Решения и готовые проекты внедрения Topaz PLC Technology
Автоматизация распределительных пунктов (РП, РТП)

Автоматизация распределительных пунктов (РП, РТП)

Выбор архитектуры для системы автоматизации объектов распределительных сетей – важный и ответственный этап, от которого в большой степени зависит направление развития технологий автоматизации и сетевого комплекса в целом. При автоматизации объектов распределительной сети, как правило, используется первая или вторая архитектура. Это связано с тем, что для указанных архитектур отработаны решения и наработан достаточный опыт проектирования строительства и эксплуатации. Данные архитектуры подразумевают создание фактически отдельных комплексов телемеханики и РЗА, что не позволяет получить полную «цифровую» картину процессов в сети электроснабжения.

Максимальный технологический и экономический эффект ожидается от применения архитектуры третьего типа. И в этом направлении тоже имеется достаточно изысканий. Сдерживающим фактором, препятствующим широкому внедрению систем с высоким уровнем автоматизации, является отсутствие практических наработок и относительно высокая стоимость систем АСУ архитектуры третьего типа.

Для внедрения в распределительных сетях высокоавтоматизированных комплексов третьей архитектуры, необходима отработка технических решений, анализ ошибок, поиск наиболее оптимальных технологий и методов реализации. Внедрение как можно большего количества таких объектов со временем позволит увеличить темпы «цифровизации» и обеспечит получение новых возможностей и реализацию новых функций.

Рис. 1. Сетевой управляемый многопортовый коммутатор TOPAZ SW 5xx с оптическими портами

В филиале «Новая Москва» ПАО «Россети Московский регион» реализован проект модернизации 61 распределительного пункта (РП, РТП), с установкой системы автоматизации по третьей архитектуре на базе оборудования ПТК TOPAZ производства ООО «ПиЭлСи Технолоджи». Модернизация началась в 2017-2018 гг. с реализации первых пилотных проектов и опробования технологий IEC 61850 в условиях подстанций среднего напряжения распределительных сетей. На данный момент накоплен значительный опыт эксплуатации. Достаточно большое количество объектов, различных по составу силового оборудования и режимам работы, позволяет наработать статистику работы таких АСУ.

В рамках модернизации 61 объектов стояла задача обкатки технологий организации шины процесса на объектах распределительной сети. При этом были опробованы варианты использования различных сред передачи данных. Ряд подстанций реализован с использованием Ethernet Fx (оптика), а ряд подстанций с применением Ethernet Тx (витая пара), применены также комбинированные решения. Разработаны оптимальные конфигурации преобразователей ПАС/ПДС, адаптированных для автоматизации присоединений распределительных подстанций.

Был выполнен ряд мероприятий, направленных на повышение устойчивости работы шины процесса. Высокие требования к системе передачи данных шины процесса, которые предъявляет использование протокола МЭК 61850-9.2 и протокола синхронизации времени PTPv2, были реализованы и прошли испытания в реальных условиях распределительных подстанций. В результате этой работы коммутатор для цифровой подстанции с поддержкой шины станции и шины процесса был признан победителем всероссийского конкурса инновационных проектов в сфере электроэнергетики «Энергопрорыв-2022».

Рис. 2. Различные типы устройств сопряжения с шиной процесса TOPAZ MU

Рис. 3. Устройство синхронизации времени TOPAZ Метроном PTS

Рис. 4. Интеллектуальное электронное устройство (ИУЭ) TOPAZ IEC DAS



Следует отметить, что все подстанции, модернизируемые в рамках данного проекта, не были новыми подстанциями. В состав проекта входили также объекты почтенного возраста с ячейками типа КСО-2УМз и масляными выключателями и неотапливаемыми помещениями РУ СН.

В процессе инсталляции и эксплуатации были произведены технологические доработки, а также разработаны варианты, адаптированные для различных типов КРУ СН. Одним из важнейших условий устойчивости функционирования высокоавтоматизированной подстанции является надежность работы системы синхронизации времени.

Архитектура, в которой шина процесса является надежным источником полного набора цифровых данных о состоянии оборудования и электрических параметрах сети, а функции интеллектуального электронного устройства (ИЭУ) выполняет высокопроизводительный контроллер промышленного исполнения, позволяет реализовать все необходимые функции РЗА. Функции реализуются в виде алгоритмов в ИЭУ, которые осуществляют соответствующую обработку цифровых потоков шины процесса.

Таким образом, система автоматизации на базе третьей архитектуры позволила реализовать следующие функции:

  • функции РЗА, включающие в себя все необходимые типы защит для оборудования распределительной сети: ЛЗШ, МТЗ, УРОВ, АВР, прием сигналов ЗДЗ, ЗОЗЗ, АУВ. Все шинки «УРОВ», «ЛЗШ», «ЗДЗ», которые традиционно выполнялись цепями вторичной коммутации, в данной системе заменяются на логические связи в ИЭУ;
  • функции телемеханики (ТМ) с высочайшей степенью информативности;
  • подсистему контроля качества электроэнергии (ККЭ);
  • подсистему аварийной регистрации событий (РАС);
  • АИИС КУЭ.

Один из важнейших аспектов проекта – проверка возможности реализации системой АСУ такой архитектуры функций РЗА и регистрации авариных событий (РАС).

В рамках данного проекта проведена колоссальная работа, в рамках которой удалось добиться и подтвердить устойчивость функционирования системы синхронизации времени, АИИС КУЭ, РЗА, МИП, ПКЭ, РАС в условиях РП распределительных сетей.

Проект «Модернизация 61 РП 10 кВ филиала ПАО «Россети Московский регион» – «Новая Москва» по технологии высокоавтоматизированная (цифровая) подстанция с функциями РЗА, ССПИ, ПКЭ, АИИСКУЭ с организацией шины процесса МЭК 61850-9.2 шины станции МЭК 61850- 8.1 удостоен диплома первой степени на конкурсе «Цифровая энергия» в номинации «Лучшие реализованные проекты, позволяющие изменить технологические процессы в энергетике».

Все функции РЗА на модернизируемых объектах дублировались, поскольку существующее силовое оборудование было оснащено средствами РЗА традиционного исполнения. Накопив существенный опыт, инициативная группа ПАО «Россети Московский регион», совместно с ООО «ПиЭлСи Технолоджи» готова предложить решение создания высокоавтоматизированного распределительного пункта.

В соответствии с наработками, полученными в ходе монтажных и наладочных работ, а также в соответствии с рекомендациями эксплуатирующего персонала разработано принципиально новое исполнение ИЭУ, разработанное с учетом накопленного опыта и адаптированное для работы в шине процесса на распределительных подстанциях. Новое устройство обладает большей вычислительной мощностью и оснащено встроенным пользовательским интерфейсом. Устройство выдержало аттестационные испытания на соответствие требованиям ПАО «Россети», предъявляемым к устройствам РЗА.

Предлагаемое решение предполагает использование одного интеллектуального электронного устройства (ИЭУ) TOPAZ DRP-35, которые выполняют функции РЗА всех присоединений. Для достижения высокого уровня надежности, устройство может дублироваться.

Рис. 5.ИЭУ TOPAZ DRP-35

ИУЭ обеспечиваем прием и обработку всех цифровых потоков шины процесса и реализацию следующих функций:

  • расчет среднеквадратичных значений (RMS) электрических величин (сила тока нагрузки, напряжение, мощность) и формирование сигналов ТИ для нужд диспетчеризации (функция МИП телемеханики);
  • обработка GOOSE и MMS-сообщений от всех ПДС и формирование ТС для нужд диспетчеризации (функция телемеханики);
  • обработка цифровых потоков SV, GOOSE и MMS-сообщений в соответствии с алгоритмами РЗА и реализация функций РЗА, включая ЛЗШ, МТЗ, УРОВ, АВР, при этом все шины «УРОВ», «ЛЗШ», «ЗДЗ», которые традиционно выполнялись цепями вторичной коммутации, теперь заменяются на логические связи в ИЭУ;
  • обработка цифровых потоков SV, GOOSE и MMS-сообщений для реализации функций регистрации аварийных событий. Устройство формирует тренды в формате Comtrade 2013.
  • обработка цифровых потоков SV шины процесса с целью реализации функций контроля качества электрической энергии (ККЭ).

Неоспоримое преимущество данного решения – наличие возможности дальнейшего наращивания функционала без реконструкции системы. Поскольку все функции системы реализованы в виде соответствующих алгоритмов, исполняемых ИЭУ, для реализации дополнительных функций необходимо описать соответствующий алгоритм и добавить в ИУЭ в виде исполнительного файла.

Рис. 6.Структурная схема высокоавтоматизированного РП

Сопряжение первичного силового оборудования подстанции (ТТ, ТН, ячейка РП) с шиной процесса выполняют устройства TOPAZ MU соответствующей конфигурации. В частности, для присоединения к шине процесса присоединения (Ввод или отходящая линия) может применяться устройство имеющее 8 каналов тока/ напряжения, 16 дискретных входа и 4 дискретных выхода. TOPAZ MU формирует поток данных в соответствии с МЭК 61850-9.2 (Sampled Values) с частотой, задаваемой при настройке устройства в зависимости от требуемых функций. Также устройство формирует GOOSE и MMS-сообщения и принимает команды управления в соответствии с МЭК 61850-8.1 и формирует управляющие воздействия на приводные механизмы коммутационных аппаратов.

Передача SV-потоков, GOOSE и сообщений осуществляется одновременно через две независимые сети (шина процесса) с использованием протокола резервирования PRP. Шина процесса строится из двух управляемых коммутаторов, установленных в двух разных шкафах РЗА.

Для обеспечения функций диспетчеризации (телемеханики), предусматривается коммуникационный сервер с возможностью подключения к каналообразующему оборудованию для присоединения к технологической сети, а также с возможностью организации беспроводных каналов передачи данных на вышестоящие уровни с использованием услуг, предоставляемых операторами сотовой связи и технологий GSM/GPRS, VPN-Internet, APN и других. Коммуникационный сервер осуществляет обмен данными с оборудованием вышестоящего уровня по протоколам МЭК 60870-5-104 или МЭК 61850-8.1 (MMS).

Для организации оперативного питания всех систем в каждом шкафу РЗА предусмотрена своя система гарантированного питания, включающая аккумуляторную батарею, преобразователь напряжения и панель распределения питания.

В предлагаемом решении компания использует цифровое оборудование, произведенное в России и имеющее аттестацию ПАО «Россети». Сетевые коммутаторы разработаны в соответствии с текущими требованиями информационной безопасности. Используемое оборудование включено в Реестр промышленной продукции, произведенной на территории Российской Федерации. Такой подход позволяет исключить применение оборудования из недружественных стран на объектах критической инфраструктуры и отсутствия гарантийных и сервисных обязательств при «серых» поставках оборудования.

Данное решение по комплексной автоматизации распределительного пункта экономически сопоставимо с традиционным подходом телемеханизации РП с установкой МП защит, при этом закладывает прочную базу для дальнейшей интеграции данного РП в цифровой РЭС с работой алгоритмов определения повреждения, автоматического восстановления сети и других видов автоматического управления. Решение обладает высокой заводской готовностью, сокращает объем наладочных работ на этапе строительства и объем обслуживания на этапе эксплуатации, легко масштабируется и тиражируется, при этом предоставляя функциональную гибкость.

Написать нам

Для получения коммерческого предложения и консультации по продукту.

Ваше письмо будет передано в корпоративный отдел продаж.

Перейти к заявке
Техподдержка

Ваше письмо будет передано техническому специалисту.

При первичном обращении требуется регистрация.

Перейти к запросу
КОМПЛЕКСНЫЙ СЕРВИС
«ПиЭлСи Технолоджи» реализует проекты «под ключ» благодаря собственному научно-производственному комплексу и полному циклу производства и внедрения
Производство микропроцессорных устройств ПиЭлСи Технолоджи
Производство микропроцессорных устройств
Проектные отделы ПиЭлСи Технолоджи
Проектные отделы
Внедренческие подразделения ПиЭлСи Технолоджи
Внедренческие подразделения
Сборочное производство ПиЭлСи Технолоджи
Сборочное производство
Филиалы в федеральных округах ПиЭлСи Технолоджи
Филиалы в федеральных округах
Инженерный центр ПиЭлСи Технолоджи
Инженерный центр
Конструкторское бюро ПиЭлСи Технолоджи
Конструкторское бюро
Метрологическая лаборатория ПиЭлСи Технолоджи
Метрологическая лаборатория
Отдел разработки программного обеспечения ПиЭлСи Технолоджи
Отдел разработки программного обеспечения
Учебный центр ПиЭлСи Технолоджи
Учебный центр
Инженерный центр ПиЭлСи Технолоджи
Инженерный центр
онструкторское бюро ПиЭлСи Технолоджи
Конструкторское бюро
етрологическая лаборатория ПиЭлСи Технолоджи
Метрологическая лаборатория
Отдел разработки программного обеспечения ПиЭлСи Технолоджи
Отдел разработки программного обеспечения
Учебный центр ПиЭлСи Технолоджи
Учебный центр

Признанный лидер в сфере инновационных разработок и производстве оборудования связи


Основным направлением деятельности ООО «ПиЭлСи Технолоджи» является производство оборудования для систем автоматики и телемеханики. Вся выпускаемая продукция производится с применением самых передовых технологий на современном автоматизированном оборудовании и с использованием только качественных комплектующих.


Сейчас мы располагаем автоматической линией поверхностного монтажа, с остоящей из высокоточного принтера трафаретной печати DEK Horizon 03iX, двух универсальных автоматов установки компонентов Hanwha Precision Machinery производительностью до 56 000 комп/час, конвейерной конвекционной печи ERSA, объединенных между собой высоконадежными конвейерными системами NUTEK, что позволяет загружать пустые платы на входе и быстро получать на выходе готовый печатный узел без вмешательства человека в ход процесса.


Наверх