В настоящее время в отрасли существует большое разнообразие точек зрения и подходов к тому, что понимать под термином «цифровая подстанция». Для успешного развития автоматизации процессов передачи, преобразования и распределения электроэнергии в масштабах ЕНЭС, сейчас разрабатывается общая концепция программно-аппаратного комплекса цифровой подстанции. Со времени начала разработок в отечественной электроэнергетике проектов АСУТП ПС произошло существенное развитие аппаратных и программных средств систем управления для применения на электрических подстанциях. Появились высоковольтные цифровые трансформаторы тока и напряжения; разрабатывается первичное и вторичное электросетевое оборудование со встроенными коммуникационными портами; производятся микропроцессорные контроллеры, оснащенные инструментальными средствами разработки, на базе которых возможно создание надежного программно-аппаратного комплекса ПС; принят международный стандарт МЭК 61 850, регламентирующий представление данных о ПС как объекте автоматизации, а также протоколы цифрового обмена данными между микропроцессорными интеллектуальными электронными устройствами (IED) ПС, включая устройства контроля и управления, релейной защиты и автоматики (РЗА), противоаварийной автоматики (ПА), телемеханики, счетчики электроэнергии и т. д. Все это создает предпосылки для построения подстанции нового поколения — цифровой подстанции (ЦПС), в которой организация всех потоков информации при решении задач мониторинга, анализа и управления осуществляется в цифровой форме.
Переход к передаче сигналов в цифровом виде на всех уровнях управления ПС позволит получить целый ряд преимуществ, в том числе:
- ь Существенно сократить затраты на кабельные вторичные цепи и каналы их прокладки, приблизив источники цифровых сигналов к первичному оборудованию;
- ь Повысить электромагнитную совместимость современного вторичного оборудования — микропроцессорных устройств и вторичных цепей благодаря переходу на оптические связи;
- ь Упростить и, в конечном итоге, удешевить конструкцию микропроцессорных интеллектуальных электронных устройств за счет исключения трактов ввода аналоговых сигналов;
- ь Унифицировать интерфейсы устройств IED, существенно упростить взаимозаменяемость этих устройств (в том числе замену устройств одного производителя на устройства другого производителя) и др.
Цели создания:
-
- Уменьшение капитальных затрат:
- — уменьшение затрат на кабельную продукцию и кабельные сооружения
- — уменьшение стоимости терминалов (унификация аппаратной части, замена модулей ввода на цифровые интерфейсы)
- — уменьшение площади земельных участков, необходимых для обустройства ПС (применение оптических цифровых ТТ и ТН, современного микропроцессорного вторичного оборудования даст возможность уменьшить);
- — увеличение срока службы силового электрооборудования (расширенная диагностика);
- — уменьшение затрат на проектирование, монтаж и пусконаладку (уменьшение кол-ва кабелей, уменьшение кол-ва оборудования, расширение возможностей по типизации проектных решений в части шкафного оборудования и цифровых связей)
- Уменьшение эксплуатационных затрат (на техобслуживание):
- — упрощение эксплуатации и обслуживания (постоянная расширенная диагностика в режиме реального времени, в т. ч. — метрологических характеристик;
- сбор и отображение исчерпывающей информации о состоянии и функционировании ПС);
- — увеличение точности измерений (особенно при токах менее 10−15%Iн) и увеличение благодаря этому точности учета электроэнергии и точности ОМП;
- — сокращение возможности появления дефектов типа «земля в сети постоянного тока» (сокращение размерности СОПТ ввиду использования цифровых оптических связей);
- — сокращение кол-ва внезапных отказов основного электрооборудования и связанных с ними штрафов за недоотпуск электроэнергии и нарушений производственного цикла (расширенная диагностика всего комплекса технических средств ЦПС);
- Уменьшение эксплуатационных затрат (на техобслуживание):
- — уменьшение количества сбоев, неправильной работы, отказов РЗА (применение оптических кабелей вместо медных повысит электромагнитную совместимость современного вторичного оборудования — микропроцессорных устройств РЗ и автоматики);
- — повышение алгоритмической надежности функционирования РЗА (отсутствие насыщения и возможность измерения апериодической составляющей у оптических цифровых ТТ позволит упростить и усовершенствовать алгоритмы РЗА);
- — уменьшение потребления по цепям переменного тока и напряжения (в результате применения оптических ТТ и ТН)
Основные принципы создания.
5 стр., 2218 словУстройство кузницы и её оборудование
... оборудовании небольшой кузницы можно отказаться от кладовых, приспособив для хранения угля ларь, а для инструментария и кузнечных материалов - запирающиеся ящики и шкафы; вместо умывальной и ... инструмент заклеймить каким-либо клеймом, например, поставить номер войсковой части, первые буквы названия учреждения и т.д. Для выбивания клейм на металлических изделиях (на молотках, клещах и ... за тем, чтобы ...
- § Переход на цифровые (в основном — оптические) технологии съема информации и передачи команд управления:
- — возможность «замены на ходу» источника сигнала и тем самым — повышение надежности функционирования релейных защит;
- — увеличение быстродействия (не требуется защита «от дребезга», уменьшение времени срабатывания исполнительной части — за счет оптических IGBT-модулей, уменьшения времени выявления аварийного режима*).
- — улучшение условий в части безопасного производства работ и электромагнитной совместимости (благодаря оптическим связям нет выноса потенциала с ОРУ)
- § Увеличение интеллектуальной составляющей в оборудовании ЦПС:
- — развитие средств и методов непрерывной диагностики (контроль деградации характеристик, контроль готовности к выполнению операций, контроль метрологических характеристик),
- — расширение количества функций, реализуемых в каждом терминале;
- — перенос части расчетно-диагностических задач в интерфейсные модули (Smart-IED).
26 стр., 12883 слов
Эксплуатация и ремонт оборудования нефтяных и газовых промыслов
... и ремонт машины. Общее руководство эксплуатацией оборудования осуществляет нефтегазодобывающее общество, на балансе которого находится оборудования. Непосредственно эксплуатацией оборудования ... 12000 36000 При эксплуатации оборудования производятся: диагностический контроль (оперативный, плановый, ... и сборку последнего без демонтажа крышки насоса и корпусов подшипников. Маслоустановка нефтяного ...
- § Двухэтапность реализации ЦПС:
Этап № 1:
- использование существующего основного оборудования, к которому добавляется интерфейсный цифровой интеллектуальный модуль (как правило, размещаемый в помещении) на базе IEC 61 850−8.1 и IEC 61 850−9.2.
Возможно корректировка состава и типа применяемых датчиков. Получение опыта эксплуатации.
- разработка всей номенклатуры устройств РЗА, ПА, измерений с интерфейсами IEC 61 850−8.1 и IEC 61 850−9.2 [14, https:// ].
Этап № 2:
- существенная модернизация основного электрооборудования с интеграцией в него специализированных цифровых необслуживаемых датчиков, полевых контроллеров, твердотельных исполнительных модулей.
Расширение объема задач, выполняемых интерфейсным модулем. Доработка всех компонентов ЦПС с учетом опыта эксплуатации.
Компоненты цифровой подстанции Цифровые измерительные трансформаторы:
- § Измерение гармонических составляющих
- § Расширенный динамический и частотный диапазон
- § Синхронность измерений
- § Снижение метрологических потерь
- § Устранено влияние электромагнитных эффектов (влияние помех остаточной намагниченности и т. д. )
- § Безопасность эксплуатации, простота обслуживания
- § Отсутствие феррорезонансных явлений
- § Повышение точности измерений (особенно при малых токах), повышение точности ОМП.
- § Самодиагностика
- § Упрощение монтажа (меньше вес)
- § Ниже стоимость (для класса напряжения 500−750 кВ)
Подстанционный координационный центр — ПКЦ ПКЦ — программно-аппаратное ядро ЦПС, координирующее основные информационные потоки в ЦПС и автоматизирующее процессы принятия и реализации решений по управлению оборудованием ПС.
С этой целью ПКЦ должен обеспечивать:
- * ведение актуализируемой модели технологических процессов подстанции, как основы для построения алгоритмов контроля, анализа, достоверизации информации и управления функционированием ПС;
- * работу подсистем анализа технологических ситуаций, в т. ч. поддержки процессов принятия решений по управлению в сложных / аварийных ситуациях на основе актуальной модели;
- * организацию и ведение БД состояния оборудования ЦПС; отслеживание его предаварийных состояний и выдачу предупредительных или аварийных сигналов и сообщений;
- * взаимодействие с центрами управления в качестве «представителя» ЦПС в высших уровнях иерархии управления в ЭЭС;
- * телеуправление оборудованием ЦПС с обеспечением контроля его возможности, допустимости и безопасности (с учетом реального состояния оборудования ПС), а также успешности выполнения команд управления.
Метрологическое обеспечение Традиционная подстанция:
11 стр., 5428 словОрганизация и управление эксплуатацией информационных систем
... Работа информационной системы так же решает задачи планирования, руководства, контроля и организации документационного обеспечения управления организацией по определенным целевым критериям для поддержки согласованных организационно-информационных ... информационных систем из новых предложений поставщиков или из уже присутствующих на рынке изделий осуществляется с учетом накопленного опыта эксплуатации ...
- * Потери во вторичных цепях (для всех устройств разные);
- * Многократные АЦ преобразования (в каждом устройстве);
- * Не синхронность измерений;
- * Большое влияние ЭМ эффектов;
- * и т. д.
Цифровая подстанция:
- * Отсутствие потерь при передаче информации;
- * Неограниченное тиражирование информации;
- * Единожды выполняемое АЦ преобразование (первичное измерение) и т. д.
Информационное обеспечение (инструментальные средства, ЕСКК) Инструментальные программные средства:
- — поддержка полного жизненного цикла ПАК ЦПС (при проектировании, пусконаладке, в процессе эксплуатации)
- — поддержка единого информационного пространства (единая система классификации и кодирования, следование международным стандартам IEC при работе с данными)
- — поддержка «самодокументирования» ПАК ЦПС (автоматизированное формирование документации в электронном виде, согласованные формы доступа к документам из ЦУС, МЭС, ПМЭС);
- — поддержка конфигурирования и обслуживания Smart IED (технологическое ПО, актуальные конфигурационные файлы, эксплуатационная документация);
- — постоянный контроль и диагностика сетей передачи данных.
Единая система классификации и кодирования:
- -единая система обозначений для всех видов электросетевых объектов;
- — единое обозначение объектов классификации и маркировки при проектировании, внедрении (сооружении), эксплуатации и модернизации (реконструкции) энергообъектов;
- — децентрализация процесса идентификации оборудования;
- — уникальность кода идентификации;
- — устойчивость кода идентификации к области применения;
- — однозначность и корректность выполнения запросов для получения различных данных и документов примашинной обработке (на этапе проектирования и в процессе эксплуатации);
- — возможность гармонизации с другими системами классификации (в частности — CIM);
- — обеспечение возможности сохранения действующих локальных обозначений оборудования.
Обеспечение надежности (диагностика и тестирование).
-
- Самодиагностика аппаратных средств:
- — модули Smart IED основного электрооборудования
- — микропроцессорные терминалы
- — цифровые сети
— Внешняя автоматическая диагностика специализированными программнотехническими средствами:
- Самодиагностика аппаратных средств:
- — без вывода из работы (сравнение мгновенных значений токов от разных ЦТТ одного присоединения, сравнение напряжений электрически связанных ТН, контроль суммы токов/мощностей в узле).
- — с кратковременным выводом из работы (эмуляция тестовых сигналов для терминалов и сравнение полученной реакции терминала с тестовой)
Информационная безопасность Схема взаимодействия Задачи системы ИБ:
- Ш Обеспечение безопасности канала
- Ш Гибкое управление правами пользователей
- Ш Диагностика кибер-атак
- Ш Защита от подмены сообщений
- Ш Защита от атак на отказ в доступе (DoS)
В настоящее время в мире началось массовое внедрение решений класса «цифровая подстанция», основанных на стандартах серии МЭК 61 850, реализуются технологии управления Smart Grid, вводятся в эксплуатацию приложения автоматизированных систем технологического управления. Применение технологии «Цифровой подстанции» должно позволить в будущем существенно сократить расходы на проектирование, пуско-наладку, эксплуатацию и обслуживание энергетических объектов.
7 стр., 3027 словОбеспечение безопасности работы объектов нефтяной промышленности
... как ослабление безопасности. Данный режим обеспечения безопасности на объектах нефтяной и газовой промышленности был вполне оправдан в период широкого применения «примитивных» технологий. В то время в силу относительно низких параметров работы объектов - рабочего давления и производительности - не ...
- Уменьшение капитальных затрат:
