜔
Обозначения по сравнению с предыдущей статьей из-менены.
Коэффициенты a и b определяют амплитуду первой гар-моники, а также задают вектор (комплексное число).
Формулы для расчета коэффициентов:
Разберем подробнее, как это будет выглядеть при пред-ставлении сигналов дискретными отсчетами и в усло-виях «движения» окна по первичному сигналу.
Представим, что наше устройство делает вычисления векторов с приходом каждого нового значения сигнала. Количество точек на период равно N=12, то есть частота дискретизации 600 Гц (см. рисунок 1)
На рисунке показаны три последовательных момента времени. Синими точками показан входной сигнал. За-темненные области слева и справа показывают «про-шлое» и «будущее» соответственно.
Для вычисления коэффициента b необходимо умножить мгновенные отсчеты (синий цвет) входного сигнала на значения синуса (черный цвет), проинтегрировать и ум-ножить на коэффициент.
Ильинский АндрейВедущий рубрики
Моделирование устройств РЗиА (часть 2) В предыдущей статье были описаны некоторые догмы, которые лежат в основе работы
цифровых устройств РЗиА, общие подходы к анализу осциллограмм.
В текущей статье мы более подробно остановимся на возможной реализации цифровой обработки, увидим, как от цифровых отсчетов мгновенного сигнала перейти к векторам. На примере реле направления мощности познакомимся с расчетом углов между векторами.
Основные теоретические положения и упрощения при расчетах:
-синусоидальному сигналу A sin(ωt+Ψ) может быть сопоставлен вращающийся с круговой частотой ω вектор длиной А;
-вектора можно изображать на координатной плоскости. Начало вектора при этом необходимо совместить с началом координат. Угол в нулевой момент времени равен Ψ. Углы отсчитываются от оси абсцисс (OX) против часовой стрелки;
-вектору может быть сопоставлено комплексное число (проекции вектора на оси есть мнимая и действительная часть комплексного числа, длина и угол вектора есть модуль и аргумент комплексного числа) – так называемый символьный метод, известный из курса ТОЭ;
-вектора тока и напряжения вращаются с одной круговой частотой;
-угол между током и напряжением определяется как φ= ΨU- ΨI. При таком определении угол равен углу комплексного сопротивления, на котором наблюдается данная разность фаз между током и напряжением;
-частота считается неизменной и равной 50 Гц.
В первой статье было сказано, что для корректного применения формул для вычисления коэффициентов ряда Фурье необходимо предположить периодическое продолжение сигнала за окном наблюдения.
Для работы большинства защит важен уровень только первой гармоники, которая имеет вид (независимо от реальной формы сигнала в окне наблюдения):
𝑦𝑦 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝑎𝑎𝑏𝑏𝑏𝑏(𝜔𝜔𝜔𝜔)
Обозначения по сравнению с предыдущей статьей изменены.
Коэффициенты 𝑎𝑎 и 𝑏𝑏 определяют амплитуду первой гармоники, а также задают вектор (комплексное число).
Формулы для расчета коэффициентов:
𝑎𝑎 =2𝑇𝑇�𝑓𝑓(𝜔𝜔)
𝑇𝑇2
−𝑇𝑇2
𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔𝜔𝜔)𝑑𝑑𝜔𝜔
𝑏𝑏 =2𝑇𝑇�𝑓𝑓(𝜔𝜔)
𝑇𝑇2
−𝑇𝑇2
𝑎𝑎𝑏𝑏𝑏𝑏(𝜔𝜔𝜔𝜔)𝑑𝑑𝜔𝜔
Моделирование устройств РЗиА (часть 2) В предыдущей статье были описаны некоторые догмы, которые лежат в основе работы
цифровых устройств РЗиА, общие подходы к анализу осциллограмм.
В текущей статье мы более подробно остановимся на возможной реализации цифровой обработки, увидим, как от цифровых отсчетов мгновенного сигнала перейти к векторам. На примере реле направления мощности познакомимся с расчетом углов между векторами.
Основные теоретические положения и упрощения при расчетах:
-синусоидальному сигналу A sin(ωt+Ψ) может быть сопоставлен вращающийся с круговой частотой ω вектор длиной А;
-вектора можно изображать на координатной плоскости. Начало вектора при этом необходимо совместить с началом координат. Угол в нулевой момент времени равен Ψ. Углы отсчитываются от оси абсцисс (OX) против часовой стрелки;
-вектору может быть сопоставлено комплексное число (проекции вектора на оси есть мнимая и действительная часть комплексного числа, длина и угол вектора есть модуль и аргумент комплексного числа) – так называемый символьный метод, известный из курса ТОЭ;
-вектора тока и напряжения вращаются с одной круговой частотой;
-угол между током и напряжением определяется как φ= ΨU- ΨI. При таком определении угол равен углу комплексного сопротивления, на котором наблюдается данная разность фаз между током и напряжением;
-частота считается неизменной и равной 50 Гц.
В первой статье было сказано, что для корректного применения формул для вычисления коэффициентов ряда Фурье необходимо предположить периодическое продолжение сигнала за окном наблюдения.
Для работы большинства защит важен уровень только первой гармоники, которая имеет вид (независимо от реальной формы сигнала в окне наблюдения):
𝑦𝑦 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝑎𝑎𝑏𝑏𝑏𝑏(𝜔𝜔𝜔𝜔)
Обозначения по сравнению с предыдущей статьей изменены.
Коэффициенты 𝑎𝑎 и 𝑏𝑏 определяют амплитуду первой гармоники, а также задают вектор (комплексное число).
Формулы для расчета коэффициентов:
𝑎𝑎 =2𝑇𝑇�𝑓𝑓(𝜔𝜔)
𝑇𝑇2
−𝑇𝑇2
𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎(𝜔𝜔𝜔𝜔)𝑑𝑑𝜔𝜔
𝑏𝑏 =2𝑇𝑇�𝑓𝑓(𝜔𝜔)
𝑇𝑇2
−𝑇𝑇2
𝑎𝑎𝑏𝑏𝑏𝑏(𝜔𝜔𝜔𝜔)𝑑𝑑𝜔𝜔
27www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЗА
Интегрирование можно провести лю-бым способом. При достаточном количе-стве точек на период простейший метод «прямоугольников» вполне подходит.
Итак, для момента t=0 коэффициент b равен:
Разберем подробнее, как это будет выглядеть при представлении сигналов дискретными отсчетами и в условиях «движения» окна по первичному сигналу.
Представим, что наше устройство делает вычисления векторов с приходом каждого нового значения сигнала. Количество точек на период равно N=12, то есть частота дискретизации 600 Гц (см. рисунок 1)
1
23
4
5
6
7
89
10
11
12
13
1415
1
23
4
5
6
7
89
10
11
12
13
1415
1
23
4
5
6
7
89
10
11
12
13
1415
t=0
t=0.02/12
t=2*0.02/12
Рисунок 1
На рисунке показаны три последовательных момента времени. Синими точками показан входной сигнал. Затемненные области слева и справа показывают «прошлое» и «будущее» соответственно.
Для вычисления коэффициента b необходимо умножить мгновенные отсчеты (синий цвет) входного сигнала на значения синуса (черный цвет), проинтегрировать и умножить на коэффициент.
Интегрирование можно провести любым способом. При достаточном количестве точек на период простейший метод «прямоугольников» вполне подходит.
Итак, для момента t=0 коэффициент b равен:
𝑏𝑏 =2𝑁𝑁� 𝑓𝑓(𝑘𝑘 + 1)𝑁𝑁−1
𝑘𝑘=0
𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 �2𝜋𝜋𝑘𝑘𝑁𝑁
�
Небольшие различия в написании дан-ной формулы могут быть обусловлены различной нумерацией элементов мас-сива, в котором хранятся значения си-нуса.
При использовании метода трапеций понадобилось бы и значение 13 точки.
Аналогично нужно действовать и при нахождении коэффициента a.
Таким образом на каждой точке (каждом программном цикле расчета) входной сигнал умножается на период синуса (косинуса), полученные значения сум-мируются (интегрируются) и вводится масштабный коэффициент.
В следующий момент времени окно смещается и новые значения входного сигнала умножаются на период синуса и косинуса. При этом коэффициент есте-ственно меняется.
Коэффициенты a и b меняются согласо-ванно, что приводит к вектору, вращаю-щемуся с частотой 50 Гц.
Гораздо более интересно не положение вектора относительно системы коорди-нат, а взаимное расположение векто-ров. Поэтому вращение их как целого не очень информативно. Можно пере-писать формулы для расчета коэффици-ентов таким образом, чтобы вращение остановилось. При этом взаимное по-ложение векторов останется без изме-нения.
Амплитуда вектора равна
Для четкого понимания, какой должна быть фаза, предлагаю ответить на во-прос: чем является входной сигнал, который мы видим в окне наблюдения, синусоидой или косинусоидой?
На самом деле это не сильно важно, но необходимо выбрать, чем считать сиг-нал на входе, и в соответствии с этим ре-
Разберем подробнее, как это будет выглядеть при представлении сигналов дискретными отсчетами и в условиях «движения» окна по первичному сигналу.
Представим, что наше устройство делает вычисления векторов с приходом каждого нового значения сигнала. Количество точек на период равно N=12, то есть частота дискретизации 600 Гц (см. рисунок 1)
1
23
4
5
6
7
89
10
11
12
13
1415
1
23
4
5
6
7
89
10
11
12
13
1415
1
23
4
5
6
7
89
10
11
12
13
1415
t=0
t=0.02/12
t=2*0.02/12
Рисунок 1
На рисунке показаны три последовательных момента времени. Синими точками показан входной сигнал. Затемненные области слева и справа показывают «прошлое» и «будущее» соответственно.
Для вычисления коэффициента b необходимо умножить мгновенные отсчеты (синий цвет) входного сигнала на значения синуса (черный цвет), проинтегрировать и умножить на коэффициент.
Интегрирование можно провести любым способом. При достаточном количестве точек на период простейший метод «прямоугольников» вполне подходит.
Итак, для момента t=0 коэффициент b равен:
𝑏𝑏 =2𝑁𝑁� 𝑓𝑓(𝑘𝑘 + 1)𝑁𝑁−1
𝑘𝑘=0
𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 �2𝜋𝜋𝑘𝑘𝑁𝑁
�
Рис. 1. Оконное преобразование Фурье
28 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЗА
формулы к другой равносилен задержке исходной последовательности на k от-счетов, что приводит к умножению дис-кретного спектра на exp(-i*2*pi*k/N).В дальнейшем независимо от того, как сформировано комплексное чис-ло, будем использовать обозначение A=Ax+iAy, где вместо А может быть на-пряжение, ток, сопротивление, мощ-ность.
Расчет углов между векторами может проводиться различными способами в зависимости от конечных целей.
Если необходимо выводить значение угла на индикацию, то без обратных три-гонометрических функций не обойтись. При этом необходимо учитывать, что множество значений этих функций не перекрывает всего спектра углов от -180 до 180 градусов.
Например, при расчете угла какarctg(Ay/Ax) необходимо контролиро-вать знак каждой из составляющих и в зависимости от этого корректировать значение угла, чтобы вектор отображал-ся во всех четырех квадрантах коорди-натной плоскости.
Если индикация не важна, а интересует только взаимное расположение векто-ров, то можно пойти другим, более удоб-ным путем.
Рассмотрим работу реле направления мощности. Векторная диаграмма изо-бражена на рисунке 2. Угол максималь-
ИЛЬИНСКИЙ АНДРЕЙ СТАНИСЛАВОВИЧ
Родился в 1986 году. В 2009 г. закончил ПГУПС. С 2008 года занимается разработкой устройстврелейной защиты в НТЦ «Механотроника» на должности ведущего инженера-системотехника.
шением формировать вектора для всех аналоговых каналов.
Если сигнал – синусоида:
Примем: a=Asin(φ) b=Acos(φ)Получим
При переходе к изображению тригоно-метрических функций мнимыми экспо-нентами:
Небольшие различия в написании данной формулы могут быть обусловлены различной нумерацией элементов массива, в котором хранятся значения синуса.
При использовании метода трапеций понадобилось бы и значение 13 точки.
Аналогично нужно действовать и при нахождении коэффициента 𝑎𝑎.
Таким образом на каждой точке (каждом программном цикле расчета) входной сигнал умножается на период синуса (косинуса), полученные значения суммируются (интегрируются) и вводится масштабный коэффициент.
В следующий момент времени окно смещается и новые значения входного сигнала умножаются на период синуса и косинуса. При этом коэффициент естественно меняется.
Коэффициенты 𝑎𝑎 и 𝑏𝑏 меняются согласованно, что приводит к вектору, вращающемуся с частотой 50 Гц.
Гораздо более интересно не положение вектора относительно системы координат, а взаимное расположение векторов. Поэтому вращение их как целого не очень информативно. Можно переписать формулы для расчета коэффициентов таким образом, чтобы вращение остановилось. При этом взаимное положение векторов останется без изменения.
Амплитуда вектора равна √𝑎𝑎2 + 𝑏𝑏2
Для четкого понимания, какой должна быть фаза, предлагаю ответить на вопрос: чем является входной сигнал, который мы видим в окне наблюдения, синусоидой или косинусоидой?
На самом деле это не сильно важно, но необходимо выбрать, чем считать сигнал на входе, и в соответствии с этим решением формировать вектора для всех аналоговых каналов.
Если сигнал – синусоида:
Примем: 𝑎𝑎 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
b= 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
Получим 𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔 + 𝜑𝜑)
При переходе к изображению тригонометрических функций мнимыми экспонентами:
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑎𝑎𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝜋𝜋2 + 𝑏𝑏𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑏𝑏 + 𝐴𝐴𝑎𝑎
Если сигнал – косинусоида:
Примем: 𝑎𝑎 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
b= −𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
Получим 𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) − 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔 + 𝜑𝜑)
При переходе к изображению тригонометрических функций мнимыми экспонентами:
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝜋𝜋2 = 𝑎𝑎𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖
𝜋𝜋2 + 𝑏𝑏𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑎𝑎 − 𝐴𝐴𝑏𝑏
Проверим эти формулы:
Если сигнал – косинусоида:Примем: a=Acos(φ) b=-Asin(φ)Получим
При переходе к изображению тригоно-метрических функций мнимыми экспо-нентами:
Небольшие различия в написании данной формулы могут быть обусловлены различной нумерацией элементов массива, в котором хранятся значения синуса.
При использовании метода трапеций понадобилось бы и значение 13 точки.
Аналогично нужно действовать и при нахождении коэффициента 𝑎𝑎.
Таким образом на каждой точке (каждом программном цикле расчета) входной сигнал умножается на период синуса (косинуса), полученные значения суммируются (интегрируются) и вводится масштабный коэффициент.
В следующий момент времени окно смещается и новые значения входного сигнала умножаются на период синуса и косинуса. При этом коэффициент естественно меняется.
Коэффициенты 𝑎𝑎 и 𝑏𝑏 меняются согласованно, что приводит к вектору, вращающемуся с частотой 50 Гц.
Гораздо более интересно не положение вектора относительно системы координат, а взаимное расположение векторов. Поэтому вращение их как целого не очень информативно. Можно переписать формулы для расчета коэффициентов таким образом, чтобы вращение остановилось. При этом взаимное положение векторов останется без изменения.
Амплитуда вектора равна √𝑎𝑎2 + 𝑏𝑏2
Для четкого понимания, какой должна быть фаза, предлагаю ответить на вопрос: чем является входной сигнал, который мы видим в окне наблюдения, синусоидой или косинусоидой?
На самом деле это не сильно важно, но необходимо выбрать, чем считать сигнал на входе, и в соответствии с этим решением формировать вектора для всех аналоговых каналов.
Если сигнал – синусоида:
Примем: 𝑎𝑎 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
b= 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
Получим 𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔 + 𝜑𝜑)
При переходе к изображению тригонометрических функций мнимыми экспонентами:
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑎𝑎𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝜋𝜋2 + 𝑏𝑏𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑏𝑏 + 𝐴𝐴𝑎𝑎
Если сигнал – косинусоида:
Примем: 𝑎𝑎 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
b= −𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)
Получим 𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) + 𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) − 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜑𝜑)𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔) = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴(𝜔𝜔𝜔𝜔 + 𝜑𝜑)
При переходе к изображению тригонометрических функций мнимыми экспонентами:
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖𝜋𝜋2 = 𝑎𝑎𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑒𝑒𝑖𝑖
𝜋𝜋2 + 𝑏𝑏𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑖𝑖𝑖𝑖 = 𝑎𝑎 − 𝐴𝐴𝑏𝑏
Проверим эти формулы: Проверим эти формулы:
Пусть напряжение на входе блока равно u=Usin(ωt). Через один период в окне наблюдения будет синусоида с нулевой начальной фазой. При этом b=U,a=0.По первой формуле получим комплекс-ное число U=b+i0 с нулевой мнимой ча-стью, его аргумент равен нулю.
Если сигнал представляется косинусо-идой (вторая формула), получим U=0-ib. Модуль числа тот же, фаза равна минус π/2. Все в соответствии с формулами приве-дения: sin(φ)= cos(φ-π/2)Аналогичный результат можно полу-чить, применив к периоду сигнала дли-ной N формулу ДПФ. Переход от одной
Пусть напряжение на входе блока равно 𝑢𝑢 = 𝑈𝑈𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠(𝜔𝜔𝜔𝜔). Через один период в окне наблюдения будет синусоида с нулевой начальной фазой. При этом 𝑏𝑏 = 𝑈𝑈,𝑎𝑎 = 0.
По первой формуле получим комплексное число ��𝑈 = 𝑏𝑏 + 𝑠𝑠0 с нулевой мнимой частью, его аргумент равен нулю.
Если сигнал представляется косинусоидой (вторая формула), получим ��𝑈 = 0 − 𝑠𝑠𝑏𝑏. Модуль числа тот же, фаза равна минус 𝜋𝜋
2.
Все в соответствии с формулами приведения: 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠(𝜑𝜑) = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑠𝑠 �𝜑𝜑 − 𝜋𝜋2�
Аналогичный результат можно получить, применив к периоду сигнала длиной N формулу ДПФ. Переход от одной формулы к другой равносилен задержке исходной последовательности на k отсчетов, что приводит к умножению дискретного спектра на exp(-i*2*pi*k/N).
В дальнейшем независимо от того, как сформировано комплексное число, будем использовать обозначение ��𝐴 = 𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑠𝑠𝐴𝐴𝑦𝑦, где вместо А может быть напряжение, ток, сопротивление, мощность.
Расчет углов между векторами может проводиться различными способами в зависимости от конечных целей.
Если необходимо выводить значение угла на индикацию, то без обратных тригонометрических функций не обойтись. При этом необходимо учитывать, что множество значений этих функций не перекрывает всего спектра углов от -180 до 180 градусов.
Например, при расчете угла как arctg(Ay/Ax) необходимо контролировать знак каждой из составляющих и в зависимости от этого «доворачивать» угол.
Если индикация не важна, а интересует только взаимное расположение векторов, то можно пойти другим, более удобным путем.
Рассмотрим работу реле направления мощности. Векторная диаграмма изображена на рисунке 2. Угол максимальной чувствительности φМЧ равен минус 30 градусов. Минус потому, что когда вектор тока расположится вдоль отрезка АО, он будет опережать напряжение.
U
I
φМЧ
+1
+jP обратное
P прямое
О
А
Рисунок 2
Как известно, из двух векторов можно составить два произведения: векторное и скалярное. Скалярное произведение положительно, если угол между векторами лежит в диапазоне от минус 90 градусов до 90 градусов, что следует из формулы:
Рис. 2. Векторная диаграмма РНМ
ной чувствительности φмч равен –30 градусов. Минус потому, что когда век-тор тока расположится вдоль отрезка АО, он будет опережать напряжение.
Как известно, из двух векторов можно составить два произведения: векторное и скалярное. Скалярное произведение положительно, если угол между векто-рами лежит в диапазоне от –90 градусов до 90 градусов, что следует из формулы:
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
Если на векторной диаграмме РНМ по-вернуть вектор напряжения на 30 граду-сов (–φмч), то получится, что направле-ние мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором на-пряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших –90, то есть так же как скалярное произведение.
Представим, что у нас есть два ком-плексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
Видно, что действительная часть как раз равна скалярному произведению.
Довернем напряжение на угол –φмч:
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
Умножим довернутое напряжение на со-пряженный ток и возьмем только дей-ствительную часть:
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
��𝑎𝑏𝑏� = 𝑎𝑎𝑏𝑏 cos ��𝑎^𝑏𝑏� =𝑎𝑎𝑥𝑥𝑏𝑏𝑥𝑥 + 𝑎𝑎𝑦𝑦𝑏𝑏𝑦𝑦
Если на векторной диаграмме РНМ повернуть вектор напряжения на 30 градусов (минус φМЧ), то получится, что направление мощности должно менять знак при углах между довернутым вектором напряжения и вектором тока больших 90 градусов и меньших минус 90.
Представим, что у нас есть два комплексных числа А и В. Умножим А на сопряженное с В.
(𝐴𝐴𝑥𝑥 + 𝑖𝑖𝐴𝐴𝑦𝑦)�𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝑖𝑖𝐵𝐵𝑦𝑦� = 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐴𝐴𝑦𝑦 + 𝐵𝐵𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦 + 𝑖𝑖(𝐴𝐴𝑦𝑦𝐵𝐵𝑥𝑥 − 𝐴𝐴𝑥𝑥𝐵𝐵𝑦𝑦)
Видно, что действительная часть как раз равна векторному произведению.
Довернем напряжение на угол минус φМЧ:
��𝑈𝜑𝜑мч = ��𝑈𝑒𝑒−𝑖𝑖𝜑𝜑мч = 𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч + 𝑖𝑖(𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч)
Умножим довернутое напряжение на сопряженный ток и возьмем только действительную часть:
𝑅𝑅𝑒𝑒 ���𝑈𝜑𝜑мч*I � = �𝑈𝑈𝑥𝑥 cos𝜑𝜑мч + 𝑈𝑈𝑦𝑦 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑥𝑥 + �𝑈𝑈𝑦𝑦 cos𝜑𝜑мч − 𝑈𝑈𝑥𝑥 sin𝜑𝜑мч�𝐼𝐼𝑦𝑦 = 𝑃𝑃
Итак, реле направление мощности свелось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
Итак, реле направление мощности све-лось с следующему:
P>0 направление прямое;
P<0 направление обратное.
Добавить сюда гистерезис, чтобы не было дребезга при смене знака, - дело техники.
Цифровая обработка сигналов ДПФ РНМ
30 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
Защита от витковых замыканий обмотки статора явля-ется необходимой для крупных генераторов. Пофазная поперечная дифференциальная защита является наи-лучшим вариантом защиты от такого рода поврежде-ний. К сожалению, в большинстве случаев на турбо- и гидрогенераторах в нейтральной точке недостаточно места для установки электромагнитного трансформа-тора тока на каждой ветви обмотки каждой фазы для реализации пофазной поперечной дифференциальной защиты. На турбогенераторе может быть установлен только отдельный трансформатор напряжения (ТН) для защиты. Защита по напряжению нулевой последова-тельности может быть применена от витковых коротких замыканий. Что касается гидрогенератора, то только один выделенный ТТ для односистемной поперечной дифференциальной защиты может быть установлен в
точке соединения двух групп ветвей трехфазных обмо-ток в нейтральной точке. В некоторых случаях витковых КЗ чувствительность и время срабатывания односи-стемной поперечной дифференциальной защиты и за-щиты по напряжению нулевой последовательности мо-гут быть неудовлетворительными по условиям быстрого отключения повреждений и предотвращения повреж-дений генератора. Например, гидрогенератор станции в провинции Чжэцзян в Китае был дважды сильно по-врежден в результате длительного межвиткового КЗ, хотя односистемная поперечная дифференциальная защита функционировала исправно.
Актуальной задачей является поиск новых решений. Одним из решений является применение ТТ меньшего размера, например, волоконно-оптического трансфор-матора тока (ВОТТ).
ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКАДж. ЧЕН, Ж. ВАНГ, К. ВАНГ, С. ЖАО
NR Electric Co., Ltd. Китай.
Рис. 1. Принцип работы ВОТТ
31www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРА НА ОСНОВЕ ВОТТ
Волоконно-оптический трансформа-тор тока
ВОТТ использует магнито-оптический эффект Фарадея для измерения тока, как показано на рис. 1. Сначала неполя-ризованный пучок света линейно поля-ризуется поляризатором; затем линейно поляризованный свет проходит по маг-нито-оптическому материалу (в данном случае — оптическому волокну), так что направление его поляризации изме-няется под воздействием магнитного поля, а угол вращения пропорционален магнитной индукции; наконец, угол по-ляризации измеряется анализатором, который используется для расчёта ин-тенсивности магнитного поля и тока, который порождает это магнитное поле [1-4].
Компактный датчик ВОТТ, который изго-товлен из волоконно-оптического кабе-
ля, может быть намотан вокруг первич-ного проводника любой формы. Это яв-ляется хорошим решением для защиты генератора.
Схема защиты генератора на основе ВОТТ
Генератор с двумя ветвями статорной обмотки показан на рис. 2 в качестве примера. Датчик ВОТТ, который на са-мом деле представляет собой волокон-но-оптический кабель, намотан вокруг проводника, отходящего от каждой ветви статорной обмотки каждой фазы в нейтральной точке генератора. Остав-шиеся части ВОТТ, включая источник неполяризованного света, поляриза-тор и анализатор, вместе с устройством цифровой обработки, установлены в так называемом объединяющем устройстве (MU). MU обрабатывает полученный сигнал и отправляет результат (мгно-венное значение тока) в реле защиты генератора по оптическому коммуни-кационному каналу в соответствии с
МЭК 61850-9-2LE. Кроме того, ВОТТ может быть также установлен на выво-дах каждой фазы.
На основе измерений тока, получаемых от ВОТТ, могут быть реализованы следу-ющие функции защиты:
• Продольная пофазная дифферен- циальная защита, выполняющая сравнение с током на выводе с током в нейтральной точке (IAT<>IAN1+IAN2, IBT<>IBN1+IBN2, ICT<>ICN1+ICN2).• Неполная дифференциальная за- щита, выполняющая сравнение тока на выводе с током в одной из ветвей той же фазы в нейтраль- ной точке (IAT<>2*IAN1, IAT<>2*IAN2, IBT<>2*IBN1, IBT<> 2*IBN2, ICT<>2*ICN1, ICT<>2*ICN2).• Пофазная поперечная дифференци- альная защита, выполняющая срав- нение тока в одной ветви с током в другой ветви той же фазы в нейтраль- ной точке (IAN1<>IAN2, IBN1<>IBN2, ICN1<>ICN2).• Односистемная поперечная диф- ференциальная защита, выполня- ющая сравнение суммарного тока одной группы трехфазных ветвей с 0 (IAN1+IBN1+ICN1<>0, IAN2+ IBN2+ICN2<>0).Настройки функций могут быть опти-мизированы на основе количествен-ных вычислений и анализа, также мо-гут быть улучшены общие показатели функционирования защиты генератора, включая чувствительность к межвит-ковым КЗ обмотки статора и к обрывам статорных обмоток.
Время срабатывания дифференциаль-но-фазной защиты на основе ВОТТ
Когда электромагнитный ТТ насыща-ется, сигнал тока на вторичной стороне искажается. На Рис. 3(а) показана ос-циллограмма при насыщении ТТ в ста-ционарном режиме, вызванном симме-тричным током КЗ большой амплитуды, а на Рис. 3(b) показана осциллограмма при насыщении ТТ в переходном ре-жиме, вызванном затухающей аперио-
Рис. 2. Схема защиты генератора на основе ВОТТ
32 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
дической составляющей при КЗ и оста-точной намагниченностью ТТ [5]. На-сыщение ТТ будет сильно сказываться на работе дифференциальной защиты и может даже привести к некорректно-му или ложному срабатыванию. Обычно для исключения таких возможностей в логике дифференциальной защиты предусматривается алгоритм идентифи-кации насыщения ТТ. С этой целью были изобретены различные методы: один базируется на том, что даже в режиме насыщения сохраняется периодическая составляющая полезного сигнала, дру-гой использует разность времен между моментом возникновения повреждения и моментам начала насыщения ТТ[6], и т.д. Алгоритм обнаружения насыщения ТТ работает постоянно, что увеличивает сложность алгоритма защиты и увели-чивает время срабатывания дифферен-циальной защиты при внутренних по-вреждениях.
Напротив, для ВОТТ не существует про-блемы насыщения, так как у него отсут-ствует металлический сердечник. Алго-ритм обнаружения насыщения ТТ может быть отключен для устройства диффе-ренциальной защиты, которое подклю-чается к ВОТТ. Таким образом алгоритм защиты может быть упрощен, а время
ВОТТ Пофазная поперечная дифференциальная защита
срабатывания снижено. Междуфазное повреждение внутри генератора раз-вивается очень быстро, даже несколь-ко миллисекунд способны значительно снизить вероятность выхода из строя генератора.
Чувствительность дифференциально-фазной защиты на основе ВОТТ
Ток нагрузки или ток внешнего корот-кого замыкания являются внешними по отношению к дифференциальной защи-те. Однако, ток небаланса растет с уве-личением сквозного тока со скоростью, зависящей от характеристик ТТ [7]: ам-плитудной и фазовой погрешности от-дельного ТТ для защиты; насыщения ТТ, вызванного апериодической состав-ляющей или остаточной намагничен-ностью; несовпадение типов ТТ разных плеч, и т.д.
Для предотвращения нежелательного излишнего или ложного срабатывания, вызванного током небаланса, вводятся тормозные характеристики [8], см. рис. 4. Уставка тока запуска дифференциаль-ной защиты (Iqd) должна быть больше, чем максимальный ток небаланса в ре-жиме номинальной нагрузки генерато-ра. Наклон тормозной характеристики должен быть достаточным для того, что-
бы препятствовать срабатыванию за-щиты при максимальных токах небалан-са, возникающих при внешних КЗ. Для дифференциальной защиты на основе ВОТТ данная уставка может быть сниже-на, и достигнута более высокая чувстви-тельность, так как ВОТТ имеет более вы-сокую точность, не насыщается и имеет меньший ток небаланса по сравнению с традиционными электромагнитными ТТ.
Когда частота снижается ниже 5 Гц, тра-диционные электромагнитные ТТ насы-щаются, и сильное искажение вторично-го тока будет значительно сказываться на работе алгоритма дифференциаль-ной защиты. Обычно для предотвраще-ния ложного срабатывания в таких ре-жимах используется два метода: увели-чение уставки срабатывания, ведущее к снижению чувствительности, и времен-ный вывод защиты из работы, ведущий к снижению надежности. На Рис. 5 пока-зан ложный дифференциальный ток (ток небаланса), измеренный дифференци-альной защитой генератора 250 МВт блока гидро-аккумулирующей станции в процессе пуска на частоте порядка 3 Гц.
В сравнении с традиционными электро-магнитными ТТ, ВОТТ обладают лучши-ми характеристиками для значительно
Рис. 3. Форма сигнала тока на вторичной стороне традиционного электромагнитного ТТ
Рис. 4. Ток небаланса и тормозные характеристики Рис. 5. Осциллограмма вторичного тока электромагнитного ТТ на частоте 3 Гц
33www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
более широкого диапазона частот [3][9-10]. Один пример показан в Таблице 1. Для защиты генератора важно со-хранять в работе функцию защиты и до-статочную чувствительность в процессе пуска и останова генератора, особенно это важно для машин на гидро-аккуму-лирующих станциях, где циклы пуска-останова могут происходить по несколь-ко раз за день.
Частота(Гц)
Ток отисточника
(A)
ИзмеренныйВОТТ ток
(A)
3Гц 60.0 60.13
50Гц 60.0 60.12
Опыт эксплуатации в полевых условиях
Предложенная схема была реализова-на на генераторе 50 МВт на гидро-ак-кумулирующей станции "Шаге", рас-положенной в городе Лиянг провинции Цзянсу в Китае. Каждая фаза статора имеет две ветви, см. рис. 6. Расстояние между медными проводниками двух ветвей не превосходит 40~50 мм, что слишком узко для установки традици-онных электромагнитных ТТ на каждой ветви соответственно. Вместо этого был установлен один традиционный элек-тромагнитный ТТ, охватывающий оба проводника одной фазы. Для реализа-ции предложенной семы датчик ВОТТ - волоконно-оптический трансформатор тока – был намотан вокруг горизонталь-ного проводника ветви, расположен-ного внизу панели заземления генера-тора, по одному на каждый проводник. Интерфейсный блок был установлен на внутренней стене панели для сбора оп-
тических кабелей от 6 датчиков и под-ключения к MU одним кабелем.
С помощью установленных на каждую ветвь статорной обмотки ВОТТ к суще-ствующей односистемной поперечной дифференциальной защите была добав-лена также пофазная поперечная диф-ференциальная защита, позволившая сформировать полную схему защиты от витковых КЗ в статорной обмотке. Эти две функции согласованы друг с другом и улучшают общую чувствительность, исключая мертвую зону защиты при межвитковых КЗ. Кроме того, пофазная поперечная дифференциальная защита может также срабатывать при между-фазных КЗ или обрывах в ветвях в каче-стве дополнения к основной защите от внутренних повреждений статора - диф-ференциальной защите.
Применение ВОТТ со значительно более широким частотным диапазоном по-зволяет сохранять защиту генератора в работе и оставлять более высокую чув-ствительность в режиме пуска и остано-ва генератора.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Датчик ВОТТ может быть намотан на проводник любой формы в узком про-странстве. ВОТТ может быть установлен на ветвях статорных обмоток вблизи нейтральной точки для измерения токов в ветвях и оптимизации схемы защиты генератора. Применение ВОТТ значи-тельно улучшает характеристики диф-ференциальной токовой защиты в части времени срабатывания и чувствитель-ности за счет исключения насыщения апериодической составляющей и пло-хой характеристикой в области низких частот, характерных для электромагнит-ных ТТ.
ВОТТ и соответствующие реле успешно функционируют на гидроаккумулиру-ющей станции «Шаге» с октября 2013
года. По-прежнему требуется изучение на практике вопросов длительной ра-боты в суровых условиях, таких как вы-сокие температуры и широкий темпера-турный диапазон, сильная постоянная вибрация, электромагнитные излучения вблизи генератора и т.д.
ССЫЛКИ
1. XIAO Zhi-hong. Study and comment of the optical transformers in power system. Power System Protection and Control, Vol.42, No.12, Jun. 16, 2014, P. 148-154.
2. GUO Zhi-zhong. Comment on the research of electronic current transformers. RELAY, Vol. 33, No.14, Jul. 16, 2005, P. 11-14, 22.
3. ZHANG Jian, et al. Optical Current Transducer and Its Application. High Voltage Engineering, Vol.33, No.5, May 2007, P. 32-36.
4. SHENG Long, et al. RESEARCH OF OPTIC CURRENT TRANSDUCER USING THE MICROPROCESSOR-BASED PROTECTION. RELAY, Vol. 27, No.3, May, 1995, P. 29-30, 34.
5. Yuan Jixiu, et al. The transient saturation of current transformer and its application calculation. RELAY, Vol. 20, No.2, Feb, 2002, P. 1-5.
6. ZHENG Yuping, et al. Asynchronous method of TA saturation detection for relay protection. China Patent No. 02138487.8, May 21, 2003.
7. HE Jiali, et al. Principle of relay protection of power system (Edition Four). China Electric Power Press, Beijing, Aug., 2010.
8. WANG Weijian. Principle and application of protection for electric main equipment (Edition Two). China Electric Power Press, Beijing, Feb., 2002.
9. TENG Lin, et al. OPTICAL CURRENT TRANSDUCER AND ITS APPLICATION IN PROTECTIVE RELAYING. Power System Technology, Vol. 26, No.1, Jan 2002, P. 31-33.42.
10. SHANG Qiu-feng, et.al. Application of Optical Current Transducer in Electric Power System. Journal of North China Electric Power University, Vol.28, No.2, Apr., 2001, P14-18.
Рис. 6. Принципиальная схема расположения датчиков ВОТТ
Таб. 1. Работа ВОТТ в широком диапазоне частот
ВОТТ Пофазная поперечная дифференциальная защита
34 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
Протокол GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event или Общее объектно-ориентированное событие на подстанции), описанный главой
МЭК 61850-8-1, является одним из наиболее широко известных протоколов, предусмотренных стандартом МЭК 61850. Данный сервис предназначен для обмена информацией между устройствами РЗА в цифровом виде. GOOSE модель обеспечивает быстрый механизм передачи событий (например, команды и предупреж-дения) и используется для отключения, запуска, записи аварийных событий и т.д. В стандарте предусмотре-но назначение данного сервиса на протокол Ethernet (ИСО/МЭК 8802.3). При этом в стандарте указано: «В качестве адреса назначения в GOOSE-сообщении ука-зывается адрес многоадресной рассылки. В качестве адреса источника в GOOSE-сообщении указывает-ся уникальный MAC-адрес устройства-отправителя» (более детальная информация представлена в главе 6.3.3 стандарта МЭК 61850-8-1).
В соответствии с вышеизложенным, передача GOOSE-сообщений производится на канальном уровне, минуя сетевой уровень. Сегмент сети, в котором распростра-няются GOOSE-сообщения, ограничивается широко-вещательным сегментом сети, в котором присутствует источник этих сообщений.
В настоящее время актуальной задачей при исполь-зовании виртуальных частных сетей VPN является ис-пользование публичной телекоммуникационной и/или сетевой инфраструктуры для обеспечения безопасного доступа удаленных филиалов к основной сети органи-зации (Remote Access VPN) или для объединения гео-графически удаленных локальных сетей (LAN-to-LAN VPN). Наиболее универсальным способом построения VPN является использование технологии инкапсуля-ции, или туннелирования. В общем случае туннелиро-вание применяется для того, чтобы передавать пакеты одной сети (первичной) по каналам связи другой (вто-ричной), протоколы которых не совместимы. Для этого пакет первичной сети (данные и протоколы) инкапсули-руется в пакет вторичной сети и становится виден как данные. Таким образом, пакет продвигается маршру-тизаторами ядра сети только на основании внешнего заголовка, без инспекции содержимого оригинального пакета.
Технология IP-туннелирования позволяет инкапсулиро-вать GOOSE-сообщения в IP-пакет и, тем самым, обе-спечить возможность маршрутизации этих сообщений.
Указанное снимает ограничение по передаче GOOSE-сообщений лишь только в рамках одного широковеща-тельного сегмента, позволяя передавать их устройствам РЗА, являющимся членами других локальных сетей.
СЦЕНАРИИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ТУННЕЛИРО-ВАНИЯ СООБЩЕНИЙ
При решении прикладных задач в электроэнергети-ке может возникать требование по информационному обмену с устройствами удаленных подстанций по сети IPv4. В таких условиях технология IP-туннелирования предоставляет возможность информационного взаи-модействия между устройствами центров управления и удаленными энергообъектами, а также между устрой-ствами различных энергообъектов по протоколу GOOSE, когда GOOSE-сообщения беспрепятственно маршрути-зируются и далее так же беспрепятственно распростра-няются в рамках различных локальных сетей.
ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ
1. Нет необходимости размещать АРМ на удаленной подстанции, вместо этого производится подключение АРМ к локальной сети энергообъекта через IP-сеть, что упрощает реализацию и обслуживание системы.
2. При наличии нескольких подстанций данная техно-логия позволяет сократить количество АРМ и реализо-вать централизованную систему управления.
3. Становится доступным решение по пересылке од-ного и того же GOOSE-сообщения устройствам несколь-ких подстанций через туннели.
4. При этом сохраняются изначальные настройки GOOSE-сообщений в части тега виртуальной локальной сети (VLAN).
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
Протокол GOOSE
Стандарт МЭК 61850 определяет два типа абстракт-ных моделей информационного обмена в режиме ре-ального времени: Sampled Values (модель передачи
ТУННЕЛИРОВАНИЕ GOOSE-СООБЩЕНИЙАнуров А. Н.
35www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
мгновенных значений) и GOOSE (общее объектно-ориентированное событие на подстанции). Модель Sampled Values используется для передачи мгновенных значений тока и напряжения, в то вре-мя как GOOSE в основном использует-ся для передачи дискретных сигналов (сигнализация, отключение), требующих достаточно высокой скорости передачи. Обе модели опираются на использо-вание архитектуры информационного обмена «издатель-подписчик». Назна-чение сервисов передачи сообщений согласно этим моделям, в соответствии со стандартом МЭК 61850, следующее: прикладной уровень определяет блок данных протокола, после чего произво-дится назначение на уровень представ-ления и следом сразу же на канальный и физический уровни, минуя полный стек TCP/IP. Настоящая статья акцентирует внимание именно на протокол GOOSE. Порядок назначения сервиса передачи GOOSE-сообщений на конкретный ком-
муникационный протокол описан в гла-ве МЭК 61850-8-1 и определяет исполь-зование стандарта ИСО/МЭК 8802.3.
ТЕХНОЛОГИЯ ТУННЕЛИРОВАНИЯ
Технология туннелирования обеспечи-вает передачу информации между раз-личными сетями при использовании существующей сетевой инфраструкту-ры. По туннелю сообщения могут пере-даваться в соответствии с различными коммуникационными протоколами. Про-токол туннелирования обеспечивает ин-
капсуляцию кадров другого протокола и их передачу по туннелю. Устройства по обоим концам туннеля могут произво-дить как инкапсуляцию кадров другого протокола, так и их декапсуляцию.
Туннель представляет собой виртуаль-ное соединение с виртуальными интер-фейсами по обоим концам соединения. Они получили название интерфейсов туннелирования. Интерфейс тунне-лирования определяет необходимые параметры инкапсуляции и декапсу-ляции данных, а также идентификатор туннелирования (Tunnel ID). Узел, обе-спечивающий инкапсуляцию данных, называется узлом входа, а узел, который обеспечивает декапсуляцию данных, - узлом выхода. В случае когда речь идет о двунаправленном информационном обмене, оба узла являются одновремен-но узлами входа и узлами выхода.
IP-туннель
Когда протокол IP используется в ка-честве протокола туннелирования для инкапсуляции других коммуникацион-ных протоколов, туннель называется IP-туннелем. Комбинируя технологию IP-туннелирования и других IP-технологий (таких как маршрутизация и шифрова-ние), пользователь получает следующую ситуацию:
• Сообщения не маршрутизируемого протокола могут быть маршрутизи- рованы по IP сети (например, те же GOOSE-сообщения).
• Частная информация распространяет- ся по публичной сети.
• Производится информационный об- мен между двумя частными сетями одной организации через публичную сеть.
• Обеспечивается интеграция сетей с различными протоколами информа- ционного обмена.
Туннель GRE
Туннель GRE (Общая инкапсуляция маршрутов) определяет общий формат инкапсуляции для туннеля с поддерж-
Рис. 1. Туннелирование GOOSE-сообщений a) GOOSE-сообщение передается от центра управления на одну из удаленных подстанций по сети IP b) GOOSE-сообщение передается от центра управления на несколько подстанций по сети IP
Рис. 2. Назначение GOOSE на ИСО/МЭК 8802.3
SAV GOOSEMMSTCP
IPIEEE 802.1Q+IEEE 802.1p
Ehternet
36 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
кой маршрутизации. При этом произ-водится деление всей инкапсуляции на три уровня: транспортный протокол, протокол инкапсуляции и пассажир-ский протокол (как показано на рис. 3). Между ними имеется следующая взаи-мосвязь: пассажирский протокол (англ. passenger protocol) инкапсулируется в сообщение согласно формату протокола инкапсуляции (РРР, SLIP и т. п.), а затем это сообщение становится составной ча-стью протокола передачи. Затем произ-водится передача сообщения в туннель. По факту поступления сообщения на приемный конец туннеля производится декапсуляция сообщения согласно фор-мату протокола инкапсуляции, а затем становится доступным сообщение пас-сажирского протокола.
GRE-IP туннель
Когда в качестве протокола доставки выступает протокол IP, а инкапсуляция пассажирского протокола производится согласно протоколу GRE, туннель для доставки данных называется GRE-IP туннелем.
ПЕРЕДАЧА GOOSE-СООБЩЕНИЯ ПО ТУННЕЛЮ GRE-IP
Если GOOSE используется в качестве пассажирского протокола, GRE - как протокол инкапсуляции, а протокол IP - как протокол доставки, то формируется GRE-IP туннель для передачи GOOSE-сообщения по IP-сети.
Для того чтобы реализовать передачу GOOSE-сообщения по нескольким тун-нелям, в качества IP-адреса назначе-ния может быть указан IP-адрес много-адресной рассылки.
Настройка передачи сообщения по тун-нелю выполняется согласно следующим этапам:
1. Назначение GOOSE-сообщения на туннельный интерфейс. Для того чтобы определить GOOSE-со- общение, которое подлежит тунне- лированию, и определить соответ- ствующий туннель, по которому будет производится его передача, необходимо назначить GOOSE-
сообщение на соответствующий туннель. Таким образом формирует- ся список соответствия между GOOSE-сообщениями и туннелями. При этом различают два режима назначения:
• «Только туннель»: заданное GOOSE- сообщение перенаправляется толь- ко на заданный интерфейс начала туннеля.
• «Нормальный режим»: заданное GOOSE-сообщение перенаправля- ется не только на заданный интер- фейс начала туннеля, но и на другие интерфейсы устройства виртуальной локальной сети.
2. При поиске соответствия между GOOSE-сообщением и туннелем может использоваться один из двух алгоритмов (что также определяется пользователем):
• «Глобальная привязка»: при поиске соответствия в списке используется только MAC-адрес назначения GOOSE-сообщения (без использова- ния тега VLAN). По умолчанию дан- ный режим используется, когда запись в списке не имеет значения тега VLAN.
• «Привязка на основе VLAN»: при поиске требуемого сообщения в списке используется как MAC-адрес GOOSE-сообщения, так и тег VLAN. Если соответствия не обнаруживает- ся, тогда используется режим гло- бальной привязки.
3. Управление тегированием сообще- ния. Когда GOOSE-сообщение до- стигает конца туннеля и декапсу- лируется, может быть изменено значение его идентификатора вир- туальной локальной сети. Если изменение производится, то GOOSE- сообщение перенаправляется в новую виртуальную локальную сеть. Если изменения значения не про- изводится, тогда сообщение перена- правляется на интерфейсы устрой- ства согласно исходному идентифи- катору виртуальной локальной сети.
4. Статическая конфигурация VLAN. На конце туннеля может быть опре- делена привязка GOOSE-сообщения к определенному интерфейсу в
заданной виртуальной локальной сети.
5. Настройки перенаправления со- общения. Когда GOOSE-сообщение достигает конца туннеля и иденти- фикатор виртуальной локальной сети определен, следующим шагом является определение интерфейса, через который будет отправлено сообщение. При этом различают два режима:
• Строгого соответствия, когда произ- водится поиск статического марш- рута распространения GOOSE- сообщения в рамках виртуальной локальной сети (см. предыдущий пункт). При отсутствии записи со- общение отбрасывается.
• Нормальный режим, когда снача- ла производится поиск статическо- го маршрута, при отсутствии кото- рого производится поиск маршрута по таблице перенаправления устройства (FDB-таблице), в свою очередь, при отсутствии которого сообщение транслируется через все порты, принадлежащие определен- ной виртуальной локальной сети. В этом режиме возможна совмест- ная работа с протоколом GMRP.
Структура сообщения
На рис. 4 представлена структура GOOSE-сообщения, передаваемого по GRE-IP туннелю.
Протокол IP используется в качестве протокола передачи, протокол GRE – в качестве протокола инкапсуляции, а GOOSE – в качестве пассажирского про-токола, который инкапсулируется в GRE.
На рис. 5 представлена структура GOOSE-сообщения в соответствии с на-значением на ИСО/МЭК 8802.3.
В таблице 1 приведено описание основ-ных полей GOOSE-сообщения.
Структура заголовка GRE приведена на рис. 6 (согласно REC2784 и RFC2890).
В таблице 2 представлено описание ос-новных полей заголовка.
Заголовок IP формируется в соот-ветствии с требованиями стандарта RFC 791.
Рис. 3. Протокол инкапсуляции GRE
Рис. 4. Инкапсуляция GOOSE-по-GRE-IP
Протокол доставки
Протокол инкапсуляции (GRE)
Пассажирский протокол
ЗаголовокIP
Заголовок GRE GOOSE
Рис. 5. Структура GOOSE-сообщения
Туннелирование GOOSE маршрутизация инкапсуляция
37www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
Процесс функционирования
1. Тип назначения GOOSE-сообщения на туннельный интерфейс при передаче. Когда GOOSE-сообщение поступает на интерфейс устройства, обеспе- чивающего туннелирование, в этом устройстве производится поиск на- значения данного сообщения на один из туннелей. Если назначение определено, тогда обработка GOOSE- сообщения выполняется в соответ- ствии с одним из следующих сцена- риев:
• В режиме работы «Только туннель» GOOSE-сообщение перенаправляется только на интерфейс соответствую- щего туннеля.
• В режиме работы «Нормальный» GOOSE-сообщение перенаправляется не только на интерфейс соответ- ствующего туннеля, но и на все интер- фейсы, принадлежащие заданной виртуальной локальной сети.
2. Инкапсуляция. Когда GOOSE-сооб- щение перенаправляется в туннель, то для него формируется заголовок IP в соответствии с заданными при пара- метрировании IP-адресом назначения и IP-адресом источника. После инкап- сулирования данных GOOSE-сооб- щения в заголовок GRE произво- дится инкапсуляция сообщения в IP- заголовок.
3. Передача. Сформированное IP-сооб- щение перенаправляется через со- ответствующий интерфейс согласно таблице маршрутизации и доставля- ется до следующего маршрутизатора в цепочке, который выполняет его дальнейшую передачу по IP-сети.
4. Декапсуляция. По факту поступления сообщения на устройство-назначения производится его декапсуляция и формирования сообщения согласно пассажирскому протоколу (GOOSE).
5. Управление тегированием сообще- ния. После того как декапсулирование GOOSE-сообщения завершено, тег виртуальной локальной сети сообще- ния используется для определения исходной виртуальной локальной сети и, при необходимости, для изменения на другую виртуальную локальную сеть согласно предварительной конфигурации.
6. Перенаправление в заданной вир- туальной локальной сети. После того как определена виртуальная локаль- ная сеть, в которой будет произво- диться перенаправление сообщения, следующим шагом является опреде- ление конкретных интерфейсов, через которые оно будет распространять- ся. В первую очередь производится проверка статической конфигурации перенаправления заданного GOOSE- сообщения через определенный ин- терфейс. Если статического назна- чения не обнаружено, порядок рас- пространения сообщения определя-
Рис. 6. Заголовок GRE
Таблица 1. Описание основных полей GOOSE-сообщения
ПОЛЕ ОПИСАНИЕ ЗНАЧЕНИЕ
MAC-адрес назначения MAC-адрес назначения посылки01-0C-CD-01-00-00~01-0C-CD-01-01-FF
MAC-адрес источника MAC-адрес источника посылкиОпределяется
производителем устройства
802.1Q
TPIDИдентификатор Ethertype, назначенный кадрам Ethernet 802.1Q
0x8100
Priority
Приоритет, который используется для разграничения трафика различного приоритета (высокого/низкого)
Если приоритет не установлен, значение по умолчанию равно 4
CFI
Если параметр равен 1, тогда вложенный формат RIF (E-RIF) следует сразу же после поля типа/длины в кадре ИСО/IEC8802-3. Значение параметра должно быть равно 0
0
VID(Иденти- фикатор
VLAN)
Использование тега виртуальной локальной сети является опциональным. Если этот механизм используется, тогда тег виртуальной локальной сети должен быть указан при конфигурировании. Если тег не используется, тогда его значение должно быть равно 0
[0,4094]
EtherTypeИдентификатор Ethertype GOOSE-сообщения 0x88B8
APPID
Прикладной идентификатор. Используется для отбора кадров ИСО/МЭК 8802-3, представляющих собой GOOSE-сообщения
Length
Число октет, включающее заголовок Ethertype, начиная с APPID, и длину блока данных APDU. Тем самым, значение длины равняется 8+m, где m – длина APDU и m – меньше 1492
m+8
Reserved 1 & Reserved 2Поля, зарезервированные для будущего использования
Значение должно быть равно 0
APDU Октеты блока данныхВ соответствии
с МЭК 61850-8-1 (приложение A)
Туннелирование GOOSE маршрутизация инкапсуляция
38 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
ется заданным режимом перенаправ- ления:
• В «Строгом режиме» сообщение отбрасывается.
• В «Нормальном режиме» сообще- ние перенаправляется в соответствии с таблицей перенаправления сете- вого устройства, а в случае отсутствия соответствий – перенаправляется через все порты сетевого устройства,
принадлежащие заданной виртуаль- ной локальной сети.
Ограничения в части применения тун-нелирования
• Поскольку осуществляется маршру- тизация сообщений по IP-сети, то воз- можно возникновение дополнитель- ных задержек по их передаче, кото- рые достаточно трудно оценить.
• Из-за отличия маршрутов распро- странения сообщений по IP-сети может нарушиться порядок следо- вания инкапсулированных сообщений на приемном конце туннеля. Посколь- ку к быстродействию передачи GOOSE-сообщений предъявляются достаточно высокие требования, то даже при условии использования счетчика посылок протокола GRE могут возникать сложности накопле- ния в буфере устройств-приемников всех сообщений, и при нарушении порядка их следования может проис- ходить потеря сообщений.
• В случае потери инкапсулированных сообщений из-за сбоев функциони- рования компонентов сети технология туннелирования не обеспечивает возможность ретрансляции сообще- ний.
• Когда в качестве заголовка IP пакета используется IP адрес многоадресной рассылки, что необходимо для пере- сылки сообщения по нескольким туннелям, в IP-сети должно быть предусмотрено использование под- ходящих протоколов маршрутизации и должны быть исключены потери при перенаправлении многоадресных IP пакетов.
СЦЕНАРИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛО-ГИИ ТУННЕЛИРОВАНИЯ
Реализация туннеля GRE-IP в одно-адресном режиме для передачи GOOSE-сообщений
В соответствии с рис. 7:
1. Центральный АРМ (слева на рис. 7) подключен к публичной IP-сети че- рез коммутатор 3-го уровня А, который поддерживает GRE-IP туннелирова- ние GOOSE-сообщений.
2. IP-адрес центрального АРМ - 192.168.1.3/24.
3. IP-адрес интерфейса виртуальной локальной сети 101 коммутатора 3-го уровня A - 192.168.1.1/24.
4. IP-адрес интерфейса виртуальной локальной сети 201 коммутатора 3-го уровня A - 192.168.2.1/24 (подключе- ние к публичной IP-сети).
5. Подстанция (справа на рис. 7) под- ключена к публичной IP-сети через коммутатор 3-го уровня B, который также поддерживает GRE-IP туннели- рование GOOSE-сообщений.
6. IP-адрес интерфейса виртуальной локальной сети 301 коммутатора 3-го уровня B - 192.168.3.1/24 (подключе- ние к публичной IP-сети).
Требование: GOOSE-сообщение (с MAC-адресом назначения 01-0C-CD-01-00-01), отправляемое из виртуальной ло-кальной сети 101, должно быть пере-дано в виртуальную локальную сеть 102.
Этапы конфигурирования сетевых устройств:
Таблица 2. Описание полей заголовка GRE
ПОЛЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ
C Поле контрольной суммы 0
K
Поле Ключа содержит число размерностью 4 октета, ко-торое было добавлено при инкапсуляции. То, каким об-разом добавляется этот ключ, в данной статье не раскры-вается. Данное поле используется для идентификации отдельно взятого трафика в рамках туннеля. Например, возможна ситуация, когда маршрутизация пакетов долж-на выполняться на основе контекстной информации, от-сутствующей в инкапсулированных данных. Поле Ключа предоставляет данную контекстную информацию и опре-деляет логический маршрут между инкапсулятором и декапсулятором. Пакеты, относящиеся к определенному трафику, инкапсулируются при использовании одного и того же ключа, и на приемном конце определенный тра-фик идентифицируется на его основе.
0
SСчетчик сообщений, 32 битное целое число, которое до-бавляется при инкапсуляции. Может быть использовано на приемном конце для восстановления очередности последовательности отправки сообщений источником.
Настраваемый параметр
Reserved 0 Поле, зарезервированное для будущего использования. 0
Ver Версия протокола GRE. 0
Protocol Type
Указание на тип вложенного протокола. 0x88B8
Checksum Содержит контрольную сумму IP заголовка GRE и данных.
Reserved 1 Поле, зарезервированное для будущего использования. 0
Key Поле Ключа, представляющего собой число размерностью 4 октета, добавляемое при инкапсуляции.
Sequence Number
Содержит число, добавляемое при инкапсуляции, кото-рое может быть использовано приемником для восста-новления очередности отправки сообщений от инкапсу-лятора.
В соответствии с RFC 2890.
Рис. 7. Схема применения туннелирования
Туннелирование GOOSE маршрутизация инкапсуляция
39www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
• Параметрирование коммутатора 3-го уровня А:
- Создание туннеля №1: Switch-A(Config)#interface tunnel 1
- Установка типа туннеля равным GRE-IP: Switch-A(Config-Tunnel-1)# mode gre-ip
- Задание IP-адреса назначения для туннеля №1: Switch-A(Config-Tunnel- 1)#destination ip address 192.168.3.1
- Задание интерфейса-источника данных для туннеля №1: Switch- A(Config-Tunnel-1)#source interface vlan 101
- Настройка типа назначения GOOSE- сообщения на туннельный ин- терфейс (режим «Только туннель»): Switch-A(Config)#goose tunnel- binding mac-address 01-0C-CD-01- 00-01 vlan 101 interface tunnel 1 tunnel-only
- Задание статического маршрута: Switch-A(Config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2
• Параметрирование коммутатора 3-го уровня B:
- Создание туннеля №1: Switch- B(Config)#interface tunnel 1
- Установка типа туннеля равным GRE-IP: Switch-B(Config-Tunnel- 1)#mode gre-ip
- Задание порта-источника для ту- ннеля №1: Switch-B(Config-Tunnel- 1)#source interface vlan 301
- Настройка тегирования сообщения: Switch-B(Config)#goose vlan-remark mac-address 01-0C-CD-01-00-01 vlan 101 target-vlan 102
- Установка нормального режима перенаправления GOOSE-сообще- ния на конце туннеля: Switch- B(Config)#goose forwarding-policy tunnel-end normal
ВЫВОДЫ
При использовании технологии GRE-IP туннелирования GOOSE-сообщений ста-новится возможной передача последних
по публичной IP-сети. Указанное по-зволяет расширить границы передачи этих сообщений. При должном уровне надежности сетевой инфраструктуры и быстродействия передачи сообщений передача GOOSE по IP-сети может быть широко использована для коммуника-ций между центрами управления и энер-гообъектами, а также между отдельно взятыми энергообъектами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. МЭК 61850-8-1.2. RFC1701, Generic Routing Encapsulation (GRE) (INFORMATIONAL).3. RFC1702, Generic Routing Encapsulation over IPv4 networks (INFORMATIONAL).4. RFC2784, Generic Routing Encapsulation (GRE) (PROPOSED STANDARD -Updated by RFC 2890).5. RFC2890, Key and Sequence Number Extensions to GRE (PROPOSED STANDARD).
АНУРОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ
Должность: Глава представительства KYLAND в России и СНГ – Технический директор ООО «ТМС».
Туннелирование GOOSE маршрутизация инкапсуляция
40 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
Защита сетевого периметра является обязатель-ным элементом многоуровневой системы инфор-мационной безопасности АСУ ТП подстанции от
внешних угроз несанкционированного доступа. Эти угрозы являются актуальными вследствие наличия вза-имодействия АСУ ТП подстанции с другими подсисте-мами и обмена информацией и формирования сигналов управления. В связи с этим обязательными являются меры по формированию выделенных технологических сегментов сетей передачи данных и использованию периметральных средств защиты систем АСУ ТП (таких как средства межсетевого экранирования, криптогра-фической защиты каналов связи).
Но при создании защиты именно эта защита становится слабым звеном в отказоустойчивой системе. Системы АСУ ТП работают в режиме 24/7, поэтому необходимо создать защиту системы таким образом, чтобы она со-держала в себе элементы отказоустойчивости.
АРХИТЕКТУРА ОТКАЗОУСТОЙЧИВОЙ ПЕРИМЕТРАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
В условиях многовекторных атак в качестве средств защиты внешнего периметра сети хорошо зарекомен-довали себя промышленные маршрутизаторы mGuard.
Устройства серии mGuard поддерживают следующие основные функции:
• функции межсетевого экранирования с контролем состояний сетевых соединений;
• контроль подключений, на уровне MAC-, IP- адресов;
• контроль неавторизованного доступа (User Firewall);
• организацию защищённых каналов связи в стан- дарте VPN/IPsec;
• поддержка NAT, NAT 1:1;
• защита от DDoS-атак и сетевого шторма;
• Anti-spoofing;
• VLAN.
Маршрутизаторы устанавливаются на DIN-рейку, на-пряжение питания устройства 24 V DC. Есть возмож-ность работы в расширенном диапазоне температур от -40 до +70 0С.
Очевидно, что для создания отказоустойчивой системы компоненты такой системы должны быть, как минимум, дублированы. При этом дублирование не обеспечивает
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ МАРШРУТИЗАТОРОВ MGUARD ОТ PHOENIX CONTACT ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОЙ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ СЕТИТойвонен Д.
Рис. 1. Промышленный маршрутизатор mGuard от Phoenix Contact
41www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СТАТЬИ
полноценной защиты от простоев, свя-занных с переключением от основного узла на резервный. Для минимизации времени простоя целесообразно ис-пользовать отказоустойчивый кластер с методом высокой доступности (high availability - HA).
Общая схема реализации отказоустой-чивого кластера с использованием
маршрутизаторов mGuard, а также схе-ма распределения IP-адресов показана на рис 2.
Для создания кластера HA использу-ются два идентичных маршрутизато-ра mGuard, один в режиме – основной (active), другой в режиме – дублирующий (passive), т.е. используется один вир-туальный IP-адрес в сети LAN и вир-
туальный общий IP-адрес в сети WAN. С помощью этих виртуальных адре-сов кластер становится доступным для клиентов. При этом каждый отдельный mGuard в кластере имеет свой IP-адрес как для внешнего, так и для внутреннего сетевого интерфейса.
Для решения подобной задачи ис-пользуется вариация протокола CARP
рис 1 – Промышленный маршрутизатор mGuard от Phoenix ContactОчевидно, что для создания отказоустойчивой системы компоненты такой
системы должны быть, как минимум, дублированы. При этом дублирование не обеспечивает полноценной защиты от простоев, связанных с переключением от основного узла на резервный. Для минимизации времени простоя целесообразно использовать отказоустойчивый кластер с методом высокой доступности (highavailability - HA).
Общая схема реализации отказоустойчивого кластера с использованием маршрутизаторов mGuard, а также схема распределения IP-адресов показана на рис 2.
Внутренняя сеть
192.168.1.2
mGuard 1
192.168.1.3
mGuard 2
Default Gateway 192.168.1.1
Virtual IP192.168.1.1
Внешняя сеть
10.3.0.2
10.3.0.3
Virtual IP10.3.0.1
192.168.1.0/24 10.3.0.0/16
основной
резервный
рис 2 – Схема отказоустойчивого кластера
Для создания кластера HA используются два идентичных маршрутизатора mGuard, один в режиме – основной (active), другой в режиме – дублирующий (passive), т.е. используется один виртуальный IP-адрес в сети LAN и виртуальныйобщий IP-адрес в сети WAN. С помощью этих виртуальных адресов кластер становиться доступным для клиентов. При этом каждый отдельный mGuard вкластере имеет свой IP-адрес, как для внешнего, так и для внутреннего сетевого интерфейса.
Для решения подобной задачи используется вариация протокола CARP(Common Address Redundancy Protocol), который позволяет использовать один IP-адрес сразу нескольким элементам одного сегмента сети (рис 3).
Рис. 2. Схема отказоустойчивого кластера
Рис. 3. Схема работы протокола CARP
Внутренняя сетьmGuard 1
mGuard 2
Внешняя сетьactive
standby
CARPFirewall
State Replication
CARP
рис 3 – Схема работы протокола CARPНеобходимо реализовать возможность обмена пакетами (heartbeat) между
устройствами. Основной (active) mGuard постоянно посылает heartbeat во внутреннюю и внешнюю сеть о своем присутствии через внешний и внутренний сетевой интерфейс. Если уведомление от основного маршрутизатора не будет доставлено резервному маршрутизатору, то он становиться основным и все функции по обеспечению сетевой защиты перейдут на него. При этом длясистемы (пользователей), которые работают посредством данного кластера,никаких изменений не заметят.
Также существует возможность создать на основе кластера отказоустойчивый VPN канал. Т.е. при выходе из строя компонентов кластера, VPN-канал остается работоспособным без потери пакетов (рис 4).
Внутренняя сеть АmGuard 1
mGuard 2
основной
резервный
VPN State Replication
Внутренняя сеть В
InternetVirtual IP
VPN
рис 4 – Схема работы отказоустойчивого VPN-кластераВо многих случаях необходимо создание отказоустойчивого канала
передачи данных в шифрованном виде с целью гарантированного получения критически важной информации, проще говоря, создание отказоустойчивого VPN-канала с резервированием по каналу передачи данных. Реализовать данную задачу можно с помощью “флагмана” линейки mGuard -- FL mGuard RS4000 3G.
Данное устройство имеет в своем арсенале кроме медного 100 Мбит/cпорта возможность использование двух провайдеров беспроводной связи (GSM).При потере сигнала на медном интерфейсе, происходит автоматическое переключение на одного из поставщиков беспроводной сети, если вдруг потерян и это сигнал, произойдет переключение на вторую SIM-карту. В итоге осуществляется тройное резервирование канала (рис 5).
42 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
СТАТЬИ
(Common Address Redundancy Protocol), который позволяет использовать один IP-адрес сразу нескольким элементам одного сегмента сети (рис 3).
Необходимо реализовать возможность обмена пакетами (heartbeat) между устройствами. Основной (active) mGuard постоянно посылает heartbeat во вну-треннюю и внешнюю сеть о своем при-сутствии через внешний и внутренний сетевой интерфейс. Если уведомление от основного маршрутизатора не будет доставлено резервному маршрутиза-тору, то он становится основным и все функции по обеспечению сетевой защи-ты перейдут на него. При этом системы (пользователей), которые работают по-средством данного кластера, никаких изменений не заметят.
Также существует возможность создать на основе кластера отказоустойчивый VPN-канал. Т.е. при выходе из строя компонентов кластера VPN-канал оста-ется работоспособным без потери паке-тов (рис 4).
Во многих случаях необходимо созда-ние отказоустойчивого канала передачи данных в шифрованном виде с целью гарантированного получения критиче-ски важной информации, проще гово-ря, создание отказоустойчивого VPN-канала с резервированием по каналу передачи данных. Реализовать данную задачу можно с помощью «флагмана» линейки mGuard - FL mGuard RS4000 3G.
Данное устройство имеет в своем арсе-нале кроме медного 100 Мбит/c порта возможность использования двух про-вайдеров беспроводной связи (GSM). При потере сигнала на медном интер-фейсе происходит автоматическое пе-реключение на одного из поставщиков беспроводной сети, если вдруг потерян и этот сигнал, произойдет переключе-ние на вторую SIM-карту. В итоге осу-ществляется тройное резервирование канала (рис 5).
Очень часто требуется реализация на канале 3G устойчивого шифрованного соединения, даже при периодической
смене IP-адреса провайдером. С этой целью необходимо задействовать функ-цию Dead Per Detection (DPD).
ВЫВОДЫПромышленные маршрутизаторы mGuard От Phoenix Contact способны обеспечить отказоустойчивую систему периметраль-ной защиты ПС, при этом резервировать можно не только устройства, но и канал передачи данных. Необходимо отметить, что линейка mGuard имеет нотификацию ФСБ на ис-пользование «strong» шифрования (ключ до 256 бит). И о ближайших планах: компания Phoenix Contact начала сертификацию промыш-ленных маршрутизаторов mGuard во ФСТЭК России по 3-му классу МЭ и 4-му уровню НДВ (недекларированные воз-можности). Данная сертификация будет получена ориентировочно в начале 2016 года. В итоге это будет единственный сертифицированный промышленный маршрутизатор в России.
Рис. 4. Схема работы отказоустойчивого VPN-кластера
Рис. 5. Схема работы отказоустойчивого VPN-канала
Внутренняя сетьmGuard 1
mGuard 2
Внешняя сетьactive
standby
CARPFirewall
State Replication
CARP
рис 3 – Схема работы протокола CARPНеобходимо реализовать возможность обмена пакетами (heartbeat) между
устройствами. Основной (active) mGuard постоянно посылает heartbeat во внутреннюю и внешнюю сеть о своем присутствии через внешний и внутренний сетевой интерфейс. Если уведомление от основного маршрутизатора не будет доставлено резервному маршрутизатору, то он становиться основным и все функции по обеспечению сетевой защиты перейдут на него. При этом длясистемы (пользователей), которые работают посредством данного кластера,никаких изменений не заметят.
Также существует возможность создать на основе кластера отказоустойчивый VPN канал. Т.е. при выходе из строя компонентов кластера, VPN-канал остается работоспособным без потери пакетов (рис 4).
Внутренняя сеть АmGuard 1
mGuard 2
основной
резервный
VPN State Replication
Внутренняя сеть В
InternetVirtual IP
VPN
рис 4 – Схема работы отказоустойчивого VPN-кластераВо многих случаях необходимо создание отказоустойчивого канала
передачи данных в шифрованном виде с целью гарантированного получения критически важной информации, проще говоря, создание отказоустойчивого VPN-канала с резервированием по каналу передачи данных. Реализовать данную задачу можно с помощью “флагмана” линейки mGuard -- FL mGuard RS4000 3G.
Данное устройство имеет в своем арсенале кроме медного 100 Мбит/cпорта возможность использование двух провайдеров беспроводной связи (GSM).При потере сигнала на медном интерфейсе, происходит автоматическое переключение на одного из поставщиков беспроводной сети, если вдруг потерян и это сигнал, произойдет переключение на вторую SIM-карту. В итоге осуществляется тройное резервирование канала (рис 5).
Внутренняя сеть ВВнутренняя сеть А
Основной VPN канал
Резервный VPN канал
рис 5 – Схема работы отказоустойчивого VPN-канала
Очень часто требуется реализация на канале 3G устойчивогошифрованного соединения, даже при периодической смене IP-адреса провайдером. С этой целью необходимо задействовать функцию Dead PerDetection (DPD).
Выводы
Промышленные маршрутизаторы mGuard способны обеспечить отказоустойчивую систему периметральной защиты ПС, при этом резервировать можно не только устройства, но и канал передачи данных.
Необходимо отметить, что линейка mGuard имеет нотификацию ФСБ на использование “strong” шифрования (ключ до 256 бит).
И о ближайших планах. Компания Phoenix Contact начала сертификациюпромышленных маршрутизаторов mGuard во ФСТЭК России по 3-му классу МЭ и 4-му уровню НДВ (не декларированные возможности). Данная сертификация будет получена ориентировочно в начале 2016 года. В итоге это будет единственный сертифицированный промышленный маршрутизатор в России.
Автор: Тойвонен Денис, Менеджер по продукции I/O and Network, ООО «Феникс Контакт РУС», г. Москва
ООО «Феникс Контакт РУС»119619 Москва,Новомещерский проезд, д. 9, стр. 1Тел.: +7 (495) 933-8548Факс: +7 (495) [email protected]
ТОЙВОНЕН ДЕНИС
Окончил Петрозаводский Государственный Университет по направлению «Физика твердого тела» в 2003 г. Магистратуру проходил в Объединенном Институте Ядерных Исследований (ОИЯИ) г. Дубна. В настоящий момент работает менеджером по продукции I/O and Network в компании Phoenix Contact RUS.
VPN-канал защита сетевого периметра
44 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ОБЗОР ПРОЕКТОВ
В феврале 2015 года в Беларуси в г. Гомеле введена в работу подстанция 110 кВ «Приречная», где на стороне 110 кВ применены микропроцессорные
защиты фирмы General Electric Multilin с шиной про-цесса Hard Fiber Process Bus. Подстанция предназна-чена для электроснабжения строящегося городского микрорайона «Шведская горка».
ОРУ 110 кВ ПС «Приречная» выполнено по схеме «двой-ная система шин с обходной». К шинам 110 кВ подклю-чены: две ВЛ 110 кВ, два трансформатора 110/10/10 кВ с расщеплёнными обмотками низшего напряжения и один трансформатор 110/6 кВ. Защита каждого присо-единения выполнена двумя одинаковыми терминалами (для ВЛ – D60, для трансформатора – T-60), выполня-
Такие слова как МЭК 61850, цифровая подстанция, smart-grid уже укоренились в лексиконе отечественных энергетиков. Боль-шинство компаний уже реализовали на своих устройствах поддержку МЭК 61850, появился отраслевой журнал о технологиях
цифровых подстанций, однако информации о применении МЭК на практике крайне мало.
Мы решили исправить проблему нехватки информации о реальных проектах цифровых подстанций. 3 декабря 2015 года в рам-ках выставки «Электрические сети России» редакция журнала «Цифровая подстанция» проведет мероприятие под названием «Настоящие цифровые подстанции. Обзор реальных проектов».
На данном мероприятии представители сетевых компаний расскажут о проектах ЦПС, их особенностях и трудностях реализации. Чтобы мероприятие прошло интереснее, мы публикуем в данном журнале и сети-интернет статьи о данных проектах - так вы сможете заранее с ними познакомиться и подготовить вопросы. Свои вопросы вы можете задать уже сейчас на сайте «Цифровая подстанция» лично авторам статей, а более детально обсудить с ними проекты вы сможете в рамках программы мероприятия.
ющими также функции автоматики выключателя. В качестве защиты сборных шин 110 кВ применены два взаимно резервирующих устройства B95Plus.
Основное отличие технологии Hard Fiber Process Bus от традиционной, на мой взгляд, состоит в том, что моду-ли ввода аналоговых величин и дискретных сигналов из терминала защиты вынесены в наружный блок УСО (устройства связи с объектом), который в описываемой системе назван «Brick», связанный с защитой оптиче-ским кабелем по протоколу МЭК 61850.
Несмотря на использование МЭК 61850, Hard Fiber Process Bus остаётся закрытой системой, т.е. в ней нельзя использовать МП терминалы защит и УСО дру-гих производителей. Причина этого хорошо раскры-
ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, НАЛАДКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДСТАНЦИИ 110 КВ «ПРИРЕЧНАЯ»
НАСТОЯЩИЕ ЦИФРОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ. ОБЗОР РЕАЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ
Хайкин М. С.
Рис. 1. Внутренняя структура Brick Элементы Brick
45www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ОБЗОР ПРОЕКТОВ
та в статье, опубликованной на сайте «Цифровая подстанция», «…если об-ратиться к руководству по эксплуатации на эту систему, то можно увидеть, что в этой системе устройства РЗА управ-ляют процессом взятия выборок на Brick. Это управление осуществляет-ся посредством передачи ими на Brick GOOSE-сообщений. Каждый Brick берет выборку, соответствующую 100 мкс на-зад по отношению к моменту фиксации окончания кадра Ethernet «командного» GOOSE-сообщения, и упаковывает эти данные в кадр 9-2. Точнее упаковывает 8 групп этих данных, соответствующих различным моментам времени. Поми-мо четырех токов и четырех напряже-ний (или еще дополнительно 4 токов), каждая группа данных дополнительно включает низковольтные сигналы по-стоянного тока (от различных датчиков, например, температуры) и дискрет-ные сигналы на входных/выходных интерфейсах Brick, соответствующие определенному моменту времени. Все эти сигналы представляют собой один набор данных. Другой набор данных передается в этом же сообщении 9-2 и включает в себя служебную инфор-мацию. Устройство РЗА может вводить различные частоты дискретизации, тре-бовать взятия отсчетов с переменным шагом. Существующие сегодня на рын-ке устройства сопряжения других фирм-производителей производят взятие вы-борок относительно внешнего сигнала синхронизации, получаемого от серве-ра времени, а не по команде устройств РЗА. Они передают стандартный набор данных в соответствии со специфика-цией МЭК 61850-9-2LE. Соответствуя этой спецификации, устройства различ-ных фирм-производителей оказывают-ся функционально совместимы между собой, в отличие от решения General Electric».
В каждом Brick имеется 4 независимых цифровых ядра и, таким образом, к од-ному Brick можно подключить до 4-х устройств защиты по схеме «точка – точ-ка».
Передача команд между устройствами РЗА (пуск УРОВ, запрет АПВ, внешнее отключении, различные блокировки) организована путём обмена командами между ядрами Brick, подключёнными к разным терминалам защиты.
При построении системы РЗА на ПС-110 «Приречная» мы руководствовались двумя основными, взаимно противоре-чивыми, принципами:
1. Надёжность – применено полное ап- паратное дублирование всех ус- тройств;
2. Экономичность – максимальное ис- пользование всех возможностей каждого устройства для уменьше- ния числа используемых модулей и соединительных кабелей.
На каждом присоединении 110 кВ уста-новлено по два модуля ввода/вывода (Brick), подключенных к разным кернам ТТ. Также на них заведены вторичные цепи ТН 1С.Ш. 110 кВ и ТН 2С.Ш. 110 кВ. Переключение с одного ТН на другой производится вручную испытательны-ми блоками в зависимости от фиксации присоединения по системам шин. Оба устройства защиты каждого присоеди-нения подключены к обоим Brick при-соединений, и в случае неисправности
АРМ диспетчера
Кросс панель
46 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ОБЗОР ПРОЕКТОВ
ХАЙКИН МИХАИЛ СЕМЁНОВИЧ
Начальник службы релейной защиты, электроавтоматики и метрологии (СРЗЭиМ) республиканского унитарного предприятия (РУП) «Гомельэнерго».
одного из Brick, автоматически пере-ключаются на второй. Оба Brick каждого присоединения действуют на оба соле-ноида отключения своего выключателя. Кроме того, выполнено прямое действие ключа управления со щита управления на один из соленоидов отключения по медному кабелю.
Особенности, с которыми мы столкну-лись при проектировании, монтаже и наладке системы РЗА подстанции:
1. Ввод/вывод действия защит и авто- матики на выключатели производит- ся не разрывом цепи включения/ отключения, а воздействием на дис- кретный вход терминала защит.
2. В терминалах ДЗШ 110 кВ B95plus отсутствуют дискретные входы и вы- ходы. В связи с этим любое опера- тивное воздействие на терминал (ввод/вывод защиты, ввод/вывод защиты на конкретное присоедине- ние, ввод запрета АПВ при работе ДЗШ и т.д.) пришлось выполнять посредством воздействия на тер- миналы РЗА присоединений 110 кВ и передачи этих команд через Brick в терминал ДЗШ, что, во-первых, значительно усложнило проекти-
рование и наладку защит; во-вторых, снизило надёжность всей системы; и в-третьих, заняло львиную долю команд обмена между ядрами Brick. В дальнейшем, если производитель не выпустит новый терминал ДЗШ с дискретными входами и выходами, придётся в шкаф ДЗШ устанавливать терминал контроллера (например С60), на который будут подаваться оперативные команды и связывать его с терминалом ДЗШ по МЭК 61850.
3. В поставку Hard Fiber Process Bus производитель включил также оп- тические кабели определённой дли- ны (определяется на стадии проек- тирования) с наконечниками, причём в кабелях для ОРУ проходят две медные жилы для питания Brick. В связи с высокой стоимостью этих кабелей на подстанции применены обычные оптические кабели и отдельно медные кабели для питания Brick. Это вызвало некоторые труд- ности при монтаже.
4. Проверка защит может осущест- вляться двояко:
а) Наладка защит осуществлялась по- дачей токов и напряжений от испы-
тательного устройства в Brick, рас- положенные на ОРУ – 110 кВ. При этом токи и напряжения в цифровом виде подаются во все устройства РЗА, подключенные к этим Brick (оба комплекса защиты присоединения и ДЗШ). Поэтому, в отличии от защит присоединений, терминалы ДЗШ подключены только к конкрет- ному Brick каждого присоединения. Это сделано для возможности пооче- рёдного вывода из работы и про- верки ДЗШ без отключения первич- ного оборудования.
б) С помощью резервного Brick, под- ключаемого в ОПУ к терминалу защиты присоединения переключе- нием оптического патч-корда. При этом токи и напряжения подаются только в проверяемую защиту.
На фотографиях показаны ШЗВ (шкаф зажимов выключателя) с установлен-ными Brick, вверху шкафа коробочка, в которой распаяна оптика, и подключен Omicron для проверки защит.
ВЫВОДЫ:
1. К недостаткам системы я бы отнёс, а) отсутствие дискретных входов и вы-ходов терминала ДЗШ типа B95plus; б) недостаточное количество выход-ных контактов Brick, что не позволило выполнить на них оперативную блоки-ровку разъединителей.
2. К несомненным достоинствам отно- сится исключение (в идеале) связей по меди, в связи с чем невозможны ошибки в монтаже при наладке и пла- новых проверках защит. Очевидное повышение надёжности работы си- стемы РЗА.
3. Если сравнивать со стандартными решениями на базе МЭК 61850, то Hard Fiber Process Bus можно рассма- тривать как промежуточное решение, не требующее серьёзной переподго- товки персонала.
4. Назрела необходимость как серьёз- ного обучения персонала служб РЗА новым подходам, так и включения в состав служб специалистов по инфор- мационным технологиям.
С принципиальными схемами ПС 110 кВ «Приречная» вы можете ознакомитьсяна сайте «Цифровая подстанция»
DSCF3527 Шкаф преобразователей Brick вынесенный на ОРУ
47www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ОБЗОР ПРОЕКТОВАСУ ТП контроллер ячейки контроллер присоединения МЭК 61850
Что нужно для надежного функционирования сол-нечных электростанций? Безоблачный небос-вод и технически совершенные системы РЗиА,
АСУ ТП и учета. На типовых подстанциях автомати-зации подвергается единственная – электрическая часть, однако в отношении солнечных электростанций (СЭС) дела обстоят иначе.
Поговорим об этом на примере конкретного пред-ставителя солнечной энергетики – Сакмарской СЭС. Функции, возлагаемые на систему АСУ ТП, расширя-ются, и тривиальный контроль и управление силовым оборудованием осложняется необходимостью авто-матизации фотоэлектрической части (ФЭЧ), а ФЭЧ, где происходит основной процесс преобразования солнечной энергии в электрическую, – никак иначе сердце СЭС.
Решение данной ответственной задачи легло на пле-чи специалистов инженерной компании «Прософт-Системы» и инновационной отечественной разработ-ки программно-технического комплекса «ARIS», со-стоящего из типовых модульных устройств серии ARIS С30х и программного обеспечения «ARIS-SCADA».
ОБЪЕКТ
«Сакмарская солнечная фотоэлектрическая станция им. А.А. Влазнева», расположенная в городе Орске Оренбургской области, является самой крупной СЭС в России, установленной мощностью 25 МВт.
Объект включает в себя ОРУ 110 кВ с двумя отходя-щими линиями и КРУ 10 кВ, объединенными транс-форматором 40 МВт с расщепленной обмоткой НН. По линиям 110 кВ энергия будет передаваться в ЕЭС, а КРУ 10 кВ служит для «сбора» энергии от ФЭЧ.
Важно отметить, что на строительство и запуск объек-та отведено 6 месяцев.
АСУ ТП
Автоматизация электрической станции – задача более сложная, чем автоматизация классической подстан-ции. Гибкость ПТК «ARIS» производства «Прософт-Системы» в совокупности с применением иерархиче-ского подхода и современных технологий, в частности МЭК 61850 (GOOSE и MMS), позволяет решать и такие не тривиальные задачи.
Общая архитектура АСУ ТП приведена на рисунке 1.
Построение системы АСУ ТП начинается с автоматиза-ции электрической части инверторных установок, пре-образующих постоянный ток от ФЭЧ в переменный.
Для интеграции ФЭЧ в общую систему АСУ ТП было принято решение установить контроллеры ARIS C305 в ячейки 6 кВ инверторных установок с целью контроля, управления и передачи данных наверх.
Контроллеры модификаций ARIS C304 и ARIS C305, разработанные в 2014 году, предназначены для ком-плексного мониторинга и управления основным
оборудованием ячеек 6-35 кВ. Это уникальные, не имеющие аналогов модульные устройства, которые совмещают в себе функции сразу нескольких прибо-ров: измерительного преобразователя, контроллера ввода-вывода, шлюза, счетчика и прибора качества электроэнергии. Между собой и другими устройства-ми автоматизации контроллеры ARIS C304 и ARIS C305 общаются посредством GOOSE-сообщений согласно стандарту МЭК 61850, что существенно сокращает объем кабельных линий.
Автоматизация трансформатора, соединяющего во-едино ОРУ и КРУ, – задача наиболее важная, тем более что его резервирование не предусмотрено текущим проектом.
Сакмарская СЭС стала первым энергообъектом, где на базе оборудования производства «Прософт-Системы» создана система мониторинга и диагностики транс-форматорного оборудования (СУМТО). В качестве цен-трального устройства СУМТО применяется контроллер присоединения ARIS C303.
Шкаф СУМТО с контроллером ARIS C303 установлен на ОРУ 110 кВ в непосредственной близости от силового трансформатора (рис. 2). При уличном расположении шкафного оборудования необходимо было учесть не-сколько факторов. Во-первых, уровень электромаг-нитных помех на ОРУ значительно выше, чем на обще-подстанционном пункте управления (ОПУ). Во-вторых, оборудованию приходится работать в жестких клима-тических условиях, в том числе при резких перепадах температур. Контроллеры ARIS C303 полностью со-ответствуют предъявленным требованиям, успешно функционируют в условиях сильных промышленных помех и при температуре от -40 до +55°С.
В составе системы СУМТО контроллер ARIS C303 в не-прерывном режиме измеряет, регистрирует и обраба-тывает основные параметры трансформаторного обо-рудования, а именно:
• контролирует действующие значения токов и напря- жений;
• ведет учет активной, реактивной мощностей, полной мощности и cos φ;
• контролирует температуру верхних и нижних слоев масла и температуру обмотки;
• регистрирует температуру окружающей среды;
• контролирует токи проводимости, tg δ и емкость изоляции высоковольтных вводов 110 кВ согласно ГОСТ 20074-83, ГОСТ 10693-81;
• контролирует допустимые кратковременные повышения напряжения на стороне ВН согласно ГОСТ 1516.3-96.
Система СУМТО интегрирована в систему АСУ ТП и позволяет выполнять контроль с формированием экс-пертных оценок и прогнозов технического состояния оборудования на основе расчетных моделей в режиме реального времени и с сохранением результатов рас-четов в базе данных, а именно:
АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБЪЕКТОВ СОЛНЕЧНОЙ ГЕНЕРАЦИИ НА БАЗЕ ПТК «ARIS»Чайкин В. С.
48 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ОБЗОР ПРОЕКТОВ
• контролирует допустимые система- тические и аварийные перегрузки согласно ГОСТ 14209-97;
• контролирует температуру наиболее нагретой точки обмотки согласно ГОСТ 14209-97, МЭК 60076-7.2005;
• контролирует старение изоляции обмоток согласно ГОСТ 14209-97;
• выполняет расчет нагрузочной спо- собности трансформаторного обору- дования согласно ГОСТ 14209-97.
Система СУМТО осуществляет непре-рывную самодиагностику и посред-ством контроллера ARIS C303 форми-рует сигналы предупредительной и аварийной сигнализации по всем кон-тролируемым параметрам. Вся инфор-мация передается в АСУ ТП станции.
Контроллеры ARIS C303 применя-ются также в качестве центральных устройств, выполняющих функции мо-ниторинга и управления оборудовани-ем присоединений 110 кВ Сакмарской СЭС. С их помощью регистрируется дискретная информация, измеряются и обрабатываются электрические пара-метры, выдаются команды управления и реализуется оперативная блокировка коммутационных аппаратов.
СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ
В ячейках КРУ 10 кВ, предназначен-ного для подачи напряжения на соб-
ственные нужды станции, установлены контроллеры ARIS C304 (рис. 3). Они ре-ализуют функции измерительного пре-образователя, модулей ввода-вывода телемеханики, обеспечивают интегра-цию устройств РЗА, а также выполняют технический учет электроэнергии.
Посредством MMS контроллеры ARIS C303 и С304 передают собранные дан-ные на верхний уровень.
SCADA – ВСЕМУ ГОЛОВА
Все сигналы на станции от СУМТО, при-соединений 110 кВ (ARIS C303), ячеек
10 кВ (ARIS С304/С305) и дополнитель-ных устройств, а также смежных систем (РЗА, РАС, ОМП и т.д.) собираются и концентрируются на коммуникацион-ном контроллере ARIS CS. Сведение всех сигналов от совершенно разных систем к одному устройству становит-ся возможным благодаря конвертации протоколов связи. Все полученные и обработанные данные перенаправля-ются в диспетчерский центр посред-ством протокола МЭК 60870-5-104.
«ARIS-SCADA» – программно-техниче-ское средство, обладающее достаточ-ной гибкостью, требуемой в проекте
АСУ ТП контроллер ячейки контроллер присоединения МЭК 61850
Рис. 1. Архитектура АСУ ТП Сакмарской СЭС
Рис. 2.Шкаф СУМТО на ОРУ 110 кВ Сакмарской СЭС
49www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ОБЗОР ПРОЕКТОВАСУ ТП контроллер ячейки контроллер присоединения МЭК 61850
такого типа, позволило реализовать полноценный верхний уровень АСУ ТП.
Комплекс «ARIS-SCADA» предназна-чена для организации человеко-ма-шинного интерфейса оперативного персонала станции, а также хранения и визуализации получаемой с объекта информации.
Программное обеспечение системы делится на две части: ПО сервер и ПО АРМ. Серверная часть отвечает за сбор, обработку и хранение данных о состоя-нии технологического объекта, а также за хранение и доступ к базам данных, необходимым для работы персонала управления энергосистемой. ПО АРМ оснащается средствами визуального отображения телеметрии и баз данных. АРМ оперативного персонала (АРМ ОП) является основным рабочим местом дежурного и обеспечивает с помощью программного пакета SCADA-системы выполнение всех базовых функций в части контроля и управления электро-техническим оборудованием станции.
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД
В ходе работы компании «Прософт-Си-стемы» было произведено объедине-ние различных средств автоматизации в общую информационную и управляю-
щую систему, обеспечивающую надеж-ную и бесперебойную работу станции. В числе интегрируемых устройств: 30 терминалов РЗА, 2 шкафа РАС, кон-троллеры СУМТО, ЩСН и ЩПТ. Также в АСУ ТП Сакмарской СЭС интегриро-ваны такие автономные системы как система технических средств безопас-ности, АИИСКУЭ, САУ дизель-генерато-ром и САУ инверторных установок.
Все это было реализовано на базе од-ного программно-технического ком-плекса «ARIS».
Создание надежной, взаимодейству-ющей и гибкой системы технических устройств серии ARIS C30x и программ-ного обеспечения «ARIS-SCADA», представленной для использования в виде мощного инструмента ПТК «ARIS», позволяет компании «Прософт-Систе-мы» комплексно подходить к решению задач автоматизации технологических процессов любых объектов энергети-ческой отрасли (не)традиционных (под)станций.
Процесс создания полноценной систе-мы АСУ ТП Сакмарской СЭС, включая проектирование, затем изготовление оборудования в новом производствен-ном комплексе, поставку на объект, пусконаладку и сдачу в эксплуатацию, был проведен компанией «Прософт-
Системы» под ключ. Обучение обслу-живающего персонала подстанции рассматривается как неотъемлемая часть работы по проекту, так как совре-менное оборудование требует квали-фицированных специалистов.
Создание единой АСУ ТП Сакмарской СЭС на базе современных аппарат-но-программных средств, входящих в состав ПТК «ARIS», позволяет каче-ственно и эффективно контролировать и управлять всем электротехническим оборудованием станции. Данный про-ект открывает перспективы по вне-дрению ПТК «ARIS» не только в сфере традиционной генерации, но и на энер-гообъектах, использующих возобнов-ляемые источники энергии.
Рис. 3. Контроллер ARIS C304 в ячейке КРУ 10 кВ Сакмарской СЭС
ЧАЙКИН ВЯЧЕСЛАВ СЕРГЕЕВИЧ
В 2014 году с отличием закончил кафедру релейной защиты и автоматизации энергосистем НИУ «МЭИ» по направлению бакалавр техники и технологии.На данный момент является менеджером проекта «Цифровая подстанция».
Сакмарская солнечная фотоэлектрическая станция, строи-тельство которой скоро завершится в городе Орске (Орен-бургская область), – проект для нашей страны во много уни-кальный. Это первая и пока единственная в России солнечная электростанция, схема выдачи мощности которой произво-дится в линию 110 киловольт, а это уже большая энергетика. Во-вторых, это первая в России солнечная электростанция мощностью 25 мегаватт, подведомственная Системному опе-ратору.
Кроме того, это первый для России опыт строительства на зо-лоотвале ТЭЦ, специально для этого рекультивированном, то есть это двойная польза для экологии региона.
Кроме того, система управления станции разработана и про-
Фролов Александр Германович Директор Орского филиала по реализации приоритетных инвестиционных проектов ПАО «Т Плюс»
изведена на территории Российской Федерации – в Екатерин-бурге.
Компания «Прософт-Системы» внедрила на Сакмарской СЭС систему АСУ ТП станции, а также котроллеры собственного производства различных модификаций для управления ОРУ 110 кВ, с собственным программным обеспечением.
Хочу отметить, что программное обеспечение «Прософт- Системы» намного лучше и понятнее, чем у зарубежных про-изводителей. Более просты и удобны в обслуживании пропи-санные алгоритмы блокировки.
Мое мнение: «Прософт-Системы» – это идеальный партнер при реализации проектов. Наладочный персонал компа-нии – лучший из всех, с кем мне доводилось работать, а это были такие известные компании, как Siemens, Alstom, ABB. В «Прософт-Системы» работают очень квалифицированные, грамотные специалисты и порядочные люди».
С принципиальными схемами СЭС «Сакмарская» вы можете ознакомитьсяна сайте «Цифровая подстанция»
50 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ОБЗОР ПРОЕКТОВ
В рамках НИОКР по реализации проекта цифровой станции в ОАО «РусГидро» был выбран одиноч-ный блок генератор – трансформатор с выключа-
телем по высокой стороне трансформаторана Нижего-родской ГЭС. Релейная защита и автоматика данного блока уже прошла модернизацию и выполнена на базе традиционных микропроцессорных устройств, что дает возможность проводить сравнительный анализ работы существующего оборудования и внедряемого-решения с цифровыми протоколами связи. Для реализации проекта выбрано оборудование отечественных производителей: оптические транс-форматоры тока и электронные трансформаторы на-пряжения производства ЗАО «Профотек»; релейная защита блока генератор – трансформатор ШЭ1111 про-изводства ООО «НПП ЭКРА»; контроллер присоедине-ния NTP Bay совместно с устройством сопряжения с объектом NTP MicroRTU и система автоматического управления и контроля цифрового оборудования NTP Expert производства ООО «ЭнергопромАвтоматиза-ция»; счетчик электроэнергии ARIS производства ООО «Прософт – Системы». Кроме того, в систему интегри-рован шкаф защит блока производства ЗАО «ВНИИР», выполненный на базе терминалов АВВ REG670.В цепи выключателя 110 кВ трансформатора установ-лены оптические трансформаторы тока и электронные трансформаторы напряжения. На главных выводах и нейтрали генератора трансформаторы тока выполне-ны в виде гибкой чувствительной петли. В качестве цифрового измерительного преобразователя напря-жений на главных выводах и нейтрали генератора используется Merging Unit, подключенный к цепям «звезды» трансформатора напряжения главных вы-водов и к отпайке дугогасящего реактора нейтрали генератора.Структура шины процесса и станционной шины позво-ляет организовать резервирование с возможностью восстановления в случае однократного отказа с ис-пользованием технологии резервирования (R)STP.Локально-вычислительная сеть (ЛВС) выполнена в виде оптического кольца. Вследствие того, что обо-рудование верхнего уровня, уровня присоединений и полевого уровня фактически расположены в одних
и тех же шкафах, разделение станционной шины и шины процесса осуществляется на логическом уровне в сетевых коммутаторах. Шина процесса и станцион-ная шина выполнены в виде двух оптических колец, скоростью 1 Гбит/сек, разделенных между собой с использованием технологии VLAN (Virtual Local Area Network).При исполнении оптических колец выполнены следу-ющие логические разделения:- разделение на потоки SV и GOOSE;- локализация потоков SV для целей измерения в рамках одного коммутатора с дискретизацией 256 точек/период; - маршрутизация потоков SV и GOOSE по устройствам в рамках коммутаторов;- передача потоков SV для функций РЗА в кольцо с дискретизацией 80 точек/период.Организация временной синхронизации устройств выполнена на базе сервера точного времени Meinberg M400/PTP и устройства распределения сигналов PPS Meinberg SDU/TTL/FO, установленных в помещении РЩ ОРУ 110 кВ в шкафу станционного уровня.Система единого времени обеспечивает точность синхронизации не хуже 1 мс для устройств уров-ня присоединения и подстанционного уровня с ис-пользованием методов математической компенса-ции времени передачи пакетов в соответствии со стандартом IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) и стандартом Simple Network Time Protocol 4 (SNTP 4). Для устройств полевого уровня система единого времени обеспечивает точность синхронизации не хуже 1 мкс посредством использования выделен-ной сети синхронизации и передачи сигналов 1PPS (1 pulsepersecond).АРМ АСУ ТП используется для:- оперативного отображения информации;- работы с микропроцессорными устройствами РЗА, регистратором аварийных событий (РАС), противо- аварийной автоматикой (ПА) в режиме «on-line», а также ретроспективного анализа полученной от них аварийной информации;- средств регистрации и диагностики для ЛВС
ЦИФРОВАЯ СТАНЦИЯ ПАО «РУСГИДРО»Жуков Д. А., Морозов А. П.
Рис. 2. Схема испытательного полигонаРис. 1. Структурная схема полигона Нижегородской ГЭС
51www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ОБЗОР ПРОЕКТОВ
станционной шины и шины процесса;- выполнения контролирующих и от- ладочных функций системы автома- тического управления (САУ).Упрощенно структурная схема поли-гона Нижегородской ГЭС приведена на рисунке 1. Оборудование в полном объеме установлено на Нижегородской ГЭС, включено под нагрузку и проходит тестирование рабочим током и напря-жением.Оптические трансформаторы тока и электронные трансформаторы напря-жения прошли заводские испытания по проверке метрологических характери-стик, в ходе которых были подтвержде-ны заявленные классы точности.Кроме того, для подтверждения рабо-тоспособности устройств управления и терминалов релейной защиты были проведены полигонные испытания. Основу лабораторной части опытно-го полигона составляет программ-но-аппаратный комплекс RTDS (Real Time Digital Simulator) и другие про-граммно-аппаратные испытательные комплексы (OMICRON CMC 256 plus, RETOM-61850). Схема испытательного полигона представлена на рисунке 2. Исследование подтвердило работоспо-собность устройств в различных моде-лируемых режимах сети при возникно-вении повреждений.В ходе испытаний выявлено, что вели-чина времени задержек передачи па-кетов характеризует степень загрузки коммуникационного оборудования. По-строение шины процесса без использо-вания VLAN приводит к избыточной на-грузке на порты всех устройств (т. е. все терминалы принимают все потоки), что не рекомендуется. GOOSE-сообщения и потоки SV не должны находиться в од-ном VLAN и иметь один и тот же адрес получателя.Основными преимуществами оптиче-ских и электронных средств измерений относительно традиционных аналого-вых, заявляемые производителями, являются: повышение безопасности; отсутствие насыщения, феррорезо-нанса и нежелательных переходных процессов; не снижаемая в процессе эксплуатацииточность; высокая поме-
хоустойчивость к электромагнитным помехам; надежность, самодиагности-ка и онлайн-мониторинг; низкая вос-приимчивость к вибрациям и измене-ниям температуры; снижение затрат на эксплуатационное обслуживание; вес и габариты.Применение волоконно-оптических линий связи во вторичных системах вместо традиционных медных и по-строение систем защиты и управления на принципах МЭК 61850-9.2 LE пре-подносится производителями оборудо-вания как решение, обладающее зна-чительными преимуществами, среди которых выделены:• единые принципы и протоколы вза- имодействия для всех устройств АСУ ТП – возможность одновремен- ного использования устройств различных производителей;• обеспечение точности для работы терминалов РЗА до максимальных значений токов короткого замы- кания;• беспрецедентные возможности по диагностике устройств АСУ ТП и их информационного взаимодействия;• широкие возможности и гибкость проектирования и наладки информа- ционного взаимодействия;• обеспечение безопасности эксплуа- тирующего персонала;• возможность реализовать резерви- рование измерений на станционной шине: протокол параллельного резервирования – PRP (Parallel Redundancy Protocol) и RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).В ходе проведения комплексных работ по созданию полигона цифровых си-стем управления и релейной защиты ГЭС возникло множество неопределен-ностей. Во-первых, это то, что по не-регламентированным стандартом МЭК 61850 вопросам, связанным с практи-ческой реализацией протоколов MMS, GOOSE, SV и модели данных в устрой-ствах, производители принимают несо-гласованные решения, что препятству-ет достижению высокого уровня инте-грации между устройствами цифрового объекта, заявленного основной целью
стандарта. Также возникает проблема обеспечения организации надежной работы устройств РЗА, в силу того, что измерения предаются по шине процес-са, которая является коммуникацион-ной сетью на базе протокола Ethernet с пропускной способностью 100 Мбит/с. К примеру, поток мгновенных значений (SV поток 80 выборок/период) соот-ветствует 5-6 Мбит иможет вызывать задержки в доставке пакетов данных, не исключая их потери. Соответствен-но построение шины процесса без ис-пользования технологии VLAN приво-дит к избыточной нагрузке на порты всех устройств. GOOSE-сообщения и SV-потоки не должны находиться в одной виртуальной сети и иметь один и тот же адрес получателя. Еще одна неопределённость – это ремонтопри-годность оптических кабелей. Так как используется специфическая сварка при подключении к электронным бло-кам оптических ТТ, принцип измерения которых построен на измерении угла между двумя световыми волнами, то использование любых коммутацион-ных разъемов приводит к внесению до-полнительных погрешностей, вплоть до невозможности определения значений угла. При этом существуют решения, обеспечивающие сегментацию опти-ческого тракта, но на данный момент широкого распространения они не получили. Также существуют вопросы и относительно проведения техниче-ского обслуживания цифрового обору-дования. На сегодняшний день оно не регламентировано утвержденной нор-мативно технической документацией, а предполагаемое сокращение циклов обслуживания до 6 лет приводит к уве-личению трудозатрат со стороны соб-ственников энергообъектов.В ближайшее время состав оборудо-вания цифрового полигона планирует-ся расширить терминалами ООО «ИЦ Бреслер» и ЗАО «АльстомГрид», на октябрь 2015 года запланировано про-ведение комплексных натурных испы-таний оборудования по традиционной программе испытаний для микропро-цессорных защит блока генератор-трансформатор.
ЖУКОВ ДМИТРИЙ АНДРЕЕВИЧ
Эксперт Управления информационно-алгоритмического обеспечения АСУТП Департамента эксплуатации ПАО «РусГидро». Закончил факультет Вычислительной Математики и Кибернетики МГУ им М.В. Ломоносова по специальности «прикладная математика и информатика» в 2009 году и Институт электроэнергетикиНИУ МЭИ по специальности «электроэнергетические системы и сети» в 2011 году.
МОРОЗОВ АЛЕКСЕЙ ПАВЛОВИЧ
Главный эксперт Управления РЗ и ПА Департамента эксплуатации ПАО «РусГидро».Закончил Электроэнергетический факультет ИГЭУ по специальности «автоматическое управление энерге-тическими системами» в 2000 году.
52 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
Современный наладчик или представитель опера-тивного персонала имеет целый набор инструмен-тов для резки, мерки, сцепки, отладки, проверки и
т.д. и т.п. Однако в отношении современных устройств с поддержкой МЭК 61850 отвертки и плоскогубцы теряют свой функционал. В устройства может залезать только уполномоченный представитель компании производи-теля, подключается оно шнуром питания и несколькими оптическими или медными проводниками, даже муль-тиметр никуда не подключить. Все что остается – ноут-бук с большим количеством софта и тяжелые испыта-тельные установки.
Однако развитие продолжается и, как следствие, не-которые компании начинают задумываться об инстру-ментах, позволяющих решать актуальные проблемы на-ладки и проверки систем РЗиА, реализованных на базе МЭК 61850.
В текущем выпуске рубрики «Тест-Драйв» мы рас-скажем вам о приборе, от компании «Аналитик –ТС», позволяющим отслеживать и анализировать GOOSE-сообщения - анализаторе «AnCom РЗА-Тест/GOOSE».
ПЕРВЫЙ В СВОЕМ РОДЕ
Действительно, через нашу рубрику прошли два устройства из первой серийной партии. Так как устрой-ства еще «тепленькие» после сборки, тест-драйв будет иметь обзорный характер с нашими предложениями и оценками потенциала. Однако в итоге мы попробуем
ответить на главный вопрос – «Зачем нужно данное устройство, если уже существует множество программ-ных сервисов, требующих только хорошего ноутбука, который есть почти у каждого?».
ВНЕШНИЙ ВИД
Комплектация поставки устройства удивляет, тако-го никогда не было в истории нашей рубрики. Да, от устройств отделялись дисплеи, к ним подключались
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАБОТЫ С МЭК 61850
Рис. 1. Внешний вид устройства Рис. 3. Планшет
Рис. 2. Антенна
53www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
антенны, но этот случай вопиющий, в хо-рошем смысле слова. Итак, в комплект поставки входит: устройство (рис. 1), антенна (рис. 2), 20 метров медного патч-корда и, внимание, 10 дюймовый планшет под операционной системой Android (рис. 3). Устройство управляет-ся через приложение на Андроид, через планшет! Само устройство в своем арсе-нале имеет 2 медных гигабитных порта, порт для подключения антенны (требу-ется для синхронизации устройства), а также несколько портов для сигналов синхронизации.
И устройство, и планшет, разумеется, работают от аккумуляторов. По предва-рительным заявлениям, на полной за-рядке устройство может отработать 10 часов.
Для совершения кратковременных опе-раций по настройке или проверке, не
требующих каких-либо устройств, кро-ме данного анализатора и ПК, напри-мер, для настройки терминала РЗиА, это очень удобно. Все устройства работают от своих аккумуляторов, и не надо будет искать розетки и тянуть удлинители.
Поскольку устройство и планшет со-прягаются по Bluetooth, и при наших проверках устойчивая связь осущест-влялась на расстоянии 20 метров, то можно сказать, что в рамках ОПУ мож-но будет перемещаться свободно и, на-пример, параметрировать устройства в одной стороне, а анализировать GOOSE-сообщения на удаленном коммутаторе.
Какой здесь очевидный минус? Пробле-ма большого количества гаджетов всем известна – не забыть поставить на за-рядку, однако, возможности устройства могут скомпенсировать такие неудоб-ства.
ЧТО ЗА ВОЗМОЖНОСТИ?
Обычно, говоря о возможности устрой-ства, мы ориентируемся на заявления производителя и, соответственно, их проверяем. В данной ситуации с опыт-ными образцами так не получится, поэ-тому возможности устройства и их прак-тическое применение мы раскрывали в ходе тест-драйва.
ПОГНАЛИ
Начинаем с интерфейса, из него и по-следуют все наши эксперименты.
Программа была установлена на план-шет, который идет в комплекте. При от-крытии она приветствует пользователя первым диалоговым окном «GOOSE-инспектор» (рис. 4).
Обратим внимание на верхнюю панель.
Если перечислять по порядку, то первая кнопка – поиск включенных устройств, далее соединение с выбранным устрой-ством, третья – разрыв соединения, четвертая и пятая – фильтры (о них поз-же), крестик – кнопка удаления потока GOOSE-сообщений из списка, потом копирование и вставка конфигурации GOOSE-сообщения, открыть и сохра-нить файлы в формате xml (icd, cid, ssd), стрелка вниз – запись трафика GOOSE-сообщений, стрелка вверх – публика-ция GOOSE-сообщений, предпоследняя кнопка – получение данных с медных портов (о них позже), последняя кнопка – временные диаграммы.
Устройство отечественного производи-теля, поэтому для удобства пользовате-ля при удержании каждой кнопки, вы-свечивается её название.
В правом нижнем углу расположены 5 индикаторов, при нажатии на них мы по-падаем в раздел «О приборе…» устрой-ства (рис. 5).
В данном разделе приведена общая информация: версия прошивки, состоя-ние аккумулятора, а также информация о текущих режимах. «Инспектор GOOSE» - прием и обработка GOOSE-сообщений в реальном времени. «Журнал GOOSE» - запись принимаемого трафика во внутреннюю память для последующей обработки. «Публикация GOOSE» и «Журнал публикации GOOSE» - режи-
Рис. 4. Диалоговое окно «Инспектор GOOSE»
Рис. 5. Раздел о приборе
54 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
мы, аналогичные предыдущим, но пред-назначенные для работы с исходящим трафиком, раздел «Статистика» предо-ставляет общую информацию о портах устройства и их загруженности, «GPS/ГЛОНАСС» - информация о синхрониза-ции устройства.
ИНСПЕКТОР GOOSE
А теперь будем разбираться с каждым режимом по порядку. Первый режим - «Инспектор GOOSE» предназначен для анализа входящего трафика GOOSE-
сообщений. Пример отображения входя-щего трафика представлен на рисунке 6.
Устройство принимает входящие пакеты и раскрывает их, представляя информа-цию в понятном виде, аналогично из-вестной программе «Wireshark». Однако функции на этом не заканчиваются. Об-щее количество параметров, представ-ляемых устройством, насчитывает 58. Часть параметров посвящена стандарт-ным атрибутам в GOOSE-сообщениях: МАС-адреса, качество, метка времени, и т.д., другая часть посвящена времени. На рисунке 6 представлены все параме-
тры в свернутом виде (кроме раздела ошибок), что удобно для навигации. По словам производителя, представление параметров в строчку оказалось более удобным, чем в столбик. Мы будем поль-зоваться тем, что есть.
Инспектор GOOSE может работать в не-скольких вариантах.
1) Прием и анализ «неизвестного» GOOSE-сообщения. Устройство прини-мает GOOSE-сообщение и сравнивает его содержание на корректность по от-ношению ко стандарту. На рисунке 6 мы принимаем сообщения от устройства РЗиА SEL, видим, что есть 1 ошибка CNS – устройство не синхронизировано, и 12 ошибок, связанных с качеством сигна-ла.
2) Прием и анализ GOOSE-сообщения с файлом CID, SSD. В устройство вы можете загрузить файл конфигура-ции. Устройство предложит вам список GOOSE-сообщений, найденных в файле конфигурации, которые требуется отсле-живать и сравнивать с конфигурацией из файла (рис. 7).
Устройство предлагает не только вы-брать GOOSE-сообщения из файла, но и определить, какой порт будет их прини-мать Rx1 и Rx2 (1 и 2 порт соответствен-но).
На рисунке 8 представлено GOOSE-сообщение, получаемое в реальном времени и сравниваемое с CID РЗ.
Как мы видим, под последним столби-ком SCL индицируется ошибка. Чтобы понять, в чем есть различия, можно раз-вернуть соответствующий столбик в та-блице или открыть сведения двойным нажатием на столбик SCL (рис. 9).
Как видим из таблицы сравнения, в получаемом GOOSE-сообщении отсут-ствуют параметры VID и PRI. Отсутствие данных параметров является следстви-ем работы коммутатора, в котором из-за настройки портов происходит «обрезка» тега VLAN. При правильных настройках коммутатора данные теги становятся ви-димыми.
GOOSE-сообщения служат замене дис-кретных сигналов, соответственно, по-мимо общей информации они должны передавать и наборы данных. GOOSE инспектор позволяет просматривать данные атрибуты (рис. 10).
Как видно из рисунка 10, первый стол-бик таблицы слева, можно записывать изменения требуемых атрибутов данных и строить график, что нам кажется очень удобным при комплексном тестирова-нии системы АСУ ТП или РЗиА.
Возвращаясь к параметрам време-ни Т0, Т1, Т2, Т3, ТТ (рис. 8), в обычном режиме все параметры кроме Т0 обну-лены, связано это с назначением дан-ных параметров. Параметры Т1 - Т3 связаны со временем, измеряемым при изменении состояния устройства соответственно изменению атрибутов данных GOOSE-сообщений. Параметр Т0 – интервал времени между кадрами GOOSE-сообщений в стабильном состо-
Рис. 6. Отображение входящего трафика в Инспекторе GOOSE
Рис. 7. GOOSE-сообщения, найденные в SCD файле, выгруженном из SEL
Рис. 8. GOOSE-сообщение, сравниваемое с CID файлом
Рис. 9. Сравнение параметров GOOSE с описанием
Рис. 10. Раскрытие DataSet, передаваемого GOOSE-сообщением
55www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
янии. Параметр ТТ более сложен, для его определения требуется синхрони-зация как устройства-отправителя, так и анализатора. В случае синхронизации обоих устройств анализатор сравнивает время получения GOOSE-сообщения от отправителя с меткой времени в GOOSE-сообщении и по этим данным (методом вычитания) определяет задержку при передаче GOOSE-сообщения по сети с учетом задержек на интерфейсах источ-ника и приемника.
Для того чтобы данные параметры стали активными, требуется включить запись GOOSE-сообщений в журнал, делается это с помощью кнопки на рисунке 4. По-сле выбора сообщений, которые будут записываться в журнал, данные пара-
метры будут отображены, также станет доступной возможность строить графи-ки.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕАНАЛИЗАТОРА ВХОДЯЩЕГО ТРАФИКА
На данном этапе развития МЭК в РФ анализ входящего трафика и измере-ние задержек в сетях, в первую очередь, интересны в рамках лабораторных экс-периментов и на этапе отладки новых устройств производителями.
С точки зрения отладки и поиска оши-бок в устройствах мы обнаружили та-кой usecase случайно. Исследуя трафик от SEL, мы обнаружили ошибки ESq
(рис. 6). Данная ошибка связана с тем, что счетчик SqNum при стабильном состоянии должен набираться после-довательно, от 0 до 4 294 967 295, если происходит изменение атрибута, пере-даваемого в кадре, то данный счетчик обнуляется. Проблема в трафике от SEL заключалась в том, что приблизительно 1 кадр GOOSE на 100 сообщений бес-следно пропадал (рис. 11).
Долгий поиск по последовательности кадров GOOSE-сообщений позволил подтвердить данный факт пропажи.
Анализатор, в свою очередь, сразу по-казал данную ошибку, итого 1,5 минуты работы анализатора, против 20 минут поиска пропавшего сообщения, которое, соответственно, не нашлось.
Среди очевидных и потенциальных альтернатив данной функции существу-ют две известные нам программы: IED Scout, функции анализа GOOSE сообще-ний по нашей информации в нем при-сутствуют, но только в платной версии, (мы, к сожалению, с ними не знакомы,) или же программа Goose Inspector, ко-торая позволяет исследовать трафик на предмет ошибок, но демо-версия рабо-тает в online режиме 5 минут, в интерва-ле которых некоторые ошибки могут не проявиться.
Также анализатор показал нам на при-мере устройства SEL, что очевидная на глаз синхронизация устройства с серве-ром времени совершенно не означает, что устройство корректно изменяет флаг времени в GOOSE-сообщении. Пример опять же лежит на поверхности. Синхро-низация SEL с сервером времени была выражена в проставлении четкой мет-ки времени в кадре GOOSE-сообщения, однако, скрытый в двоичном коде кадра бит, отвечающий за параметр ClockNotSynchronized, не обратился в «0». Никакая из программ, которую можно было бы использовать в качестве альтернативы устройства, не позволила бы обнаружить данную ошибку. Провер-ка по битовому набору кадра в Wireshark подтвердила, что ошибка имеет место быть.
С точки зрения измерения задержек при передаче сообщений мы смогли поста-вить опыт частично, а именно - прове-сти классический эксперимент по влия-нию загрузки локальной сети потоками 9-2 на задержки при доставке GOOSE-сообщений. Мы нагрузили ЛВС (2 ком-мутатора) двумя потоками (по одному потоку на каждый коммутатор) и стали отправлять GOOSE-сообщения. Измере-ния времени T1, T2, T3, T0 показали, что два потока 9-2 никак не влияют на пере-дачу GOOSE-сообщений, дальше все за-висит от фантазии исследователя.
Параметр ТТ требует, чтобы была син-хронизация как анализатора, так и ис-точника кадров GOOSE. В нашей лабора-тории, к сожалению, синхронизировать источник GOOSE так, чтобы это принял анализатор, не удалось (проблема кро-ется в ошибках IED-устройства).
Для исследования времен передачи со-общений по ЛВС также необходимо по-
Рис. 11. Раскрытие DataSet, передаваемого GOOSE-сообщением
Рис. 12. Схема включения устройств
Таб. 1. Временные характеристики обмена GOOSE-сообщениями между анализаторами
56 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
нимать, какая задержка накапливается на самом интерфейсе устройства.
Для данной проверки мы включили друг на друга два анализатора, синхронизи-
рованных по GPS, и измеряли времена передачи сообщений.
Выполнялась встречная передача GOOSE-сообщений двумя анализатора-
ми, синхронизированными по времени. Время, затрачиваемое интерфейсом устройства, можно оценить как наихуд-шее из Max(Delay) и Max(Transfer time):
Получилась 0.021 мс – результат, на наш взгляд, приемлемый при использовании данного устройства как инструмента из-мерения задержек.
ПУБЛИКАЦИЯ GOOSE-СООБЩЕНИЙ
Функцию публикации GOOSE-сообщений в компактном размере в некой мере можно назвать уникальной, так как альтернатив на данный момент существует крайне мало, нам известна всего одна – IED Scout от Omicron при покупке платной лицензии, её стоимость нам, к сожалению, неизвестна.
На рис. 13 представлено диалоговое окно раздела Публикация GOOSE.
Как можно увидеть, в верхней панели появился «карандаш».
Настройка устройства на отправку GOOSE-сообщений может произво-диться как и «вручную», так и методом копирования и дополнения GOOSE-сообщения, захваченного анализатором из сети.
Параметры настройки GOOSE-сообщений приведены на рисунке 14.
В левом столбце приведены общие па-раметры GOOSE-сообщения, обязатель-ные для настройки. Сразу хочется отме-тить, что на программном уровне сдела-но так, чтобы пользователь не допустил ошибки в задании МАС-адреса назна-чения устройства (рис. 15). Производи-тель уже зафиксировал первые четыре октета, которые определены стандартом МЭК 61850-8-1.
GOOSE-сообщение требует наличия dataset. Настройка набора данных осу-
Рис. 13. Публикация GOOSE
Рис. 14. Настройка GOOSE-сообщения
Рис. 15. Задания МАС-адреса назначения
Рис. 17. Сформированный dataset
Рис. 16. Логическая модель устройства
57www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
ществляется по специальной кнопке (рисунок 14), «Редактор DataSet». На рисунке 16 приведена уже зашитая в устройство модель данных.
Все данные сгруппированы по функ-циональным группам для удобства по-иска и добавления требуемых параме-тров. После добавления параметров сформированная информация будет представлена аналогично рисунку 17.
Важной особенностью данного устрой-ства является возможность не просто
транслировать настроенное GOOSE-сообщение, но и в автоматическом режиме циклически менять значения атрибутов данных во время трансляции. Количество состояний настраивается, и значения атрибутов данных выбираются пользователем. Для логических атри-бутов можно выбирать значения True/False, для атрибутов качества - изме-нять флаги качества, устанавливать ре-жимы, например, флаг test. Программа позволяет задавать любое количество циклов, вплоть до бесконечности (если пауза между циклами равна 0, то цикл будет повторять постоянно). Также для испытаний важны параметры передачи GOOSE-сообщений. Данная настройка осуществляется во вкладке «Параметры ретрансмиссии» (рис. 18).
Как известно, в фоновом режиме GOOSE-сообщение передается с максимальным интервалом времени. При изменении
параметра набора данных, передава-емых посредством GOOSE, интервалы между сообщениями уменьшаются, а затем возвращаются к максимальному интервалу времени. Соответственно, данные параметры можно задать по-средством установки минимального, максимального значений интервалов и кратности. На рисунке 18 представлены параметры, по которым был произведен расчет таблицы. Соответственно, при изменении атрибута, передаваемого в сообщении, будет отправлено 10 кадров
GOOSE, далее будут транслироваться GOOSE с интервалом 2000 мс.
После применения настроек требуется включить трансляцию GOOSE (рис. 19).
Как видно из рисунка, можно выби-рать конкретные сообщения из всего перечня, а также время, когда начнется публикация. На данный момент при на-жатии кнопки происходит увеличение таймера на 3 часа, причина кроется в том, что время начала публикации ука-зывается по UTC. Публикация GOOSE-сообщения, выгруженного из файла CID. Фактически можно загрузить файл конфигурации устройства и выбрать GOOSE-сообщение, которое после на-стройки можно публиковать. Также можно сохранить принимаемое из сети GOOSE-сообщение, а далее, загрузив его в раздел публикации, настроить и отправлять с устройства (рис. 20).
После пересохранения все функции до-ступны к настройке.
Важно! МЭК 61850 регламентирует определенный набор логических узлов, однако не запрещает производителям создавать собственные. На данной по-чве возникает вопрос о возможности создания своих собственных логических узлов, чтобы дополнять «скопирован-ное» для публикации GOOSE-сообщение новыми атрибутами, или создавать с нуля собственные сообщения для про-верки работоспособности устройств.
На рисунке 21 приведен пример такой настройки. Первые 2 сообщения взяты из CID файла РЗ. Далее мы по порядку настраивали свое GOOSE-сообщение, изменяя префиксы в тексте. В начале мы нашли Ind.stVal, добавили его из встро-енной модели, далее добавили префикс и номер экземпляра (Inst_start), в табли-це слева данные параметры указаны. И стоит отметить, если параметр InInst count равен 1, то при добавлении набора данных количество добавленных dataset будет равно 1, если же параметр будет равен, например, 3, то в нашем случае будут добавлены 3 dataset с номерами экземпляра 21, 22, 23.
Ошибка, на которую стоит обратить внимание, – несоответствие параметра DOInst start в таблице слева и в строке 5. В наборе данных SEL указано «Ind01», у нас получилось задать «Ind1». Пер-вые нули стираются при записи, что не позволит нам управлять другим устрой-ством, подписанным на сообщения от SEL.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
ДЛЯ НАЛАДКИ
Сейчас наладчика такие вещи как ско-рость доставки GOOSE-сообщения вол-нуют в последнюю очередь. Наладчик может в данном устройстве для себя найти «эмулятор» устройств, которые в данный момент не довезли или не смон-тировали. Например, при опробовании функций блокировки устройств, когда при отсутствии одного из устройств или не организованности сети у наладчика есть возможность загрузить CID файл «отсутствующего» устройства в AnCom и в цикле сымитировать его поведение.
Мы так и поступили - настроили ALSTOM так, чтобы при получении GOOSE-сообщения от SEL загорался светоди-од, SEL в свою очередь формировало GOOSE-сообщение при нажатии на нем кнопки. После подписки загрузили CID файл SEL в AnCom, достали нужный GOOSE и «зажигали» диод ALSTOM от анализатора.
Аналогичную операцию мы пытались сделать немного в другом формате. Мы создали GOOSE-сообщение на анализа-торе и попытались по CID файлу устрой-ства подписать на этот GOOSE ALSTOM. Однако оказалось, что анализатор не умеет модифицировать файлы описания для устройств РЗиА.
На наш взгляд, данная недоработка су-щественна, так как устройство потеря-
Рис. 18. Настройка параметров передачи
Рис. 19. Включение публикации GOOSE-сообщений
58 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
ло несколько важных функций, которые могли сделать его еще более привлека-тельным.
СТАТИСТИКА
Анализатор от «Аналитик-ТС» позво-ляет не только мониторить GOOSE– сообщения, но и анализировать общее состояние трафика на портах, к которым он подключен (рис. 22).
Первая таблица отображает общую ста-тистику сети: тип порта 100 Мб или 1 Гб, продолжительность подключения к сети, количество корректных кадров, ко-личество широковещательных посылок и мультикаст сообщений, загрузка пор-та. Последние данные, кстати, помогут ответить на вопрос, насколько сильно загружается порт при передаче потоков 9-2, что поможет при выборе варианта перераспределения потоков.
Вторая часть таблицы относится к сооб-щениям GOOSE, SV и PTP. Соответствен-но, количество кадров и их процентное содержание в общем трафике.
Если в случае общих параметров можно проводить анализ только одним портом, то анализ мультикаст сообщений осу-ществляется на обоих портах одновре-менно.
Также есть возможность представления в графическом виде получаемой инфор-мации (рис. 23).
На данном графике отображают-ся GOOSE-сообщения, принимаемые устройством. Внутренний счетчик устройства в течение 5 секунд считает получаемые кадры и формирует график.
ВЫВОДЫ
Сама идея создания универсального устройства такого типа, на наш взгляд, кажется достаточно перспективной для текущей и будущей работы с МЭК 61850. Текущие функции позволяют уже сейчас решить немалый спектр задач. В ответе на вопрос: «Нужно ли приобретать дан-ное устройство, когда есть софт?», ответ: «Да, нужно». При развитии встроенного программного обеспечения, было бы неплохо добавить контроль флагов PRP, HSR, переработать CID файл самого ана-лизатора.
Общие впечатления сложились доста-точно позитивные, опять же, со скидкой на то, что устройство находится на этапе активного развития. Приложение удоб-ное, не помешает подтянуть по дизайну, быстродействие кое-где подкачивает (журнал записи GOOSE). Такие параме-тры как Т2, Т3, на субъективный взгляд, не нуждаются в основательном контро-ле. Самый важный параметр, который, на наш взгляд, требуется каким-либо образом выделить – время, затрачивае-мое интерфейсом устройства на анализ пакетов GOOSE-сообщений.
К моменту выхода данной статьи раз-работчики планируют устранить обна-руженные недостатки и реализовать новые функции. У прибора определен-но есть будущее, осталось только подо-ждать.
Рис. 21. Настройка собственных GOOSE-сообщений
Рис. 22. Статистика сети
Рис. 23. График принимаемых GOOSE сообщений от времени
59www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
К нам на тест-драйв пришло устройство, которое мы давно ждали и с которым хотели поработать - Siemens SIPROTEC 7SC80. Новинки от «Сименс»
действительно хочется попробовать в деле, по край-ней мере нам. Тем более, что в виде терминала защи-ты присоединений среднего напряжения мы получили возможность познакомиться с новой аппаратной плат-формой SIPROTEC, на базе которой созданы и другие устройства: мёрджинг-юниты, сервера времени и т.п.
Вообще-то слова «новая аппаратная платформа» долж-ны, наверное, навевать ужас на инженера, которому предстоит столкнуться с устройством в ходе наладки или эксплуатации. Недоработки, ошибки, мелкие «ко-сяки» — всё это неминуемо сопровождает всё новое, а тем более, когда обновляется всё: от «железа» до «софта». Конечно, это длинное введение к тому, что с новым SIPROTEC всё совсем не так. Нам пришлось не-много коснуться процесса разработки в компании «Си-менс» и одним глазком взглянуть на подход немецких инженеров. Здесь достаточно сказать одно: тщатель-ность во всём — от разработки алгоритмов до подготов-ки технической документации. Разумеется, это не мо-жет исключить всех ошибок, но большую часть — точно. Так что наш тест-драйв прошёл гладко и обратиться к представителям компании-производителя у нас даже не было поводов.
Итак, у нас в лаборатории превосходный образец ин-женерной мысли, который мы начнём с пристрастием «гонять по нашему треку».
ПО СРАВНЕНИЮ СО СТАРШИМ БРАТОМ
Терминал защиты и автоматизации присоединения 7SC80 ориентирован на защиту присоединений сред-него напряжения, имеет компактное исполнение, так что будет логично сравнить его со старшим братом — SIPROTEC Compact 7SJ80, уже хорошо знакомым боль-шинству специалистов.
КОНСТРУКЦИЯ
Конструкция 7SC80 отличается не только габаритами, но и концептуально. Несмотря на то, что в общем форма корпуса нового SIPROTEC похожа на предшественника, при слегка увеличенных габаритах, существенное отли-чие нового терминала заключается в наличии съемной лицевой панели. Сама панель при этом стала суще-ственно больше, и по габаритам соответствует стан-дартным лицевым панелям SIPROTEC 4, хотя дисплей
не увеличился и полностью идентичен дисплею 7SJ80. Съемная лицевая панель даёт существенно больше свободы при монтаже терминала, так как теперь терми-нал может монтироваться в релейном отсеке, а на двери отсека размещается лишь лицевая панель, соединяясь с терминалом посредством кабеля. Удачное решение, позволяющее «разгрузить» дверь релейного отсека от лишнего оборудования и избавить цепи переменного и постоянного тока от лишних сгибаний-разгибаний. Возможность смонтировать панель и терминал вместе также имеется, панель в таком случае крепится к широ-кой стороне терминала (а не в торце, как у «компакта»). Следует быть готовым, что вырез под терминал в двери отсека при этом будет достаточно большим. Есть ещё одна опция — оставить терминал вообще без лицевой панели. Сложно представить, что кто-то действительно воспользуется такой возможностью, однако она есть.
Говоря о конструкции, необходимо отметить ещё одну важную особенность 7SC80 — одна из сфер его приме-нения — это терминал защит на пунктах секционирова-ния линий 6-35 кВ (проще говоря – «реклоузерах»). При этом 7SC80 может устанавливаться в неотапливаемом шкафу прямо на опоре — рабочий температурный диа-пазон устройства от -40 до +55 0С, а сам корпус выпол-нен из нержавеющей стали.
Входы и выходы
Существенным отличием нового 7SC80 по сравнению с SIPROTEC Compact является расширение количества дискретных входов, которых было маловато в компакт-ной версии. Терминал 7SJ80 доступен в двух модифи-кациях: 3 входа+ 5 выходов или 7 входов + 8 выходов, в 7SC80 есть лишь одно исполнение: 12 входов + 8 выхо-дов. В новом терминале расширено и количество ана-логовых интерфейсов: помимо стандартных токовых цепей 1/5 А доступны также версии со слаботочными входами, например, от катушек Роговского.
Ещё одно важное новшество, становящееся актуаль-ным при выполнении монтажных операций, – это мар-кировка всех клемм. Монтаж на старых терминалах
ТЕСТ-ДРАЙВ SIPROTEC 7SC80
Merging Unit на стенде компании «Сименс»в рамках конференции CIGRE 2014 в Париже
Внешний вид
60 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
приходилось делать почти «вслепую», тогда как на 7SC80 все клеммы обо-значены очень наглядно и вторичные соединения не вызывают никаких слож-ностей, наверняка это поможет миними-зировать вероятность ошибок монтажа.
Коммуникационные интерфейсы
Мы, конечно, не могли не отметить ещё одну важную особенность, кото-рая, пожалуй, отличает 7SC80 не толь-ко от старшего брата, но и вообще от многих терминалов на рынке – в 7SC80 МЭК 61850 поддержан в базовой кон-фигурации. То есть в любом терминале 7SC80 есть поддержка МЭК 61850. Разве это не прекрасно?
В стандартной конфигурации 7SC80 оснащается модулем EN100-E+ c дубли-рованным «медным» интерфейсом. Все-го на выбор предоставляется 3 варианта исполнения сетевого интерфейса. По-
мимо уже отмеченного, доступны также два варианта «оптики»: многомод или одномод на 24 км. Второй вариант может быть интересен, например, для реали-зации каких-нибудь распределенных защит распредсетей, когда терминал будет использоваться в составе рекло-узера, без необходимости установки до-полнительного дорогостоящего сетевого оборудования. Разумеется, для этого по-требуется, собственно, само волокно.
Следует помнить, что, несмотря на на-личие дублированного интерфейса, мо-дуль с «медью» не поддерживает коль-цевых схем резервирования, то есть «кольцевую» сеть из устройств на базе терминалов с «медным» интерфейсом собрать нельзя. Вообще, коммуникаци-онный модуль EN100, входящий в состав 7SC80, может работать в двух режимах: Line и Switch. Режим Line позволяет иметь дублированное подключение к
сети двумя отдельными физическими связями, одна из которых постоянно на-ходится в резерве и активируется тогда, когда перестаёт работать другая. Режим Switch, соответственно, позволяет осу-ществлять передачу данных одновре-менно по обоим линкам в разных режи-мах: PRP, HSR, RSTP, OSM (фирменный протокол «Сименс» управления сетью в кольцевых топологиях).
Отсутствие функционала RSTP/HSR Switch в «медных» интерфейсах – это, на наш взгляд, весьма досадно. В КРУ среднего напряжения «медь» приме-нять удобнее и экономически выгод-нее. Возможность построения срав-нительно недорогих сетей с кольцами из устройств наверняка могла бы быть востребована в этом сегменте. Однако всё же одной приятной опцией медный интерфейс обладает – это режим Line Chain. Этот режим предназначен для по-следовательного соединения устройств без образования кольца. Например, если в ячейке устанавливается какое-либо оборудование, снабженное интер-фейсом Ethernet, то его можно включить через терминал 7SC80, работающий в режиме Line Chain. В таком случае мо-дуль EN100 терминала будет пропускать трафик насквозь.
GPS модуль
Ещё одна особенность, также касающа-яся скорее реклоузерного применения, – опция установки GPS-модуля, соответ-ственно, с возможностью подключения внешней GPS-антенны. Как уже отме-чено, сложно себе представить, чтобы подобный функционал был востребован на распредустройстве из нескольких терминалов (за исключением примене-ния терминала в качестве NTP-сервера, о чём будет сказано ниже), а вот в ка-честве отдельно стоящего терминала реклоузера – запросто, очень удобно, опять же, не требуется никакого допол-нительного оборудования.
Помимо синхронизации внутренних часов, терминал со встроенным GPS-модулем может выполнять и ориги-нальное предназначение GPS, а именно - предоставлять данные о координатах устройства. Эти параметры есть в ма-трице ранжирования и по умолчанию назначены на CFC-логику. К сожалению, обнаружить эти данные в информаци-онной модели по умолчанию нам не удалось, однако, очевидно, что при не-обходимости их можно вывести в MMS через CFC. В таком случае они могут быть использованы в SCADA-системе. Это, безусловно, может быть актуальной функцией, с учетом популярности GIS-систем.
ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ
С точки зрения реализуемых функций для заказа доступно три модификации 7SC80:
• Терминал защиты
• Контроллер присоединения
• Сервер времени NTP (не PTP!)
На 7SC80 появилась очень наглядная маркировка всех клемм
Работа сетевого модуля терминала 7SC80 в режиме Line Chain
Варианты исполнения сетевых интерфейсов в терминалах 7SC80
61www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
С точки зрения физического исполнения эти терминалы ничем не отличаются, разве что, для сервера времени обяза-тельной является опция наличия GPS-модуля (было бы странно, если бы это было не так).
Функциональность контроллера присо-единения предполагает то, что терми-нал может собирать данные по своим аналоговым и дискретным входам, вы-давать управляющие воздействия по дискретным выходам, принимать или отдавать данные посредством GOOSE-сообщений, реализовывать различные алгоритмы логики, которые могут быть заданы при помощи свободно програм-мируемой логики, и выступать в каче-стве сервера MMS.
Исполнение сервера NTP, по большому счёту, просто добавляет функции NTP-сервера к функционалу контроллера присоединения.
Наконец, функциональность терминала защиты включает различные наборы функций РЗА: направленные/ненаправ-ленные защиты, а также дополнитель-ные функции на выбор, такие как АПВ, осциллографирование, и даже ОМП.
WEB-интерфейс
Ещё одна особенность 7SC80 – на-личие полнофункционального WEB-интерфейса, фактически способного заменить лицевую панель. А точнее – полностью её воспроизводящего.
Тест-драйв этой функции, правда, дался нам непросто. Несколько раз попытка запустить WebMonitor в разных брау-зерах на разных компьютерах «пере-кидывала» нас на загрузку Java, хотя, разумеется, какая-то версия Java при-сутствовала.
На этом свои попытки воспользоваться веб-интерфейсом мы, было, прекрати-ли... В какой-то момент пришла мысль «а нельзя ли просто скачать с него это java-приложение?»… Оказалось, можно! Для этого в адресной строке браузера забиваем «http://<ip адрес терминала>/launch.jnlp», разрешаем браузеру со-хранить «небезопасный контент», до-бавляем IP-адрес терминала в список доверенных узлов Java (иначе и сама Java будет блокировать этот «ужасно не-безопасный» контент).
После успешного запуска WebMonitor мы обнаружили, что он дублирует ли-цевую панель, имеет отдельный экран
Line Control, плюс предоставляет доступ к журналу событий и данным текущих измерений и сигналов. Управление тер-миналом может осуществляться через виртуальные клавиши. Вообще, позво-лим себе предположить, что со време-нем 7SC80 станет доступен для заказа с двумя панелями, одна из которых как раз получит большего размера дисплей – как на экране Line Control.
Параметрирование
Параметрирование 7SC80, как, соб-ственно, и всех остальных терминалов SIPROTEС, выполняется с использова-нием DIGSI 4. Мы для этих целей исполь-зовали одну из последних DIGSI 4.90.
DIGSI поддерживает английский и рус-ский языки, однако весть тест-драйв мы проводили на привычном нам англий-ском языке. В целом интерфейс DIGSI, как можно ожидать, в отношении тер-минала 7SC80 мало чем отличается от интерфейса для остальных терминалов. Отличия, пожалуй, заключаются только в таких специфических возможностях как сетевой интерфейс на базе EN100+ (эта вкладка становится доступной в меню коммуникационных интерфейсов устройства только при переключении
С подключенной антенной устройство достаточно быстро нашло спутники и определило свои координаты, которые оказались вполне точными
Для того чтобы Java-приложение заработало, IP-адрес устройстванадо добавить в список доверенных узлов в настройках Java
Режим отображения мнемосхемы на вкладке Line Control интерфейса WebMonitor
62 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
редакции МЭК 61850 в значение редак-ции 2 – Edition 2) и синхронизация вре-мени по GPS.
НОВЫЕ ФУНКЦИИ
Тест-драйв терминала РЗА, конечно, нельзя сделать, не сказав ничего про функции РЗА. Вообще, как известно, в ходе наших тестов мы не проверяем работоспособность чего-либо, мы даём свою чисто субъективную оценку, так что проверка работоспособности функций РЗА – их быстродействия, чувствитель-ности – всё это мы оставим за рамками обзора. А вот чего мы коснёмся – так это новых интересных функций, которые пока не были представлены на рынке. Одна из таких функций – это функция обнаружения скачка.
Обнаружение скачка
Применение функции обнаружения скачка (в первую очередь – скачка тока) относится преимущественно к автома-тизации распределительных сетей, и, в частности, реклоузерному примене-нию терминала 7SC80. На самом деле, эта функция является лишь составля-ющим звеном целого комплекса мер по автоматизации такого рода сетей наряду с применением промышленных сетей WiFi/WiMax для обмена данными между терминалами по GOOSE нового программного комплекса FASE (инстру-мента для проектирования и параметри-рования системы автоматизации рас-предсети на базе реклоузеров). Каждая из таких подсистем, честно говоря, за-служивает отдельного тест-драйва, и мы уверены в том, что такие решения были бы небезынтересны нашим читателям, однако, будучи ограниченными рамками материала, мы всё же сконцентрируем-ся именно на функциях, относящихся к рассматриваемому устройству, а именно – на функции обнаружения скачка тока.
Применение этой функции можно про-анализировать на примере защиты и автоматизации радиальной сети. Рас-смотрим сеть, состоящую из 4 аппаратов до нормально-разомкнутого, так, что КЗ происходит между вторым и третьим. В таком случае первое и второе устрой-ство «почувствуют» скачок, в то время как третье устройство скачок не чув-ствует. Обеспечивая обмен данными между аппаратами посредством GOOSE-сообщений на основе обнаруженных скачков тока, можно реализовать ал-горитм селективного отключения по-врежденного участка практически без выдержки времени и без необходимости неселективного отключения головно-го выключателя. Таким образом, будет мгновенно локализовано КЗ и отключе-ны выключатели 2 и 3, после чего может быть введен сетевой АВР для восста-новления питания на участке между 3 аппаратом и выключателем под АВР.
Безусловно, такая функция может быть интересна при решении задач автома-тизации кольцевых сетей для обеспе-чения надёжного электроснабжения потребителей, особенно в протяженных
В меню синхронизации времени модели с модулем GPS появляется соответствующий пункт настроек
Иллюстрация работы алгоритма обнаружения скачка тока
Применение алгоритма обнаружения скачка тока в радиальной сети
63www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
сетях с большим количеством аппара-тов, где использование для этих целей МТЗ будет затруднено в связи с набором большой выдержки времени. Вероятно, она также может быть альтернативой использованию пуска МТЗ при реали-зации функций логической защиты шин. Одновременно с этим у нас возник во-прос к этой функции, и, пожалуй, он бу-дет главным – а как рассчитать уставку этого повышения в процентах? Думаем, что наличие (или отсутствие) методики расчёта для различных случаев сетей будет определяющим при решении ис-пользования этой функции.
Мониторинг аккумулятора
Упомянем ещё об одной новой функции – мониторинга аккумуляторной бата-реи. Эта функция, как и многие из уже рассмотренных нами, ориентирована на применение в составе реклоузера, когда на терминал возложены функции контроля всего оборудования, располо-женного в шкафу. В том числе и аккуму-лятора с зарядным устройством. Аккуму-ляторная батарея подключается к тер-миналу 7SC80 через отдельные клеммы. Терминал не может выступать в качестве зарядного устройства, и, стало быть, не может контролировать ток заряда. Од-нако, в нём предусмотрена специальная функция циклического мониторинга за-ряда аккумулятора, а также мониторинга аккумулятора под нагрузкой.
Функция циклического мониторинга в режиме зарядки каждые 600 мс контро-лирует напряжение на аккумуляторе и выдаёт сигнализацию в случае сниже-ния напряжения ниже определенного уровня. Для этой функции не требуется никаких дополнительных сигналов, и она реализуется простым подключени-ем аккумулятора к терминалу.
Функция диагностики состояния акку-мулятора под нагрузкой является более сложной и должна использовать, как минимум, два дискретных выхода тер-минала. Функция может быть настрое-на на запуск циклически с интервалом, например, в одну неделю или месяц, но не чаще 1 раза в день. В ходе провер-ки устройство реализует целый цикл, в рамках которого контролируется на-пряжение на аккумуляторе. В первую очередь, от аккумулятора отключается зарядное устройство, для этого исполь-зуется отдельный дискретный выход с назначенным на него сигналом «Execut. BatTest», который может быть выбран в матрице ранжирования. В течение по-лучаса батарея разряжается в обычном режиме, после чего к ней подключается нагрузочная индуктивность, для этого используется ещё один дискретный вы-ход, на который должен быть назначен сигнал «Test load act». Устройство кон-тролирует разность напряжений непо-средственно перед подключением на-
грузочной индуктивности и спустя 600 мс после этого момента. Полученное значение сравнивается с уставкой, и по превышении её формируется сигнал о неисправности батареи. По прошествии установленного времени разряда, кото-рое задаётся уставкой, терминал вновь производит измерение напряжения и, в случае снижения напряжения более чем на 2В, формирует сигнал о неисправно-сти батареи. Затем нагрузочная индук-тивность отключается и контролируется восстановление напряжения.
Таким образом, в результате проверки устройство позволяет проверить состоя-ние аккумуляторной батареи и возмож-ность её зарядки и заранее оповестить персонал об ухудшении характеристик батареи до полного её выхода из строя.
РЕШАЕМ ЗАДАЧУ: ЦИФРОВОЕ КРУНА ОДНОМ ТЕРМИНАЛЕ
Терминал 7SC80 позиционируется как терминал для присоединений средне-го напряжения – сегмент сравнительно недорого оборудования. При этом 7SC80 в базовой комплектации имеет полную поддержку МЭК 61850 и, по сравнению с 7SJ80, достаточно большое количество дискретных сигналов на вход и выход. Грех было бы этим не воспользоваться и не проверить: а сможем ли мы реали-зовать «цифровое КРУ» 6 – 10 кВ на од-ном терминале? Цифровое КРУ – что мы вкладываем в это понятие? Да всё очень просто: мы хотим завести все возмож-ные дискретные сигналы в один терми-нал так, чтобы между шкафами КРУ у нас были уложены только каналы Ethernet – медные или оптические – это уже на вкус и цвет…
Заводим аналоговые сигналы
Аналоговые цепи в КРУ – это, в принци-пе, и просто, и сложно одновременно. Токовые цепи в КРУ короткие, так что проблем с их вводом в терминал нет и никогда не было. Трансформаторы тока монтируются в ячейки ещё на заводе,
t1 – начало проверки (отключение зарядного устройства)t2 – подключение нагрузочной индуктивности
t3 – отключение нагрузочной индуктивностиt4 – окончание проверки (включение зарядного устройства )
Иллюстрация алгоритма мониторинга состояния аккумуляторной батареи
Разъемная клемма токовых цепей с замыканием в отцепленном положении
64 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ТЕСТ-ДРАЙВ
весь электромонтаж там же – всё от-работано и «красиво». Единственное, что, пожалуй, добавляет в этом смысле 7SC80 – это разъёмный контакт токовых цепей с встроенным короткозамыка-телем при вытаскивании. Также надо отметить возможность использования слаботочных датчиков тока. В руковод-стве к терминалу приведен пример дат-чиков производства «Сименс», при этом там же указано, что могут использовать-ся любые, отвечающие ряду параме-тров, приведенных в том же документе. Слаботочные датчики в сочетании с от-
носительно короткими токовыми цепями в КРУ – это очевидный путь к экономии.
С цепями напряжения в КРУ ситуация обстоит, конечно, хуже. Для направлен-ных защит цепи напряжения должны быть протянуты от шкафов с ТН во все шкафы - лишние межшкафные связи, которые нарушают нашу «цифровую идиллию». Для многих здесь показа-лось бы разумным применить 9-2. Од-нако, во-первых, его не поддерживает сам 7SC80, во-вторых, наличие потоков 9-2 существенно изменит структуру этой сети, повысит требования к её надёж-
ности… Да и в целом, нельзя сказать, что добавит «красоты». И в этом смысле 7SC80, на наш взгляд, предлагает более удачную альтернативу – возможность наличия слаботочных цепей напряже-ния от резистивных делителей. Такие делители можно устанавливать в каж-дый шкаф, где требуются цепи напряже-ния, поскольку они сравнительно недо-рогие, а их точности будет вполне доста-точно для реализации функций РЗА. Как и в случае со слаботочными датчиками тока в руководстве к 7SC80 приведены характеристики, которым должны отве-чать такие делители, а также приведены варианты решений от «Сименс».
За неимением таких датчиков у нас в лаборатории мы всё же ограничились обычной прогрузкой по токовым цепям, однако за саму возможность подключе-ния слаботочных измерительных транс-форматоров нашему испытуемому мы ставим жирный «плюс».
Включаем цепи контроляи управления
Про то, что клеммники с маркировками в 7SC80 стали значительно удобнее, чем было раньше, мы уже сказали. Теперь, собственно, перейдём к решению за-дачи: нам требуется сделать «цифровое КРУ». Что это значит? Ну, во-первых, ни-кто не будет тратить на «цифровизацию» КРУ столько же денег, сколько готовы потратить на оцифровку присоединения, скажем, 110 кВ. Во-вторых, операций с КРУ приходится проводить столько же, сколько и с присоединением 110 кВ, а значит, надо свести участие человека в этих операциях к минимуму. Поэтому идеальная модель для нас – это макси-мально использовать терминал РЗА для решения всех-всех задач. Функции ре-лейной защиты будут использоваться по умолчанию, это значит, нам потребуется, как минимум, предусмотреть управле-ние выключателем и контроль его по-ложения. Для этого нам понадобятся 3 дискретных выхода (по умолчанию в терминалах SIPROTEC орган управления выключателем назначается на 1 дис-кретный выход “TRIP” и 2 “CLOSE”) и 2 дискретных входа. Дополнительно мы будем контролировать положение вы-катного элемента и заземлителя (ещё 4 дискретных выхода). Для реализации дуговой защиты от концевых выклю-чателей на клапанах заведём ещё два сигнала, соответственно, срабатыва-ние клапана в отсеке присоединения и в отсеке выключателя и сборных шин. Выходы мы также задействуем для ор-ганизации электромагнитных блокиро-вок: блок ВЭ, блок заземляющего ножа. Наконец, выведем общий сигнал «Ава-рия», имея в виду, что его «детализа-ция» - это уже удел информации на ли-цевой панели терминала или данных в системе АСУ ТП. Пересчитав все сигна-лы, получили, что задействованы у нас оказались 8 дискретных входов и 6 дис-кретных выходов. То есть ещё осталось 2 выхода и 4 входа. Входы, например, могут быть задействованы для ввода сигналов от кнопок и переключателей,
Пример назначения сигналов на входы и выходы терминала 7SC80 в «цифровом КРУ»
Назначение сигналов неисправности каналов связи в матрице ранжирования на светодиоды
Стандартные объекты управления для выкатного элемента и заземлителя уже предусмотреныв конфигурации по умолчанию, достаточно назначить на них дискретные входы, чтобы использоватьэту информацию в АСУ ТП или схемах блокировок
65www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
ТЕСТ-ДРАЙВ
которые наверняка всё же останутся на лицевой панели. Ну и выходы также мо-гут быть использованы.
Безусловно, рассмотренные нами ре-шения в части использования входов и выходов являются приблизительными и скорее можно назвать их «концептом» «цифрового КРУ», а не рабочей версией. Тем не менее, наличие большего коли-чества входов и выходов, по сравнению с 7SJ80, значительно упрощает возмож-ность использования одного терминала на присоединении без необходимости подключения дополнительных блоков расширений или отдельных контролле-ров, что может значительно увеличить стоимость проекта.
Отдельно «жирный плюс» мы поставим в этой части DIGSI и вообще возможно-стям параметрирования управляемых объектов. Далеко не любой терминал в данном классе напряжения может по-хвастаться поддержкой сразу несколь-ких управляемых объектов. Более того, объекты управления тремя аппаратами уже имеются в стандартной конфигура-ции. Для того чтобы использовать их для контроля положения, достаточно лишь
назначить на них дискретные входы – это делается в 1 клик (а точнее, в два – по клику на каждый).
При этом в информационной моде-ли МЭК мы получаем не какой-нибудь GGIO, а вполне стандартный набор CSWI + XSWI, стандартную модель управления SBOes (которая, впрочем, в данном слу-чае не задействована).
На наш взгляд, именно такой подход – это очень существенное отличие тер-миналов SIPROTEC. В них для решения многих задач уже всё (или многое) зало-жено. То есть пользователю не придётся самостоятельно заниматься формирова-нием двухпозиционных сигналов через логику CFC – достаточно просто приме-нить стандартный объект.
Налаживаем сеть
Полагаясь на сетевые коммуникации при реализации функций релейной за-щиты и автоматики, в том числе, таких ответственных функций как УРОВ, ЛЗШ, дуговая защита, мы должны обеспечить максимальную надёжность этих ком-муникаций. Как? В общем-то, способов всего два:
1. Повышать элементную и структурную надёжность сети
2. Обеспечивать быстрое устранение неисправностей.
Если на элементную надёжность сети одним терминалом мы повлиять не мо-жем (за исключением случаев, когда этот терминал и сам является комму-татором в случае с кольцевой схемой), то вот на структурную надёжность и скорость устранения неисправностей – вполне. В части структурного резер-вирования всё очевидно: 7SC80 имеет два порта с возможностью включения в разные сети. Дублированная сеть даёт нам возможность почти удвоить коэф-фициент готовности этой сети. Быстрое устранение неисправностей, очевид-но, должно базироваться на быстром выявлении этих неисправностей – на этот счёт 7SC80 даёт нам в руки очень простое решение: каждый порт моду-ля EN100 постоянно контролируется, а сигнал о его неисправности может быть легко назначен в матрице ранжирова-ния на любой интерфейс: дискретный сигнал, сигнальная лампа или систем-ный интерфейс с последующей переда-чей в SCADA-систему.
3 «галочки» в матрице – и «вуаля»: у нас работающая система диагностики сети с выводом предупреждений на лицевую панель терминала. Это заняло букваль-но 2 минуты.
Очень удобно и функционально. По-лёт фантазии проектировщика дальше здесь безграничен: можно использовать эти сигналы в функциях CFC-логики и «интеллектуально» выводить из работы те или иные функции по факту пропада-ния связи. Но самое главное – незамед-лительное оповещение оператора.
ФИНИШНАЯ ПРЯМАЯ:ПОДВОДИМ ИТОГИ
У нас на тест-драйве побывало очень интересное устройство. Встречая его «по одёжке», то есть по его габаритным размерам, внешнему виду, мы даже и не задумывались о том количестве но-вых функций и возможностей, которые в нём скрыты. Вместе с этим устройством «Сименс» выводит на рынок комплекс решений, направленных на автоматиза-цию распределительных сетей, и будет, безусловно, интересно понаблюдать за их развитием. Отраден тот факт, что ком-пания делает серьезную ставку на при-менение технологий передачи данных и, в частности, МЭК 61850 – один EN100 в базовой комплектации чего стоит. 7SC80 очень радует тщательно продуманным функционалом и вниманием к мелочам, в этом он является достойным преемни-ком 7SJ80 и линейки SIPROTEC 4. Нам показалось, что немного подкачал WEB-интерфейс, который мог бы быть проще в запуске и требовать меньшей квали-фикации от человека, который его запу-скает. В целом же, 7SC80 – это отличное устройство, которое уж точно по праву может считаться достойным выбором для построения «цифровых КРУ».
Демонстрация работы сигнализации о неисправности каналов связи
66 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru
ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАФИЯ
ЦИФРОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ
Цифровая подстанция 220 кВ «Каргалинская»
Оптические ТТ и электронные ТН в цепи выключателя 110 кВ трансформатора (Нижегородская цифровая станция)
Вот уже более 20 лет OMICRON обеспечивает моего папу инновационными решениями в испытании защит, и папа уверен, что всегда может положиться на свое оборудование:
Во-первых, это испытательная установка CMC 356 — универсальное решение для тестирования всех типов защитных реле. Управляя им с помощью Test Universe, установленного на ПК, отец может тестировать любые устройства — от электромеханических реле с большой нагрузкой до новейших микропроцессорных по стандарту МЭК 61850. Он экономит уйму времени, применяя шаблоны испытаний из бесплатной библиотеки PTL (Protection Testing Library).
Теперь же, благодаря RelaySimTest, папа с удовольствием применяет передовые методы испытаний в реалистично смоделированной среде. При подключении к Интернету он может управлять с одного ПК сразу несколькими синхронизированными испытательными установками СМС. Это делает распределенные испытания, такие как проверка дифференциальной или телезащиты, простыми как никогда раньше.
www.ekra.ru | www.omicron.at
«Научно-производственное предприятие «ЭКРА»428003 Чебоксары, Чувашская Республика, РоссияТелефон: +7 8352 220110, Факс: +7 8352 220130 доб.1085
испытания защитных реле
Мой папа проводит
Папа за работой
Protection-Testing-Ad-for-Digital-Substation-RUS.indd 1 2015-08-28 15:27:46
Новые возможности
Резервирование модулей питания с возможностью
«горячей» замены
Резервирование модулей центральных процессоров с возможностью
«горячей» замены
Поддержка протокола резервирования сети PRP
ARIS C303Контроллер присоединения (Bay Controller)
ООО «ПРОСОФТ-СИСТЕМЫ» 620102 г. Екатеринбург, ул Волгоградская, 194аwww.prosoftsystems.ru
Тел.: +7 (343) 3-565-111Факс: +7 (343) [email protected]
PRP