Технические требования к контроллерам присоединения

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

Технические требования к контроллерам присоединения

Типовая архитектура автоматизированной системы на базе ПТК ARIS в соответствии с МЭК 61850 без шины процесса, предусматривающая наличие трёх основных уровней иерархии (нижний, средний и верхний):

Рисунок 1. Типовая архитектура АСУ ТП

В данной архитектуре контроллеры присоединения ARIS C30x выполняют мониторинг и надёжное управление присоединением в целом. Производят сбор и расчёт данных измерений, сбор сигнализации, выдачу команд управления и разрешения управления непосредственно с первичного оборудования (ТТ/ТН, коммутационных аппаратов и др.) через стандартные медные цепи. Дальнейший обмен данными между контроллерами, устройствами автономных систем (РАЗ, ПА, РАС, ОМП и др.) и устройствами среднего и верхнего уровня производится в цифровом виде через шину станции в протоколах МЭК 61850-8-1 (GOOSE) и МЭК 61850-8-1 (MMS).

ЛИТЕРАТУРА

1. РД 34.35.310-97 Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем (с Изменением № 1).

2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации (ПТЭСиС). Приказ Минэнерго России от 19.06.2003 № 229.

3. МЭК 61131-3 (2013) Контроллеры программируемые. Часть 3. Языкипрограммирования (IEC 61131-3 (2013) Programmable controllers - Part 3: Programming languages).

4. МЭК 61850-9-2 (2011) Системы автоматизации и сети связи на подстанциях. Часть 9-2. Схема особого коммуникационного сервиса (SCSM). Значениявыборокпо ISO/IEC 8802-3 (IEC 61850-9-2 (2011) Communication networks and systems for power utility automation - Part 9-2: Specific communication service mapping (SCSM) - Sampled values over ISO/IEC 8802-3).