Dijital trafo merkezi. Dijital trafo merkezi ekipmanı nasıl yapılır Dijital trafo merkezinin dijital ekipmanı

DİJİTAL

TRAFO İSTASYONU

DİJİTAL

TRAFO İSTASYONU

ENDÜSTRİYEL KONTROLÖR DOKUNMATİK PANEL ÜZERİNDEN TRAFO SERVİS SİSTEMLERİNİN ETKİLEŞİMLİ KONTROLÜ

KORUMA VE OTOMASYON MİKROİŞLEMCİ TERMİNALLERİ, IEC 61850 PROTOKOLLERİNİ DESTEKLEYEN ELEKTRİK SAYAÇLARI

GELENEKSEL AKIM VE GERİLİM TRANSFORMATÖRLERİ BUS ARAYÜZÜYLE BİRLİKTE

ÖLÇÜMLER, KONTROL VE SİNYALİZASYON HMI DOKUNMATİK PANELLİ ENDÜSTRİYEL BİLGİSAYAR İLE KONTROL EDİLEN SCADA SİSTEMİNDE YAPILMAKTADIR.

Dijital trafo merkezi nedir?

Bu, IEC 61850 protokolüne göre röle koruma ve otomasyon sistemleri, elektrik ölçümü, otomatik proses kontrol sistemleri ve acil durum kaydının çalışmasını sağlayan bir dijital cihazlar kompleksi ile donatılmış bir trafo merkezidir.

IEC 61850'nin uygulanması, trafo merkezinin tüm teknolojik ekipmanını, yalnızca ölçüm cihazlarından RPA terminallerine verilerin değil, aynı zamanda kontrol sinyallerinin de iletildiği tek bir bilgi ağı ile bağlamayı mümkün kılar.

Özel bir çözüm kullanıma sunuldu

IEC 61850 standardı çok iyi bilinen 110kV ve üzeri besleme gerilimi sınıfına sahip trafo merkezlerinde uygulama çözümü sunmaktayız. bu standart 35kV, 10kV ve 6kV sınıflarında.

Dijital bir trafo merkezi neden gereklidir?

Tasarım süresini %25 azaltın

Devre tiplemesi ve fonksiyonel çözümler. Fonksiyonel devrelerin sayısının azaltılması, hücrelerin röle bölmelerindeki terminal sıraları.

Montaj ve ayar işlerinin hacmini %50 oranında azaltmak

Yüksek bir prefabrikasyon çözümü kullanılır. Tesis, ana ve yardımcı devreler için şalt ekipmanlarının kurulumunu gerçekleştirmektedir. Çalışan akım sistemlerinin kabinler arası iletişimi kuruluyor, otomatik proses kontrol sistemleri, ASKUE kuruluyor. RPA sistemlerinin parametrelendirilmesi, konfigürasyonu ve testi yapılır.

Bakım maliyetlerini %15 oranında azaltın

Ekipmanın durumuna ilişkin Çevrimiçi tanılama sayesinde ekipmanın durumuna göre planlanmış bakımdan zamana göre bakıma geçiş. Bu, rutin bakım için çalışanların seyahat sayısını azaltır.

Operasyonların video izlemesi ile uzaktan %100 operasyonel anahtarlama gerçekleştirilir

Tüm sistemlerin tek bir dijital alana basit entegrasyonu, trafo merkezini güvenli ve verimli bir şekilde yönetmenize ve ayrıca diğer süreç kontrol sistemleri seviyelerini sisteme entegre etmenize olanak tanır.

Nasıl çalışır?

DİJİTAL TRAFO IEC 61850

Müşteriye, tüm ana trafo merkezi sistemleri dahil olmak üzere %100 fabrikada hazır dijital paketlenmiş trafo merkezleri sağlanır: APCS, ASKUE ve SN.

KRU "Classic" modern bir mimariye sahiptir ve tasarım ve işletim parametreleri açısından tüm modern gereksinimleri en üst düzeyde karşılar. Geniş bir ana devre şeması ızgarası sayesinde, şalt sisteminin tasarımında ve uygulamasında yüksek derecede esneklik elde edilir.

Trafo merkezine kurulu tüm 10 kV şalt hücreleri, topraklama anahtarının elektrikli tahriki ve anahtarlı çekmeceli bir kaset elemanı ile donatılmıştır.

SKP modülü, içine yerleştirilmiş aydınlatma, ısıtma ve havalandırma sistemleri ve elektrikli ekipman ile donatılmış, yalıtımlı özel bir elektrik kabıdır.

Bu modüller, kısa kurulum ve devreye alma süresi ile yüksek bir fabrika hazırlığına sahiptir, bu da yüksek korozyon direnci ve zorlu iklim koşullarında çalışabilme yeteneği ile birlikte, onları komple trafo merkezlerinin yapımında vazgeçilmez kılar.

■ Modüler yapı, hizmet ömrü boyunca bakım gerektirmez.

■ üretici firma tüm hizmet ömrü boyunca korozyon önleyici koruma ve boyama garantisi verir.

■ Modüler bina, normal işletimde (dış sıcaklık) 4 kW'tan fazla olmayan bir ısı kaybı kapasitesine sahiptir.-40°C, iç sıcaklık +18°C) ve enerji tasarrufu modunda 3 kW (dış sıcaklık -40°C, iç sıcaklık +5°C).

SKP modülleri, modüllerin tüm hizmet ömrü boyunca korozyona karşı garantili koruma sağlayan alüminyum-çinko kaplamalı (Al-55-Zn-45) metalden yapılmıştır.

Nasıl çalışır?

Nasıl çalışır?

DİJİTAL TRAFO IEC 61850

Pano panoları, koruma ve otomasyon için mikroişlemci terminallerinin yanı sıra analogdan dijitale dönüştürücülerle donatılmıştır. Analog sinyallerin dijital sinyallere dönüştürülmesi, tek bir şalt panosunun ötesine geçmez.

UROV, ZMN, AVR, LZSH, ark koruması, DZT, OBR korumalarının çalışması için bir terminaller arası bağlantı gereklidir. IEC 61850 protokolünü kullanarak, terminaller arasındaki tüm sinyaller bir optik kablo veya bir Ethernet kablosu üzerinden iletilir. Böylece, kabinetler arasındaki değişim sadece dijital bir kanalda gerçekleştirilir, bu da kabinleri birbirine bağlayan geleneksel devrelere olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Geleneksel sinyal kabloları yerine optik kablo veya Ethernet kablosunun kullanılması, ikincil ekipmanın yeniden yapılandırılması sırasında trafo merkezi arıza süresinin süresini ve maliyetini azaltır ve koruma ve otomasyon sisteminin kolay ve hızlı yeniden yapılandırılması için bir fırsat yaratır.

Röle koruma ve otomasyon cihazları arasında iletilen ayrık sinyallerin çoğu, acil durum modunun eliminasyon oranını doğrudan etkiler, bu nedenle sinyal IEC 61850-8.2 delinmesi kullanılarak iletilir. (GOOSE), yüksek performans ile karakterizedir.

Bir GOOSE veri paketinin iletim süresi

mesajlar 0,001 saniyeyi geçmez.

Oldu

RPA cihazlarından APCS sistemine ölçümlerin ve ayrık sinyallerin iletimi, MMS protokolü kullanılarak (arabelleğe alınmış ve arabelleğe alınmamış rapor hizmetleri kullanılarak) gerçekleştirilir. Telesignaling ve telemetri sistemlerinin çalışması sırasında büyük miktarda veri iletilir. Bilgi ağındaki yükü azaltmak için, iletilen bilgilerin kompaktlığı ile karakterize edilen MMS protokolü kullanılır.

Nasıl çalışır?

IEC 61850 iletişim protokolü, trafo merkezinde kurulu ekipmanın ve tüm sistemlerin gerçek zamanlı kendi kendine teşhis edilmesini sağlar. Normal çalışma modundan sapmaların algılanması durumunda, sistem otomatik olarak yedekleme devresini etkinleştirir ve ilgili mesaj işletme personeline verilir.

Sistem, alınan verileri analiz eder ve aşağıdakiler için öneriler üretir: bakımçalışma prensibini düzenli programdan değiştirmenize izin veren ekipman önleyici çalışma Arıza durumunda çalışmak için. Bu çalışma prensibi, ekipmanın bakımı için personel maliyetini düşürmeyi mümkün kılar.

Standart bir arayüze sahip IEC 61850 protokolü sayesinde, bir trafo merkezi tasarlarken, destekleyen herhangi bir üreticinin ekipmanını kullanmak mümkündür. bu protokol. DSP, üst düzey proses kontrol sistemine kolayca entegre edilebilme özelliğine sahiptir.

Nasıl çalışır?

DİJİTAL TRAFO IEC 61850

Dijital trafo merkezinde ETZ Vector, tüm anahtarlama bağlantı cihazlarının tam uzaktan kontrolü uygulanır: bir devre kesici, çekmeceli eleman, topraklama anahtarı. Böylece, trafo merkezinin tam kontrolü uzaktan gerçekleştirilir ve bu da personelin güvenliğini önemli ölçüde artırır.

Tüm trafo merkezinden bilgi toplanması ve anahtarlama cihazlarının gerçek zamanlı kontrolü, tüm ETZ Vector dijital trafo merkezlerinin temel paketinde bulunan Scada sistemi kullanılarak gerçekleştirilir.

için otomatik bir çalışma alanı sağlanır. operasyon görevlisi trafo merkezinde ve/veya kontrol odasında. Scada sistemi, trafo merkezinde meydana gelen sinyalleri ve olayları görselleştirmenizi sağlar ve detaylı bilgi grafik ekranda bir alarm veya olay hakkında.

Ek olarak, Scada sisteminin işlevlerinden biri, anahtarlama cihazlarının durumunu izlemenizi sağlayan hücre bölmelerine kurulu kameralardan gelen video görüntülerinin yayınlanmasıdır.

Scada - sistem herhangi bir sistemle kolayca entegre edilebilir yazılım sistemleri en üst seviye, bu nedenle trafo merkezini güç bölgesinin tek bir dijital alanına dahil etmek zor olmayacak.

sanal makine Zinin (JSC NIPOM)
AM Podlesny (InSAT LLC)
V.G. Karantaev (JSC InfoTeKS)

Kullanılmış teknolojik çözümler 60 yıldan daha uzun bir süre önce oluşturulan Birleşik Enerji Şebekesi'nin (UES), birçok açıdan operasyonel olasılıkların sınırına yaklaşmaktadır. 2011 yılında geliştirilen UES geliştirme konseptine göre, bir sonraki adım, yabancı terminolojide aktif-uyarlanabilir şebekeye (AAC) sahip akıllı bir sistem olabilir - Akıllı Şebeke. UES tesislerinin otomasyon seviyesini artırma süreci, kullanımı yalnızca tamamen teknolojik uygulamada her türlü zorluğu değil, aynı zamanda riskleri de ortaya çıkaran yeni teknolojilerin tanıtılmasıyla halihazırda devam etmektedir. bilgi Güvenliği.

En önemlilerinden biri oluşturan parçalar Akıllı Şebeke kavramı bir dijital trafo merkezidir (DSP). DSP, hem DSP elemanları arasında hem de tüm bilgi alışverişi süreçlerinin neredeyse tüm süreçlerinin olduğu, yüksek düzeyde kontrol otomasyonuna sahip bir trafo merkezi olarak anlaşılmaktadır. harici sistemler, ayrıca DSP işleminin kontrolü, özellikle açık nesne yönelimli standart IEC 61850'ye göre IEC protokollerine dayalı olarak dijital olarak gerçekleştirilir. Bu standarda göre, cihazlar şunları desteklemelidir (Şekil 1): anlık değer örnekleri (Basitleştirilmiş Değerler), analog akım/gerilim sinyalleri, GOOSE mesajlarını yayınlama/abone olma imkanı, MMS protokolü kullanılarak “istemci-sunucu” teknolojisi kullanılarak bilgi alışverişi imkanı. MMS, veri aktarım hızını etkileyen TCP yığınının üstünde çalışır, bu nedenle MMS genellikle gecikmeli kritik olmayan verilerin aktarılması, örneğin telekontrol komutlarının aktarılması, telemetri ve tele-sinyalleme verilerinin toplanması ve bunların veri aktarımına aktarılması sorunlarını çözmek için kullanılır. üst seviye - SCADA sistemleri. MMS protokolünden farklı olarak, GOOSE, bu protokoldeki verilerin doğrudan Ethernet çerçevesine atanması nedeniyle devre kesiciyi kapatma komutları gibi "hızlı sinyalleri" iletmek için kullanılabilir. TCP yığını.

Dijital trafo merkezi gibi yeni oluşturulan yazılım ve donanım sistemleri, Rusya Federasyonu'nun mevcut düzenleyici yasal düzenlemelerine uymalı ve siber savunma sistemleri oluşturmada dünyadaki en iyi uygulamaları dikkate almalıdır.

Formüle edilmiş gereksinimleri karşılayan bir DSP, proje tarafından kanıtlandığı gibi, öncelikle kritik bilgi altyapısının (CII) bir nesnesi olduğundan, siber saldırılara karşı yüksek teknolojili koruma araçlarına sahip olmalıdır. Federal yasa 47571-7 “CII'nin güvenliği hakkında Rusya Federasyonu Devlet Duma Enerji Komitesi tarafından tavsiye edilen ve 27 Ocak 2017'deki ilk okumada kabul edilen ”. Bu yasa tasarısı, bilgisayar saldırıları durumunda sürdürülebilir işleyişini sağlamak için ülkenin CII'sini koruma alanındaki devlet düzenlemesinin ana ilkelerini tanımlar. “Bilgi Güvenliği Doktrini”ni uygulamak için geliştirilmiştir.
Rusya Devlet Başkanı tarafından 5 Aralık 2016 tarihinde onaylanan ve CII'nin korunmasını stratejik hedeflerden biri olarak tanımlayan Rusya Federasyonu'nun Tasarıya göre, “kritik altyapı, devlet kurumlarının bilgi sistemleri ve telekomünikasyon ağlarını, savunma sanayi, sağlık, ulaşım, iletişim, kredi ve finans, enerji, yakıt, nükleer, roket ve uzay, madencilik, madencilik, vb. alanlarda faaliyet gösteren otomatik süreç kontrol sistemlerini içeriyor. metalurji ve kimya endüstrisi."

Bu gereksinimleri detaylandırarak, oluşturulan DSP, nesnenin siber korumasını sağlayan aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

• Rusya Federasyonu'nda Rus uzmanlar tarafından geliştirilen ve ana bileşenleri (işletim sistemi, mikroişlemci, çevresel arayüz denetleyicisi, temel giriş / çıkış sistemi) ile Rus güvenilir bir donanım ve yazılım platformunda oluşturulmalıdır.
• eksiksiz tasarım belgeleri;
• IEC TC57 grubu tarafından geliştirilen standartların hükümlerini dikkate alın: IEC 61850, IEC60870, IEC 62351, iletişim protokollerinin güvenliği ile ilgili olarak ve ayrıca INL Siber Güvenlik Tedarik Dili 2008 standardının gereklilikleri, bir dizi ISO/IEC 27000 standartları, ilgili Genel İlkeler
• dijital kontrol sistemlerinin güvenliğinin sağlanması ve GOST-R IEC 62443-3-2013;
• bir dijital trafo merkezinin her bir öğesinde veya her bir alt sisteminde yerleşik olarak bulunan Rus barındırılan kriptografik algoritmaları kullanın.

Yapının bir diğer ayırt edici özelliği teknolojik sistemler elektrik enerjisi endüstrisindeki yönetim, geçici (acil) süreçlerin süresi onlarca mikrosaniye olduğundan, içlerinde kriptografik bilgi koruma araçlarının (CIPF) kullanılmasının performansı düşürmemesi gerektiğidir. Günümüzde kullanılan birçok mikrodenetleyicide, siber güvenlik öğelerinin yerleştirilmesi ya başlangıçta geliştirici tarafından sağlanmamaktadır ya da bunların yerleştirilmesi gerekli performansı sağlayamayacağı için imkansızdır.

NIPOM OJSC, InSAT LLC, InfoTeKS OJSC ve PJSC INEUM im. DIR-DİR. Bruk, tüm bu gereksinimleri karşılayan bir dijital trafo merkezi geliştirdi. DSP'nin "alt" seviyesi, NIPOM OJSC şirketinin yenilikçi röle koruma terminallerine (RPA) dayanmaktadır. Geliştirilen röle koruma ve otomasyon terminali (Şekil 2) arkadan dış kablo bağlantılı blok tasarımlı kaset şeklinde yapılmış ve hizmet veren bir test kontrol sistemi ile donatılmıştır.
ana bileşenlerin ve blokların performansını kontrol etmek için.

RPA terminal muhafazası, ayrı giriş/çıkış kartları, ölçülen akım ve gerilimleri sağlamak için bir analog giriş kartı, evrensel kartların (AI, DO/DI) kablo kısmını eşleştirmek için bir çapraz kart, bir güç kaynağı ünitesi ve bir endüstriyel bilgisayar içerir. bir Elbrus mikroişlemci ile , çünkü CSIS OS Elbrus'un çalışması, yetkisiz erişime (UAS) karşı gerekli düzeyde bilgi koruması sağlar ve sistem performansını etkilemez. Her DO/DI kartı, 11 DI kanalı ve 10 DO kanalı içerir. Böyle

Böylece, bir gövdede 33 ila 66 DI kanalı ve 30 ila 60 DO kanalı yapılabilir; bu, gelişmiş RPA terminallerinin hem az sayıda sinyale sahip nesnelerde hem de çok sayıda bağlantıya sahip karmaşık cihazlarda kullanılmasına izin verir. SV protokolünü (IEC 61850) kullanarak hattın diferansiyel akım boylamasına korumasının (DLL) sinyalizasyon işlevlerini uygulamak için, endüstriyel bir bilgisayara tasarımını değiştirmeden standart bir Ethernet kartı eklenerek Ethernet bağlantı noktası sayısı artırılabilir. Terminal mantığının ve donanım tasarımının tamamen ayrılması, koruma şemalarının serbestçe yapılandırılabilir mantığı için geniş fırsatlar sağlamayı mümkün kılmıştır. Terminalin siber güvenliğini artıran özellikleri arasında JSC NIPOM ile JSC InfoTeKS tarafından uygulanan katı iki faktörlü kimlik doğrulama mekanizmaları yer alıyor.

Geliştirilen sistemin “üst” seviyesi, daha önce de belirtildiği gibi, aynı ada sahip yerli Elbrus işlemcisine dayalı bir sunucudur. işletim sistemi, gerektiğinde rezerve edilebilir. Ayrıca, belirli bir nesnenin gereksinimlerine bağlı olarak, çözümde AstraLinux OS de kullanılabilir. InSAT LLC tarafından üretilen Rus SCADA sistemi MasterSCADA 4D, veri toplama ve işleme ortamı olarak kullanılmaktadır. MasterSCADA 4D, IEC 61131-3 standardının dilleri de dahil olmak üzere nesne yönelimli programlama yöntemlerine sahip çapraz platform, dikey olarak entegre edilmiş bir yazılım platformudur ve şu anda Elbrus OS'de çalışan tek SCADA sistemidir. MasterSCADA 4D, yerleşik IEC 61850 (MMS) protokol sürücüsü aracılığıyla RPA terminalinden bilgi toplar ve otomatikleştirilmiş sisteme anımsatıcı diyagramlar, raporlar ve eğilimler biçiminde veri sağlar. iş yeri trafo operatörü. Operatörün başlangıç ​​(ana) anımsatıcı şeması (Şekil 3), trafo merkezinin, bağlantının ve birincil ekipmanın durumunun tek hat şemasını gösterir.

Ek olarak, operatör her zaman DPS'nin ağ topolojisinin sağlığı hakkında durum sinyali (iş istasyonları, SCADA sunucuları ve ikincil iletişim ekipmanı dahil) şeklinde mandallamalı bilgiye sahiptir. tam liste olay günlüğündeki alarmlar. MasterSCADA 4D'nin yerleşik koruma mekanizmaları, sistemdeki kullanıcıların kimlik doğrulamasını ve kimliğinin yanı sıra geliştirici tarafından önceden tanımlanmış bir rol modeline göre erişim haklarının farklılaştırılmasını, tüm kullanıcı eylemlerinin tanımlama anından günlüğe kaydedilmesine kadar kayıt edilmesini sağlar. sistemin dışında.

Trafo merkezinin elektronik çevresini korumak ve çok seviyeli koruma ilkesini uygulamak için InfoTeKS OJSC, ViPNetCoordinator HW 1000 tarafından geliştirilen güvenlik ağ geçitleri kullanıldı.Trafo merkezinin yerel alan ağı birkaç güvenlik alanına bölündü/bölümlere ayrıldı, yani bilgi güvenliğini sağlamak için farklı gereksinimleri olan trafo bölgeleri.

Böylece, endüstriyel güvenlik ağ geçidi ViPNetCoordinator IG kullanılarak, erişim hakları aşağıdakiler arasında sınırlandırıldı:
Şekil l'deki fonksiyonel diyagramda gösterilen istasyon seviyesi ve bölme ve proses veriyolu seviyeleri. beş.

Güvenlik duvarlarını kullanarak çok seviyeli koruma ilkesinin uygulanması sadece mümkün değil, aynı zamanda faaliyette olan ve Mart tarihli Rusya FSTEC Emri'nin gerekliliklerine uygun olarak kısmi modernizasyondan geçen trafo merkezlerindeki bilgilerin korunması için gerekli bir önlemdir. 14, 2014 Sayı 31.

Korumasız telekomünikasyon protokollerine (MMS, GOOSE, SV) yönelik yüksek bilgisayar saldırıları riskleri bulunduğundan, hem yeni oluşturulan alt istasyonlarda hem de derin modernizasyondan geçen alt istasyonlarda dayatılan SI araçlarının kullanımını yeterli olarak kabul etmek yanlış olur.

İşlevsel güvenilirlik, güvenlik, telekomünikasyon protokollerinin hızı ve maliyet etkinliği için bir dizi gereksinimi karşılama ihtiyacı göz önüne alındığında, dijital bir trafo merkezinin her bir elemanına veya her bir alt sistemine kriptografik bilgi koruma araçları yerleştirme kavramının uygulanması en çok görünen şeydir. umut verici.

OJSC NIPOM, LLC InSAT, OJSC InfoTeks ve PJSC INEUM im. DIR-DİR. Bruk” burada durmuyor ve yüksek voltajlı tesislerin güvenilirliğini artırmak için siber güvenli DSP yürütmesinin uygulanmasına izin veren yerli çözümler kullanarak geliştirilen DSP'yi geliştirmeye devam ediyor. elektrik ağları.

bibliyografya

1. Ana aktif bir uyarlanabilir ağa sahip bir akıllı güç sistemi kavramının hükümleri.
   
2. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu. Güç Hizmeti Otomasyonu için İletişim Ağları ve Sistemleri – Bölüm 8-1: Özel İletişim Hizmeti Eşlemesi (SCSM)-MMS (ISO 9506-1 ve ISO 9506-2) ve ISO/IEC 8802-3 ile Eşlemeler; IEC 61850-8-1-2011; Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC): Cenevre, İsviçre, 2011.
3. Sipariş 14 Mart tarihli Rusya FSTEC 2014 Sayı 31.

Zinin Vladimir Mihayloviç - JSC "NIPOM" ileri geliştirme departmanı müdürü,
Podlesny Andrey Mihayloviç - Satış Departmanı Başkanı yazılım LLC "InSAT",
Karantaev Vladimir Gennadievich - OJSC InfoTeKS'de iş geliştirme başkanı.

Dijital Trafo Merkezi - önemli unsur OJSC "STC Electric Power Industry" OJSC "Institute" ENERGOSETPROEKT" CJSC "ETC "Continuum PLUS" JSC "Elektrik enerjisi endüstrisinin STC'si"

Dijital Trafo Merkezi 3 “Dijital trafo merkezi” teriminin ne anlama geldiği konusunda şu anda sektörde çok çeşitli görüşler ve yaklaşımlar bulunmaktadır. UNEG ölçeğinde elektriğin iletimi, dönüştürülmesi ve dağıtımı süreçlerinin otomasyonunun başarılı bir şekilde geliştirilmesi için, dijital trafo merkezinin yazılım ve donanım kompleksinin genel bir konsepti geliştirilmektedir. Trafo merkezi için otomatik proses kontrol sistemleri projelerinin yerli elektrik enerjisi endüstrisindeki gelişmelerin başlangıcından bu yana, önemli gelişme donanım ve yazılım araçları elektrik trafo merkezlerinde kullanım için kontrol sistemleri. Yüksek voltajlı dijital akım ve voltaj transformatörleri ortaya çıktı; yerleşik iletişim bağlantı noktalarına sahip birincil ve ikincil güç şebekesi ekipmanı geliştirilmektedir; PS'nin güvenilir bir yazılım ve donanım kompleksi oluşturmanın mümkün olduğu temelinde geliştirme araçlarıyla donatılmış mikroişlemci denetleyicileri üretilir; trafo merkezindeki verilerin bir otomasyon nesnesi olarak sunumunu ve izleme ve kontrol cihazları, röle de dahil olmak üzere trafo merkezinin mikroişlemci akıllı elektronik cihazları (IED'ler) arasında dijital veri alışverişi için protokolleri düzenleyen uluslararası standart IEC 61850 kabul edilmiştir. koruma ve otomasyon (RPA), acil durum kontrol otomasyonu (PA), telemekanik, elektrik sayaçları vb. Bütün bunlar, izleme, analiz ve kontrol görevlerini çözerken tüm bilgi akışlarının organizasyonunun dijital biçimde gerçekleştirildiği yeni nesil bir trafo merkezi - bir dijital trafo merkezi (DSS) oluşturmak için ön koşulları yaratır.

Dijital trafo 4 trafo merkezi kontrolünün tüm seviyelerinde dijital sinyal iletimine geçiş, bütün çizgi aşağıdakileri içeren avantajlar: Dijital sinyal kaynaklarını birincil ekipmana yaklaştırarak, kablo ikincil devrelerinin ve bunların döşeme kanallarının maliyetini önemli ölçüde azaltmak; Modern ikincil ekipmanın elektromanyetik uyumluluğunu artırmak - optik iletişime geçiş nedeniyle mikroişlemci cihazları ve ikincil devreler; Analog sinyal giriş yollarını ortadan kaldırarak mikroişlemci tabanlı akıllı elektronik cihazların tasarım maliyetini basitleştirin ve nihayetinde azaltın; IED'lerin arayüzlerini birleştirin, bu cihazların değiştirilebilirliğini önemli ölçüde basitleştirin (bir üreticinin cihazlarının başka bir üreticinin cihazlarıyla değiştirilmesi dahil), vb.

OLUŞTURMA HEDEFLERİ, OLUŞTURMA HEDEFLERİNİN TEMEL İLKELERİ CAPEX'İN AZALTILMASI - kablo ürünleri ve kablo yapıları için maliyetlerin düşürülmesi - terminallerin maliyetinin düşürülmesi (donanımın birleştirilmesi, giriş modüllerinin dijital arayüzlerle değiştirilmesi) - alanın azaltılması araziler trafo merkezinin düzenlenmesi için gerekli (optik dijital CT'lerin ve VT'lerin kullanımı, modern mikroişlemci ikincil ekipmanı azaltmayı mümkün kılacaktır); - elektrikli elektrikli ekipmanın hizmet ömründe artış (gelişmiş teşhis); - tasarım, kurulum ve devreye alma maliyetlerinin azaltılması (kablo sayısının azaltılması, ekipman sayısının azaltılması, kabin ekipmanı ve dijital iletişim açısından tasarım çözümlerinin yazılması için olasılıkların genişletilmesi).

YARATILIŞIN HEDEFLERİ, OLUŞTURMA HEDEFLERİNİN TEMEL İLKELERİ İŞLETME MALİYETLERİNİN AZALTILMASI (bakım için) - işletme ve bakımın basitleştirilmesi (metrolojik özellikler de dahil olmak üzere gerçek zamanlı olarak kalıcı genişletilmiş teşhis; trafo merkezinin durumu ve işleyişi hakkında kapsamlı bilgilerin toplanması ve görüntülenmesi ); - ölçümlerin doğruluğundaki artış (özellikle %10-15 In'den daha düşük akımlarda) ve elektrik ölçümünün doğruluğundaki ve OMA'nın doğruluğundaki bu artıştan dolayı; - "DC ağındaki topraklama" gibi kusurların ortaya çıkma olasılığının azaltılması (dijital optik iletişim kullanımı nedeniyle SOTS'nin boyutunun azaltılması); - ana elektrikli ekipmanın ani arızalarının sayısında azalma ve yetersiz elektrik ve üretim döngüsünün ihlalleri için ilgili cezalar (CPS'nin tüm teknik araç kompleksinin genişletilmiş teşhisi);

OLUŞTURMA AMAÇLARI, OLUŞTURMA AMAÇLARI TEMEL İLKELERİ İŞLETME MALİYETLERİNİN AZALTILMASI (bakım için) - arıza, arıza, röle koruma ve otomasyon cihazlarının arızalarının azaltılması (bakır yerine optik kabloların kullanılması elektromanyetik uyumluluğu artıracaktır) modern ikincil ekipman - mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazları ve otomasyon); - RPA işleminin algoritmik güvenilirliğinin arttırılması (doygunluğun olmaması ve optik dijital CT'lerin periyodik olmayan bileşenini ölçme olasılığı, RPA algoritmalarını basitleştirecek ve geliştirecektir); - alternatif akım ve voltaj devrelerinde tüketimin azaltılması (optik CT'lerin ve VT'lerin kullanılmasının bir sonucu olarak)

YARATILIŞIN HEDEFLERİ, TEMEL İLKELER OLUŞTURMA TEMEL İLKELERİ Dijital (esas olarak optik) bilgi alma ve kontrol komutlarının iletilmesi teknolojilerine geçiş - sinyal kaynağının "hareket halindeyken değiştirilmesi" olasılığı ve böylece - röle korumasının güvenilirliğinin arttırılması ; - hız artışı ("gürültüden" koruma gerekli değildir, yürütme bölümünün çalıştırma süresinin azaltılması - optik IGBT modülleri nedeniyle, acil durum modu algılama süresinin azalması *). - güvenli çalışma performansı ve elektromanyetik uyumluluk açısından koşulların iyileştirilmesi (optik iletişim sayesinde, dış şalterden potansiyel bir aktarım yoktur) DSP ekipmanındaki entelektüel bileşende artış - sürekli teşhis için araç ve yöntemlerin geliştirilmesi (bozulmanın kontrolü) özelliklerin kontrolü, operasyonları gerçekleştirmeye hazırlığın kontrolü, metrolojik özelliklerin kontrolü), - her terminalde uygulanan fonksiyonların sayısının genişletilmesi; - hesaplama ve teşhis görevlerinin bir kısmının arayüz modüllerine (Smart-IED) aktarılması.

YARATILIŞIN HEDEFLERİ, ANA İLKELER YARATILIŞIN ANA İLKELERİ DSP'nin iki aşamalı uygulaması: Aşama 1: - IEC ve IEC'ye dayalı bir arayüz dijital akıllı modülün (genellikle iç mekanlara yerleştirilen) eklendiği mevcut ana ekipmanın kullanımı kullanılan sensörlerin bileşimini ve türünü ayarlamak mümkündür. İşletme deneyimi kazanmak. - tüm röle koruma ve otomasyon cihazları yelpazesinin geliştirilmesi, PA, IEC ve IEC arayüzleri ile ölçümler Aşama 2: - özel dijital gözetimsiz sensörlerin, saha kontrolörlerinin, katı hal yürütme modüllerinin entegrasyonu ile ana elektrikli ekipmanın önemli ölçüde modernizasyonu o. Arayüz modülü tarafından gerçekleştirilen görevlerin kapsamının genişletilmesi. İşletim deneyimi dikkate alınarak DSP'nin tüm bileşenlerinin iyileştirilmesi.

DİJİTAL TRAFO BİLEŞENLERİ Dijital enstrüman transformatörleri Harmonik bileşenlerin ölçümü Genişletilmiş dinamik ve frekans aralığı Ölçümlerin senkronizasyonu Azaltılmış metrolojik kayıplar Elektromanyetik etkilerin (parazit, artık manyetizasyon, vb.) akımlarının etkisini ortadan kaldırarak WMD'nin doğruluğunu artırır. Kendi kendine teşhis Daha kolay kurulum (daha az ağırlık) Daha düşük maliyet (kV voltaj sınıfı için)

DİJİTAL TRAFO İSTASYONU BİLEŞENLERİ (Trafo Merkezi Koordinasyon Merkezi - SCC) SCC, ana merkezi koordine eden DSC'nin yazılım ve donanım çekirdeğidir. bilgi akışları merkezi işlem istasyonunda ve trafo merkezinin ekipmanının yönetimine ilişkin karar alma ve uygulama süreçlerini otomatikleştirme. Bu amaçla, PCC şunları sağlamalıdır: güncellenmiş bir modelin bakımı teknolojik süreçler trafo merkezi operasyonunun izlenmesi, analizi, bilgi doğrulaması ve yönetimi için algoritmalar oluşturmak için temel olarak trafo merkezleri; teknolojik durumların analizi için alt sistemlerin çalışması, dahil. karmaşık yönetim için karar verme süreçlerine destek / acil durumlar mevcut modele göre; CPS ekipmanının durumuna ilişkin bir veri tabanının organizasyonu ve bakımı; acil durum öncesi koşullarını izlemek ve uyarı veya acil durum sinyalleri ve mesajları vermek; EPS'deki kontrol hiyerarşisinin en yüksek seviyelerinde CPS'nin bir "temsilcisi" olarak kontrol merkezleriyle etkileşim; DSP ekipmanının kapasitesi, kabul edilebilirliği ve güvenliği (trafo merkezi ekipmanının gerçek durumu dikkate alınarak) ve ayrıca kontrol komutlarının yürütülmesinin başarısı üzerinde kontrol ile uzaktan kontrolü

Metrolojik destek Yeni ölçüm kalitesi Sekonder devrelerdeki kayıplar (tüm cihazlar için farklıdır); Çoklu AD dönüşümleri (her cihazda); Senkron olmayan ölçümler; EM etkilerinin büyük etkisi; vb. Bilgi aktarımında kayıp yok; Sınırsız bilgi çoğaltma; AD dönüşümü bir kez gerçekleştirildi (birincil ölçüm), vb. Geleneksel trafo merkeziDijital trafo merkezi

BİLGİ DESTEĞİ (araçlar, ESKK) YAZILIM ARAÇLARI - HSS DSP'nin tüm yaşam döngüsü için destek (tasarım sırasında, devreye alma sırasında, çalışma sırasında) - tek bir bilgi alanı için destek (birlikte çalışırken uluslararası IEC standartlarını takip eden tek sınıflandırma ve kodlama sistemi) veriler) - HSS CPS'nin "kendi kendine belgelenmesi" için destek (elektronik biçimde belgelerin otomatik olarak oluşturulması, NCC, MES, PMES'den belgelere kabul edilen erişim biçimleri); - Akıllı IED'nin (teknolojik yazılım, güncel yapılandırma dosyaları, operasyonel belgeler) yapılandırılması ve bakımı için destek; - veri iletim ağlarının sürekli izlenmesi ve teşhisi. BİRLEŞİK SINIFLANDIRMA VE KODLAMA SİSTEMİ - her tür elektrik şebekesi tesisi için birleşik atama sistemi; - güç tesislerinin tasarımında, uygulanmasında (inşaatında), işletilmesinde ve modernizasyonunda (yeniden inşasında) sınıflandırma ve etiketleme nesnelerinin tek bir tanımı; - ekipman tanımlama sürecinin yerelleştirilmesi; - tanımlama kodunun benzersizliği; - tanımlama kodunun kapsam açısından kararlılığı; - makine işleme sırasında (tasarım aşamasında ve çalışma sırasında) çeşitli veri ve belgeleri elde etmek için sorgu yürütmenin benzersizliği ve doğruluğu; - diğer sınıflandırma sistemleriyle (özellikle - CIM) uyumlaştırma olasılığı; - mevcut yerel ekipman tanımlarını kaydetme olasılığının sağlanması

BİLGİ DESTEĞİ (ortak bilgi modeli - CIM) CIM temsili, verileri tanımlamak için tek bir dil ve buna bağlı olarak ortak bir entegre ortamda bir arayüzdür. CIM, JSC FGC UES'nin tek bir otomatik kontrol sisteminde çalışırken uygulamalar için ortak bir dildir. Bir bilgi modeli oluşturmak için ilk veriler şunlardır: - devre şeması normal mod PS; - nesnelerin, ekipmanın, ölçümlerin, sinyallerin ve belgelerin benzersiz tanımlayıcılarını oluşturmak için sınıflandırma tabloları ve metodolojisi; - aşağıdakileri tanımlayan model profili: 1) bilgi modeli şemasında sınıflar, nitelikler ve aralarındaki ilişkiler; 2) bilgi teknolojisi alanındaki standartlar (versiyonlara kadar), takip edilmesi bir kontrol sisteminin tasarlanması, uygulanması ve işletilmesi sürecinde zorunludur.
GÜVENİLİRLİK SAĞLAMASI (tanılama ve test etme) Donanım kendi kendine teşhis: - Ana elektrikli ekipmanın akıllı IED modülleri - mikroişlemci terminalleri - dijital ağlar Özel yazılım ve donanım tarafından harici otomatik teşhis: elektriksel olarak bağlı VT, akımların/güçlerin toplamının kontrolü düğüm). - kısa süreli kapatma ile (terminaller için test sinyallerinin emülasyonu ve alınan terminal yanıtının test ile karşılaştırılması)

Dijital Trafo Merkezi 20 JSC "NTC Elektrik Enerjisi Endüstrisi" JSC FGC UES'nin pilot projesinin bir parçası olarak, "Dijital Trafo Merkezi" aşağıdaki alanları koordine etmektedir: Elektrik Enerjisi Endüstrisi Araştırma ve Geliştirme Merkezi" 110/10 kV, aşağıdakilerden oluşan "Dijital Trafo Merkezi"ne of: Optik akım ve gerilim transformatörleri; İstasyon veriyolu, süreç veriyolu; Çok fonksiyonlu elektronik ölçüm ve muhasebe cihazları; Trafo Merkezi Bilgi Görüntüleme ve Kontrol Sistemi (SCADA); -Aralık 2010 2011 yılında trafo merkezinin mikroişlemci koruması. 3. JSC "Elektrik enerjisi endüstrisinin STC'sinde" bir "Dijital trafo merkezi" deneysel sitenin kurulması

Yeni üretim teknolojileri modern sistemler kontroller, bilimsel araştırma ve deney aşamasından pratik kullanım aşamasına geçmiştir. Bilgi alışverişi için modern iletişim standartları geliştirilmiş ve uygulanmaktadır. Dijital koruma ve otomasyon cihazları yaygın olarak kullanılmaktadır. Donanım ve yazılım kontrol sistemlerinde önemli bir gelişme olmuştur. Yeni uluslararası standartların ortaya çıkması ve modern bilgi teknolojilerinin geliştirilmesi, otomasyon ve güç tesislerinin kontrolü sorunlarını çözmek için yenilikçi yaklaşımlar olasılığını ortaya çıkararak yeni bir trafo merkezi türü - bir dijital trafo merkezi (DSS) yaratmayı mümkün kılmaktadır. DPS'nin ayırt edici özellikleri şunlardır: birincil ekipmana yerleştirilmiş akıllı mikroişlemci cihazlarının varlığı, iletişim için yerel alan ağlarının kullanılması, bilgiye erişim için dijital bir yöntem, iletimi ve işlenmesi, trafo merkezinin otomasyonu ve yönetim süreçleri. Gelecekte, dijital trafo merkezi olacak anahtar bileşen entelektüel ağ (Akıllı Şebeke).

"Dijital trafo merkezi" terimi, otomasyon ve kontrol sistemleri alanındaki farklı uzmanlar tarafından hala farklı yorumlanmaktadır. Dijital bir trafo için hangi teknolojilerin ve standartların geçerli olduğunu anlamak için APCS ve RPA sistemlerinin gelişim tarihini izleyelim. Otomasyon sistemlerinin tanıtımı telemekanik sistemlerin ortaya çıkmasıyla başladı. Uzaktan kumanda cihazları, USO modülleri ve ölçüm dönüştürücüleri kullanarak analog ve ayrık sinyallerin toplanmasını mümkün kıldı. Telemekanik sistemler temelinde, elektrik trafo merkezleri ve enerji santralleri için ilk proses kontrol sistemleri geliştirildi. APCS, yalnızca bilgi toplamayı değil, aynı zamanda bunları işlemeyi ve ayrıca bilgileri kullanıcı dostu bir arayüzde sunmayı mümkün kıldı. İlk mikroişlemci röle korumalarının ortaya çıkmasıyla birlikte, bu cihazlardan gelen bilgiler de otomatik proses kontrol sistemlerine entegre edilmeye başlandı. Yavaş yavaş, dijital arayüzlere sahip cihazların sayısı arttı (acil durum otomasyonu, güç ekipmanı için izleme sistemleri, DC kalkanını ve yardımcı ihtiyaçları izleme sistemleri vb.). Tüm bu bilgiler cihazlardan alt düzey dijital arayüzler aracılığıyla otomatik proses kontrol sistemine entegre edilmiştir. Bina otomasyon sistemleri için dijital teknolojilerin yaygın olarak kullanılmasına rağmen, bu tür trafo merkezleri tamamen dijital değildir, çünkü yardımcı kontakların durumu, voltajlar ve akımlar dahil olmak üzere tüm ilk bilgiler, şalt cihazından operasyonel kontrole analog sinyaller şeklinde iletilir. nokta, her bir alt seviye cihaz tarafından ayrı ayrı sayısallaştırılır. Örneğin, aynı voltaj tüm alt seviye cihazlara paralel olarak sağlanır, bu da onu dijital forma dönüştürür ve proses kontrol sistemine aktarır. Geleneksel trafo merkezlerinde, farklı alt sistemler farklı iletişim standartları (protokoller) ve bilgi modelleri kullanır. Koruma, ölçüm, muhasebe, kalite kontrol, bireysel ölçüm sistemleri ve işlevleri için bilgi değişimi Bu, hem bir trafo merkezinde bir otomasyon sisteminin uygulanmasının karmaşıklığını hem de maliyetini önemli ölçüde artırır.

Niteliksel olarak yeni otomasyon ve kontrol sistemlerine geçiş, aşağıdakileri içeren dijital alt istasyonun standartları ve teknolojileri kullanılarak mümkündür:

1. IEC 61850 standardı:
cihaz veri modeli;
trafo merkezinin birleşik açıklaması;
dikey (MMS) ve yatay (GOOSE) değişim protokolleri;
anlık akım ve gerilim değerlerinin (SV) iletimi için protokoller;

2. dijital (optik ve elektronik) akım ve gerilim transformatörleri;
3. analog çoklayıcılar (Birimleri Birleştirme);
4. uzak USO modülleri (Mikro RTU);
5. akıllı elektronik cihazlar (IED).

IEC 61850 standardının diğer standartlardan temel özelliği ve farkı, yalnızca bireysel cihazlar arasında bilgi aktarımı konularını değil, aynı zamanda devrelerin tanımını resmileştirme konularını da düzenlemesidir - trafo merkezi, koruma, otomasyon ve ölçümler, cihaz konfigürasyonu. Standart, geleneksel analog sayaçlar (akım ve gerilim trafoları) yerine yeni dijital ölçüm cihazları kullanma imkanı sağlar. Bilişim teknolojisi dijital entegre sistemler tarafından kontrol edilen dijital trafo merkezlerinin otomatik tasarımına geçmenizi sağlar. Bu tür trafo merkezlerindeki tüm bilgi iletişimleri, tek bir işlem veriyolu oluşturarak dijital olarak gerçekleştirilir. Bu, cihazlar arasında hızlı bir doğrudan bilgi alışverişi olasılığını açar ve sonuçta bakır kablo bağlantılarının ve cihazların sayısının yanı sıra bunların daha kompakt düzenlemesini azaltmayı mümkün kılar.
DİJİTAL TRAFO YAPISI

IEC 61850 standardına göre yapılmış bir dijital trafo merkezinin yapısını daha ayrıntılı olarak ele alalım (Şek.). Dijital Trafo Merkezi teknolojisi kullanılarak inşa edilen bir enerji tesisinin otomasyon sistemi üç seviyeye ayrılmıştır:
alan seviyesi (süreç seviyesi);
bağlantı seviyesi;
istasyon seviyesi.

Alan seviyesi şunlardan oluşur:
ayrık bilgi toplamak ve kontrol komutlarını anahtarlama cihazlarına (mikro RTU) iletmek için birincil sensörler;
analog bilgi toplamak için birincil sensörler (dijital akım ve gerilim transformatörleri).

Bağlantı seviyesi, akıllı elektronik cihazlardan oluşur:
kontrol ve izleme cihazları (bağlantı kontrolörleri, çok işlevli ölçüm cihazları, ASKUE sayaçları, trafo ekipmanı için izleme sistemleri vb.);
röle koruma terminalleri ve yerel acil durum otomatikleri.

İstasyon seviyesi şunlardan oluşur:
üst düzey sunucular (veritabanı sunucusu, SCADA sunucusu, uzaktan kontrol sunucusu, süreç bilgisi toplama ve iletim sunucusu, vb., veri yoğunlaştırıcı);
Trafo merkezi personel iş istasyonu.

Sistem yapısının ana özelliklerinden, her şeyden önce, birincil bilgi toplama için yenilikçi cihazlar içeren yeni bir “alan” seviyesinin seçilmesi gerekir: uzak USO'lar, dijital enstrüman transformatörleri, güç için yerleşik mikroişlemci teşhis sistemleri ekipman vb.

Dijital gösterge transformatörleri, IEC 61850-9-2 protokolüne göre anlık gerilim ve akımları bölme seviyesindeki cihazlara iletir. İki tür dijital enstrüman transformatörü vardır: optik ve elektronik. Optik enstrüman transformatörleri, elektromanyetik parazitin etkisini dışlayan yenilikçi bir ölçüm prensibi kullandıklarından, dijital bir trafo merkezi için kontrol ve otomasyon sistemleri oluştururken en çok tercih edilenlerdir. Elektronik alet transformatörleri, geleneksel transformatörlere dayalıdır ve özel analogdan dijitale dönüştürücüler kullanır.

Hem optik hem de elektronik dijital enstrüman transformatörlerinden gelen veriler, IEC 61850-9 standardı tarafından sağlanan çoklayıcılar (Birleştirme Birimleri) kullanılarak yayın Ethernet paketlerine dönüştürülür. Çoklayıcılar tarafından üretilen paketler, Ethernet ağı (işlem veriyolu) aracılığıyla bağlantı seviyesi cihazlara (APCS, RPA, PA vb. için kontrolörler) iletilir. İletilen verilerin örnekleme hızı, RPA için periyot başına 80 noktadan daha kötü değildir. ve PA cihazları ve APCS , AIIS KUE vb. için dönem başına 256 nokta.

Anahtarlama cihazlarının konumuna ilişkin veriler ve diğer ayrık bilgiler (kontrol modu tuşlarının konumu, sürücülerin ısıtma devrelerinin durumu, vb.), anahtarlama cihazlarının yakınına kurulan uzak USO modülleri kullanılarak toplanır. Uzak USO modülleri, anahtarlama cihazlarını kontrol etmek için röle çıkışlarına sahiptir ve en az 1 ms hassasiyetle senkronize edilir. Uzak USO modüllerinden veri iletimi şu şekilde gerçekleştirilir: fiber optik iletişim IEC 61850-8-1 (GOOSE) işlem veri yolunun bir parçasıdır. Kontrol komutlarının anahtarlama cihazlarına aktarımı da IEC 61850-8-1 (GOOSE) protokolü kullanılarak uzak USO modülleri aracılığıyla gerçekleştirilir.

Güç ekipmanı bir dizi dijital sensör ile donatılmıştır. Ayrık girişler ve 4-20 mA sensörler kullanılmadan proses kontrol sistemlerine entegrasyon için dijital bir arayüze sahip transformatör ve gaz yalıtımlı ekipmanın izlenmesi için özel sistemler vardır. Modern GIS, yerleşik dijital akım ve voltaj transformatörleri ile donatılmıştır ve GIS'deki kontrol kabinleri, ayrı sinyalleri toplamak için uzak USO kurmanıza olanak tanır. Santralde dijital sensörlerin montajı, tasarım sürecinin yanı sıra tesiste kurulum ve devreye alma çalışmalarını basitleştiren fabrikada gerçekleştirilir.

Diğer bir fark, orta (veri yoğunlaştırıcılar) ve üst (sunucu ve iş istasyonu) seviyelerin bir istasyon seviyesinde entegrasyonudur. Bunun nedeni, daha önce entegre bir proses kontrol sistemi için çeşitli formatlardan bilgileri tek bir formata dönüştürme işini gerçekleştiren orta katmanın kademeli olarak gerçekleştirildiği veri aktarım protokollerinin (IEC 61850-8-1 standardı) birliğidir. amacını kaybetmek. Bağlantı seviyesi, saha seviyesindeki cihazlardan bilgi alan, bilgilerin mantıksal işlenmesini gerçekleştiren, kontrol eylemlerini saha seviyesindeki cihazlar aracılığıyla birincil ekipmana ileten ve ayrıca istasyon seviyesine bilgi ileten akıllı elektronik cihazları içerir. Bu cihazlar, bağlantı kontrolörlerini, MPRZA terminallerini ve diğer çok işlevli mikroişlemci cihazlarını içerir.

Yapıdaki bir sonraki fark, esnekliğidir. Dijital bir trafo merkezi için cihazlar modüler bir prensibe göre yapılabilir ve birçok cihazın işlevlerini birleştirmenize izin verir. Dijital trafo kurma esnekliği, enerji tesisinin özelliklerini dikkate alarak çeşitli çözümler sunmamızı sağlar. Güç ekipmanını değiştirmeden mevcut bir trafo merkezinin yükseltilmesi durumunda, birincil bilgileri toplamak ve dijitalleştirmek için uzak USO kabinleri kurulabilir. Aynı zamanda, uzak USO'lar, ayrı G/Ç kartlarına ek olarak, IEC 61850-9'daki geleneksel akım ve gerilim trafolarından veri toplamaya, sayısallaştırmaya ve veri çıkışına izin veren doğrudan analog giriş kartları (1/5 A) içerecektir. -2 protokolü. Gelecekte, elektromanyetik transformatörlerin optik olanlarla değiştirilmesi de dahil olmak üzere birincil ekipmanın tamamen veya kısmen değiştirilmesi, bağlantı ve trafo merkezi seviyelerinde bir değişikliğe yol açmayacaktır. GIS kullanılması durumunda, uzak USO, Birleştirme Ünitesi ve bağlantı denetleyicisinin işlevlerini birleştirmek mümkündür. Bu tür bir cihaz, şalt panosuna kurulur ve tüm başlangıç ​​bilgilerinin (analog veya ayrık) sayısallaştırılmasını ve ayrıca bir bağlantı kontrolörü ve yedek yerel kontrol işlevlerinin işlevlerini gerçekleştirmesini mümkün kılar.

IEC 61850 standardının ortaya çıkmasıyla birlikte, bir dizi üretici dijital trafo merkezi ürünlerini piyasaya sürdü. Halihazırda tüm dünyada IEC 61850 standardının kullanımı ile ilgili pek çok proje tamamlanmış olup, bu teknolojinin avantajlarını göstermektedir. Ne yazık ki, şimdi bile, bir dijital trafo merkezi için modern çözümleri analiz ederken, standardın gereksinimlerinin oldukça gevşek bir şekilde yorumlandığını fark edebilirsiniz, bu da gelecekte tutarsızlıklara ve entegrasyonda sorunlara yol açabilir. modern çözümler otomasyon alanında.

Bugün Rusya, Dijital Trafo Merkezi teknolojisinin geliştirilmesi üzerinde aktif olarak çalışıyor. Bir dizi pilot proje başlatıldı, önde gelen Rus firmaları dijital trafo merkezi için yerli ürünler ve çözümler geliştirmeye başladı. Kanaatimizce dijital bir trafo merkezi odaklı yeni teknolojiler yaratırken, sadece veri aktarım protokolleri açısından değil, aynı zamanda bir sistem kurma ideolojisi açısından da IEC 61850 standardına sıkı sıkıya uyulması gerekmektedir. Standardın gerekliliklerine uygunluk, gelecekte yeni teknolojilere dayalı tesislerin yükseltilmesini ve bakımını kolaylaştıracaktır.

2011 yılında, önde gelen Rus şirketleri (NPP EKRA LLC, EnergopromAvtomatization LLC, Profotek CJSC ve NIIPT OJSC), Rusya'da dijital trafo merkezleri oluşturmak için bilimsel, teknik, mühendislik ve ticari çabaları birleştirmek için stratejik işbirliği organizasyonu hakkında genel bir anlaşma imzaladı. Federasyon.

IEC 61850'ye uygun olarak geliştirilen sistem üç seviyeden oluşmaktadır. Proses veriyolu, optik transformatörler (ZAO Profotek) ve uzak USO (microRTU) NPT Expert (LLC EnergopromAvtomatization) ile temsil edilir. Bağlantı seviyesi - NPP EKRA LLC'nin mikroişlemci koruması ve EnergopromAvtomatization LLC'nin NPT BAY-9-2 bağlantı denetleyicisi. Her iki cihaz da IEC 61850-9-2'ye göre analog bilgileri ve IEC 61850-8-1(GOOSE) uyarınca ayrı bilgileri kabul eder. İstasyon seviyesi, IEC 61850-8-1(MMS) destekli SCADA NPT Expert'e dayanmaktadır.

Ortak proje ayrıca bir sistem geliştirdi Bilgisayar destekli tasarım DSP - SCADA Studio, Ethernet ağının yapısı üzerinde çalıştı. Çeşitli seçenekler inşaat, bir dijital trafo merkezi modeli monte edildi ve OAO NIIPT'deki bir test tezgahı da dahil olmak üzere ortak testler yapıldı.

Dijital trafo merkezinin işletim prototipi, Rusya Elektrik Ağları-2011 fuarında sunuldu. Bir pilot projenin uygulanması ve dijital trafo ekipmanının tam ölçekli üretiminin 2012 için yapılması planlanıyor. Dijital Trafo Merkezi için Rus ekipmanı tam ölçekli testlerden geçti ve IEC 61850 standardına göre çeşitli yabancı (Omicron, SEL, GE, Siemens, vb.) ve yerli (LLC Prosoft-Systems, NPP) ekipmanlarıyla uyumluluğu geçti. Dinamika ve diğerleri) şirketleri.

Dijital bir trafo merkezi için kendi Rus çözümümüzün geliştirilmesi, yalnızca yerli üretim ve bilimi geliştirmekle kalmayacak, aynı zamanda ülkemizin enerji güvenliğini de iyileştirecektir. Teknik ve ekonomik göstergeler üzerinde yürütülen çalışmalar, seri üretime geçişte yeni bir çözümün maliyetinin, bina otomasyon sistemleri için geleneksel çözümlerin maliyetini geçemeyeceği ve aşağıdakiler gibi bir dizi teknik avantaj sağlayacağı sonucuna varmamızı sağlıyor:
kablo bağlantılarında önemli bir azalma;
ölçümlerin doğruluğunun iyileştirilmesi;
tasarım, işletme ve bakım kolaylığı;
birleşik veri değişim platformu (IEC 61850);
yüksek gürültü bağışıklığı;
yüksek yangın ve patlama güvenliği ve çevre dostu;
APCS ve RPA cihazları için G/Ç modüllerinin sayısında azalma, bu da cihazların maliyetini düşürür.

Bir dizi başka sorun, ek kontroller ve çözümler gerektirir. Bu, dijital sistemlerin güvenilirliği, cihazların trafo merkezi ve güç ara bağlantısı düzeyinde yapılandırılması sorunları için, farklı mikroişlemci ve ana ekipman üreticilerini hedefleyen halka açık tasarım araçlarının oluşturulması için geçerlidir. Pilot projeler çerçevesinde gerekli güvenilirlik düzeyini sağlamak için aşağıdaki görevler çözülmelidir.

1. Dijital trafo merkezinin bir bütün olarak optimal yapısının ve bireysel sistemlerinin belirlenmesi.
2. Uluslararası standartların uyumlaştırılması ve yerel standartların geliştirilmesi normatif belgeler.
3. IEC 61850-9-2 desteği ile AISKUE sistemleri de dahil olmak üzere otomasyon sistemlerinin metrolojik sertifikasyonu.
4. Dijital trafo ekipmanının güvenilirliğine ilişkin istatistiklerin toplanması.
5. Uygulama ve operasyon tecrübesi birikimi, personel eğitimi, yetkinlik merkezlerinin oluşturulması.

Şu anda dünyada IEC 61850 serisi standartlarına dayalı dijital trafo sınıfı çözümlerinin toplu tanıtımına başlandı, Akıllı Şebeke kontrol teknolojileri hayata geçiriliyor, uygulamalar devreye giriyor. otomatik sistemler teknolojik yönetim. "Dijital Trafo Merkezi" teknolojisinin kullanımı, gelecekte enerji tesislerinin tasarım, devreye alma, işletme ve bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltacaktır.

Alexey Danilin, SO UES OJSC Otomatik Kontrol Sistemleri Direktörü, Tatyana Görelik, APCS Bölüm Başkanı, Ph.D., Oleg Kiriyenko, Mühendis, NIIPT OJSC Nikolai Doni, Gelişmiş Geliştirme Bölümü Başkanı, EKRA Araştırma ve Üretim İşletmesi

Dijital trafo merkezi, akıllı şebeke oluşturmanın temel bileşeni olarak adlandırılmıştır - ve bu konu Son zamanlarda giderek daha fazla popülerlik kazanıyor. Bu, şu tarihte tanınan bir atılımdır: Uluslararası seviye görev çözme otomasyon yöntemi Etkili yönetim enerji tesisleri, tamamen dijital formata dönüştürülür. Bu teknolojiyi trafo merkezi otomasyon sistemlerine entegre ederek, imalat şirketleri "geleneksel olmayan" akım ve gerilim ölçü trafolarının üretiminde on yıldan fazla bir deneyime sahip oldular. en son teknolojiler bağlantılar ve yapılan olası bağlantı koruma ve otomasyon cihazlarını (RPA) rölelemek için birincil yüksek voltaj ekipmanı. Bu, sistemin güvenilirliğini ve kullanılabilirliğini iyileştirmenin yanı sıra trafo merkezindeki ikincil devreleri optimize eder.

Bu sektördeki lider şirketler bu teknolojiyi geliştirmeye devam ediyor ve uzmanların dediği gibi, belirlenen görevlerin önemi ve ölçeği göz önüne alındığında, çabaların birleşimi özel bir değere sahip. Uzmanlar, sektör için stratejik açıdan önemli olan bu projenin tek bir şirket tarafından uygulanamayacağını belirtiyor. Onlara göre, tüm bu teknolojilerin ticari sır olduğu zaman çoktan geçti ve bu teknolojiyi her yöne teşvik eden dijital trafo merkezlerinin uygulanması için gerçek bir topluluk ortaya çıktı.

Bu sözlerin teyidi, dijital trafo merkezlerinin güvenli otomasyonu için birlikte çözümler geliştirmeyi kabul eden Alstom ve Cisco arasındaki anlaşmadır. Bu çözümler, gelişmiş iletişim ve güvenlik özelliklerine sahip sağlamlaştırılmış Cisco Connected Grid trafo merkezi yönlendiricilerini ve anahtarlarını ve trafo otomasyonu için Alstom DS Çevik kontrol sistemini kullanacak.

Bu, IP iletişiminin performansını yeni bir düzeye taşıyacak ve bilgi güvenliği, dağıtılmış izleme ve kontrolün entegrasyonunu sağlayacaktır. Böyle bir çözüm temelinde, modern bir elektrik şebekesi mimarisi çerçevesinde bilgi iletimi ve enerji dağıtım merkezleri halihazırda oluşturulmuştur.

Çözümler, kritik kaynaklara kullanıcı erişimini yönetmenize, ağ altyapısı boyunca olası elektronik saldırıları tespit etmenize ve ortadan kaldırmanıza olanak tanır. Dijital trafo merkezlerinin mimarisi kapsamlı içerir işlevsellik NIST (ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü) ve IEC (Uluslararası Elektroteknik Komisyonu, IEC) tavsiyelerini dikkate alarak güvenlik yönetimi.

Cisco'ya göre, uygulanan katmanlı mimari yaklaşım, trafo merkezi otomasyon sisteminin optimum dağıtımını sağlayacak ve çözümlerin uygulanması için verimli tasarım sağlayacaktır. Bir iletişim altyapısı tasarlamayı ve bunu kritik görev güvenlik ve kontrol işlevleri, varlık izleme ve güç yönetimi ekipmanı ile entegre etmeyi kolaylaştırır. Akıllı işlevler, yük kapasitesini dikkatli bir şekilde kontrol etmenize ve elektrik şebekesi ekipmanını maksimum verimlilikte çalıştırmanıza yardımcı olur.

Katmanlı mimari yaklaşım, tesislerin ekipman ömrünü uzatan ve ekipman bakım maliyetlerini azaltan önleyici bakım programlarını uygulamasına izin verirken, aynı birleşik ağ üzerinde kablolu ve kablosuz iletişimin sürdürülmesine de izin verecektir. Trafo merkezi ağı, mevcut ve yeni iletişim standartlarını (örn. IEC 61850) ve ayrıca kontrol veri iletiminin diğer trafiğe göre önceliklendirilmesini destekler.

Dijital trafo merkezlerinin ana avantajları ekonomi alanında yatmaktadır: oluşturma maliyeti ve işletme maliyeti azaltılmıştır. Tesisi barındırmak için gereken alanı azaltarak, ekipman miktarını azaltarak (örneğin, farklı cihazları birleştirerek) ve sonuç olarak kurulum işinin maliyetini azaltarak tasarruf sağlanır.

Sonuç olarak, trafo merkezi kontrol otomasyonunun maliyeti, inşaat ve birincil ekipmanla donatma maliyetinin yüzde 15'inden fazla olmayacaktır. Güvenilirlik açısından, dijital trafo merkezi, daha az öğeden ve izleme ve teşhis araçlarının kullanılmasından yararlanır.

Uzmanlar, bu teknolojinin Rusya'da tanıtılması olasılığını nasıl değerlendiriyor? Gerekli donanıma sahip olduğunu, teknolojiye hakim olduğunu ve gerekli yetkinliklere sahip olduğunu iddia eden yeterince şirket var, ancak her zamanki gibi daha az pratik adım var. Diğer bir konu ise yerli ve yabancı teklifler arasındaki seçimdir. FGC UES uzmanlarına göre, "marka kararları verilebildiğinde ve yedek bir seçenek olarak yerel gelişmeler piyasaya sunulduğunda" bir uzlaşmaya ihtiyaç var. Ayrıca, FGC'nin idari düzenleme unsurları olmadan bu süreç başarılı olmayacaktır.

Yine de, Rusya'da, dijital trafo merkezlerinin mevcut ve gelecekteki projelerinin tartışılmasına adanmış Alstom ve OJSC Rus Şebekeleri yönetimi arasındaki toplantıda kanıtlandığı gibi, dijital trafo merkezlerinin tanıtılması süreci kesin olarak başlamıştır. Rosseti adına toplantıya şu isimler katıldı: CEOöneminden bahseden Oleg Budargin bu yöndeŞirket için.

Alstom ise aktif-uyarlanabilir bir şebeke ile akıllı şebeke teknolojilerinin uygulanmasında aktif olarak yer almaktadır. Şu anda şirket, MES Ural'ın JSC FGC UES'nin bir şubesi olan 220 kV Nadezhda trafo merkezine dayalı Rusya'daki ilk dijital trafo merkezi projesinin uygulanmasında yer almaktadır. Alstom, ekipman tedarik eder ve IEC 61850‑9‑2 LE uyumlu bölme kontrolörleri, RPA ve APCS sistemleri kurar ve bunların devreye alınmasını gerçekleştirir.

Şu anda, Rusya'da, STC FGC UES'ye dayalı Dijital Trafo Merkezi deney alanı, Ural Güç Şebekelerine dayalı Nadezhda 500 kV trafo merkezi ve Elgaugol kümesi gibi birkaç dijital trafo projesi uygulanmaktadır.

Bununla birlikte, uzmanların belirttiği gibi, bu konuda en önemli bileşen hala eksik - tam olarak tasarım metodolojisi. Personel yetiştirilene kadar bu sürecin otomatikleştirilmesi sorununun çözülmesi gerekmektedir. Aksi takdirde, bu, Rusya'da istenmeyen bir durum olan dijital trafo merkezlerinin gelişimini önemli ölçüde yavaşlatacaktır.