Структура технических средств цифровой подстанции
Структура технических средств цифровой подстанции включает:
1. Полевой уровень
Полевой уровень состоит из:
- первичных датчиков для сбора дискретной информации;
- устройств передачи команд управления на коммутационные аппараты;
- первичных датчиков для сбора аналоговой информации;
- шины процесса.
В качестве первичных датчиков для сбора дискретной информации и устройств передачи команд управления на коммутационные аппараты выступают выносные устройства сопряжения с объектом – NPT microRTU.
В качестве первичных устройств для сбора аналоговой информации выступают блоки оцифровки электромагнитных ТТ и ТН – NPT MU. NPT MU создан на платформе контроллера NPT с использованием следующих модулей:
- модуля ввода аналоговых сигналов от ТН и ТТ (M6-XVT-ZCT-Y/Y) для подключения к электромагнитным трансформаторам тока и напряжения;
- модуля передачи цифровых сигналов (M6-SV-OUT) для передачи оцифрованных данных величин токов и напряжений в шину процесса.
Также в качестве первичных преобразователей могут использоваться оптические трансформаторы тока и напряжения.
Для создания шины процесса используются промышленные коммутаторы, отвечающие требованиям МЭК 61850–3, поддерживающие технологию VLAN.
2. Уровень присоединения
Уровень присоединения состоит из:
- устройств управления и мониторинга (контроллеры присоединения, многофункциональные измерительные приборы и т.д.);
- терминалов релейной защиты и локальной противоаварийной автоматики.
В качестве контроллера присоединения используется контроллер присоединения NPT BAY(9.2) с поддержкой протоколов МЭК 61850–8-1 и МЭК 61850 – 9-2.
Устройства уровня присоединения поддерживают протокол резервирования PRP для подключения к шине процесса, а также имеют два резервируемых порта для подключения к станционной шине с поддержкой RSTP.
Для регистрации и архивирования информации, передаваемой с использованием GOOSE и SV, на программной платформе NPT был создан централизованный регистратор сообщений для ЦПС.
Регистратор сообщений поддерживает протоколы MMS (МЭК 61850-8-1, ISO 9506), GOOSE (МЭК 61850-8-1), SV (МЭК 61850-9-2LE). Подсистема логической обработки информации позволяет запускать регистратор по критериям, заданным пользователем.
3. Станционный уровень
Станционный уровень, аналогично традиционному решению, состоит из:
- сервера верхнего уровня (сервер базы данных, сервер SCADA);
- АРМ персонала подстанции;
- станционных контроллеров (серверов телемеханики, СКСУ);
- сервера сбора и передачи технологической информации;
- станционной шины.
Контроллеры присоединения
"Контроллеры присоединения необходимы для создания нижнего (полевого) уровня систем АСУ ТП, которые сейчас активно внедряются.
Заменить одним устройством на присоединение несколько ранее разделенных - и есть идея появления устройства именуемого "контроллером присоединения".
Как следствие контроллер присоединения осуществляет:
- сбор информации от первичного оборудования;
- цифровой обмен собранной информацией со средствами верхнего уровня и аналогичными полевыми устройствами (продвигается на основе IEC 61850);
- управление коммутационными аппаратами присоединения через собственный интерфейс контроллера присоединения с отображением текущих положений аппаратов (резервный способ управления при неисправном верхнем уровне АСУ ТП);
- оперативную блокировку (ОБ) управления коммутационными аппаратами (как на основе собственных контролируемых параметров/сигналов, так и на основе параметров/сигналов, получаемых по цифровым каналам связи от смежных устройств, в том числе и посредством GOOSE-сообщений);
- автоматика управления выключателем (АУВ трехфазная и пофазная), автоматику повторного включения (ТАПВ и ОАПВ), УРОВ.
- измерение электрических параметров переменного тока, силы постоянного тока и напряжения. Для выполнения функции в шкаф/терминал подводятся обмотки ТТ с классом точности 0,2S и 0,5S.;
Опционально может присутствовать: расчет коммутационного ресурса выключателя, расчет механического ресурса коммутационных аппаратов (циклов включение-отключение), прочие пользовательские функции которые можно отнести к присоединению (переключение РПН и т.д.)
Нормативные документы есть только у ПАО ФСК ЕЭС, и их немало где в той или иной форме упоминается контроллер присоединения:
- Распоряжение 262р от 25.06.2009 «Руководящие указания по выбору объемов телеинформации при проектировании систем технологического управления электрическими сетями»
- Распоряжение 397р от 28.09.2009 «Технические требования к АСУ ТП подстанций ЕНЭС в части исключения несанкционированного вывода из работы оперативной блокировки в АСУ ТП подстанций ЕНЭС»
- Распоряжение 398р от 28.09.2009 «Правила оформления нормальных схем электрических соединений подстанций и графического отображения информации посредством программно-технических комплексов»
- Распоряжение 399р от 28.09.2009 «Руководящие указания по выбору объемов неоперативной технологической информации, передаваемой с подстанций ЕНЭС в центры управления электрическими сетями, а также между центрами управления»
- Распоряжение 480р от 17.11.2009 «Типовые рекомендации по конфигурации и приоритетности вывода на интерфейс АСУ ТП оперативного персонала ПС данных от микропроцессорных устройств АСУ ТП и РЗА»
- Распоряжение 556р от 22.12.2009 «Повышение надежности подстанций и обеспечения качества работ подрядных организаций в части организации передачи оперативной, технологической информации»
- Распоряжение 115п от 02.03.2010 «Порядок по приемке РЗА, ПА, АСУ ТП подстанций нового поколения»
- Распоряжение 236р от 05.05.2010 «Порядок организации оперативной блокировки на подстанциях нового поколения»
- Распоряжение 366р от 24.06.2010 «Типовой перечень сигналов, поступающих от РЗА, ПА, АИИС КУЭ и инженерных систем подстанции в АСУ ТП»
- Распоряжение 424р от 14.07.2010 «Типовые требования, определяющие количество, вид и информационную наполняемость мнемосхем автоматизированного рабочего места оперативного персонала подстанций»
- Распоряжение 897р от 30.12.2010 «Требования к объему, способам обработки, фильтрации и видам представления информации нормальных и аварийных режимов в АСУ ТП подстанций»
- Распоряжение 570п от 22.09.2011 «Правила оформления нормальных схем электрических соединений подстанций и графического отображения информации посредством ПТК И АСУ ТП»
- Распоряжение № 818р ОАО «ФСК ЕЭС» от 29.12.2014 «Об утверждении концепции внедрения современных устройств автоматики»
- СТО 56947007-25.040.40.112-2011 «Типовая программа и методика испытаний ПТК АСУ ТП и МПК ССПИ подстанций в режиме повышенной информационной нагрузки «шторм»
- СТО 56947007-25.040.70.101-2011 «Правила оформления нормальных схем электрических соединений подстанций и графического отображения информации посредством ПТК и АСУ ТП»
- Распоряжение 286р от 28.04.2012 «Рекомендации по применению основных структурных схем и требования к организации и функциям АСУ ТП подстанций 110 - 750 кВ с учётом функциональной достаточности и надежности»
- Распоряжение 419р от 27.06.2012 «Типовая инструкция по эксплуатации и обслуживанию АСУ ТП оперативным персоналом подстанций ОАО «ФСК ЕЭС»
Как следствие контоллер присоединения может быть применен на абсолютно любом объекте любого класса напряжения.
Их устанавливают в случае если собираются внедрять систему АСУ ТП, но и программная оперативная блокировка, как показывает практика, никогда не бывает лишней