Особенности реализации РЗА на примере ЦПС "Портовая"

В статье рассматриваются особенности реализации проектов ЦПС на примере реальной подстанции. Отмечен ряд проблем, возникающих на всех этапах строительства и ввода объекта в промышленную эксплуатацию. Описаны некоторые решения, применяемые в рамках конкретного проекта. Отмечены некоторые нюансы, возникшие вследствие применения устройств различных производителей.

В электроэнергетике активно применяют различные решения по цифровизации отрасли, в том числе в области РЗА. Ключевой момент — создание шины процесса в соответствии со стандартом IEC 61850. Часть вопросов практического применения, касательно цифровой информации, описанной в главе 9-2 стандарта, нашли свое отражение в IEC 61850-9-2LE.

НПП «Экра» имеет за плечами опыт успешной реализации ряда проектов по цифровым подстанциям как в опытной, так и в промышленной эксплуатации. Летом 2018 года в ОАО «Сетевая компания» было принято решение о необходимости модернизации строящейся подстанции «Портовая» до цифровой. Тот факт, что решение о строительстве объекта как цифровой подстанции было принято на довольно позднем этапе существенно повлияло на сроки изготовления, поставки и наладки оборудования.

Получение цифровой информации о токах и напряжениях различных присоединений цифровой подстанции осуществляется с помощью преобразователей аналоговых сигналов (ПАС) или — при использовании электромагнитных ТТ и ТН — автономных преобразователей аналоговых сигналов (АПАС) (см. рис. 1).

Получение цифровых отсчетов сигналов аналоговых величин в ПАС и АПАС производится с помощью аналогово-цифровых преобразователей (АЦП). Одновременность фиксации цифровых отсчетов для всех используемых электрических величин позволяет исключить неопределенные фазовые сдвиги обрабатываемых сигналов. Стандартом IEC 61850 предусмотрено использование локальной синхронизации для защит, работающих на одной подстанции, или глобальной синхронизации, например для защит, состоящих из двух полукомплектов, установленных на разных подстанциях.

Как известно, для обмена данными устройств РЗА между собой и с устройствами сопряжения (УСО): ПАС, АПАС, преобразователь дискретных сигналов (ПДС) — применяется коммуникационное оборудование, на базе которого формируются так называемые шины процесса и шина подстанции. Синхронизация может выполняться как с применением отдельной шины (протоколы 1PPS, IRIG-B), так и с использованием существующей сети Ethernet (шины процесса) по протоколу PTPv2, описанному в стандарте IEC 61588:2009.

При использовании в качестве протокола синхронизации времени PTPv2 для организации сети применяются управляемые коммутаторы с поддержкой этого протокола. В настоящее время отечественные производители не могут предложить подходящее оборудование, и, как показала практика, срок поставки коммутаторов может составлять от месяца до полугода.

В случае с ЦПС «Портовая» незадолго до планируемого срока отгрузки возникли опасения, что коммуникационное оборудование может быть не поставлено в требуемые сроки. Было принято решение о смене производителя коммутаторов, чтобы сократить максимально возможные сроки. Благодаря грамотной работе специалистов на всех этапах поставки оборудования, вероятных трудностей удалось избежать.

Одно из весомых преимуществ ЦПС — возможность проведения комплексных испытаний всего оборудования (ПАС, ПДС, РЗА и телекоммуникационный шкафы), в том числе и информационного взаимодействия по протоколам стандарта IEC 61850, еще до отгрузки заказчику, непосредственно на площадях предприятия — изготовителя оборудования. При условии получения инженером-наладчиком согласованных уставок возможно проведение комплексной наладки во время заводских испытаний. Применение такого подхода позволяет сократить временные затраты на наладку оборудования непосредственно на объекте.

Для ЦПС «Портовая» шкафы РЗА (110 кВ), УСО и телекоммуникационные шкафы произвели на НПП «Экра». Благодаря специалистам «Сетевой компании» к моменту проведения комплексных испытаний были получены согласованные уставки. Совокупность вышеуказанных фактов позволила провести наладку комплекса оборудования, обеспечивающего защиты оборудования на напряжении 110 кВ ЦПС «Портовая».

Процесс комплексных испытаний удалось совместить с процессом обучения для представителей заказчика — «Сетевая компания». Особая ценность обучения именно в таком формате состоит в том, что проводится оно на оборудовании, которое впоследствии отгружается на объект.

При проведении испытаний воздействия от защит 6 кВ имитировались при помощи программно-аппаратных средств. Необходимость имитации работы защит низкого напряжения была обусловлена применением на подстанции устройств различных производителей, что препятствует проведению комплексные испытания всех подсистем на площадях предприятия-изготовителя.

В настоящее время любому объекту ЦПС на всех этапах оказывается пристальное внимание. Очевиден интерес как со стороны заказчиков оборудования, эксплуатации, так и со стороны производителей оборудования, в том числе и РЗА.

При наладке на ЦПС «Портовая» практически все производители оборудования обеспечили присутствие высококвалифицированных сотрудников. Некоторые производители привлекали к наладке непосредственно разработчиков, что еще раз подтверждает общий интерес к теме ЦПС. На всех этапах наладки активное участие в работе принимали сотрудники «Сетевой компании».

Несмотря на наличие требований к интеллектуальным устройствам, выполняющим функции РЗА, по наличию возможности экспорта SCL-файлов, в стандарте не описаны жесткие правила работы прикладного ПО, выполняющего эту функцию. Разночтения стандарта IEC 61850 в этой части приводят к необходимости внесения некоторых корректировок, в том числе в исполнительную документацию, при сопряжении устройств различных производителей. Как правило, все возникающие заминки решаются довольно оперативно, тем не менее они не возникали бы при предварительном проведении комплексных испытаний всех подсистем подстанции.

Устройства различных производителей имеют ряд особенностей работы. Следствием является необходимость оперативному персоналу разбираться не только в ряде базовых вопросов работы устройств по протоколам стандарта IEC 61850, но и учитывать эти особенности, обладать навыками использования различных типов прикладного ПО.

При выполнении работ по включению ЦПС «Портовая» были использованы такие преимущества технологии ЦПС, как проведение наладки на рабочих уставках и комплексные испытания части систем.

При работе устройств различных производителей, несмотря на соответствие требованиям стандарта каждого устройства по отдельности, возникают ситуации, когда устройства не могут корректно взаимодействовать. На ЦПС «Портовая» обеспечено взаимодействие устройств большого числа производителей, чему поспособствовало оперативное устранение конфликтов совместимости оборудования по протоколам связи стандарта IEC 61850.

Оборудование и программное обеспечение, применяемое на ЦПС, формирует новые требования к инженерному персоналу на всех уровнях, от производства до эксплуатации. Например, инженеру РЗА, для полноценной работы с оборудованием на ЦПС, необходимо наличие знаний о работе локально-вычислительной сети, протоколах синхронизации времени и многое другое.

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.