Ce poți găti din calmar: rapid și gustos
Substația digitală este numită componenta de bază a creării unei rețele inteligente - și se află acest subiect în ultima vreme devine din ce în ce mai popular. Aceasta este o metodă de automatizare inovatoare, recunoscută la nivel internațional, rezolvator de probleme management eficient instalații energetice, transformându-l complet în format digital. Prin integrarea acestei tehnologii în sistemele de automatizare a substațiilor, companiile producătoare au combinat mai mult de un deceniu de experiență în producția de transformatoare pentru instrumente de curent și tensiune „netradiționale” cu cele mai noi tehnologii comunicații și a făcut posibilă conectarea echipamentelor primare de înaltă tensiune la dispozitive de protecție și automatizare cu relee (RPA). Acest lucru asigură o fiabilitate și disponibilitate crescută a sistemului, precum și optimizarea circuitelor secundare la substație.
Companiile de vârf din această industrie continuă să se dezvolte această tehnologieși, după cum notează experții, combinarea eforturilor este de o valoare deosebită, având în vedere importanța și amploarea sarcinilor. Este imposibil ca o companie să implementeze acest proiect semnificativ strategic pentru industrie, notează experții. În opinia lor, vremea în care toate aceste tehnologii erau secrete comerciale a trecut deja și a apărut o adevărată comunitate pentru implementarea substațiilor digitale, care promovează această tehnologie în toate direcțiile.
Confirmarea acestor cuvinte este acordul dintre Alstom și Cisco, care au convenit să dezvolte în comun soluții pentru automatizarea în siguranță a substațiilor digitale. Aceste soluții vor folosi routere și comutatoare pentru substațiile Cisco Connected Grid într-un design securizat, cu capabilități avansate de comunicare și funcții de securitate a informațiilor și sistemul de control Alstom DS Agile pentru automatizarea substațiilor.
Acest lucru va aduce performanța comunicațiilor IP la nou nivelși să asigure integrarea securității informațiilor, monitorizarea și managementul distribuit. Pe baza acestei soluții, au fost deja create centre de transmisie a informațiilor și distribuție a energiei în cadrul arhitecturii moderne a rețelei electrice.
Soluțiile vă permit să gestionați accesul utilizatorilor la resursele critice, să detectați și să eliminați posibilele atacuri electronice în întreaga infrastructură de rețea. Arhitectura stației digitale conține o funcționalitate cuprinzătoare de management al siguranței bazată pe recomandările NIST (Institutul Național de Standarde și Tehnologie) și IEC (Comisia Electrotehnică Internațională).
După cum notează Cisco, abordarea arhitecturală multistratificată utilizată va asigura implementarea optimă a sistemului de automatizare a substației și va permite proiectarea eficientă pentru implementarea soluțiilor. Facilitează proiectarea infrastructurii de comunicații și integrarea acesteia cu funcții de securitate și control esențiale, monitorizarea activelor și echipamentele de gestionare a rețelei electrice. Caracteristicile inteligente vă ajută să monitorizați îndeaproape capacitatea de încărcare și să operați echipamentele electrice la eficiență maximă.
Abordarea arhitecturală stratificată va sprijini, de asemenea, comunicațiile cu fir și fără fir pe o singură rețea convergentă, în timp ce unitățile pot implementa programe de întreținere proactive care extind timpul de funcționare a echipamentelor și reduc costurile de întreținere a echipamentelor. Rețeaua de stații acceptă standardele de comunicații existente și noi (de exemplu IEC 61850), precum și prioritizarea transmiterii datelor de control față de alt trafic.
Principalele avantaje ale substațiilor digitale se află în domeniul economiei: costul de creare și costul de funcționare sunt reduse. Economiile sunt realizate prin reducerea suprafeței necesare pentru a localiza instalația, reducerea cantității de echipamente (de exemplu, prin combinarea diferitelor dispozitive) și, în consecință, a costului lucrărilor de instalare.
Ca urmare, costul automatizării controlului unei substații nu va fi mai mare de 15 la sută din costul construcției și dotării sale cu echipamente primare. Din punct de vedere al fiabilității, o substație digitală beneficiază de un număr mai mic de elemente și de utilizarea instrumentelor de monitorizare și diagnosticare.
Cum evaluează experții perspectivele pentru introducerea acestei tehnologii în Rusia? Companii care pretind că au echipamentul necesar, au stăpânit tehnologia și au competențele necesare, este suficient, dar etape practice, ca de obicei, mai puțin. O altă întrebare este alegerea între ofertele interne și cele externe. Potrivit specialiștilor FGC UES, un compromis este necesar atunci când „puteți accepta decizii de brand și, ca opțiune de rezervă, dezvoltările interne oferite pieței”. În plus, fără elemente de reglementare administrativă din partea Federal Grid Company, acest proces nu va avea succes.
Și totuși, în Rusia, procesul de introducere a substațiilor digitale a început cu siguranță, după cum a demonstrat întâlnirea conducerii Alstom și OJSC rețele rusești„, dedicată discuției despre proiectele actuale și viitoare ale substațiilor digitale. La întâlnire a participat, în numele lui Rosseti, directorul general Oleg Budargin, ceea ce indică importanța acestui domeniu pentru companie.
În ceea ce privește Alstom, aceasta este implicată activ în implementarea tehnologiilor de sisteme electrice inteligente cu o rețea activ-adaptativă. În prezent, compania participă la implementarea proiectului primei substații digitale din Rusia bazată pe stația de 220 kV Nadezhda, o filială a JSC FGC UES MES din Urali. Alstom furnizează echipamente și instalează controlere de compartiment care acceptă IEC 61850-9-2 LE, sisteme de protecție și automatizare cu relee și sisteme de control automat al proceselor și va efectua, de asemenea, punerea în funcțiune a acestora.
În prezent, în Rusia sunt implementate mai multe proiecte de substație digitală, cum ar fi site-ul de testare pilot „Digital Substation” bazat pe „STC FGC UES”, substația de 500 kV Nadezhda bazată pe Magistralnye retelelor electrice Ural, precum și clusterul Elgaugol.
Cu toate acestea, după cum notează experții, cea mai importantă componentă încă lipsește în această chestiune - o metodologie completă de proiectare. Este necesar să se rezolve problema automatizării acestui proces până când personalul este instruit. În caz contrar, acest lucru va încetini semnificativ dezvoltarea substațiilor digitale în Rusia, ceea ce este extrem de nedorit.
Astăzi se vorbește mult despre tehnologia „Substație digitală”. Acest subiect a fost odată dezvoltat în Rusia sub auspiciile FGC UES pentru substații mari pentru clase de tensiune ultra-înaltă (220 kV și mai sus), dar acum poate fi găsit și la instalații mai modeste. Mai mult, cele mai avansate în ceea ce privește utilizarea tehnologiilor digitale sunt câteva substații experimentale de 110 kV, cum ar fi stația Olimpiyskaya din Tyumenenergo. Acest lucru se datorează parțial unei încercări de a reduce costurile site-urilor experimentale, parțial unei încercări de a reduce daunele posibile defecțiune echipamente noi într-un sistem de putere real.
În același timp, nu este întotdeauna clar care substație poate fi considerată complet digitală? Însăși introducerea tehnologiilor digitale în sectorul energetic a început în urmă cu mai bine de 20 de ani odată cu apariția primelor unități de automatizare și protecție cu relee bazate pe microprocesoare, care aveau capacitatea de a fi integrate în sisteme de control automate pentru canale digitale comunicatii.
Dar astăzi, o substație digitală înseamnă de obicei un obiect ușor diferit.
Odată cu lansarea standardelor modificate anul acesta design tehnologic Substația 35-750 kV FSK (din data de 25.08.2017) puteți analiza această problemă mai detaliat. Cred că articolul va fi util nu numai celor interesați de tehnologiile de comunicare, ci și operatorilor de releu obișnuiți, dintre care mulți vor avea de-a face cu obiecte similare în viitor.
Să începem cu definițiile NTP FSK 2017 (în continuare extrase din document cu explicații)
După cum putem vedea, conform poziției FSK, doar acele substații care folosesc echipamente care acceptă standardele IEC-61850 sunt digitale.
Este de remarcat faptul că standardele IEC-61850 au fost dezvoltate inițial pentru funcționarea într-o singură substație, astfel încât informațiile sunt furnizate centrului de control folosind alte protocoale (de obicei IEC-60870-5-104), care aparent nu contrazice termenul „ substație digitală”
Cea mai importantă definiție, după părerea mea, este pentru că conține cerința de a utiliza TC-uri optice și TV-uri electronice, ca fiind cele mai avansate tehnologii din setul IEC-61850 (SV). Se pare că dacă o substație nu conține aceste elemente, atunci nu poate fi considerată digitală. Astfel, în Rusia nu există încă o singură substație digitală, deoarece toate OTT și ETN existente sunt conectate la protecția releului care funcționează numai pe semnal (de exemplu, site-ul de testare digitală RusHydro de la stația hidroelectrică Nijni Novgorod).
Astfel, Substația Digitală este tehnologia viitorului.
Chiar acolo. Toate dispozitivele trebuie să accepte comunicarea conform standardelor IEC-61850-8-1 (MMS, GOOSE). Tehnologia MMS este concepută pentru schimbul cu dispozitive nivel superior(la serverul ACS al unei anumite substații) și GOOSE – pentru schimbul orizontal între protecția releului și terminalele de automatizare și controlerele locației. Astfel, intrările și releele digitale bazate pe microprocesor ar trebui să fie de domeniul trecutului. Vești bune pentru cei care s-au săturat să întindă terminalele
Dar aceasta este o veste foarte interesantă pentru proiectanți - acum este necesar nu numai să construim, ci și să proiectați substații digitale în conformitate cu standardele IEC-61850.
În esență, aceasta înseamnă că ar trebui să proiectați nu pe hârtie sau în AutoCAD, cu transfer ulterior pe hârtie, ci imediat în formă digitală. Aceste. Drept urmare, proiectantul ar trebui să primească o sarcină gata făcută pentru configurarea sistemelor de protecție a releului și de control automat în formă digitală (un fișier în formatul limbajului de descriere SCL). Acest lucru va reduce semnificativ timpul de configurare, dar poate crește timpul de proiectare. Pentru a vă asigura că timpul de dezvoltare a proiectului nu crește, trebuie să creați proiecte standard pentru fiecare conexiune la substaţie. Aceasta este ceea ce FGC UES face în prezent ca parte a dezvoltării profilului național IEC-61850.
Încă un punct - acum, pentru a asigura funcționalitatea sistemului de protecție cu relee, trebuie să calculați parametrii rețelei locale (LAN). Aceste. Protecția și automatizarea releelor vor scăpa de circuitele discrete, dar vor depinde de rețeaua de comunicații a substației.
Toate funcțiile de protecție a releelor și sistemele automate de control de la substație vor fi strict standardizate și implementate pe un set de noduri logice. Citiți din nou paragraful de mai sus - cred că cererea de programatori și specialiști în software va începe în curând să crească în sectorul energetic. tehnologia de informație) Ce mai faci cu englezăși gândirea abstractă?
Acum va trebui să monitorizați cu atenție securitatea informatiei substații. Standardizarea are un dezavantaj, deoarece virușii și alte programe malware sunt scrise pentru cele mai populare sisteme de operare.
Protocoalele de transfer de date „învechite” vor putea fi utilizate, dar numai cu o justificare serioasă.
Ce concluzii se pot trage din acest document?
Poate că de data aceasta nu voi trage concluzii pentru că nu sunt un expert în aceste tehnologii.
Ce crezi? Va merge substația digitală în masă?
Sunt luate în considerare problemele privind implementarea proiectului comun al ZAO GC Electroshield-TM Samara și ZAO Engineering Center Energoservice pentru a crea celule digitale bazate pe tabloul de comutație SESH-70.Digitalsubstație de șanț.
CJSC „Centrul de inginerie „Energoservice”, Arkhangelsk,
CJSC „GK „Electroschit”-TM Samara”, Samara
Principalele avantaje ale unei substații digitale sunt asociate cu creșterea nivelului de automatizare a acesteia prin utilizarea de comunicații de viteză mai mare bazate pe Ethernet industrial cu suport pentru tehnologii de redundanță și securitate, utilizarea protocoalelor de schimb unificate atunci când este integrată cu substația automatizată. sistem de control al procesului de diferite inteligente dispozitive electronice(IED), posibilitatea implementării așa-numitelor conexiuni orizontale între IED-uri pentru schimbul de informații discrete (IEC 61850-8-1, mesaje GOOSE) și analogice (IEC 61850-90-5). Organizarea conexiunilor orizontale între dispozitivele electronice inteligente vă permite să construiți sistem fiabil interblocări operaționale la substație, asigură implementarea mai multor algoritmi eficienti dispozitive de protecție și automatizare, sisteme de reglare a tensiunii la substație etc.
Un alt avantaj major al unei substații digitale este reducerea semnificativă a numărului de fire de cupruîn circuitele secundare și operaționale sau absența acestora cu implementarea integrală a standardelor substațiilor digitale. Tranziția la tehnologiile de comunicații digitale la substații va permite monitorizarea și diagnosticarea completă a funcționării dispozitivelor electronice inteligente individuale, a rețelelor industriale, a celulelor de înaltă tensiune și a substației în ansamblu.
La substații se folosesc aparatele de comutare (RU). diferite niveluri stres. Cel mai mare număr de conexiuni are loc cel mai adesea la aparatele de distribuție de 6–20 kV. Prin urmare, sarcina urgentă este de a implementa soluții eficiente și accesibile bazate pe standardele IEC 61850 pentru aparatele de comutare de 6–20 kV.
Principala diferență dintre soluțiile pentru aparatele de comutație 6–20 kV față de soluțiile pentru aparatele de comutație deschise de 110 kV și mai sus se datorează faptului că componentele principale ale unei substații digitale sunt situate în interiorul celulelor de înaltă tensiune de 6–20 kV, ceea ce face posibilă pentru a simplifica implementarea redundanței rețelelor industriale, cerințe pentru asigurarea EMC, intrare/ieșire de informații analogice și discrete. Componenta principală a aparatului de comutație de nouă generație 6–20 kV este celula digitală.
Cea mai importantă sarcină a proiectului comun al JSC Engineering Center Energoservice și JSC GC Elektroshchit-TM Samara este legată de dezvoltarea unei celule digitale bazate pe aparatul de comutare complet (KRU) SESH-70 (Fig. 1), comparabil ca cost cu SESH -70 când se utilizează dispozitive tradiționale cu microprocesor și rețele industriale bazate pe RS-485. În același timp, substațiile echipate cu celule digitale SESH-70 trebuie să aibă mai multe nivel înalt fiabilitate, au capacitatea de a testa celulele imediat după asamblarea lor, oferă capacitatea de a monitoriza și diagnostica atât componentele individuale ale celulelor, cât și celula și substația în ansamblu.
Orez. 1. Aparatură completă SESH-70
În procesul de implementare a proiectului comun, sunt dezvoltate 4 opțiuni principale pentru o celulă digitală bazată pe aparatul de comutare SESH-70.
Opțiunea 1
Prima dintre opțiunile luate în considerare are gradul maxim de pregătire pentru producție în serie. Diagrama sa bloc este prezentată în Fig. 2.
Orez. 2. Diagrama bloc Prima versiune a celulei digitale
Componenta centrală a celulei digitale este convertorul de măsurare multifuncțional ENIP-2, care asigură măsurarea parametrilor modului sistemului de alimentare pe baza valorilor pătratice medii, precum și pe baza curenților și tensiunilor armonice principale, îndeplinind funcțiile de telesemnalizare și telecontrol, contorizare tehnică a energiei electrice, înlocuirea dispozitivelor de panou la utilizarea modulelor de afișare, contorizare tehnică a energiei electrice, monitorizarea calității puterii.
Dispozitivele ENIP-2 conțin unul sau două porturi Ethernet (pereche răsucită 2 × 100BASE-TX sau optică 2 × 100BASE-FX MM LC) cu suport pentru IEC 61850-8-1. Sunt posibile atât operarea independentă a porturilor, cât și operarea prin comutatorul de rețea încorporat. ENIP-2 are încorporat un server de mesaje MMS, un editor și un abonat al mesajelor GOOSE pentru a implementa blocarea și controlul operațional.
Pentru a extinde funcționalitatea ENIP-2, acestea sunt completate cu module de intrare/ieșire discrete, unități de telecomandă cu relee încorporate, module de rețea prin cablu de 6–35 kV, module de intrare/ieșire de la diverși senzori prin intermediul magistralei 1 fir. (senzori de temperatură, senzori de umiditate, sisteme de securitate etc.), module de afișare bazate pe indicatoare LED, LCD-uri cu ecran tactil alb-negru și color.
Pentru a înlocui dispozitivele de panou și indicatorii de stare a celulei, sunt propuse două soluții principale de proiectare (Fig. 3): plasarea separată a ENIP-2 și a unuia sau mai multor module de indicație și combinarea ENIP-2 și a unui modul de indicare în un singur dispozitiv cu instalarea dispozitivului de panou la loc.
Orez. 3. ENIP-2 și modul de afișare
Cu o mare varietate de funcții, costul ENIP-2 împreună cu modulul de afișare este comparabil cu costul unui traductor de măsurare telemecanic multifuncțional sau al unui dispozitiv cu panou multifuncțional. În cazul contorizării tehnice a energiei electrice, ENIP-2 înlocuiește contorul energie electrica. Astfel, utilizarea ENIP-2 are și un efect economic. În acest caz, se realizează o combinație rară de inovație și câștig financiar.
Conectarea releului de protecție și a contorului de electricitate la magistrala stației (Fig. 2) se face printr-un dispozitiv de interfață special - o poartă, deoarece în prezent nu există dispozitive de protecție a releului și contoare la prețuri accesibile cu suport pentru IEC 61850-8-1. Utilizarea unui gateway ar trebui considerată o soluție temporară. În viitorul apropiat, sunt de așteptat să apară URZA și contoare la prețuri accesibile cu suport pentru autobuzul substației. Astfel, specialiștii de la JSC Engineering Center Energoservice finalizează dezvoltarea unui aparat de măsurare multifuncțional ESM, care, spre deosebire de ENIP-2, îndeplinește funcțiile unui contor de energie electrică comercial.
Alegerea echipamentelor pentru reteaua locala se face de catre client in etapa de comanda a celulelor digitale. Cea mai rațională soluție pentru implementarea unei magistrale de substație presupune utilizarea dispozitivelor de rețea care îndeplinesc funcțiile unui adaptor de comunicare special pentru rețelele cu redundanță RedBox (Redundancy Box) și un comutator. Aceste dispozitive de rețea oferă suport pentru protocolul de redundanță al rețelei HSR conform IEC 62439-3 pentru rețelele Ethernet industriale cu topologie inel sau protocolul de redundanță PRP pentru rețelele industriale cu orice topologie. Utilizarea comutatoarelor combinată cu RedBox face posibilă simplificarea implementării dispozitivelor electronice inteligente. În acest caz, IED-urile utilizate sunt suficiente pentru a avea o singură interfață de rețea. Începerea producției în masă a acestor comutatoare cu implementarea protocoalelor de redundanță HSR și PRP pe circuite integrate logice programabile (FPGA, Field-Programmable Gate Array) de către Moxa și Kyland este planificată pentru prima jumătate a anului 2014.
În celulele de înaltă tensiune, se utilizează duplicarea multiplă a semnalelor discrete de intrare/ieșire, se utilizează un număr mare de fire de cupru, ceea ce duce la o fiabilitate redusă. Pentru dispozitivele de protecție și automatizare cu relee, se folosesc adesea telemecanica, dispozitivele de indicare a stării celulei și organizarea interblocării operaționale, întrerupătoarele de limitare separate, contactele blocului de comutatoare etc.
În cel prezentat în Fig. Opțiunea 2 utilizează doar dublarea dublă a semnalelor de intrare/ieșire.
Opțiunea 2
A doua versiune a celulei digitale (Fig. 4) implică eliminarea dublării de intrare a semnalelor discrete pentru a îndeplini funcțiile de protecție și automatizare a releului, telemecanică, interblocări operaționale etc. Acest lucru va reduce semnificativ numărul de fire de control și va crește fiabilitatea .
Orez. 4. Diagrama bloc a celei de-a doua versiuni a unei celule digitale (substație digitală)
Diagrama bloc din fig. 4 a fost construit pentru cazul în care este necesară contorizarea tehnică a energiei electrice. Dacă este necesar să se efectueze contorizarea comercială a energiei electrice, se plănuiește utilizarea dispozitivului de măsurare multifuncțional ESM în locul ENIP-2.
Diferența fundamentală față de prima opțiune este asociată cu o schimbare a metodelor de intrare/ieșire a semnalelor discrete. SESH-70 are o oportunitate unică de a înlocui complet întrerupătoarele de limită, de a bloca contactele cu senzori fără contact și de a trece la interacțiunea cu o unitate de control a comutatorului de vid cu un blocaj electromagnetic prin interfețe digitale.
Această opțiune implică utilizarea unui sistem de intrare/ieșire discretă distribuită bazat pe utilizarea modulelor speciale de intrare/ieșire discrete ENMV-4-XX. Acest subsistem poate fi considerat cea mai simplă versiune a unei magistrale de proces pentru intrare/ieșire discretă într-o celulă digitală.
Familia de module ENMV-4-XX este dezvoltată special pentru intrare/ieșire discretă în celule SESH-70. Familia include următoarele dispozitive: un modul de intrare a informațiilor de la senzori de poziție fără contact, un modul de intrare a informațiilor din contacte uscate, un modul de intrare/ieșire de la actuatoare, un modul pentru interacțiunea cu o unitate de comandă a comutatorului de vid cu un blocaj magnetic.
Utilizarea senzorilor de poziție fără contact în aparatele de comutare în locul întrerupătoarelor de limită și a contactelor bloc are avantaje incontestabile. În primul rând, dispar problemele asociate cu contactele „sărinte”, nevoia de a sparge pelicula de oxid și un număr mare de fire de control. În al doilea rând, consumul de curent operațional este redus, fiabilitatea este crescută și devine posibilă furnizarea de diagnosticare a subsistemului de intrare/ieșire a informațiilor discrete.
Informațiile sunt introduse de la senzorii fără contact din modulul ENMV-4-BK utilizând un convertor analog-digital (ADC) multicanal. Acest lucru vă permite să monitorizați tensiunea reziduală a senzorului și să diagnosticați o defecțiune pe baza valorii sale și oferă, de asemenea, flexibilitate atunci când lucrați cu diverse modele senzori Aparatele complete SESH-70 folosesc senzori fără contact din seria E2A de la Omron pentru a monitoriza poziția elementelor de comutație, inclusiv poziția elementului retractabil, comutatorului, întrerupătoarelor de împământare, ușii compartimentului, supapelor de protecție în caz de urgență etc.
Utilizarea modulelor ENMV-4-BK împreună cu senzorii din seria E2A poate reduce semnificativ numărul de cabluri de control dintr-o celulă de înaltă tensiune, poate crește fiabilitatea aparatului de comutare și, de asemenea, poate organiza un sistem de interblocare eficient.
Modulele de intrare/ieșire discrete sunt cât mai aproape posibil de senzorii de semnal discret. Modulele sunt conectate la unitatea principală pentru interfața cu magistrala de proces USSH-D folosind o rețea CAN industrială.
Sistemul de intrare/ieșire discretă propus, bazat pe utilizarea unei rețele CAN industriale, are capacitatea de a diagnostica atât rețeaua în sine, cât și senzori individuali și unități de control pentru comutatoare de vid. Pentru a implementa interblocări operaționale, logica programabilă este furnizată în dispozitivul de interfață USSh-D în curs de dezvoltare.
Opțiunea ideală pentru conectarea dispozitivelor de protecție și automatizare cu relee la USSH-D este conectarea printr-o interfață digitală, care necesită modernizarea dispozitivelor de protecție și automatizare a releului. O opțiune intermediară implică utilizarea unui modul suplimentar ENMV-4-MS, controlat de USSh-D, care convertește codul digital în semnale discrete pentru echipamentul automat de protecție.
Opțiunea 3
A treia opțiune este o implementare completă a unei celule digitale (Fig. 5).
Orez. 5. Diagrama bloc a celei de-a treia versiuni a unei celule digitale
A treia opțiune folosește dispozitivele de interfață cu magistrala de proces USSh-T, USSh-N, USSh-D ca componente de bază ale unei celule digitale. Toate sunt dezvoltate pe baza cuplajului de magistrală de proces analogic ENMU și a cuplatorului de magistrală de proces discret ENCB. Dezvoltarea dispozitivelor de interfață cu magistrala de proces a fost realizată de specialiștii de la JSC Engineering Center Energoservice din 2011. Dispozitivele au o structură modulară. Module principale: modul de curent pentru conectarea la înfășurările de măsurare și releu ale transformatorului de curent, modul de tensiune, modul procesor, modul de intrare/ieșire discretă, modul de putere. Fiecare are mai multe modificări.
Necesitatea dezvoltării diverselor modificări ale modulelor de curent și ale modulelor de tensiune este asociată atât cu implementarea dispozitivelor de interfață (MU, Merging Unit), de exemplu, atunci când se utilizează senzori optici de curent sau senzori de curent folosind un tor Rogowski, senzori de tensiune capacitivi sau rezistivi, și cu implementarea unui tip special de interfață de dispozitiv – SAMU (Stand-Alone Merging Unit), conectat la transformatoare tradiționale de curent și tensiune.
Dacă ENMU este utilizat ca SAMU, atunci când îl configurați, sunt specificate următoarele moduri de operare posibile: formarea de fluxuri de date separate sau combinate de la releu și înfășurările de măsurare ale transformatorului de curent pentru valorile eșantionate și pentru măsurători vectoriale. Ultimele modificări ale ENMU asigură transmiterea simultană a trei fluxuri de valori eșantionate (sv256, sv80M, sv80P), iar protocolul de rezervare PRP (IEC 62439-3) este implementat.
Cuplajele magistralei de proces ENMU nu au fost dezvoltate numai pentru a fi utilizate în sisteme de comutație de 110 kV și mai sus. Dimensiunile generale și greutatea dispozitivelor ENMU permit instalarea acestora în compartimente de relee ale celulelor de înaltă tensiune de 6-20 kV. Pentru celulele digitale SESH-70, sunt dezvoltate dispozitive analogice și discrete specializate pentru interfața cu magistrala de proces, pe baza unor module gata făcute.
Trebuie remarcat faptul că într-o celulă digitală este posibil să se utilizeze atât un dispozitiv analogic combinat pentru interfața cu magistrala de proces (USSh), cât și un dispozitiv curent pentru interfața cu magistrala de proces (USSh-T), precum și un dispozitiv pentru interfața de tensiune cu magistrala de proces (USSH-N).
A treia opțiune oferă o magistrală de proces internă utilizând o topologie punct la punct și o magistrală de proces externă, pentru care datele sunt generate de controlerul locației prin consolidarea fluxurilor de date de la USSh-T, USSh-N și dispozitivul de interfață magistrală de proces cu senzori USSh-D discreti. Consolidarea datelor se poate face prin combinarea valorilor eșantionate de curent și tensiune sau prin combinarea valorilor eșantionate de curent și tensiune cu mesajele GOOSE.
Dacă este necesară extinderea funcționalității protecției și automatizării locale, se poate conecta și un dispozitiv suplimentar de protecție cu relee printr-o schemă punct la punct. Pentru a implementa alte dispozitive de protecție și automatizare cu relee (dispozitive centralizate de protecție și automatizare cu relee, protecție diferențială a liniilor, autobuzelor, dispozitive centralizate de automatizare de rutină și de urgență), este necesar să se conecteze controlerul de conexiune la magistrala de proces de 6–20 kV al aparatului de distribuție printr-un comutator. Una dintre opțiunile posibile este utilizarea dispozitivelor de rețea care îndeplinesc funcțiile unui adaptor de comunicare special pentru rețelele cu redundanță RedBox (Redundancy Box) și un comutator care acceptă protocoale de redundanță HSR sau PRP. Dispozitivele de rețea specificate au fost menționate la descrierea primei versiuni a celulei digitale.
În opțiunea luată în considerare, se presupune că se utilizează un dispozitiv ESM multifuncțional (Fig. 6), care, spre deosebire de ENIP-2, îndeplinește în plus funcțiile unui contor de electricitate comercial, un dispozitiv pentru măsurarea indicatorilor de calitate a puterii și o măsurare vectorială sincronizată. dispozitiv. Specialiștii Centrului de Inginerie ZAO Energoservice dezvoltă două modificări principale ale ESM: cu intrări analogice și intrări digitale în conformitate cu IEC 61850-9-2.
Foto: Serviciul de presă al primarului și guvernului Moscovei. Denis Grișkin
Substația va furniza energie electrică clădirilor clusterului de inovare, precum și clădirilor rezidențiale situate în apropiere.
PJSC MOESK a fost construit pe teritoriul centrului Skolkovo, lângă autostrada Mozhaiskoye. Acesta va asigura alimentarea cu energie a clădirilor clusterului de inovare, precum și a clădirilor rezidențiale și organizatii comerciale situat în apropiere.
„În Skolkovo, pentru prima dată în Rusia, a fost construită o substație digitală inovatoare. Cred că acesta este un eveniment revoluționar. Acesta este un pas în viitorul industriei de energie electrică”, a menționat. El a amintit că în capitală există peste 100 de mii de kilometri de rețele electrice, iar peste 20 de mii de substații funcționează.
„Și costul și fiabilitatea electricității depind în mare măsură de modul în care va funcționa această mașină uriașă, de modul în care vor funcționa substațiile, de cum va funcționa rețeaua imensă”, a adăugat primarul Moscovei.
Substația digitală este doar un element al acestui sistem. „În continuare vom vorbi despre crearea unei rețele digitale pentru consumator. Toate acestea împreună ar trebui să ofere o reducere de aproximativ 30 la sută cheltuieli curente. Și, desigur, fiabilitatea va fi mult îmbunătățită. Prima astfel de rândunică din Rusia a apărut la Skolkovo. Sper că această rândunică va zbura în curând în alte zone. Va marca începutul unei reconstrucții sistemice a rețelei electrice”, a subliniat Serghei Sobyanin.
Stația electrică este controlată digital, fără prezența personalului, a declarat Pavel Livinsky, director general al Rosseti PJSC. „Toate acțiunile de control sunt efectuate în format digital de transmisie a datelor. Toate informațiile sunt acumulate. De fapt, deja vorbim despre faptul că acestea sunt elemente inteligenţă artificială management”, a spus el.
Stilul high-tech
Capacitatea totală de transformare a stației electrice este de 160 megawați. Lansarea sa este programată pentru 30 iunie. Substația electrică Medvedevskaya ar fi trebuit să fie construită în 27 de luni, dar a fost finalizată mult mai devreme - în 18 luni. Astfel, perioada de construcție a fost redusă de o dată și jumătate. Substația este proiectată în stil high-tech: se va potrivi armonios în dezvoltarea viitoare a Skolkovo.
Antreprenorul general este JSC Stroytransgaz.
Concomitent cu construcția stației, au fost pozate linii de cablu de 110 kilovolti (abordări) cu o lungime totală de 7,6 kilometri.
Fabricat in Rusia
La substație pentru prima dată în istoria modernă instalat echipamente moderne producție rusească. Astfel, este echipat cu un tablou complet izolat cu gaz (GIS) de 110 kilovolți, conceput pentru a conecta patru linii. Aceasta este inima substației. GIS asigură recepția și distribuția energiei electrice în rețelele de curent alternativ. Dispozitivul a fost fabricat în Sankt Petersburg la întreprinderea Elektroapparat.
Conform director general PJSC „MOESK” Peter Sinyutin, la construirea unei noi substații, compania a luat în considerare zeci de factori. Printre acestea se numără momentul punerii în funcțiune a noilor capacități, planurile de dezvoltare a teritoriilor, specificul terenului alocat, caracteristicile locației comunicațiilor și așa mai departe.
„Dispunerea unei substații este o problemă complexă din punct de vedere tehnic și, de regulă, echipamentele care s-au dovedit în alte locații sunt folosite pentru a o rezolva. În cazul substației Medvedevskaya, a fost mai convenabil pentru companie să furnizeze aparate de comutare companie străină, de exemplu Siemens. Acest lucru a fost planificat inițial în proiect. Cu toate acestea, înțelegând toate riscurile, compania MOESK și-a asumat responsabilitatea pentru prima dată în istorie Rusia modernă comandați și instalați un aparat de comutație de 110 kilovolti fabricat în Rusia. Desigur, o astfel de soluție necesita un studiu tehnic serios și noi soluții de inginerie, dar altfel întreprinderea autohtonă nu ar fi avut șansa de a crea un adevărat produs rusesc"- a spus Peter Sinyutin.
Ca urmare, uzina Elektroapparat din Sankt Petersburg a dobândit o experiență reală în producția și implementarea aparaturii de comutare complete izolate cu gaz.
Petr Sinyutin a adăugat că, pentru inginerii energetici, apariția aparatelor de comutare domestice face posibilă personalizarea completă a substațiilor. Echipament rusesc. Acest lucru reduce riscul creșterii prețurilor din cauza diferențelor de curs valutar și a penuriei de piese de schimb.
În ceea ce privește calitatea și fiabilitatea, precum și timpul de instalare, aparatele de comutare rusești nu sunt inferioare analogilor din lume. În plus, echipamentul casnic are un avantaj - costul său este cu 30 la sută mai mic.
Înțelegând riscurile clientului, producătorul și-a asumat o garanție sporită timp de 15 ani. În această perioadă, specialiștii companiei vor trebui să vină la substație pentru a remedia eventualele probleme cu echipamentul în termen de 24 de ore. Uzina mărește numărul de piese de schimb, unelte, dispozitive furnizate la substație și, de asemenea, organizează un depozit cu toate componentele aparatului de distribuție.
Mediu digital unificat
Substația este echipată cu două transformatoare de putere ulei-ulei cu o capacitate de 80 megawați fiecare. Dispozitivul de reglare a sarcinii cu care sunt echipate vă permite să reglați tensiunea în rețea fără a opri transformatorul. Producator: Togliatti Transformer LLC.
În plus, substația este echipată cu tablouri de comutare cu patru secțiuni de 20 kilovolti pentru 20 de celule liniare (producător: Samara Transformer OJSC), un sistem de protecție cu relee și sistem automatizat comenzi (producător: NPP Ekra LLC), precum și iluminare LED eficientă din punct de vedere energetic.
Conceptul de substație implică abandonarea sistemelor analogice învechite și crearea unui mediu digital unificat de control și protecție. Diagnosticarea (monitorizarea online a transformatoarelor de putere și a aparatelor de comutare), măsurătorile, analiza și controlul centrului de alimentare sunt efectuate într-un cod digital fără prezența personalului.
În viitor, substația digitală va deveni o componentă cheie a rețelei inteligente.
Instalații de rețea electrică din Moscova
Rețeaua electrică a Moscovei include 103,1 mii de kilometri de rețele electrice, 158 de centre de alimentare de înaltă tensiune (capacitatea lor depășește 32,9 mii megawați), precum și peste 23 de mii de stații de transformare de medie tensiune.
Rezerva de putere în rețea este de aproximativ 17 la sută.
Principala direcție de dezvoltare a sectorului electric este crearea unei rețele cu o tensiune de 20 kilovolți. Acest lucru va crește debitului rețelele de distribuție de cel puțin două-două ori și jumătate și va asigura conectarea noilor consumatori. Nu va fi lipsă de energie.
În fiecare an, în oraș sunt lansate una sau două noi posturi de înaltă tensiune și aproximativ 400 de posturi de transformare de medie tensiune.
În total, în 2012-2017, au fost introduși 12.259 de megawați de capacitate de transformare, au fost reconstruiți peste 2,2 kilometri și au fost construiti aproximativ 7,5 mii de kilometri de linii de cablu.
În 2018, este planificată punerea în funcțiune a 1.305 megawați de capacitate a transformatorului, precum și construcția a peste 1,6 mii de kilometri de rețele și reconstrucția a 261 de kilometri.
Nivelul de uzură al rețelelor electrice a scăzut de la 65,2% la 56,3% față de 2010.
Am fost întâmpinat din tren de Dmitri Afanasyev, șeful departamentului de relații publice și publicitate de la Centrul de informare Bresler. Ne-am dus la biroul IC Bresler. Prima impresie pe care am avut-o când ne-am apropiat de intrarea în birou a fost cam așa: „wow, ce clădire mare, iar Centrul de Cercetare Bresler are o verandă mică.” După cum sa dovedit mai târziu, a fost eronat. Acest lucru devine clar imediat după ce treci pe lângă agenții de pază, te afli la etajul doi, unde un coridor cu birouri la dreapta și la stânga merge mult în adâncuri. Partea administrativă a biroului în toate companiile este mai mult sau mai puțin aceeași: departamentele de contabilitate stau în birourile lor, directorii de vânzări și oamenii de PR în spațiul deschis. Am observat imediat sala mare de conferințe din dreapta. În spatele sticlei translucide, am recunoscut silueta lui Ivan Golikov, el este șeful departamentului IEC 61850 la Centrul de Cercetare Bresler și ne cunoaștem de destul de mult timp. Ivan a condus un seminar despre IEC 61850 pentru angajații companiei, probabil că în sală erau 30-40 de persoane; Mi s-a parut foarte misto. În general, seminariile interne corporative sunt un lucru util: este evident că nu este întotdeauna posibil să înțelegeți totul, dar atunci când cineva, după ce și-a dat seama, este gata să spună altora despre asta, acest lucru este extrem de util pentru dezvoltarea companie. Mai târziu, am vorbit cu Ivan, el a spus că aceasta nu este prima prelegere despre standardul pe care o dă în companie - există o serie întreagă de ele.
De la etajul doi am mers imediat la al patrulea, unde se află depozitul de producție și de produse finite. De fapt, pe acest etaj se întâmplă minuni: un set de plăci, structuri metalice și fire se transformă în terminale și dulapuri de protecție pentru relee. Aici am parcurs întreg lanțul de producție, cu excepția, însă, a instalării componentelor pe plăci cu circuite imprimate - aceasta se face într-un atelier separat.
În aripa stângă a etajului al patrulea se realizează asamblarea bornelor de protecție a releului: plăcile finisate cu componente așezate pe ele sunt asamblate pe cadre și instalate în carcase împreună cu surse de alimentare, elemente de control și indicare, iar toată instalația electrică este efectuată. afară.
Testarea se efectuează și aici. Terminalele finite sunt plasate în „cuptoare”, unde stau sub sarcină la o temperatură de 55 de grade în timpul zilei. Acest lucru vă permite să identificați toate defectele ascunse care nu au fost identificate în stadiile incipiente. După „aragaz”, toate terminalele sunt supuse din nou la o verificare completă a performanței.
Dulapurile de protecție cu relee sunt asamblate în aripa dreaptă a aceluiași etaj. În structurile metalice pregătite sunt instalate terminale gata de protecție și automatizare cu relee, toate instalațiile electrice sunt efectuate în conformitate cu proiectele de lucru și, în final, dulapul finit este testat.
După cum a spus Dmitry, doar Rittal cumpără dulapuri. Am avut experiență în interacțiunea cu alți producători, dar calitatea a fost dezamăgită - până la urmă am decis să nu economisim bani și să ne bazăm pe calitate. Alături de dulapuri standard de protecție cu relee pentru obiecte mari, am observat și compartimente de relee detașabile ale celulelor KRU-2008N.
La un moment dat, am făcut un interviu cu unul dintre ideologii acestei aparate de comutare - Yuri Ivanovich Nepomniachtchi - așa că am recunoscut imediat compartimentul releului detașabil. Atunci ideea asta mi s-a părut ciudată, dar când le-am văzut împreună cu dulapuri de protecție cu relee pentru obiecte „mari”, sensul ideii a devenit mai clar.
Dulapurile finite și compartimentele relee sunt trimise în zona de ambalare, unde sunt plasate în ambalaj în conformitate cu cerințele GOST. Aici Dmitry a povestit despre un caz când o mașină cu produse finite a avut un accident, s-a răsturnat și a rămas întins pe acoperiș.
Toate dulapurile au fost returnate la fabrică pentru inspecție. Când întregul pachet a fost deschis, au descoperit că doar un dulap avea sticlă spartă. În timpul inspecției end-to-end, nu s-au constatat defecțiuni în ceea ce privește operabilitatea.
O parte din etajul patru este ocupată de departamentul de dezvoltare software pentru automatizarea substațiilor. Produsele Bresler MiKRA și Energy Object ACS provin de aici. După cum sa dovedit mai târziu, aceasta este doar o mică parte din dezvoltatorii companiei.
De la etajul patru am coborât la sfânta sfintelor Centrului de Cercetare Bresler - la departamentul de dezvoltare, care ocupă aproape întreg etajul trei. Dezvoltatorii stau într-un spațiu deschis imens.
Pe coloanele pictate din centru atârnă diverse imagini abstracte. Nu am precizat istoria lor, dar sunt aproape sigur că mediul de aici a fost creat pentru a crea și, după părerea mea, chiar este propice acestui lucru.
Aproape fiecare angajat are un terminal de protecție releu lângă birou, sau chiar mai mult de unul. În plus față de terminal, unii au platforme de testare, osciloscoape și alte echipamente - cum ar fi. După cum mi-a spus Dmitry, costul locului de muncă al unui dezvoltator poate depăși un milion de ruble sau chiar mai mult...
Dezvoltatorii sunt foarte tineri - și aceasta este o mândrie specială a IC Bresler, despre care mi-a spus mai târziu director tehnic compania Vladimir Sergeevich Shevelev. La dezvoltare iau parte mulți studenți, dar chiar și dezvoltatorii care lucrează permanent la companie sunt foarte tineri. Acest lucru m-a făcut să cred că, desigur, nu am văzut încă Bresler IC în toată splendoarea sa: în 5-10 ani, tinerii se vor înghesui în apărările tradiționale, pe care până atunci vor fi stăpânit totul perfect și atunci va fi destul de interesant.
IC Bresler poate fi considerat cu siguranță un pionier în dezvoltarea de echipamente și soluții pentru substații digitale și sunt sigur că acest lucru se datorează în mare parte prezenței unui număr mare de tineri dezvoltatori. În același timp, mi s-a părut că introducerea diferitelor inovații aici se face foarte atent și chibzuit: la Centrul de Cercetare Bresler ei înțeleg de ce se introduce cutare sau cutare tehnologie, ce efect va avea.
Ne-am plimbat prin spațiul deschis înainte și înapoi, chiar am fost uimit de scară: câte 10 blocuri pe fiecare parte a coridorului, în fiecare bloc sunt locuri de muncă pentru 5-6 persoane. Există o mulțime de dezvoltatori.
De la etajul trei am coborât din nou la al doilea, unde, printre altele, se află centrul de antrenament Bresler. În comparație cu cât spațiu ocupă dezvoltatorii, este destul de modestă ca dimensiune, totuși, este echipată cu tot ce este necesar: plăci, proiectoare, terminale și dulapuri de securitate, desigur.
Am fost oarecum surprins când am văzut standuri de informare, amplasată pe pereți, o descriere a diferitelor principii de protecție a releului: distanță, diferențială, chiar curent maxim. La aceasta mi s-a spus că atunci când predați tehnologia modernă, de multe ori trebuie să pornim de la elementele de bază, care de obicei sunt deja complet uitate. Recent, centrul de formare Bresler a primit licență de desfășurare activități educaționale, astfel încât angajații companiilor energetice să poată urma acolo cursuri de perfecționare, primind în același timp toate documentele necesare. Acest lucru nu înseamnă că acesta este ceva unic, mai degrabă; conditie necesara munca unei companii moderne de producție de protecție a releelor.
Din centru de instruire am mers la primul etaj, unde se află linia de asamblare a plăcilor de circuit imprimat. Această linie a fost lansată de companie în urmă cu aproximativ 2,5 ani, instalarea se făcea la comandă de la alte organizații. Componentele mici sunt „puse” pe circuite de către mașină. Plăcile sunt introduse automat în mașină, toate componentele sunt din role. Apoi, placa „se mută” la mașina de lipit.
Nu vă puteți apropia de acest echipament - există o linie galbenă pe podea, dincolo de care „simplii muritori” nu ar trebui să treacă, ceea ce este de înțeles: microcircuitele sunt o chestiune delicată: o bucată suplimentară de praf crește probabilitatea de defecțiune. După lipirea automată, există o linie pentru instalarea și lipirea componentelor mari ale carcasei.
În mod tradițional, acestea sunt instalate manual de către specialiști. Odată ce toate componentele sunt instalate și lipite linie automată, scândurile sunt trimise la spălat - într-o mașină asemănătoare cu o mașină de spălat vase mare. Următorul - ciclul termic și controlul ieșirii.
Controlul calității produselor la Centrul de Cercetare Bresler, de altfel, este foarte strict și se face în fiecare etapă a producției. Componentele sunt achiziționate numai de la furnizori oficiali și sunt complete de la capăt la capăt control de intrare. După instalarea plăcilor cu circuite imprimate, se efectuează o verificare completă a funcționalității acestora. Pe următoarea etapă Se verifică borna de protecție a releului asamblată. În cele din urmă, se verifică dulapul finit. Pentru a identifica componentele contrafăcute, Centrul de Cercetare Bresler a adoptat și o procedură pentru prima fabricație a mai multor mostre pe baza unui nou lot de componente. Mostrele fabricate sunt verificate „cu pasiune” si abia dupa ce se convin de calitatea produselor rezultate pe baza acestor componente, se lanseaza o serie. Această abordare ne permite să minimizăm numărul de defecte ale produselor și chiar dacă apar unele probleme, Bresler IC nu ezită să le admită. După cum mi-a spus Vladimir Sergeevich, IC Bresler a fost unul dintre primii producători comerciali de echipamente de automatizare și protecție a releelor care a introdus practica de a trimite scrisori de informare despre potențialele defecțiuni ale echipamentelor. Dacă este detectată o defecțiune la unul dintre dispozitivele dintr-un lot, atunci clienții care au primit dispozitive din același lot sunt trimiși scrisoare de informareși se propune înlocuirea blocurilor „riscante” pe cheltuiala producătorului. Astfel de situații, însă, datorită sistemului de control al calității în vigoare, se întâmplă destul de rar.
De la magazinul de asamblare a plăcilor de circuite, Dmitri și cu mine am mers direct la Vladimir Sergeevich Shevelev, care mi-a spus despre trecutul, prezentul și viitorul companiei, despre succese și speranțe, și a vorbit și despre sportul lui preferat și de ce nu face. place să fie fotografiat. A fost un interviu intens, pe care îl vom publica în curând.
După standardele pieței de echipamente electrice, IC Bresler este încă o companie foarte tânără, dar cred că nimeni nu va contrazice faptul că deja s-a declarat destul de serios. După această călătorie, am devenit încrezător că merită să le aruncăm o privire mai atentă: cred că vom vedea mult mai multe lucruri interesante în performanța lor.