64
Эффект импортозамещения Что почувствовали Российские производители в 2015 году? Регистратор аварийных событий Каким видят специалисты РАС для ЦПС? Системы оперативного постоянного тока Реформа взглядов на СОТ в рубрике «Грабли» МЭК 61850-9-2RU Взгляд отечественных специалистов на передачу значений токов и напряжений в цифровом виде Метрология цифровых подстанций От электронного трансформатора до счетчика 7 8 14 20 26 32 38 42 46 50 Локальные вычислительные сети Новая дисциплина специалистов РЗА и АСУ ТП Профессиональное выгорание Разберитесь в проблеме снижения продуктивности с рубрикой «Психология» Моделирование устройств РЗА Моделирование реле сопротивления в периодической рубрике на ЦПС DAPserver Тест-драйв современного и универсального сервера от компании Alstom Grid CMC 356 Тест-драйв испытательной установки от компании OMICRON №5 2016

«Цифровая подстанция» выпуск №5

  • Upload
    -

  • View
    264

  • Download
    31

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Пятый печатный выпуск журнала «Цифровая подстанция»

Citation preview

Page 1: «Цифровая подстанция» выпуск №5

Эффект импортозамещенияЧто почувствовали Российские производители в 2015 году?

Регистратор аварийных событийКаким видят специалисты РАС для ЦПС?

Системы оперативного постоянного токаРеформа взглядов на СОТ в рубрике «Грабли»

МЭК 61850-9-2RUВзгляд отечественных специалистов на передачу значений токови напряжений в цифровом виде

Метрология цифровых подстанцийОт электронного трансформатора до счетчика

7

8

14

20

26

32

38

42

46

50

Локальные вычислительные сетиНовая дисциплина специалистов РЗА и АСУ ТП

Профессиональное выгораниеРазберитесь в проблеме снижения продуктивности с рубрикой «Психология»

Моделирование устройств РЗАМоделирование реле сопротивления в периодической рубрике на ЦПС

DAPserverТест-драйв современного и универсального сервера от компании Alstom Grid

CMC 356Тест-драйв испытательной установки от компании OMICRON

№5 2016

Page 2: «Цифровая подстанция» выпуск №5

18-22 апреля / 26-30 сентября / 21-25 ноября 2016

Обучающий семинар по МЭК 61850

Page 3: «Цифровая подстанция» выпуск №5

ИЗДАТЕЛЬ

ООО «Цифровая подстанция»

МЕНЕДЖЕР ПРОЕКТА

Вячеслав Чайкин [email protected]

Тел.: +7 (499) 350-71-35

Онлайн-версия журнала: www.digitalsubstation.ru

ИЛЛЮСТРАТОР

Олег Дроздов

ДИЗАЙН И ВЕРСТКА

Марина Лор-Ходкевич

КОРРЕКТОР

Михаил Философов

АДРЕС ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ

117105, г. Москва, Варшавское шоссе, д. 1, стр. 1-2, этаж 6 - комната 33

Редакция не несет ответственности за достоверность рекламных матери-алов. Точка зрения авторов может не совпадать с точкой зрения редакции.

Перепечатка, копирование матери-алов, опубликованных в журнале «Цифровая подстанция», допускает-ся только со ссылкой на издание.

Свидетельство о регистрацииСМИ № ФС77-61546.

Тираж – 4 000 экз. Отпечатано в типографии ООО «МЕДИА ГРАНД»

Проанализировав за последнее время поведение произво-

дителей и заказчиков, редакция журнала «Цифровая под-

станция» готова отметить тенденцию к более осознанному

подходу к стандарту МЭК 61850 с обеих сторон. Никуда не

делись, да и не денутся, вопросы экономики, надежности,

актуальности и необходимости, однако на их фоне растет ко-

личество вопросов практического применения МЭК 61850 в

системах РЗА и АСУ ТП.

Если раньше драйвером к обсуждению выступала наша ре-

дакция, то сейчас все иначе. Как производители, так и заказ-

чики обращаются в редакцию со своими вопросами, которые

в результате вырастают в большие опросы, охватывающие

не только энергетиков России, но и специалистов Респуб-

лики Беларусь и Казахстана!

Познакомиться с мнениями коллег, высказать свое, найти

самую интересную информацию о современных тенденциях

в электроэнергетике, релейной защите, автоматизации, уве-

личить свою компетенцию в вопросах, которых прежде вы не

касались, но профессия обязывает, задать свои вопросы и

стать членом растущего сообщества инженеров, специали-

стов, топ-менеджеров – все это и даже больше вы можете

сделать на открытой площадке – «Цифровая подстанция».

Если у вас есть интересные статьи, если вы хотите выразить

ваше мнение о проблемах РЗА или поделиться опытом рабо-

ты на этом не самом простом поприще, если вы хотите увели-

чить вашу компетенцию в современных направлениях раз-

вития вторичных систем энергообъектов, давайте дружить!

Центр компетенции «Цифровая подстанция» всегда открыт

для любых инициатив!

18-22 апреля / 26-30 сентября / 21-25 ноября 2016

Обучающий семинар по МЭК 61850

Page 4: «Цифровая подстанция» выпуск №5

8 КОЛЛЕКТИВНыЙ РАЗуМ

РЕГИСТРАТОР АвАРИйных СОбыТИй

ЦИФРОвАЯ ПОДСТАнЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

СОДЕРЖАНИЕ

32 КОЛЛЕКТИВНыЙ РАЗуМ

ЛОкАЛьныЕ вычИСЛИТЕЛьныЕ СЕТИ – мнОГО вОПРОСОв, мАЛО ОТвЕТОв

6 НОВОСТИ

IET600 СТАЛ ПЕРвым СЕРТИФИЦИРОвАнным САПР С ПОДДЕРжкОй ЯзыкА SCL

6 НОВОСТИ

ПОДвИньТЕСь, хАкЕРы, зЛЕйшИЕ вРАГИ эЛЕкТРОСЕТЕй – бЕЛкИ

5 НОВОСТИ

шЕСТь РОССИйСкИх ПРОИзвОДИТЕЛЕй РзА, ПОЛучИвшИх СЕРТИФИкАТ СООТвЕТСТвИЯ мэк 61850 ОТ ЛАбОРАТОРИИ DNV GL

38 ЦИфРОВАЯ ПСИхОЛОгИЯ

ПРОФЕССИОнАЛьнОЕ выГОРАнИЕ нА РАбОТЕ, кАк РАСПОзнАТь И чТО ДЕЛАТь? Вольская А. Ю.

42 МОДЕЛИРОВАНИЕ В РЗА

мОДЕЛИРОвАнИЕ уСТРОйСТв РзиА (чАСТь 3)Ильинский А. С.

46 ТЕСТ-ДРАЙВ

DAPSErVEr – ПОДСТАнЦИОнный СЕРвЕР нОвОГО ПОкОЛЕнИЯ

52 ТЕСТ-ДРАЙВ

OMICrON CMC 356 – АЛьТЕРнАТИвА, О кОТОРОй нужнО знАТь

58 ЦИфРОВАЯ фОТОгРАфИЯ

знАчИмыЕ СОбыТИЯ 2015 ГОДА

14 «гРАбЛИ»

СОПТ — СИСТЕмА ОПЕРАТИвнОГО ПОСТОЯннОГО ТОкА. чАСТь 1Антонов Л. Е.

20 КОЛЛЕКТИВНыЙ РАЗуМ

ОТЕчЕСТвЕнный ПРОФИЛь мэк 61850-9-2

26 МЕТРОЛОгИЯ

кАк ДЕЛА, мЕТРОЛОГИЯ ЦИФРОвых ПОДСТАнЦИй?

7 НОВОСТИ

чТО ДАЛО ИмПОРТОзАмЕщЕнИЕ РОССИйСкИм ПРОИзвОДИТЕЛЯм РзА И АСу ТП?

Page 5: «Цифровая подстанция» выпуск №5

5www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ГОВОРИТ ЧИТАТЕЛЬ

С проектом информационного издания «Цифровая подстанция» я познакомился еще до появления первой печатной версии. На протяжении всего времени команда проекта держит высокую профессиональную планку и постоянно развивается. По-явился новый формат взаимодействия со специалистами электросетевого комплек-са – рубрика «Коллективный разум». Этот формат однозначно нужно развивать, так как он позволяет знакомиться с мнениями коллег из России и из-за рубежа в до-статочно простой и понятной форме.

Написать отдельную статью для занятого текущей эксплуатацией специалиста до-статочно сложно, вместе с тем ответить на ряд вопросов будет проще и эффективней без излишней строгости научного формата. Кроме того, сам по себе набор техноло-гий «Цифровая подстанция» сложен из совершенно разных технических дисцпи-лин и на сегодняшний день только определяет свою техническую и экономическую нишу. Хотел бы предложить расширение рубрики «Коллективный разум», захватив обсуждение с эксплуатирующим персоналом технических проблем и ниш автомати-зации, которые в настоящий момент не закрыты и которые может покрыть техноло-гический пакет «Цифровая подстанция» с ощутимой пользой и экономией.

В целом, после обновления дизайна и функциональности сайта, я бы сказал, что формируется некий распределенный центр компетенции, в котором площадка яв-ляется центром сборки и коммуникационным инструментом, что, учитывая междис-циплинарный характер технологии, является очень важным элементом инноваци-онной экосистемы. В будущем на сайте хотел бы увидеть возможность организации взаимных трансляций и конференций, развития функций push-уведомлений, так как заходить на сайт получается не всегда, однако сейчас этот недостаток компен-сируется за счет активного использования редакцией социальных сетей и мессен-джеров.

Желаю коллегам удачи и считаю, что сотрудничество специалистов с редакцией журнала «Цифровая подстанция» приносит явную пользу как для личного развития, так и развития данного направления в России.

Игорь Архиповначальник департамента инновационного развития ПАО «ФСк ЕэС»

ГОвОРИТ чИТАТЕЛь

Page 6: «Цифровая подстанция» выпуск №5

6 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ГОВОРИТ ЧИТАТЕЛЬ

Мое активное знакомство с журналом «Цифровая подстанция» началось при пер-вых идеях создать опытный полигон на базе Нижегородской ГЭС. Качественная информация на страницах журнала и на сайте быстро закрыла многие вопросы в понимании стандарта.

На данный момент слежу за новостями и новыми материалами, так как, на мой взгляд, ЦПС – тот самый источник актуальной информации, которого не хватало электроэнергетике.

Хочу отметить необычную рубрику «Тест-драйв». В рамках каждой статьи у меня есть возможность заглянуть «внутрь» оборудования и сразу понять, соответствует ли оно текущему проекту, который обсуждается с коллегами.

Современный специалист РЗА или АСУ ТП, как уже давно стало понятно, должен выходить за рамки базовых технических дисциплин. Пришло время постигать но-вые направления, в чем отлично помогают рубрики «Грабли», «Моделирование», «Кибербезопасность» и «Локальные вычислительные сети».

В рамках обсуждения с коллегами хочу отметить, что «Цифровая подстанция» ока-залась не только отличным организатором качественных мероприятий, но и хоро-шим партнером в сотрудничестве, которое продолжается на проекте Нижегородской ГЭС.

Хочу пожелать журналу «Цифровая подстанция» не сбавлять темп, оставаться ис-точником информации о развитии электроэнергетики во всем мире.

максим мальцевзаместитель директора департамента по системам технологического управления департамент эксплуатации ПАО «РусГидро»

ГОвОРИТ чИТАТЕЛь

Page 7: «Цифровая подстанция» выпуск №5

7www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

новости

До конца года российские производители устройств РЗА могли пройти процедуру проверки соответствия стан-дарту МЭК 61850 на базе ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», важным

свойством которой являлось проведение проверок известной лабораторией DNV GL (ранее известной как KEMA) – незави-симой лабораторией уровня A согласно аккредитации между-народной ассоциации пользователей UCA. По имеющейся у редакции информации, с 2016 года ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» начнет проводить проверки самостоятельно, будучи аккреди-тованной лабораторией уровня Б с выдачей сертификатов, со-ответственно, уровня Б.

Среди российских компаний-первопроходцев в списке на сайте UCA значатся: ИЦ «Бреслер», НПП «Бреслер», «Ради-ус-Автоматика», НПП «ЭКРА» и ИЦ «Энергосервис». Кроме этого, стоит отметить также и компанию «МРЗ» (Московский

релейный завод), которая получила сертификат соответствия по своему изделию еще до того, как специалисты лаборато-рии DNV GL начали работы в ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС».

ИЦ «Бреслер» проверил свои терминалы ТОР-300 (АУВ) и ТОР-200 (защита линии), НПП «Бреслер» – терминал защиты линии (Бреслер-0107.511), НПП «ЭКРА» – терминал БЭ2704 (дифференциальная защита шин), ИЦ «Энергосервис» – мно-гофункциональный измерительный преобразователь ЭНИП-2. Все указанные устройства получили сертификат соответ-ствия первой редакции стандарта МЭК 61850.

Единственным российским производителем, получившим сертификат соответствия второй редакции МЭК 61850, стала компания «Радиус-Автоматика», которая представила на ис-пытания терминал Сириус-3-ЛВ-03.

шЕСТь РОССИйСкИх ПРОИзвОДИТЕЛЕй РзА, ПОЛучИвшИх СЕРТИФИкАТ СООТвЕТСТвИЯ мэк 61850 ОТ ЛАбОРАТОРИИ DNV GL

Page 8: «Цифровая подстанция» выпуск №5

8 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

новости

В реестре международной ассоциации пользователей UCA IUG IET600 стал первым конфигуратором, соответствую-щим требованиям стандарта МЭК 61850.

Устройства РЗА и контроллеры, а также клиентские системы с поддержкой стандарта МЭК 61850 уже достаточно давно по-полняют реестр международной организации UCA IUG, декла-рирующий список изделий, соответствующих требованиям стандарта МЭК 61850. Однако до недавнего времени этот ре-естр не включал в себя системы автоматизированного проек-тирования с поддержкой языка SCL. В январе 2016 года ситу-ация изменилась, и в реестре появился первый САПР – уже многим знакомый IET600 разработки компании ABB.

«10 лет после ввода в эксплуатацию первой системы РЗА и АСУ ТП подстанции, состоящей из устройств различных фирм-производителей с поддержкой стандарта МЭК 61850, ABB вновь устанавливает стандарты – на этот раз на то, какой должна быть современная система автоматизированного про-ектирования с поддержкой языка SCL для цифровых подстан-ций», – сообщил продукт-менеджер сектора автоматизации ABB Клаус Веттер.

«Команда исследователей и разработчиков ABB в очередной раз обеспечила соответствие своих продуктов требованиям

Согласно последнему исследованию, проведённому Associated Press, старые электросети США уязвимы к кибератакам. Чрезвычайная зависимость от незащи-

щённых сетей настолько велика, что даже представители Pentagon выражают своё беспокойство. Однако существует ещё один не менее серьёзный враг, который неумышленно наносит вред инфраструктуре энергетики, – это белки.

«Эти грызуны с пушистыми хвостами прыгают и лазают по своей среде обитания, встречая часто на своём пути опоры ЛЭП, сами ЛЭП и трансформаторные подстанции, от которых зависит электроснабжение», сообщает The Atlantic. Один не-верный шаг или перекусывание провода, и происходит ко-роткое замыкание. Несчастное животное погибает, а заодно с ним обесточивается весь соседний микрорайон.

Несмотря на кажущуюся шутку, эта угроза имеет весьма се-рьёзные масштабы.

IET600 СТАЛ ПЕРвым СЕРТИФИЦИРОвАнным САПР С ПОДДЕРжкОй ЯзыкА SCL

ПОДвИньТЕСь, хАкЕРы, зЛЕйшИЕ вРАГИ эЛЕкТРОСЕТЕй – бЕЛкИ

стандартов Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) и, что более важно, предоставила возможность нашим заказчикам сделать ещё один шаг вперед на пути упрощения процедуры интеграции устройств с поддержкой МЭК 61850 в системы РЗА и АСУ ТП энергообъектов», – отметил Клаус Вет-тер.

Как уже ранее сообщала «Цифровая подстанция», междуна-родная лаборатория DNV GL и организация UCA IUG ещё в 2014 году начали разработку методик и программного инстру-мента для испытаний САПР с поддержкой языка SCL на соот-ветствие требованиям стандарта МЭК 61850. Оказывается, в этой работе также принимали участие специалисты компании ABB, а в качестве подопытного САПР выступал инструмент IET600. Работа над совершенствованием методики и програм-мы, автоматизирующей проверки, проводились DNV GL и UCA IUG весь 2015 год. В конце 2015 года IET600 прошёл финаль-ные испытания в DNV GL. А 25 января 2016 года международ-ная ассоциация пользователей утвердила результаты испыта-ний, и IET600 стал первой САПР с поддержкой SCL, внесенной в реестр продуктов, соответствующих требованиям стандарта МЭК 61850.

Житель восточного побережья под псевдонимом КиберБелка наносит на карту все места разрушений, произошедших по вине белок и их лесных собратьев.

В 2015 году на сайте КиберБелки было зарегистрировано 300 перебоев по всему миру, но вероятно, что по более точ-ным подсчётам эта цифра будет гораздо выше. Только в штате Монтана за 2015 год белки стали причиной 560 отключений электроэнергии, отмечают в Missoula Independent.

Насмешливо-иронический стиль, в котором оформлена карта, безусловно привлекает внимание (перебои электроснабже-ния называются «успешными кибервоенными операциями»), но уровень распространения подобных перебоев – это намёк на то, что пора с этим что-то делать. Коммунальные компании начали устанавливать специальные заграждения из скольз-ких материалов вокруг опор ЛЭП.

карта атаки белок на энергосистему СшА количество аварий, произошедших по вине животных

Page 9: «Цифровая подстанция» выпуск №5

9www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

новости

Александр РаспутинООО «Прософт-Системы»

Надежда ЕзерскаяООО «Механотроника РА»

Максим ГрибковПАО «МОЭСК»

Оценивая эффективность курса на импор-тозамещение, принятого многими россий-скими энергокомпаниями, в том числе ПАО «ФСК ЕЭС», считаю, что вести такую политику

не только целесообразно, но и в современных условиях попросту необходимо. На мой взгляд, положительный эффект заметен уже сегодня. Во многом прогресс ощутим как из-за принятой про-граммы по импортозамещению, так и благодаря изменившему-ся курсу валют, когда отечественное оборудование стало более выгодным по цене. Уверен, что при необходимости российские разработчики смогут полностью заменить импортную продукцию.

Сегодня наша компания также активно участвует в реализации программы импортозамещения: выводит на рынок новые про-дукты, принимает участие в стратегически важных проектах. Кроме того, в 2015 году мы в 3,5 раза расширили свои производ-ственные мощности.

Безусловно, в 2015 году мы отметили повы-шение интереса к продукции нашей компании со стороны ПАО «Россети». В 2015-2016 годах наша компания реализует ряд проектов, в ко-

торых ранее запроектированное оборудование АСУ ТП произ-водства компаний ABB и Siemens заменено на системы нашего производства. На реализованных на данный момент объектах Заказчик высоко оценил готовность нашей компании к доработке поставляемой системы по пожеланиям эксплуатации.

Не можем не отметить, что отечественная продукция по надежно-сти, техническим и потребительским характеристикам не уступа-ет импортной. Также при выборе продукции отечественного про-изводства потребитель получает преимущество благодаря нала-женному сервисному обслуживанию и оперативной технической поддержке. При этом стоимость продукции ООО «Механотроника РА» значительно ниже стоимости импортных аналогов.

В 2015 году в ПАО «МОЭСК» активно ведется политика импортозамещения. При проектиро-вании объектов, реконструкции и нового стро-ительства, на стадии ОТР проводится технико-

экономическое сравнение между предложениями отечественных производителей. Для полноты картины проводится анализ ре-шений зарубежных производителей (ABB, Siemens), однако, учи-тывая нынешний курс валют, зарубежные решения оказываются неконкурентными. На данный момент могу выделить следующих российских производителей оборудования РЗА: ИЦ «Бреслер», НПП «ЭКРА», НПП »Бреслер», ЗАО «РАДИУС Автоматика», ООО «Прософт-Системы».

чТО ДАЛО ИмПОРТОзАмЕщЕнИЕ РОССИйСкИм ПРОИзвОДИТЕЛЯм РзА И АСу ТП?

Мы поинтересовались у ведущих российских компаний-производителей РЗА и АСУ ТП о том, как повлияла по-литика импортозамещения на их деятельность.

В 2015 году были сделаны первые шаги на пути импортозаме-щения, которые не обошли стороной и электроэнергетическую отрасль. ПАО «ФСК ЕЭС» заявило об увеличении объёмов за-купок российского электротехнического оборудования.Согласно недавно опубликованному пресс-релизу ПАО «ФСК ЕЭС», доля закупок отечественной продукции по приоритет-ным группам основного электротехнического оборудования за год выросла почти в два раза – до 75%.Программа импортозамещения оборудования, технологий, материалов и систем ПАО «ФСК ЕЭС» реализуется начиная с 2015 года. Ее основными приоритетами являются переход компании на преимущественное использование отечествен-ной продукции, стимулирование формирования отечествен-ной производственной базы и инновационное развитие от-расли.Какими темпами реализуется политика импортозамещения РЗА и АСУ ТП, мы поинтересовались у представителей веду-щих отечественных компаний.

Владимир БовыкинЗАО «ИЦ «Энергосервис»

Вячеслав МедведевООО «АвтоматизацияСистемыТехнологии»

Вячеслав ХохловООО НПП «ЭКРА»

Объявленные результаты работы ФСК за 2015 год, свидетельствующие об увеличении доли закупок отечественного оборудования, радуют. Необходимо продолжать курс на импортозаме-

щение. Делать это нужно осмысленно, обосновано и без ущерба для качества и надежности возводимых систем и объектов.

Что касается нашей продукции, то есть ощущение, что за 2015 год выросли продажи старших модификаций ЭНИП-2, которые находят применение на подстанциях ПАО «ФСК ЕЭС». В частно-сти, ЭНИП-2 с поддержкой МЭК 61850 были применены в ряде проектов ФСК ЕЭС. Следует отметить, что за применение наших устройств сыграла не только меньшая по сравнению с импортом стоимость, но и отличные функциональные возможности, с кото-рыми сложно конкурировать даже зарубежным аналогам.

Принимая участие в конкурсных процедурах, мы можем подтвердить сложившийся реаль-ный акцент на закупку оборудования отече-ственного производителя или производителя,

осуществляющего производство в России. Мы пока только кос-венно почувствовали спрос на производимое нами оборудова-ние. Мы увидели внимание и интерес отечественных компаний к нашей продукции. К нам стало поступать много обращений в части организации взаимодействия и сотрудничества для подго-товки комплексных решений. У нас увеличилось количество за-просов от генподрядных компаний для подготовки ТКП.

Статистика, которую приводит «Федеральная сетевая компа-ния» на наш взгляд соответствует действительности, поскольку в настоящей экономической ситуации реализуются, в основном, только «значимые» проекты, где применяется оборудование, произведенное в России.

Предприятие, несмотря на сложную экономи-ческую ситуацию в стране, успешно развива-ется, уровень средней заработной платы со-трудников составляет около 40 тысяч рублей.

На 2016 год уже сформирован пакет заказов, и «ЭКРА» уверенно начинает новый календарный год. В декабре 2015 года аттеста-

ционной комиссией ПАО «Россети» подписан протокол, продле-вающий срок действия заключений о соответствии шкафов ми-кропроцессорных устройств РЗА производства ООО НПП «ЭКРА» для присоединений 110-220 кВ и 330-750 кВ техническим требо-ваниям ПАО «Россети».

Так как компания «ЭКРА» удержала стабильность на протяжении 2015 года, сохранив и приумножив свои позиции на рынке, я могу с уверенностью сказать, что взятый в России курс на импорто-замещение действительно работает, и мы безусловно ощущаем его влияние.

Page 10: «Цифровая подстанция» выпуск №5

10 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

кОЛЛЕкТИвный РАзум«Коллективный разум» – новая рубрика на страницах журнала «Цифровая подстанция» и одноименного сайта! Ее цель – привлечь мак-симальное количество специалистов из России и стран ближнего зарубежья для решения острых вопросов, с которыми не справиться в одиночку! Все мнения, приведенные в данной рубрике, – личные мнения специалистов, и никак не отражают позицию компаний по рассма-триваемым вопросам.

В одном из реализуемых проектов (где использовался МЭК 61850-8-1 в части GOOSE и MMS, без МЭК 61850-9-2LE) возникла следующая ситуация: появились ограничения по количеству сигналов, которые можно было выводить с тер-миналов РЗА для автономного РАС посредством дискретных выходов. Автономный РАС, который использовался на объекте, поддерживал GOOSE (равно, как и терминалы), и было предложено передавать недостающие сигналы в него по этому протоколу. С другой стороны, возможен и другой вариант передачи недостающих данных в РАС – посредством отчетов (MMS).

ВОЗНИКАЕТ ВОПРОС О ТОМ, КАК ДОЛжЕН БыТь РЕАЛИЗОВАН СБОР СИГНАЛОВ НА РАС ДЛя ТАКОй ГИБРИДНОй КОНФИГуРАЦИИ (ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНыХ СИГНАЛОВ ПО МЕДИ И ПО ЦИФРЕ В РАМКАХ ОДНОГО ЭНЕРГООБъЕКТА):

• Как передавать сигналы в РАС – по GOOSE или посредством отчетов (MMS)? Или комбинировать два способа?

• Если по GOOSE, следует использовать «рабочие сообщения», которые используются терминалами при инфор-

мационном обмене для выполнения прикладных функций, или создавать отдельные сообщения для РАС с теми

же сигналами?

• Если по отчетам, использовать буферизируемые / небуферизируемые отчеты?

• Какие требования должны быть предъявлены к набору данных GOOSE / отчетов (количество сигналов в одной

посылке (если отдельный GOOSE для РАС), наличие метки времени для самого сигнала, признака качества)?

ВТОРАя ЧАСТь ВОПРОСА КАСАЕТСя ВИДОИЗМЕНЕНИя РАС НА ПОЛНОЦЕННОй ЦИФРОВОй ПОДСТАНЦИИ:

• Как должен измениться функционал РАС на ЦПС с МЭК 61850-8-1 и 9-2?

• Должна ли измениться архитектура (сохранение автономного РАС / использование функций РАС в терминалах /

другое)?

• Как должен производиться сбор данных (изменения относительно сбора данных в гибридной конфигурации

по первой части вопросов) с учетом наличия измерений в формате МЭК 61850-9-2?

РЕГИСТРАТОР АвАРИйных СОбыТИй

Page 11: «Цифровая подстанция» выпуск №5

11www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

Регистратор аварийных событий должен быть независимым устройством, получающим самую объективную информацию с присвоенными метками времени и синхронизированными сигналами. Поэтому на ЦПС с использованием оптических ТТ и ТН передача сигна-лов в РАС должна осуществляться по GOOSE, в случае применения MU регистратор должен подключаться к аналоговым цепям в шкафу, где уста-новлен MU.Для обеспечения достоверности данных следует использо-вать «рабочие сообщения» и при необходимости создавать отдельные сообщения для РАС.При использовании отдельных GOOSE для РАС, должна быть

Вопросы, заданные по способам функционирования и функ-циям РАС для ЦПС крайне актуальны. В настоящее время на-чали реализовываться первые РАС принимающие потоки SV и GOOSE-сообщения. Но перед тем, как ответить на вопрос, как получать информацию в РАС, я хо-тел бы переосмыслить весь подход к РАС, который не менялся с эпохи све-толучевых осциллографов.Задача узнать параметры аварийного режима появилась сразу при появле-нии релейной защиты для проверки правильности ее работы. Для этих за-дач и для задач ОМП были созданы

обеспечена сохранность каждого сигнала, наличие метки времени для самого сигнала, признака качества.При применении на ЦПС МЭК 61850-8-1 и 9-2 функционал РАС может быть изменен только в сторону повышения инфор-мативности. Как упомянуто ранее, на ЦПС с использованием оптических ТТ и ТН передача сигналов в РАС должна осу-ществляться по GOOSE, в случае применения MU регистра-тор должен подключаться к аналоговым цепям в шкафу, где установлен MU.

При этом на полноценной ЦПС РАС должен оставаться автономным. Использование функций РАС в тер-миналах РЗиА возможно только как дополнительная информация. РАС должен быть независимым устрой-ством, имеющим самую объективную информацию с присвоенными метка-ми времени и синхронизированными

сигналами, позволяющим выполнить анализ работы как пер-вичного, так и вторичного оборудования.Регистрация всех сигналов должна осуществляться по всем каналам одновременно и синхронно, независимо от того, ка-кой канал был пусковым.

стрелочные фиксаторы тока 3I0 – АИ2, потом появились ФИП, но этого явно было недостаточно.Первыми РАС были НО 11 – светолучевые осциллографы со-хранявшие параметры токов и напряжений на фотопленку, потом появились НО 13, писавшие на фотобумагу. Апофео-зом стали НО 22, писавшие на магнитный барабан токи и на-пряжения и переводящие потом на бумагу, благодаря чему стала возможна запись предаварийного режима небольшой длительности. Все эти устройства были созданы для одного: зафиксировать процесс КЗ, который ранее не фиксировался нигде.В 90-х годах XX столетия начали появляться первые микро-

процессорные устройства РАС. Без идеологии со стороны эксплуатации они вылились в различные варианты от «Черного ящика» с 8 аналоговыми входами и распределенной системой установки периферийных блоков до единых систем АУРА с 128 аналого-выми входами, заведенными в один шкаф. Наличие дискретных входов

Грибков максим ПАО «мОэСк»

Андрей шеметов ПАО «ФСк ЕэС»

При этом на полноценной ЦПС РАС должен оставаться автономным

Система РАС должна стать программой, которая берёт информацию из первоисточников

Page 12: «Цифровая подстанция» выпуск №5

12 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

в устройствах РАС позволяло заводить контакты выходных и указательных реле. Появились указательные реле РУ 21 с герконом на катушке, позволявшие заводить сигнал в РАС. К новым устройствам привыкли быстро, ведь они имели огром-ные преимущества: нет необходимости закупать фотобумагу и реактивы (к тому времени они стали дефицитны), не нужно делать достаточно сложное техобслуживание, скорость пере-дачи информации по электронным каналам возросла. При по-явлении микропроцессорных терминалов РЗА с функциями РАС от отдельных РАС не отказались по одной простой причи-не – новые терминалы были неопробованы, и опыт эксплуата-ции отсутствовал. Так появились решения, где МП терминалы устанавливались рядом с РАС. При этом смотреть осцилло-грамму терминала РЗА нужно было для понятия процессов терминала, а осциллограмму РАС – для проверки.Спорность данного решения очевидна. Была нарушена цель создания РАС – зафиксировать процесс, ранее не фиксировав-шийся. В настоящее время при расследовании КЗ мы можем оперировать 5-ю и более осциллограммами: три терминала –РЗА, РАС, ОМП. И все фиксируют одно и то же. Для повторной фиксации тянутся километры кабелей, ставятся шкафы, уве-личивается потребление собственных нужд и человеко-часы на обслуживание. Выявить неисправность терминала можно по осциллограмме второго и третьего терминала. Тогда поче-му РАС остается востребованным на современных ПС с пере-избытком информации. Основная роль РАС в настоящее вре-мя – это расследование аварии по синхронным параметрам токов и напряжений, где возможно одновременно посмотреть токи, напряжения и дискретные сигналы нескольких присо-единений, привязанные к одному времени, располагая их на одном экране.Давайте проанализируем, что же представляет из себя «Циф-ровая ПС», и какой РАС нужен эксплуатации. Нужно отметить, что «ЦПС» имеет явный избыток и фиксацию всех параметров работы МП терминалов РЗА. Токи и напряжения поступают от одного дублированного источника по цифре, все дискретные сигналы передаются GOOSE-сообщениями и фиксируются в памяти терминала, синхронизация времени улучшилась с 1 мс до 4 мкс. Прием информации на дискретные входы и вы-дача управляющих воздействий уменьшилась до минимума (положения КА и их исправность, механические защиты мас-лонаполненного оборудования, управление КА и РПН). При этом все сигналы, передающиеся медными проводами, про-дублированы. Мы имеем терминалы защит, подписанные на два SV-потока с возможностью перехода между ними, имеем фиксацию отправки GOOSE-сообщения на терминале РЗА, вы-ступающем сервером, и имеем фиксацию GOOSE-сообщения на клиенте, то есть фиксация с контролем. С одной стороны, уже имеются попытки создать РАС для «ЦПС» – сервер, под-писанный на SV-потоки и GOOSE-сообщения, записывающий гигабайты информации и выстраивающий все сигналы в одну осциллограмму. С точки зрения традиционных методов РАС – все нормально, тем более, что вопрос с емкостью жест-ких дисков давно отпал. Но для анализа технологического на-рушения более важна и нужна информация непосредственно

с устройств, выдающих управляющие воздействия.Как я вижу РАС ЦПС:Это программно-аппаратный комплекс, выполняющий функ-цию автоматического скачивания аналоговой и дискретной информации со всех устройств РЗА и сводящий с помощью меток времени в единую осциллограмму. Аналоговые сиг-налы должны быть представлены без дублирования одних и тех же токов и напряжений одного присоединения с разных устройств. При получении осциллограмм системой автома-тически должна быть проведена проверка на соответствие однотипных аналоговых сигналов друг другу, поступивших с разных устройств. При несоответствии аналоговых сигналов должны быть показаны отличия. Дискретные сигналы долж-ны отображаться на осциллограмме с метками времени ухода GOOSE-сообщения от терминала РЗА, выступающего в роли сервера, и приема сигнала клиентом. При этом необходимо показать время прихода GOOSE-сообщения к каждому клиен-ту. Должна быть подгружена информация о неисправностях и отклонениях в работе терминала РЗ посредством отчетов.Система РАС должна стать программой, которая берет инфор-мацию из первоисточников (оптических ТТ, электронных ТН, AMU, DMU, терминалов РЗА и т.д.) и сводит ее в единую ос-циллограмму с учетом загруженного SCD-файла ЦПС.Система РАС должна проверять параметры работы ЦПС: вре-мя доставки SV-пакетов до клиента, время доставки GOOSE-сообщения до клиентов, достоверность параметров SV-пакетов и GOOSE-сообщений, работу системы синхронизации времени, исправность локальной сети.С помощью пуска встроенных осциллографов и записи сраба-тывания пусковых органов защит (МТЗ, ДЗ, ТНЗНП) система должна проверять правильность функционирования термина-лов РЗА и построение схемы потокораспределения для про-верки функционирования первичных датчиков аналоговых сигналов ЦПС и правильности расчета токов КЗ в ПО АРМ РЗА.Действия для создания РАС:• Создать ТЗ на РАС ЦПС.• Выработать новые требования к терминалам защит с учетом требований РАС.• Создать опытную ЦПС и проверить функционирование си-стемы.Наверняка найдутся противники данной концепции, которые будут утверждать о необходимости дублирования инфор-мации, о независимой записи всего и вся. Но я считаю, что потеря какой-то информации крайне маловероятна, так как практически все серверы (источники информации) продубли-рованы.Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что систе-ма РАС для ЦПС должна строиться как система для воссозда-ния последовательности событий в единой осциллограмме и контроля исправности защит.

При правильной работе всех аппаратных и программных элементов оборудования можно ожидать отсутствия практи-ческой разницы между использованием MMS и GOOSE для целей регистрации. Использование GOOSE будет давать не-которое преимущество в доказательной силе, так как при этом регистратор видит те же данные и в то же время, что и все

остальные подписчики GOOSE, снимая некоторые потенци-альные возможности для разночтений.В свете сказанного выше, лучше всего максимально исполь-зовать «рабочие сообщения» и создавать отдельные сообще-ния для РАС только в той мере, в которой «рабочие сообще-ния» не обеспечивают полноты информации.Так как сообщение GOOSE отправляется сразу же после изме-нения дискретного сигнала, без каких-либо дополнительных задержек, общая метка времени сообщения GOOSE представ-ляется вполне пригодной аппроксимацией момента измене-ния всех изменившихся с прошлого сообщения сигналов (нам было бы интересно посмотреть на случаи, когда это не так). Признак качества – более интересный вопрос. К сожалению,

Евгений РябцевООО «СвЕй»

РАС Цифовая подстанция Распределенный сбор данных

Page 13: «Цифровая подстанция» выпуск №5

13www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

Регистратор аварийных событий (далее – РАС) является одним из камней преткновения в современных реалиях релейной защиты и автоматики (далее – РЗА). Некоторые специалисты активно доказывают, что уже нет никакой необходимости в ав-тономных РАС, так как все требуемые функции уже встроены в цифровые терминалы РЗА, в том числе функции определе-ния места повреждения (ОМП). Другие специалисты, а особен-но те, кто уже столкнулся с не-правильной работой устройств РЗА в связи с определенными программными или аппаратны-ми сбоями цифровых устройств, категорически настаивают на обязательной установке именно независимых РАС.В частности, на одной из ТЭЦ в городе Минске (Беларусь) про-изошел аппаратный сбой терминала РЗА ЛЭП 110 кВ, произ-водства одной из ведущих фирм-производителей устройств и аппаратуры РЗА. Микропроцессорный терминал посчитал, что в первичной цепи протекает ток трехфазного короткого замы-кания и, в соответствии с заданными уставками и алгоритмом работы, выдал сигнал на отключение выключателя 110 кВ. Команда на выключатель ушла, и выключатель данного при-соединения даже отключился….. Но из-за аппаратного сбоя данного терминала устройство продолжило считать, что ток в первичной цепи все равно есть, и могло даже выдать команду УРОВ. Была зима, от шин 110 кВ данной ТЭЦ отходят несколь-ко десятков линий 110 кВ….. Трудно даже представить, какие тяжелые последствия имела бы авария в данном случае. Но, благо, УРОВ в Республике Беларусь на присоединениях 110 кВ выполнен преимущественно централизованно на терми-налах ДЗШ, и развития указанной аварии удалось избежать.Через несколько секунд ток короткого замыкания исчез, и терминал далее функционировал правильно. Никаких от-клонений в его работе послеаварийная проверка не выяви-ла. И если бы не автономный РАС, мы бы не смогли доказать производителю устройства РЗА неправильность работы его устройства. Это лишь один из примеров. Также РАС необхо-дим в процессе анализа крупных аварий с большим числом отключений на одном объекте для правильной оценки работы РЗА. Еще одной из востребованных функций РАС является на-личие функции ОМП, результаты работы которой релейщики могут выдать непосредственно дежурному персоналу. А вот

разрешать «лезть» в терминалы РЗА за данной информацией для современного оперативного персонала пока рано, в том числе из-за относительно низкой производственной квали-фикации при их работе с микропроцессорными устройствами РЗА.Вопрос же от журнала «Цифровая подстанция» стоит немного другой – нужен или нет РАС на новых цифровых подстанци-ях? Тут уже надо принимать во внимание, как организованы аналоговые цепи – с помощью оптических трансформаторов тока и напряжения, или же сигналы от традиционных ТТ и ТН оцифровываются с помощью специальных устройств со-пряжения. В первом случае, на мой взгляд, организовать отдельные автономные РАС не представляется возможным. РАС все равно будут подключены к общей шине процесса и

будут получать оттуда всю не-обходимую информацию. Т.е. ни о какой автономности речи уже не идет, следовательно, наличие отдельного РАС вы-глядит уже бессмысленным и неоправданным.Во втором случае, установить РАС можно до условного ме-

ста преобразования сигнала в «цифровой вид» с помощью специальных устройств сопряжения. В такой ситуации сбор сигналов целесообразно делать в специальном устройстве, установленном непосредственно на ОРУ, а уже с указанного устройства передать данные на общий сервер или централь-ный модуль. Однако это частный случай (без оптических ТТ и ТН) построения цифровой подстанции, который, правда, на мой взгляд, будет использоваться еще некоторое время на объектах электроэнергетики Белоруссии и России.Т.е. уже сама архитектура полноценной цифровой подстанции не предполагает наличие автономных РАС. И рассуждать об их наличии/отсутствии представляется, на мой взгляд, до-вольно непродуктивной задачей.В процессе анализа аварийных событий необходима точность временных измерений как минимум 1 мс.Еще хотелось бы прокомментировать вопрос о возможности передачи аналоговых сигналов в РАС посредством отчетов MMS. В процессе анализа аварийных событий необходима точность временных измерений как минимум 1 мс. В то же время, насколько мне известно, общие выборки отчетов MMS формируются с большими периодами дискретизации. Следо-вательно, получить достоверную информацию для РАС с точ-ностью до 1 мс с помощью сигналов MMS не представляется возможным. Что же касается, так называемых буферизируе-мых отчетов MMS, которые могут «затеряться», если их нако-пится больше, чем вмещает память терминала РЗА, то в таком случае достоверность такой информации вообще ставится под сомнение.

михаил шевалдинГПО «белэнерго»

Использования функций РАС в терминалах не может быть достаточно для полноценной замены автономного РАС

И если бы не автономный РАС, мы бы не смогли доказать производителю устройства РЗА неправильность работы его устройства

не вполне понятно, что с ним делать. Места в стандартном COMTRADE для него не предусмотрено, а воз-можные нестандартные расширения именно нестандартны. Я думаю, тут еще предстоит выработать некий консенсус.В целом функционал должен остать-ся тем же, возможно, с некоторыми дополнительными функциями оценки состояния каналов пе-редачи и достоверности поступающей информации.Использования функций РАС в терминалах не может быть до-статочно для полноценной замены автономного РАС без реа-лизации функций одновременного пуска на запись и автома-

тического «склеивания» полученных осциллограмм. Если эти функции ре-ализованы, то результат – это по сути распределенный РАС, который может быть использован вместе с автоном-ным или вместо него, в зависимости от того, кого заказчик хочет видеть «сторожащим сторожей».Что касается видоизменения РАС на

полноценной цифровой подстанции, то можно говорить толь-ко о количественных изменениях вычислительной мощности и пропускной способности интерфейсов; пассивном получе-нии потоков GOOSE и SV.

РАС Цифовая подстанция Распределенный сбор данных

Page 14: «Цифровая подстанция» выпуск №5

14 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Я считаю, что сигналы в РАС должны передаваться посредством GOOSE-сообщений.Создавать по всей видимости, лучше отдельные сообщения, но в случае, если достаточно «рабочего сообще-ния», то можно использовать и его. В общем, это вопрос проектный.

Что же касается требований, предъявляемых к набору данных GOOSE, то я думаю, что наличие сигнала и метки времени яв-ляется обязательным, в отличие от признака качества.Скорее всего, функционал РАС на ЦПС с МЭК 61850-8-1 и 9-2 принципиально никак не изменится. Но это должен быть «монстровый» терминал. Могут быть добавлены новые функ-ции, связанные с ЦПС-решениями.

Что до архитектуры, то вообще – это решение заказчика. Но если гово-рить об автономном РАС то все-таки неплохо было бы его иметь.По моему мнению, прием потока SV с учетом наличия измерений в форма-те МЭК 61850-9-2 должен произво-диться по отдельным портам.

Если исходить из того, что смысл работы системы РАС – вос-становить фактическую последовательность событий во время аварийного процесса, то необходимо использовать GOOSE-сообщения, поскольку посредством MMS мы можем восстановить (с помощью точных меток времени) только логи-ческую последовательность событий: какие сигналы и в какие времена были сформированы терминалами. Вместе с тем не-обходимо понимать, что время формирования сигнала отлича-ется от фактического времени его появления в шине процесса и от фактического времени его доставки адресату (времени за-держки сети). Фактическую по-следовательность событий мы можем восстановить только с помощью GOOSE-сообщений и только при наличии нескольких условий. Как показали наши исследования, время задержки сети для двух разных получа-телей одного и того же GOOSE-сообщения может отличаться самым существенным образом. Если при проектировании шины процесса этот момент (детерминированность времени доставки одного и того же GOOSE-сообщения всем адреса-там) не учитывался, то фактические времена приема GOOSE-сообщения регистратором и терминалом будут существенно отличаться. Отсюда вывод: при проектировании шины про-цесса необходимо учитывать такую сугубо практическую осо-

бенность цифровой подстанции, как детерминированность времени получения GOOSE-сообщения всеми адресатами, а также потребности системы РАС.Естественным образом, система РАС должна мониторить «ра-бочие сообщения». Если терминал будет формировать два разных сигнала: «рабочее» и для РАС, – то сама система РАС теряет смысл.Если использовать в системе РАС данные MMS, то этот вопрос становится непринципиальным. Если и делать выбор между буферизируемыми и небуферизируемыми отчетами, то толь-ко по соображениям, далеким от задач, решаемых системой РАС.По нашему мнению, все GOOSE-сообщения должны содер-жать максимум информации. Неизвестно, что в будущем мо-

жет понадобиться для анализа аварийного процесса.Что касается полностью циф-ровых подстанций, мы считаем, что функционал РАС должен из-мениться самым существенным образом, и в первую очередь это связано с тем, что в рамках циф-ровой подстанции появляется та-кой ключевой элемент, как шина

процесса (сеть), которая имеет свои технические характери-стики, которые нужно мониторить.Независимая система РАС должна быть обязательно, мало того, по нашему мнению, ее роль на цифровой подстанции возрастает многократно.Между гибридной и полностью цифровой конфигурацией нет никакой разницы. Если говорить о применении МЭК 61850-9-2, то в любом случае необходима точная синхронизация вре-мени.

Юрий ИвановООО «Прософт-Системы»

Если терминал будет формировать два разных сигнала: «рабочее» и для РАС, – то сама система РАС теряет смысл

Скорее всего функционал РАС на ЦПС с МЭК 61850-8-1 и 9-2 принципиально никак не изменится

Сигнализация в РАС должна поступать по GOOSE, если сама функция РАС реализована на уровне шины процесса (а это бу-дет правильно).

Целесообразно регистрировать информацию непрерывно, выделяя ее часть по факту наступления аварийного события. Функция РАС должна слушать из сети текущий информаци-онный обмен, отдельные сообщения от терминалов защит в РАС создавать не следует, должны использоваться рабочие сообщения с метками времени и признаками качества.Полагаю, что функция РАС останется в виде независимого осциллографа шины процесса. Испытания на Нижегородском полигоне показали необходимость такого осциллографа, не-прерывно записывающего потоки 9-2 в шине процесса.

максим мальцев ПАО «Русгидро»

Алексей шевелев ООО «ИЦ «бреслер»

РАС Цифовая подстанция Распределенный сбор данных

Page 15: «Цифровая подстанция» выпуск №5

15www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

Для передачи сигналов в РАС применимы оба способа в лю-бых сочетаниях, но должны соблюдаться следующие требова-ния: наличие меток времени, минимальная нагрузка на шины передачи данных в момент возникновения аварийного собы-тия, архивирование событий в одном файле.С целью обеспечения абсолютной достоверности данных и снижения нагрузки на шины передачи данных, следует ис-пользовать «рабочие сообщения».При использовании MMS отчеты должны быть буферизируе-мые.

В случае использования отдельных GOOSE для РАС несколько сигналов может быть сгруппировано в одну посылку только при обеспечении сохранности для каждого сигнала собствен-ной метки времени и признака качества.Функционал классического РАС должен полностью сохра-ниться, если мы говорим о его использовании на энергообъ-ектах с полноценной шиной процесса.РАС, а по сути сервер РАС, должен быть автономным, что обе-спечит автоматический сбор сигналов и осциллограмм, их об-работку с выдачей отчёта, а также возможность удаленного доступа для ограниченного круга специалистов с целью диа-гностики, конфигурирования и т.п.При пуске РАС должны записываться все сигналы РАС, неза-висимо от того, изменялись они или нет в заданный период времени.

Игорь вагнерАО «KEGOC»

14-18 ноября 2016 года

РАС Цифовая подстанция Распределенный сбор данных

Page 16: «Цифровая подстанция» выпуск №5

16 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

«Грабли», или ошибки проектирования

Система оперативного постоянного тока или СОПТ – именно так, чаще всего, называют ее специалисты. СОПТ - термин и целый раздел любого современно-

го проекта по энергетике. Какова причина рассмотрения этого понятия в рубрике «грабли, или ошибки проекти-рования»? Причина проста – термин существует, им ак-тивно пользуются, но целостная картина этого понятия, как СИСТЕМЫ весьма размыта. Что касается ее форму-лировки, то, с моей точки зрения, она просто отсутствует. С этого и начнем. Подчеркиваю, что акцент будет сделан на понятии СИСТЕМА. Надеюсь, что формат статьи по-зволит получить максимум конструктивных замечаний по этой весьма спорной и противоречивой теме.

Формулировки СоПТ

Для начала рассмотрим, что про СОПТ говорится в ПТЭ и ПУЭ: в настоящее время, такой термин в этих прави-лах отсутствует. Самым близким в них по смыслу к СОПТ понятием можно считать понятие «аккумуляторная уста-новка».

Далее, обратимся к формулировкам, которые даны в от-раслевых официальных документах. Они приведены в таблице 1.

И наконец попробуем получить разъяснение в Между-народном электротехническом словаре – см. таблицу 2.

Итак, мы убедились в том, что формулировка термина СОПТ как СИСТЕМЫ отсутствует.

возникновение Термина СоПТ

Рассмотрим, откуда этот термин появился, и почему и в настоящее время существует его неопределенность. Еще до внедрения микропроцессорных защит были разработаны проектные решения, распределяющие все комплекты защит одного присоединения (110 кВ и выше) на два комплекса с действием на два электромаг-нита отключения. Эти решения потребовали разработки определенных правил подключения этих устройств к сети питания оперативным током. Эти правила впервые были описаны лишь в 90-х годах прошлого века в мето-дических указаниях, разработанных ведущим инжене-ром ОАО Институт «Энергосетьпроект» Юлием Георгие-вичем Айрапетовым. Именно в его трудах впервые по-явился и термин СОПТ. Появление микропроцессорной техники добавило к этим правилам свои особенности, окончательно закрепило за «щитом постоянного тока с аккумуляторной установкой» термин «система опе-ративного постоянного тока». Оставалось только дать классификацию составных частей и описать внутренние и внешние связи.

СОПТ — СИСТЕмА ОПЕРАТИвнОГО ПОСТОЯннОГО ТОкА. чАСТь 1 Антонов Л. Е.

«ГРАбЛИ», ИЛИ ОшИбкИ ПРОЕкТИРОвАнИЯ

Пять причин, побудивших открыть эту рубрику:

1. Частота одних и тех же вопросов, идущих от коллег, еще не достаточно погруженных в те темы, за которые им приходится браться;

2. Частота одних и тех же ошибок, повторяемых из проекта в проект и выполненных разными людьми;

3. Инерционность процесса пересмотра регламентирующих материалов;

4. Перманентность процесса внедрения новых устройств и технологий, обострившаяся в последние 15 лет в энергетике, и желание снизить количество творческих ошибок;

5. Потребность «покаяться» в содеянном.

Какую компоновку размещения оборудования подразумевает схема вторичной коммутации КРУЭ? Почему исключение из системы оперативного постоянного тока РН-51 привело к увеличению случаев неправильной работы релейной защиты? Что такое на самом деле распределенная система питания защит оперативным током? Какие ошибки при использовании GOOSE-сообщений подстерегают проектировщиков? Всё это и многое другое – вот темы новой рубрики журнала «ЦПС».

Для кого она предназначена? Для тех, кто хочет написать грамотно техническое задание на «ремонт собственного дома». Для тех, кто проектирует, для тех, кто разрабатывает, для тех, у кого есть вопросы и кому нужны на них ответы… Для тех, кто может и хочет ответить на вопрос «почему?».

Антонов Леонид ЕвгеньевичГенеральный директор ООО «Проектно Инжиниринговая компания «Реновация Отечественных Систем»

Page 17: «Цифровая подстанция» выпуск №5

17www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

«Грабли», или ошибки проектирования

Таблица 1. Формулировки СОПТ

Таблица 2. международный электротехнический словарь. Термины и определения ГОСТ IEC 60050

ДОкумЕнТ ФОРмуЛИРОвкА кОммЕнТАРИИ

ОАО «ФСк ЕэС» нТП Приказ №136от 13.04.2009 г.

Система ОПТ должна интегрировать в единое целое:а) источники питания в виде аккумуляторных батарей (АБ) и зарядных устройств (ЗУ), работающих в режиме постоянного подзаряда;б) приемно-распределительные щиты постоянного тока (ЩПТ) по числу АБ;в) кабели вторичной коммутации;г) потребители постоянного тока (ППТ), в том числе:- устройства релейной защиты и автоматики;- цепи управления высоковольтными аппаратами;- устройства противоаварийной автоматики;- АСУ ТП и ТМ (резерв);- аварийное освещение;- устройства связи (резерв).

Как таковая, формулировка отсутствует. Есть одно из требований к СОПТ, причем не полное и носящее частный характер. В одном понятии совмещены и элементы СОПТ и потребители. В документе совершенно не учтены принципы построения РЗА, без рассмотрения которых невозможно оптимально построить СОПТ.

ОАО «ФСк ЕэС»Технические требова-ния. СТО 56947007-29.120.40.041-2010

Электроустановка, обеспечивающая питание электроприемников постоянного тока.

Под эту формулировку подходят отдельные компоненты, но ни в коем случае не система.

ОАО «мРСк Центра». Техническаяполитика 2010 г.

СОПТ должна интегрировать в единое целое: - источники питания в виде АБ и зарядно-подзарядных устройств (ЗПУ), работающих в режиме постоянного подзаряда; - приемно-распределительные щиты постоянного тока (ЩПТ) по числу АБ; - потребители постоянного тока (ППТ), в том числе: устройства РЗА, цепи управления высоковольтными аппаратами, устройства ПА, АСУ ТП, устройства аварийного освещения, другие потребители, кабели вторичной коммутации.

Повторяет формулировку ОАО ФСК ЕЭС НТП Приказ №136 от 13.04.2009 г.

ОАО «Россети».Положение о единой техническойполитике 2013 г.

... все элементы СОПТ интегрируются в единую систему с обеспечением соответствующей надежности.

Формулировка отсутствует. Косвенные упоминания не учитывают особенности построения системы РЗА и взаимосвязи с ней.

вывОДы в ЦЕЛОмНи в одном из принятых документов понятие «система» не раскрывается, не рассматривается с учетом особенностейпостроения систем релейной защиты, с учетом взаимосвязейс оперативным переменным током

чАСТь ФОРмуЛИРОвкА кОммЕнТАРИИ

часть 826.установкиэлектрические. Терминыи определения.ГОСТ IEC 60050-826-2009.москва. 2010 г.

826-10-01 электрическая установка (electrical installation) – совокупность взаимосвязанного электрического оборудования, имеющего согласованные характеристики и предназначенного для определенной цели.826-10-04 система электрического питания для систем безопасности (electric supply system for safety services) – система питания, предназначенная для поддержания работы электрического оборудования электрических установок, необходимых:- для обеспечения здоровья и безопасности людей и (или) животных.- для предотвращения нанесения ущерба окружающей среды и другому оборудованию в соответствии с национальными правилами.

Есть отдельные термины – что такое установка, что такое электрическая установка, что такое система и что такое система электрического питания. Нет конкретной формулировкиСОПТ.

часть 151.электрические и магнитные устрой-ства. ГОСТ IEC 60050-151-2014. москва. 2015 г.

151-11-03 электрический (electric) – содержащий, производящий электричество, проистекающий от электричества или приводимый в действие электричеством.151-11-26 установка (installation) – отдельный аппарат или совокупность устройств и (или) аппаратов, объединенных в данном месте, чтобы выполнять определенные цели, включая все средства для обеспечения их удовлетворительного оперирования.151-11-27 система (system) – ряд взаимосвязанных элементов, рассматриваемых в определенном контексте как единое целое и выделенное из их окружения.

ПРИМЕЧАНИя1. Систему обычно определяют для достижения заданной цели, например, при выполнении определенной функции....3. Система рассматривается отделенной от окружения и других внешних систем воображаемой поверхностью, которая отсекает связи между ними и системой.4. Термин «система» следует уточнять, когда из контекста не ясно, к чему он относится, например, система управления, колориметрическая система, система единиц, передающая система.

Page 18: «Цифровая подстанция» выпуск №5

18 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

«Грабли», или ошибки проектирования

Вот неполный перечень наиболее из-вестных отечественных работ, появив-шихся за последние 10 лет и имеющих попытку формализовать и упорядочить знания по СОПТ для энергообъектов:

- Нормы технологического проектирова-ния для ПС 35 - 750 кВ. ОАО «ФСК ЕЭС», 2009 г. (вторая редакция) (3);

- СОПТ. Технические требования. ОАО «ФСК ЕЭС», 2010 г. (4);

- СОПТ. Технические требования, типо-вые технические решения. ПАО «РусГи-дро», 2013 г. (6)

- СОПТ блока с выполнением расчетов, учитывающих емкость кабелей вторич-ной коммутации (ВК) на «землю» Типо-вой технический проект. ОАО «Концерн Росэнергоатом», 2014 г. (7);

- Положение о Единой технической по-литике в электросетевом комплексе ОАО «Россети», 2013 г. (8).

Издан ряд статей на эту тему (9, 10, 11...), их краткий перечень по данной тематике дан в списке литературы в конце статьи. Все эти документы рассматривают по-нятие СОПТ либо как электроустановку, либо как набор компонентов, не ана-лизируя их сути, не раскрывая их взаи-мосвязей и связей с другими системами (РЗА, управления, блокировок), которые устанавливаются на подстанции или станции.

СоПТ и СоТ

Период с 1995 г. по сегодняшний день можно считать временем накопления опыта. Опыта накопилось достаточно для того, чтобы в настоящий момент пред-принять очередную попытку анализа и обобщения полученных материалов и описать СОПТ именно как систему. При этом имеет смысл рассмотреть его в кон-тексте более широкого понятия, включа-ющего в себя также цепи и устройства переменного оперативного тока, и рас-сматривать уже все как систему опера-тивного тока (СОТ). Итак, что же превра-щает «электроустановку» (4) в систему?

Системой оперативного постоянного тока (СОПТ) называется совокупность преобразовательных, накопительных и распределительных устройств электри-ческой энергии, которые объединены общей задачей: обеспечить питание по-стоянным оперативным током все под-ключенные к ним устройства вторичной коммутации как в нормальном режиме, так и в течение заданного времени при исчезновении напряжения на шинах собственных нужд. СОПТ не может рас-сматриваться как отдельная система, а только в составе СОТ и в совокупности с системами релейной защиты, управле-ния и с учетом их особенностей.

Системой оперативного тока (СОТ) на-зывается совокупность источников электрического тока, а также преобра-зовательных, накопительных и распре-делительных устройств электрической энергии, которые объединены общей за-дачей: обеспечить питание собственных нужд энергообъекта постоянным или пе-ременным током. Составной частью СОТ является СОПТ.

Централизованная СОПТ – система, где все устройства вторичной коммутации имеют питание от общего комплекта преобразователей и накопителей.

Децентрализованная СОПТ – система, в которой каждое присоединение или тер-минал имеет в схеме питания индивиду-альные накопители.

анализ СоПТ и СоТ

Закончив с формулировками систем, проанализируем их по следующим те-мам:

1. Принципы построения РЗА, оказыва-ющие максимальное влияние на конфи-гурацию СОПТ.

2. Состав приемников оперативного тока, их классификация с точки зрения требований надежности;

3. Состав источников оперативного тока, их классификация и основные характе-ристики с точки зрения надежности;

4. Режимы работы оборудования энерго-объекта;

5. Составные части СОТ;

6. Анализ составных частей СОТ с точки зрения их влияния на ее надежность;

7. Классификация типов объектов элек-троэнергетики (подстанций и станций) с точки зрения различий при проектиро-вании питания их цепей и устройств;

8. Варианты схем СОТ для каждого типа объектов;

9. Централизованная и децентрализо-ванная СОПТ;

10. Перечень вопросов, требующих свое-го решения для продолжения совершен-ствования СОТ.

ПринциПы ПоСТроения рза, оказы-вающие макСимальное влияние на конФигурацию СоПТ

Устройства РЗА являются основными элементами, ради которых проектирует-ся и создается СОПТ. Это связано с тем, что из всех потребителей оперативно-го тока устройства РЗА являются теми устройствами, к которым предъявляют-ся максимально высокие требования по надежности. Их отказ ведет к повреж-дению дорогостоящего первичного обо-рудования, а неправильное, излишнее действие к ущербу от недоотпуска элек-троэнергии. Одним из основных меро-приятий, повышающих надежность РЗА и управления, является использование и совершенствование принципа ближ-него и дальнего резервирования. При-менительно к СОПТ интерес представля-ет принцип ближнего резервирования, так как в этом случае рассматриваются устройства, установленные на одном объекте.

Принцип ближнего резервирования включает в себя следующие требования:

- защита одного элемента первичной сети двумя и более устройствами (ком-плектами) РЗ;

- использование для защиты элемента первичной сети устройств, построенных на разных принципах и по возможности

разных производителей;

- использование для взаимно резерви-рующих защит по возможности разных источников измеряемых тока и напря-жения, источников оперативного тока, различных трасс прокладки кабелей- длинномеров, разных электромагнитов отключения;

- организацию работы двух комплектов РЗ, по возможности, менее взаимозави-симой.

В результате совершенствования прин-ципа ближнего резервирования, в на-стоящее время, фактически, мы имеем на одном объекте два независимых ком-плекса устройств вторичной коммутации, включающих каждый свой комплект РЗ от всех видов повреждений, свой керн ТТ и свой ТН (или свою систему шинок ТН), свою АБ (или свою секцию ЩПТ), свой шкаф с автоматическими выклю-чателями, свою кабельную трассу от РЩ к выключателю, свой электромагнит от-ключения. Конечно, глубина ближне-го резервирования зависит от класса энергообъекта, но в любом случае при построении СОТ требуется организация двух каналов питания с максимальной для данного класса подстанции незави-симостью.

К каким выводам и практическим реше-ниям приводит учет принципа ближнего резервирования?

Вывод таков: исключить (во взаимно ре-зервируемых комплексах РЗАУ) цепи и устройства, отказ которых ведет к потере работоспособности одновременно обоих комплексов. Например, исключить уста-новку множества индивидуальных клю-чей выбора питания устройств, имею-щих полноценный аппаратный резерв, потому что это не повышает надежность, как многие думают, а наоборот ее снижа-ет (рис. 1).

Вероятное КЗ в этих ключах, имеющих электрическую связь и с первой, и со второй аккумуляторными батареями, ведет к возмущению одновременно на каждой из них. Потеря на короткое вре-мя (около суток) одного из комплектов защит при наличии полноценного вто-рого комплекта является меньшим злом, чем возмущение одновременно на двух источниках питания с непредсказуемым результатом. А вариант установки за-щитного устройства за ключом (в целях

Рис. 1. установка множества индивидуальных ключей выбора питания устройств

СОПТ Аналитика СОТ

Page 19: «Цифровая подстанция» выпуск №5

19www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

«Грабли», или ошибки проектирования

экономии, что часто приходится встре-чать в исполнительных схемах) является грубым нарушением правил проектиро-вания (рис. 2).

В тех случаях, когда устройство не имеет аппаратного резерва и существует необ-ходимость иметь для него два питания, второе должно быть организовано либо через второй собственный блок питания, либо от резервной шинки (рис. 3).

Исходя из вышеизложенного, можно сформулировать первый принцип по-строения СОПТ: питание взаимно резер-вирующих друг друга устройств должно быть максимально взаимно независи-мым.

Рассмотрим следующий характерный пример скрытой ошибки проектирова-ния питания РЗА. Она связана с непони-манием того, что деление на «чистую» и «грязную» зоны не должно перекрещи-ваться с делением на первый и второй комплекты. На рисунке 4а показано не-правильное подключение. В этом случае части одного комплекта оказываются подключенными к разным АБ. При этом вероятность отказа защиты увеличива-ется в два раза, так как потеря любого из двух источников питания дает одинако-вый результат – отказ защиты.

Правильным будет подключение цепей питания: «чистая зона» и выходные цепи, «грязная зона» и одно устройство РЗА к одной АБ (рис. 4б).

Из рассмотренного случая вытекает вто-рой принцип построения СОПТ: выход-ные цепи и цепи питания одного тер-минала должны иметь общий источник питания.

Из приведенных примеров следует, что незнание принципов построения релей-ной защиты не позволяет правильно спроектировать ее систему питания.

СоСТав ПоТребиТелей оПераТивно-го Тока, их клаССиФикация С Точки зрения Требований надежноСТи

Каждый тип вторичных устройств имеет свой уровень надежности, который до-стигает максимального значения у РЗА. Объединение цепей питания РЗА с це-пями питания других устройств (с более низкой надежностью) снизит надежность РЗА пропорционально количеству этих устройств и качеству их исполнения, что является недопустимым. Например, особенно сильно снижается надежность РЗА при объединении ее цепей с цепя-ми оперативной блокировки разъеди-нителей и силовыми цепями приводов высоковольтных аппаратов. Для питания устройств, надежность которых допуска-ет некоторые перерывы в питании, це-лесообразно использовать менее доро-гостоящие источники питания, чем для устройств РЗА и У.

Рассмотрим, как этот вопрос в настоящее время решается в существующих норма-тивных документах (см. табл. 3).

При этом все электроприемники СОТ можно разделить на следующие катего-рии по требованию к надежности их пи-тания:

А. Автоматические устройства, потеря питания которых может привести к по-вреждению первичного оборудования или к человеческим жертвам (РЗ, ПА, АУВ, ТО и ТС, АПЖТ). Данная категория имеет следующие подкатегории:

А1. Не допускающие потерю питания на время более 50 мс (блоки питания МПЗ);

А2. Допускающие потерю питания только при кратковременном отключении для поиска земли (электромеханические и микроэлектронные устройства).

В. Автоматизированные устройства, по-теря питания которых ведет к увеличе-нию времени ликвидаций аварии (АСУ ТП, ССПТИ, сигнализация, БАО и т.п.). Данная категория имеет следующие под-категории:

В1. Устройства, имеющие собственную высокую надежность (размещенные в помещениях);

В2. Устройства с пониженной надежно-стью (ВПС, ССПТИ).

С. Устройства, способные при потере питания выполнить либо ограниченное количество циклов действия, либо име-ющие альтернативное управление. Дан-ная категория имеет следующие подка-тегории:

С1. Цепи оперативной блокировки и управления разъединителями;

С2. Устройства, имеющие собственные накопители энергии (привода выклю-чателей, оперативная связь, охранная и пожарная сигнализация);

Рис. 4а. неправильное подключение Аб

Рис. 2. установка защитного устройства за ключом

Рис. 4б. Правильное подключение Аб

Рис. 3. Схема при отсутствии аппаратного резерва

СОПТ Аналитика СОТ

Page 20: «Цифровая подстанция» выпуск №5

20 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

«Грабли», или ошибки проектирования

Таблица 4. Перечень электроприемников СОТ с распределением их по категориям надежности

Таблица 3. Состав потребителей оперативного тока

ДОкумЕнТ ФОРмуЛИРОвкА вывОДы

ОАО «ФСк ЕэС» нТП Приказ №136 от 13.04.2009 г.

потребители постоянного тока (ППТ), в том числе:- устройства релейной защиты и автоматики;- цепи управления высоковольтными аппаратами;- устройства противоаварийной автоматики;- АСУ ТП и ТМ (резерв);- аварийное освещение;- устройства связи (резерв).

Отсутствует деление потребителей на категории по уровням надежности.

ОАО «ФСк ЕэС» Технические требования.СТО 56947007-29.120.40.041-2010

Нет.

ОАО «мРСк Центра». Техническая политика 2010 г. Нет.

ОАО «Россети». Положение о единой технической политике. Нет.

вывОДы в ЦЕЛОмОтсутствует деление потребителей на категории по уровням надежности.Это ведет к завышению требований по питанию для клиентов того не требующих или к удорожанию СОПТ.

кАТЕ-ГОРИЯ

ПОДкАТЕ-ГОРИЯ

ТИП уСТРОйСТвАСОкРАщЕннОЕ

нАИмЕнОвАнИЕ

А А1Блоки питания микропроцессорных терминалов Релейной Защиты и Автоматики, Противоаварийной Автоматики, Автоматики Управления Выключателем, Устройств связи, обеспечивающих передачу сигналов и команд РЗА Теле Отключения и Теле Управления

РзА, ПА, Аув, ТО и Ту

А2 Входные и выходные цепи Релейной Защиты и Автоматики в-РзА

А2 Входные и выходные цепи Противоаварийной Автоматики в-ПА

А2 Входные и выходные цепи Автоматики Управления Выключателем в-Аув

А2 Входные и выходные цепи стройств связи, обеспечивающих передачу сигналов и команд РЗА Теле Отключения и Теле управления в-ТО и Ту

в в1 Сервера АСУ ТП (верхний уровень) АСу ТП в-у

в1 Коммуникаторы АСУ ТП (средний уровень) АСу ТП с-у

в2 Устройства нижнего уровня АСУ ТП АСу ТП н-у

в2Устройства Вспомогательного Питания и Сигнализации (цепи объединяющие входные цепи нижнего уровня АСУ ТП, сигнализации присоединения и блокировки разъединителей (только для микропроцессорной ОБР)

вПС

в2 Устройств Центральной Сигнализации ЦС

B2 Устройства телемеханики ССПТИ

в2 Блоки Аварийного Освещения бАО

в1 Автоматика пожаротушения АПжТ

в2 Периферийные цепи АПЖТ в-АПжТ

в2 Пожарные насосы н-ПжТ

в2 Привода задвижек пожаротушения з-ПжТ

С C1 Цепи оперативной блокировки и управления разъединителей(только для ПС на электромеханике) ОбР

С2 Охранная и пожарная сигнализация

С2 Привода высоковольтных выключателей

С2 Привода автоматических вводных и секционных выключателей 0,4 кВ ЩСН

С2 Устройства оперативной связи

С3 Привода РПН трансформаторов и автотрансформаторов РПн

C3 Привода высоковольтных разъединителей

D Цепи обогрева

E Освещение

E Бытовая нагрузка

СОПТ Аналитика СОТ

Page 21: «Цифровая подстанция» выпуск №5

21www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

«Грабли», или ошибки проектирования

АНТОНОВ ЛЕОНИД ЕВГЕНьЕВИЧ

В 1976 году окончил Новосибирский Электротехнический институт по специальности «Электрическая часть станций и подстанций». С 1977 и по 1981 год «прошел школу» в Наладочном управлении треста «Электро-уралмонтаж». Далее по 1991 год работал в службе релейной защиты и противоаварийной автоматики ЦДУ ЕЭС. С 1991 и по 2001 год был зам. начальника СРЗА Октябрьских сетей Мосэнерго. С 2001 года перешел на работу в «Институт «Энергосетьпроект» и с 2007 года выделился из него в отдельное проектное подразделение. На-чиная с 2001 года и по настоящее время занят проектированием и разработкой новых технических решений по релейной защите и вторичной коммутации на объектах ПАО «ФСК ЕЭС» и Госкорпорации «Росатом».

С3. Устройства, имеющие резервное руч-ное управление (привода разъедините-лей);

D. Устройства, имеющие высокую инер-цию изменения состояния при потере питания (обогрев);

Е. Устройства, мощность которых можно значительно уменьшить в аварийном ре-жиме (освещение и т.п.).

Представленные категории расположе-ны в порядке уменьшения требования к надежности их питания. Ниже дан пере-чень электроприемников СОТ с распре-делением их по предложенным катего-риям (см. табл. 4).

заключение По Первой чаСТи

Так как излагаемый материал содержит значительную часть ранее не рассматри-ваемого материала, предлагается крити-ковать его нещадно, но конструктивно.

Результатом этой полемики должна быть вторая редакция с указанием всех от-личившихся авторов. Конечной целью этого материала могут быть новые более совершенные требования к СОПТ, как источник для новых разработок.

лиТераТура1. Правила устройства электроустановок (издание шестое, «энергоатомиздат», 1986 г., москва, Раздел 4).2. СО 153-34.20.501-2003 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. 3. СТО 56947007-29.240.10.028-2009 нормы техноло- гического проектирования подстанций перемен- ного тока с высшим напряжением 35-750 кв (нТП ПС). ОАО «ФСк ЕэС».4. СТО 56947007-29.120.40.041-2010 Системы опера- тивного постоянного тока подстанций. Техничес- кие требования. ОАО «ФСк ЕэС».

5. СТО 56947007-29.120.40.093-2011 Руководство по проектированию систем оперативного постоянного тока (СОПТ) ПС ЕнэС Типовые проект- ные решения. ОАО «ФСк ЕэС».

6. СТО РусГидро 02.02.105-2013 «Гидроэлектростан- ции. Системы оперативного постоянного тока. Технические требования, типовые технические решения».

7. ОАО «концерн Росэнергоатом» Система блочного постоянного оперативного тока с выполнением расчетов, учитывающих емкость кабелей вторич- ной коммутации на «землю» Типовой технический проект. 2014 г.

8. Техническая политика ОАО «мРСк Центра» Положение о Единой технической политике в электросетевом комплексе ОАО «Россети». 2013 г.

9. балашов в. в., чо Г. ч. Распределительная сеть СОПТ. журнал «энергоэксперт № 6», 2009 г.

СОПТ Аналитика СОТ

Page 22: «Цифровая подстанция» выпуск №5

22 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Анализируя выбранную частоту дискретизации в 80 точек за период, я не получил ни одного вразумительного ответа, по-чему она выбрана. При этом задавалась она и на западе, но ответа не последовало. Если вспомнить, с чего начинались МП защиты, то это 6 точек за период, и хватало для МТЗ. В на-стоящее время все алгоритмы МТЗ, ДЗ, дифференциальных защит используют 20 или 24 точки. При работе с SV-потоками все производители берут 1 точку в работу 2, 3, 4 выбра-сываются, затем 5 точку, 6, 7, 8 выбрасываются и т. д., сле-довательно, двадцати точек хватает. При создании работы по совместимости ДФЗ раз-ных производителей были получены данные о 36 точках за период – это необходимый максимум для терминала РЗА. Поэтому логично ввести в рос-сийский профиль кратное число и принять 40 точек за пери-од, тем самым убрать 50% лишнего трафика. Если российские производители хотят выходить на зарубежный рынок РЗА, то сделать поддержку 40 и 80 точек несложно.Набор в 8 значений также непонятен мне, и был выбран ис-ходя из применения тупиковой и неперспективной техноло-гии AMU. Цифровые ПС не дадут должного эффекта без оп-

тических ТТ и электронных ТН с выдачей цифрового потока данных. Поэтому для них нужно принять 3 значения в потоке: или 3 тока, или 3 напряжения. Токов и напряжений нулевой последовательности они не измеряют и грузить сеть ненуж-ной информации незачем. Также для ДЗШ, ДЗТ, ДЗЛ не нуж-ны напряжения, туда передаются 3 тока. Ограничив количе-ство выборок и количество данных, мы обеспечим передачу в 100-мегабитном потоке необходимого количества данных для ДЗШ больших РУ. Также нужно принять набор в 1 значе-ние тока или напряжения. 1 значение тока и напряжения ис-пользуется для передачи напряжения с ВЛ (ШОН, ТН в одной фазе), тока нейтрали АТ, Т, реактора, фазного тока для защиты от перегрузки в общей обмотке АТ, тока или напряжения для защит от замыканий на землю обмотки статора генератора (синхронного компенсатора). При применении AMU на вре-

мя реконструкции ПС и по-этапной замены ТТ возможна передача 3-х фазных токов или напряжений в посылке из 3-х значений и временных значений токов и напряже-ний нулевой последователь-ности в посылке из 1 значе-ния, которые после установки оптических ТТ и электронных

ТН выбрасываются из потока, а фазные значения принимают параметры SV-потоков от AMU, и терминалы РЗ перепрограм-мировать не нужно. Поэтому два набора данных: 3 и 1.С точки зрения повышения надежности и снижения затрат, конечно, PTP. Он не требует отдельной сети и имеет дублиро-вание. ЦПС без синхронизации времени умирает, транспорт-ная инфраструктура синхронизации должна быть резервиро-ванная.

С утверждением новых стандартов МЭК 61869-9/-13 производители получат возможность реализовать произвольную частоту дискретизации аналоговых сигналов и структуру передаваемого набора данных. В связи с этим встает вопрос о разработке отечественного профиля МЭК 61850-9-2.

СПЕЦИАЛИСТАМ БыЛИ ПРЕДЛОжЕНы СЛЕДуЮщИЕ ВОПРОСы:

1. Какая частота дискретизации для целей РЗА является целесообразной и почему?

2. Какой (какие) типовые наборы данных должны быть предусмотрены при передаче измерений

по МЭК 61850-9-2, почему?

3. Какой протокол синхронизации времени для выборок мгновенных значений вы считаете наиболее

целесообразным в рамках национального профиля?

ОТЕчЕСТвЕнный ПРОФИЛь мэк 61850-9-2

Андрей шеметовПАО «ФСк ЕэС»

Логично ввести в российский профиль кратную частоту дискретизации и принять 40 точек за период, тем самым убрав 50 % лишнего трафика

Page 23: «Цифровая подстанция» выпуск №5

23www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

Для устройств релейной защиты должен поддерживаться формат SV, рекомендуемый в проекте стандарта МЭК 61869-9 (SmpRate=96, частота дискретизации F=4800 Гц, NoASDU=2, частота генерации Ethernet-кадров – 2400 Гц), что позволит:• практически без переделки использовать проверенные ал-горитмы цифровых устройств релейной защиты с 24 или 48 цифровыми отсчетами на пе-риод с использованием из-вестных методов прорежива-ния и восстановления (но не отсеивания) данных;• получать в устройствах пре-образования аналоговых сигналов в цифровую форму, в опре-деленных случаях, данные для релейной защиты из данных, предназначенных для целей измерений, так как кратность частот дискретизации для этих двух видов данных равна 3.Частота генерации Ethernet-кадров рекомендуемого формата SV значительно меньше, чем при использовании специфика-ции МЭК 61850-9-2LE (4000 Гц), что уменьшает трафик в сети. Выигрыш: за счет уменьшения «накладных» расходов на об-щую часть Ethernet кадров при передаче одного и того же ко-личества полезной информации.

николай ДониООО нПП «экРА»

Для уже работающих устройств релейной защиты должна поддерживаться спецификация МЭК 61850-9-2LE MSVCB01 (I4U4, F=4000 Гц, SmpRate=80, NoASDU=1).Наборы данных могут быть различными в зависимости от вы-полняемых функций устройств релейной защиты. Желательно иметь в области APDU Ethernet-кадра максимальное количе-ство полезной информации.Для устройств SAMU, устанавливаемых в ячейках ОРУ рядом с ТТ, из-за отсутствия цепей ТН обычно аналоговыми входны-ми сигналами являются только токи. Для спецификации МЭК 61850-9-2LE с жестко фиксированной областью APDU (ASDU1)

I4U4 видно явное недоисполь-зование области данных, пред-назначенной для передачи ин-формации о фазных напряже-ниях. Для защиты шин c боль-шим количеством присоеди-нений предпочтительно иметь в одном потоке информацию о трехфазных токах двух присо-единений и не иметь информа-цию о напряжениях (8I0U).Использование гибкой систе-

мы типов наборов данных (InUm) позволит уменьшить об-щий объем полезной передаваемой информации. В рамках стандарта МЭК 61869-9 можно в одном кадре передавать до 20 аналоговых сигналов. Все цифровые устройства релейной защиты должны уметь настраиваться на необходимый формат кадра с использованием соответствующего ICD-файла от кон-кретного издателя SV-потока.В системе передачи информации в цифровом виде могут быть использованы промежуточные перепаковщики данных, объ-единяющие данные из разных потоков SV с определенным

Для защиты шин c большим количеством присоединений предпочтительно иметь в одном потоке информацию о трехфазных токах двух присоединений и не иметь информацию о напряжениях (I8U0)

Для большинства устройств РЗА достаточно использования частоты дискретизации 4 кГц (80 точек на период) или 2 кГц (40 точек на период). Для ИЭУ, используемых для измерения ПКЭ, частоту дискретизации следует выбирать кратной часто-

Алексей мокеевООО «Инженерный центр «энергосервис»

те дискретизации для УРЗА. Например, 12 кГц (240 выборок за период), 16 кГц (320), 20 кГц (400) и т.д.Следует предусмотреть наборы как от цифровых комбиниро-ванных первичных измерительных преобразователей тока и напряжения, так и наборы только от первичных измеритель-ных преобразователей тока или только первичных измери-тельных преобразователей напряжения.На данном этапе целесообразны различные варианты син-хронизации времени для AMU (SAMU): PPS, IRIG-B (IRIG-A), PTP.

Page 24: «Цифровая подстанция» выпуск №5

24 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Обычно для работы РЗА интересует полоса частот от 45 Гц до 11 гармоники. Условно можно считать от первой до одиннад-цатой гармоники. В теории получается, что частота дискре-тизации должна быть 22 отсчета на период. На практике же частота дискретизации должна быть выше с целью миними-зации погрешности различных важных алгоритмов реле. На-пример, для алгоритма расчета частоты по переходам через ноль погрешность метода на интервале 40-55 Гц для 80 точек на период в 10 раз ниже, чем для 40 точек на период. При этом высокая частота дискретизации необоснованно приво-дит к увеличению вычислительной мощности микроконтрол-лера цифровой обработки сигналов. Здесь нужен баланс. Исходя из личного опыта считаю, что частота дискретизации

михаил ПироговООО нПП «микропроцессорные технологии»

40 отсчетов на период является самой оптимальной для боль-шинства защит. Исключением являются централизованные защиты от однофазных замыканий на землю, а также орган формирования тока, манипуляции дифференциально-фазной защиты, орган сравнения фаз дифференциально-фазной за-щиты. Передавать нужно уметь мгновенные отсчеты с шиф-рованием. По мере развития технологии цифровой подстан-ции вопрос защиты данных станет острее, поэтому уже сегод-ня нужно задуматься о шифровании не только MMS, GOOSE, но и мгновенных отсчетов.На мой взгляд, оптимальным является PTPv2.

Исходя из личного опыта считаю, что частота дискретизации 40 отсчетов на период является самой оптимальной для большинства защит

набором сигналов в Ethernet-кадры с требуемым набором данных для конкретных устройств релейной защиты (защиты многообмоточных трансформаторов, шин, ошиновок).Синхронизация моментов взятия цифровых отсчетов в устройствах SAMU, электронных ТТ и ТН в пределах цифровой подстанции может осуществляться всеми существующими методами, обеспечивающими необходимую точность 2 мкс. Предполагается использование:• импульсов 1PPS или протокола IRIG-B по выделенным резервированным линиям связи;

• протокола IEEE 1588 (PTP) c резервированной службой точного времени.Использование протокола IEEE 1588 является предпочтитель-ным, так как не требуются дополнительные линии связи к упо-мянутым устройствам.В рамках отечественного профиля стандарта обязательно должна быть оговорена стратегия поведения устройств пре-образования аналоговых сигналов в цифровой вид при поте-ре синхронизации.

борис зайцев ООО нПП «Динамика»

Наше предприятие занимается разработкой диагностическо-го оборудования, поэтому наши приборы будут поддерживать все утвержденные форматы, в то же время нам проще рабо-тать с небольшим перечнем форматов.Обычно для задач релейной защиты хватает 24 выборок за период, но их может не хватить, если надо выделить высшие гармоники, вычислить производную и т.д., поэтому желатель-но иметь кратную величину в 48 или 96 выборок. Видимо, надо рекомендовать 96, так как это дает более высокую точ-ность вычисления действующего значения сигналов, осталь-ные можно получить путем прореживания выборок в процес-се их обработки.Нам кажется, что в качестве дополнительной информации могут быть только те данные, которые невозможно вычислить из текущих выборок, но эта информация присутствует на MU. Например, выборки 3Io с параллельной линии или значение тока с метрологической обмотки ТТ и т.д.Достаточно иметь синхронизацию по РТР, это исключит до-полнительные кабели на ОРУ.

Видимо, надо рекомендовать 96, так как это дает более высокую точность вычисления действующего значения сигналов, остальные можно получить путем прореживания выборок в процессе их обработки

На мой взгляд, острой необходимости в создании российского профиля нет, однако, если будет принято решение о его соз-дании, то за основу можно взять спецификацию 9-2LE, изме-нив в ней всего несколько положений.

Юрий ИвановООО «Прософт-Системы»

IEC 61850-9-2LE Sampled Values Merging Unit

Page 25: «Цифровая подстанция» выпуск №5

25www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

На данный момент непонятна конечная цель разработки соб-ственного профиля. Мы хотим отгородиться от существующе-го мира с его опытом и пройти своим путем по тем же гра-блям? Сейчас есть уже работающие примеры профилей и раз-работка собственного приведет к нескольким последствиям:1. несовместимости с зарубежными образцами;2. увеличенной нагрузке на наших производителей, кото-

Алексей Гришин ООО «компания ДэП»

рым придется поддерживать оба профиля (национальный и зарубежный) для обеспечения совместимости, обеспе- чения тестируемости новых разработок и поддержания уже эксплуатируемого парка оборудования.Дополнительные частоты больше подходят к частоте питаю-щей сети 60 Гц, соответственно вопрос – наша энергетика со-бирается переходить на эту частоту?Мы считаем, что создание нового профиля целесообразно в следующих случаях:• в национальных сетях есть какие-то особенности, которые не позволяют достичь требуемого результата при приме- нении только существующих стандартов;• в случае создания чего-то абсолютно нового, чего нет еще в других стандартах.

Частота дискретизации для релейной защиты зависит от класса напряжения. Для медленнодействующих алгоритмов можно использовать 24 точки на период, для быстродейству-ющих уже можно использовать 48, но для защит от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью необходимо значительно больше. Поэтому логичнее использовать частоту в 96 точек на период, и, в зависимости от алгоритмов, можно прореживать выборки.

максим ИльинОАО «нТЦ ФСк ЕэС»

Наборы данных уже перечислены в стандарте 9-2 (4 типа тока и 4 типа напряжения). А вот гибкость конфигурации необхо-дима для формирования потоков. И можно не ограничиваться 8 каналами, а использовать до 24 каналов, как в Китае.Я считаю, что наиболее целесообразен протокол PTPv2, т. к. с ним отпадает необходимость подведения отдельного канала для синхронизации.

Логичнее использовать частоту в 96 точек на период, и, в зависимости от алгоритмов, можно прореживать выборки

Для целей РЗА подойдет как 80, так и 96 точек за период, предложенные стандартами (частота дискретизации 4000 и 4800 Гц соответственно). Сложно выбрать определенную ча-стоту, так как все зависит от требований к быстродействию, точности, загрузки сети и тесно связано с размером переда-ваемого кадра – количеством сигналов в нем (второй вопрос). Для РЗА, работающей в сети 50 Гц, достаточно и 40 точек за период. По нашему мнению, оптимальны 64 и 128 выборок за период, так как для этих частот есть эффективные фильтры Фурье.

Даниил муратовГк «Текон»

Точно не стоит жестко определять формат набора данных для передачи по SV, как 4 тока и 4 напряжения (как это сделано в 9-2LE), так как зачастую это не так. Стоит оставить возмож-ность гибкой конфигурации структуры кадров (как в 9-2), либо предложить несколько структур наборов данных, покрываю-щих все основные случаи. Также дополнительно стоит учесть возможность передачи измерений постоянного тока. Опти-мальные наборы – 4т. 4н., 5т. 3н., 8т.Тут тоже следует дать возможность выбора – помимо PPS, определенного в 9-2LE, использовать PTPv2, SNTP (либо толькоPTPv2). Дополнительно стоит указать требования к точности синхронизации. Также стоит учесть возможность использования протоколов резервирования для шины про-цесса.

IEC 61850-9-2LE Sampled Values Merging Unit

Page 26: «Цифровая подстанция» выпуск №5

26 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Об учете ЭЭ. Для задачи учета электроэнергии частоты 256 то-чек на период (частота выборки 12800 точек в секунду) хвата-ет чтобы реализовать стандартные алгоритмы, используемые в аналоговых счетчиках электроэнергии. Даже при частоте 80 точек на период (4000 выборок в секунду) превосходит стан-дартные частоты выборки в большинстве высокоточных ана-логовых счетчиков электроэнергии (от 2000 до 5000 выборок в секунду). Поэтому задача обеспечения необходимой точности в учете электроэнергии (класс 02S) представляется вполне решаемой при использовании реализованных готовых алго-ритмов обработки измерений и этому есть доказательство – су-ществующий цифровой счетчик ARIS производства Прософт-Си-стемы Екатеринбург.Если говорить о качестве элек-троэнергии, то, согласно требо-ваниям ПАО «ФСК ЕЭС», к средствам измерения показателей качества электроэнергии (расширенный список ПКЭ), из-ложенным в стандарте организации STO 56947007-29 200 80 180-2014 ИП ПКЭ, определен функционал этих приборов и их характеристики. Этим документом регламентирован список измеряемых параметров и пределы измерений. Кроме того, по заказу ПАО «ФСК ЕЭС» была разработана методика вы-полнения этих измерений с использованием отечественной приборной базы «Методика по определению погрешностей

Олег большаковПАО «ФСк ЕэС»

измерений расширенного списка показателей качества элек-троэнергии МВИ-111-003-2015». В ней регламентируются по-грешности измерений всех параметров при использовании отечественных СИ. Методы измерений, заложенные в СИ, определяют ГОСТ 32144-2013, ГОСТ Р 51317.4.7-2008 и ГОСТ Р 51317.4.30-2008. Таким образом определены требования ПАО «ФСК ЕЭС» к списку параметров, алгоритмам измере-ния, пределам измерений и погрешности. На этом основании отечественными производителями выпускаются 3 типа при-боров, аттестованных в ПАО «ФСК ЕЭС».Для ЦПС приборы измерения ПКЭ по требованиям ПАО «ФСК ЕЭС» на основе цифровой шины пока отсутствуют. Можно сказать, что точность единичных отсчетов цифровых транс-форматоров достаточна для измерения ПКЭ по классу А (по-грешность 0,1 %). Однако на измерения нестационарных сигналов влияет точность синхронизации устройств на шине, алгоритмы усреднения величин на измерительных интерва-

лах и количество точек на пе-риод измерения. Предлагаемая стандартом частота отсчетов – 256 точек на период для 50-ой гармоники дает всего 5 точек на период. В аналоговых СИ ПКЭ частоты выборки превосходят предлагаемую от 3 до 10 раз. По-этому в цифровых СИ для обе-

спечения такой же точности измерений необходимо исполь-зование либо более высокой частоты выборки, либо других алгоритмов обработки, которые пока отсутствуют. Возможно, они могут быть разработаны, и проблема с измерениями ПКЭ будет решена на основе существующих цифровых стандартов, но для этого разработчикам терминалов с цифровым входом нужно поставить задачу измерения СИ ПКЭ. Если использо-вать опробованные алгоритмы, то для измерения ПКЭ необ-ходимо увеличить частоту выборки до 1024 точек на период.

Если использовать опробованные алгоритмы, то для измерения ПКЭ необходимо увеличить частоту выборки до 1024 точек на период

Вопросы к МЭК 61850-9-2 не ограничиваются только параметрами для РЗА. Приводим мнение специ-алиста ПАО «ФСК ЕЭС», занимающегося вопросами метрологии.

Решение о разработке отечественного профиля считаю пока преждевременным. Сейчас необходимо опробовать уже име-ющиеся разработки и наработки, и в будущем, используя по-лученный опыт, приступить к разработке своего стандарта.Для быстродействующих устройств РЗА наиболее целесоо-бразно использовать 96 точек на период, при этом для типи-зации устройств и элементов использование 96 точек на пе-риод также целесообразно и в остальных устройствах.Наборы данных зависят от каждого конкретного случая при-менения, поэтому вводить ограничения и рамки считаю не целесообразным, тем более, что вариантов не так уж и много.Наиболее подходящим для нужд РЗА является протокол синхронизации времени для выборок мгновенных значений РТРv2.

максим ГрибковПАО «мОэСк»

Глубоко убежден, что российский профиль МЭК 61850 необхо-дим. И это не противопоставление России остальному миру. Наоборот, это следование букве стандарта МЭК 61850, кото-рый предоставляет широкие возможности, но предполагает их локализацию с целью оптимизации процессов разработки компонентов системы автоматизации, инжиниринга проек-тов, эксплуатации системы в целом. Стандартизация требо-ваний в части 9-2 является первоочередной при внедрении полностью цифровых решений на подстанции. Но хочется на-деяться, что российский профиль охватит и другие составля-ющие связи (например, часть 8-1).Требования в части частоты дискретизации сигналов и на-бора данных в МЭК 61850-9-2, надеемся, будут выработаны коллегиально в рамках рабочей группы, включающей все за-интересованные стороны.

Андрей ПодшивалинООО «ИЦ «бреслер»

IEC 61850-9-2LE Sampled Values Merging Unit

Page 27: «Цифровая подстанция» выпуск №5
Page 28: «Цифровая подстанция» выпуск №5

28 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

метрология

С появлением технологии «цифровая подстанция» и возможности передачи аналоговой информации в цифровом виде специалисты занялись исследованием и разработкой современных метрологических инструментов – цифровых транс-форматоров тока и напряжения.

Со всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы мы говорили о метрологии с точки зрения научных изысканий и разработке НТД.

В РАМКАХ ДИАЛОГА ПРОЗВуЧАЛИ СЛЕДуЮщИЕ ВОПРОСы:

1. В чём состояла суть НИОКР «Разработка и изготовление технических средств и методологической базы для метрологического обеспечения цифровых подстанций»? Какие задачи ставились в этой работе?

2. Насколько нам известно, контракт по этой работе был разорван до фактического завершения всего комплекса работ. Какие-то результаты все же были достигнуты? В чем они заключаются?

3. Можно ли утверждать, что созданное пространство нормативных документов достаточно для внесения в реестр приборов с цифровым интерфейсом: измерительных трансформаторов, измерительных приборов и приборов учёта? Позволяет ли нормативная база теперь вносить в реестр эталонные средства?

4. С какими документами должны быть знакомы разработчики оборудования для цифровых подстанций с интерфейсом МЭК 61850-9-2? Доступны ли они для ознакомления сегодня? Как их можно получить?

5. Что касается регулирующих органов: НП АТС, Совет рынка и т.п. — они готовы к тому, чтобы принимать объекты, в которых используется цифра? Есть ли какие-то требования в части цифры от них?

6. Известно ли вам: решают/решили проблему метрологии цифровых подстанций в других странах мира?

7. Какое-то оборудование с цифровым интерфейсом уже получило в России сертификаты и было внесено в реестр?

8. Какие проблемы вы видите на сегодняшний день в этой области? Что требуется для их решения?

кАк ДЕЛА, мЕТРОЛОГИЯ ЦИФРОвых ПОДСТАнЦИй?

В настоящее время на современной подстанции, как у нас в России, так и за рубежом, существует большой набор различ-ных устройств, обеспечивающих ее безопасность и жизнеде-ятельность. Среди них такие как:

• автоматизированные системы управления технологичес- кими процессами (АСУ ТП);

• автоматизированные системы телеметрических измерений (АСУ ТМ);

• автоматизированные информационно-измерительные си- стемы коммерческого учета (АИИС КУЭ);

виктор киселёвФГуП «внИИмС»

• автоматизированные информационно-измерительные си- стемы показателей качества электрической энергии;

• автоматизированные системы релейной защиты и противо- аварийной автоматики (РЗ и ПА), контроля над технологи- ческими параметрами электроподстанции;

• и другие, участвующие в ее управлении.

Сегодня измерительные комплексы на базе трансформаторов тока и напряжения с использованием технологической шины на базе стандартов МЭК 61850, а также интеллектуальные электронные устройства с поддержкой «цифрового» интер-фейса являются одними из приоритетных направлений раз-вития электроэнергетики к новому поколению энергообъектов – «цифровых подстанций». Указанные технологии обладают большим техническим и экономическим потенциалом. На дан-ный момент разными компаниями представлены десятки раз-личных решений, прототипов устройств, опытных образцов.

Page 29: «Цифровая подстанция» выпуск №5

29www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

метрология

Однако практическое внедрение цифровых устройств и изме-рительных комплексов, обеспечивающих достижение боль-шей части технико-экономических эффектов «цифровой под-станции», на данный момент испытывает много препятствий. Одним из основных препятствий на пути внедрения этих из-мерительных комплексов цифровых подстанций (ИКЦПС) является несовершенство существующего метрологического обеспечения и, в первую очередь, практически полное отсут-ствие отечественной нормативно-методической базы по ме-трологическому обеспечению ЦПС.

Понимая это, ПАО «ФСК ЕЭС» заказало НИОКР для решения указанных проблем. Целью данной работы являлся анализ действующей нормативно-технической документации (НТД), распространяющейся на методическое и метрологическое обеспечение измерительных комплексов цифровых подстан-ций (ИКЦПС), разработка нормативно-методической базы (НМБ) для ИКЦПС, а также создание комплекса эталонного оборудования для выполнения испытаний, поверок/калибро-вок устройств, осуществляющих передачу либо прием данных в цифровых форматах представления на ИКЦПС.

Основными задачами работы являлись:

1. Анализ действующей НТД, распространяющейся на методи- ческое и метрологическое обеспечение «цифровых под- станций».

2. Разработка комплекта НМБ, регламентирующей выпол- нение операций метрологического контроля и надзора за ИКЦПС согласно оговоренного заказчиком перечня.

3. Разработка и создание эталонного оборудования и про- граммно-технических средств, обеспечивающих возмож- ность проведения операций метрологического контроля и надзора за ИКЦПС, – программно-аппаратной платформы метрологического контроля цифровых измерений.

4. Оснащение программно-аппаратной платформы для метро- логического контроля ИКЦПС разработанными повероч- ными/калибровочными и испытательными комплексами как для лабораторных, так и для полевых поверок/калибро- вок и испытаний ИКЦПС с целью метрологического обеспе- чения «цифровых подстанций».

5. Проведение испытаний разработанного оборудования и программно-аппаратной платформы для метрологического контроля ИКЦПС на соответствие НМБ.

Действительно контракт по этой работе был остановлен и фактически весь комплекс работ не был завершен. В большей степени это связано с дефицитом финансирования и необхо-димостью создания «здоровой» конкуренции на рынке произ-водителей испытательного эталонного оборудования.

На сегодняшний день в рамках выполнения договора с ПАО «ФСК ЕЭС» достигнуты довольно большие и значимые резуль-таты: разработаны проекты основных нормативных докумен-тов (часть из которых уже утверждена) в области метрологи-

ческого обеспечения ЦПС, а также разработаны технические требования и технические задания на создание программно-аппаратной платформы метрологического контроля цифровых измерений как стационарного, так и мобильного исполнения, в том числе и на их компоненты в отдельности.

Эти документы, на мой взгляд, позволят производителям электронных компонентов для ЦПС сориентироваться на ос-новании разработанных и утвержденных методик и стандар-тов, а также технических требований к испытательным стен-дам, и предложить электросетевой отрасли новые цифровые продукты.

Возможно, отдельные нормативные документы, носящие вну-триведомственный характер, будут введены в работу в каче-стве стандартов ПАО «ФСК ЕЭС».

Проведение испытаний приборов с цифровым интерфей-сом с целью утверждения типа средств измерений и после- дующего внесения их в Федеральный фонд средств измере-ний уже проводится. Для этого сформированной в настоящее время нормативной базы вполне достаточно.

Что же касается эталонной приборной базы, то она создает-ся, в частности, во ВНИИМС по мере поступления заявок на испытания рабочих СИ с цифровым интерфейсом, таких как измерительные трансформаторы, интеллектуальные измери-тельные устройства, приборы учета и качества электрической энергии и др. Для этого используются наработки, полученные в ходе проведения данной работы.

Практически вся нормативная документация для разработки, применения и метрологического обслуживания многочислен-ных измерительных приборов, устройств и автоматизирован-ных систем на электроподстанциях, разработанная в рамках НИР, в настоящее время зарегистрирована и находится в сво-бодном доступе в информационном фонде Росстандарта.

Отдельные нормативные документы, являющиеся результа-том данной работы и носящие внутриведомственный харак-тер, возможно, будут введены в работу в качестве стандартов ПАО «ФСК ЕЭС».

НП АТС, Совет рынка и другие инфраструктурные организации оптового рынка не прописывают каких-то отдельных требова-ний к цифровой подстанции. АИИС КУЭ в составе цифровых подстанций должны также соответствовать всем техническим требованиям НП АТС, Совета рынка и другие инфраструктур-ных организаций оптового рынка, как это требуется для АИИС КУЭ классических подстанций.

Во всех странах мира идет активная работа по изучению и применению цифровых принципов измерения в соответствии со стандартами МЭК 61850. Наиболее продвинулись в этом на-правлении Китай, США, страны Евросоюза. В целом, наиболь-шее практическое внедрение в настоящее время имеет Китай. Это не значит, что они решили все проблемы нормативного характера. Они идут эмпирическим путем с последующим со-

Page 30: «Цифровая подстанция» выпуск №5

30 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

метрология

вершенствованием при внедрении цифровых подстанций.

В России не так много организаций, способных производить и производящих измерительное оборудование для цифровых подстанций. Можно отметить такие фирмы, как:

• ООО «НПП Марс-Энерго», г. С-Петербург, разработавшее и получившее сертификаты на установки поверочные вектор- ные компарирующие и комплексы средств поверки цифро- вых электронных трансформаторов тока и напряжения;

• ЗАО «Профотек», г. Москва, проведшее испытания транс- форматоров тока электронных оптических и трансформато- ров напряжения электронных;

• ООО «Системы телемеханики» (СИСТЕЛ), г. Москва – устрой- ства сопряжения с шиной процесса;

• ООО «Автоматизация Системы Технологии» (АСТ), г. Бала- шиха – контроллеры присоединения и ряд других компаний.

В данный момент во ВНИИМС проходят предварительные ис-пытания порядка пяти разнотипных приборов для цифровых

подстанций нескольких предприятий-изготовителей.

Конечно, сегодня это в основном единичные и мелкосерий-ные изделия, поскольку делаются под пилотные проекты и даже не цифровых подстанций, а только отдельных измери-тельных каналов в рамках опытной эксплуатации.

Основная проблема в этой области – это отсутствие финанси-рования для продолжения данной работы, а также отсутствие постановки НИР, соответствующих данной тематике, в круп-ных электроэнергетических компаниях. Трудно двигаться впе-ред, если прерывать уже начатые работы и не ставить новые. Это потеря темпа, приоритета и даже отставание от ведущих стран мира, неоправданные дополнительные финансовые за-траты при реализации каждого последующего индивидуаль-ного инновационного проекта цифровой подстанции. На наш взгляд, целесообразность возобновления всего комплекса работ по метрологическому обеспечению ЦПС очевидна.

КОМПАНИИ, ПЕРВОй В РОССИИ ЗАНяВшЕйСя ИССЛЕДОВАНИЕМ И СОЗДАНИЕМ ОПТИЧЕСКИХ ТТ И ТН ДЛя ЦИФРО-ВыХ ПОДСТАНЦИй, – ЗАО «ПРОФОТЕК» БыЛИ ЗАДАНы ужЕ ДРуГИЕ ВОПРОСы:

1. Мы знаем, что до недавнего времени внедрение электронных ТТ с выходом 9-2 было невозможно, измерялось ли что-то после реализации НИОКР по метрологии ЦПС?

2. Что касается испытательной базы, насколько сегодня она готова и сертифицирована надлежащим образом для того, чтобы проводить поверку цифровых ТТ/ТН?

3. Известно ли вам о готовности вторичного оборудования к сертификации по «цифре»?

4. Готово ли оборудование к тому, чтобы проводить поверки цифровых ТТ/ТН в эксплуатации?

Основным достижением по продвижению метрологии ЦПС стало утверждение стандарта IEC 61850-9-2:2011 на русском языке. Это сняло формальную коллизию с невозможностью ссылок на данный стандарт в официальных метрологических документах. С 29.05.2015 это перестало быть камнем преткно-вения.

На сегодняшний день испытательная база готова к серти-фикационным испытаниям цифровых ТТ/ТН, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» успешно провел сертификационные испытания с целью утверждения типа средства измерения двух первых эталонных комплексов, изготовленных по заказу ЗАО «Профотек». Таким образом, уже есть 2 места в стране, где можно провести такие испытания - ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» и ЗАО «Профотек». Фактически, сейчас в составе испытательного центра Профотек работают две век-торные компарирующие установки УПВК-МЭ 61850, которые внесены в Госреестр, поверены и обеспечивают прослежива-емость к первичным государственным эталонам. Используя данные установки в сентябре-октябре 2015 года, были успеш-но проведены сертификационные испытания цифровых ТТ/ТН с цифровым выходом производства ЗАО «Профотек», и в на-стоящее время на них оформляется свидетельство об утверж-дении типа средства измерений.

Сейчас готовятся к сертификации по «цифре» ряд произво-дителей вторичного оборудования. Компании ДЭП и СИСТЕЛ ведут в этой области работы, и мы, в частности, тоже активно помогаем в подготовке к сертификации: исследуем метроло-гические характеристики и работу в режимах совместимости с производителями вторичного оборудования. Например, были проведены комплексные испытания с регистрацией метро-логических характеристик цифровых защит и РАС Siprotec 5 компании Siemens. Сейчас готовимся к расширенным ис-пытаниям с терминалами релейной защиты ИЦ «Бреслер», кроме того, мы ведем работы по подготовке к сертификации продукции компании ООО «Прософт-Системы», в частности, помогаем в подготовке к сертификации счетчика ARIS EM, MU и регистраторов аварийный событий. Совместно с компанией ООО «Испытательный центр разработок в области метроло-гии» мы готовим эталонную и методическую базу для испыта-ний цифровых счетчиков и регистраторов качества.

В принципе, мы открыты к сотрудничеству с любыми ком-паниями, работающими в области создания оборудования и продвижения ЦПС.

Оборудование для проверки цифровых ТТ/ТН в условиях экс-плуатации готово, особенных проблем тут не видно. Имеющи-еся в нашей лаборатории эталоны позволяют проводить на месте поверку ТТ и ТН, и мы имеем свидетельство о регистра-ции передвижной лаборатории для работ с ТТ/ТН на уровнях напряжения до 220 кВ. Опять же, ряд производителей активно работает над созданием более упрощенных, зато гораздо бо-лее транспортабельных приборов сравнения для поверки на месте эксплуатации. Сейчас, когда есть лабораторная база и опыт применения и сертификации, это стало гораздо проще.

максим ЯнинзАО «Профотек»

ЦИТ MU Поверка ЦИТ

Page 31: «Цифровая подстанция» выпуск №5

31www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

метрология

Как уже было сказано Яниным М. А. на страницах digitalsubstation.ru в Комментариях на статью «Метроло-гические проблемы при внедрении электронных устройств измерения тока и напряжения в высоковольтных сетях»: «Компания «Марс-Энерго» совместно с ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», действительно разработала оборудование для поверки метрологических характеристик трансформато-ров тока и напряжения с поддержкой МЭК 61850, и два пер-вых экземпляра успешно используются в составе установок поверки ЭТН до 220 кВ и ЭТТ в составе собственного испыта-тельного центра ЗАО «Профотек».

В 2015 г. компанией «НПП Марс-Энерго» были полностью подготовлены к серийному выпуску эталонные средства из-мерений для ЦПС:

• Установки поверочные векторные компарирующие «УПВК-МЭ 61850» (НОМЕР ГОС РЕЕСТРА 60987-15);

• Комплекс средств поверки электронных трансформаторов тока и напряжения «КЭТ-61850» (НОМЕР ГОС РЕЕСТРА 61768-15).

Установки УПВК-МЭ 61850 предназначены для калибровки и поверки измерительных преобразователей (ИП) напряжения или тока, выходные сигналы которых представлены цифро-вым потоком в формате стандарта МЭК 61850-9-2LE или в формате стандарта IEEE-488.2, путем сравнения (компариро-вания) их с аналоговыми выходными сигналами эталонных ИП напряжения или эталонных ИП тока. Установки могут быть использованы в составе комплекса КЭТ-61850 для поверки электронных трансформаторов напряжения (ЭТН), выпускае-мых по ГОСТ Р МЭК 60044-7- 2010, и электронных трансформа-торов тока (ЭТТ), выпускаемых по ГОСТ Р МЭК 60044-8- 2010. Дополнительно они выполняют измерения частоты перемен-ного тока, значений напряжения и силы тока, фазовых углов и основных показателей качества электрической энергии: сум-марного коэффициента гармоник напряжения (КU); суммарно-го коэффициента гармоник тока (КI) и может использоваться для выполнения калибровки и поверки средств измерений (СИ) указанных выше величин.

При поверке (калибровке) ИП напряжения или тока, выход-ные сигналы которых представлены цифровым потоком, УПВК обеспечивает определение следующих величин:

1. Разности между измеренным значением аналогового сигнала (с учетом номинального коэффициента преоб- разования эталонного ИП, а при измерении силы тока – и с учетом действительного значения коэффициента преобразования шунта) и измеренным значением сигна-

ла, представленного в виде цифрового потока (с учетом номинального коэффициента преобразования поверяе- мого ИП), выраженной в процентах от среднеквадра- тического значения аналогового сигнала;

2. Угла сдвига фаз между векторами аналогового сигнала и сигнала, представленного в виде цифрового потока, с учетом угла сдвига фаз, вызванным номинальным углом сдвига фаз поверяемого ИП или его номинальным време- нем задержки;

3. Векторной разности между аналоговым сигналом и сигна- лом, представленным в виде цифрового потока, выражен- ной в процентах от среднеквадратического значения аналогового сигнала с учетом угла сдвига фаз, вызванным номинальным углом сдвига фаз поверяемого ИП или его номинальным временем задержки.

Основные погрешности УПВК-МЭ 61850: ± 0,01 %.

Комплексы КЭТ-61850 предназначены для калибровки и по-верки электронных трансформаторов напряжения (ЭлТН) с номинальным первичным напряжением до 330/√3 кВ, выпу-скаемых по ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010, и электронных транс-форматоров тока (ЭлТТ) с номинальным первичным током до 5 кА, выпускаемых по ГОСТ Р МЭК 60044-8-2010, выходные сигналы которых представлены цифровым потоком в соот-ветствии с МИ 3476-2015 «Технические требования по реа-лизации цифрового интерфейса для измерительных преоб-разователей с использованием МЭК 61850-9-2LE». В составе комплекса КЭТ-61850 в качестве эталонных ИП напряжения могут быть использованы эталонные измерительные транс-форматоры напряжения и (или) преобразователи напряжения высоковольтные типа ПВЕ требуемого класса точности (раз-ряда). В качестве эталонных ИП тока могут быть использова-ны эталонные измерительные трансформаторы тока требуе-мого класса точности (разряда).

Устройства можно поверять с поддержкой протокола син-хронизации времени PTP. Установки УПВК-МЭ 61850 (и ком-плексы КЭТ-61850) имеют в составе устройство синхрониза-ции, включающее генератор сигналов произвольной формы (ГСПФ) (Госреестр № 53565-13 или Госреестр № 52150-12) и интерфейсные модули связи с приемником сигналов UTC (например, радиочасами) и (или) системами синхронизации входных сигналов поверяемых измерительных преобразова-телей (протокол PTP). При этом любой источник синхрониза-ции должен формировать опорный сигнал 1 Гц, поскольку нор-мированной характеристикой УПВК-МЭ 61850 или комплекса КЭТ-61850 является погрешность измерения угла фазового сдвига между основной гармоникой входного напряжения и фронтом опорного сигнала 1 Гц. Для сигнала с частотой ос-новной гармоники 50 Гц погрешность не превышает ±0,0054 градуса (0,33 угловых минуты или выраженная в виде време-ни задержки 0,3 мкс).

Чтобы оборудование было принято в качестве эталонно-го и использовано при испытаниях и поверках, ВНИИМ

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ИНСТРуМЕНТы ТРЕБуЕТСя ПОВЕРяТь, ОБ ИНСТРуМЕНТАХ ДЛя ПОВЕРКИ ЦИТ Мы ПОГОВО-РИЛИ С ПРЕДСТАВИТЕЛяМИ КОМПАНИИ МАРС-ЭНЕРГО И СПРОСИЛИ у НИХ О СЛЕДуЮщЕМ:

1. Компания МАРС-Энерго стала первой в России, представившей оборудование для поверки метрологических ха-рактеристик устройств с поддержкой МЭК 61850. Расскажите подробнее, какие устройства можно поверить с помо-щью ваших комплексов? Можно ли поверять устройства с поддержкой протокола синхронизации времени PTP?

2. Скажите, результатов НИОКР по метрологии цифровых подстанций достаточно для того, чтобы это оборудование было принято в качестве эталонного и использовано при испытаниях и поверках?

3. Как обстоят дела сегодня, насколько востребованы ваши эталоны с цифровым интерфейсом?

Сергей Сергеев«нПП марс-энерго»

ЦИТ MU Поверка ЦИТ

Page 32: «Цифровая подстанция» выпуск №5

32 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

метрология

им. Д. И. Менделеева провел испытания с целью утверждения типов УПВК-МЭ 61850 и КЭТ-61850, а Росстандарт внес эти СИ в Госреестр. Чтобы использовать УПВК-МЭ 61850 и КЭТ-61850 при поверках владелец этих СИ должен организовать их ат-тестацию в качестве эталонов (формальная процедура), в чем «НПП Марс-Энерго» может оказать содействие.

Наши эталоны УПВК-МЭ 61850 и КЭТ-61850 наиболее инте-ресны разработчикам и производителям высокоточных СИ для ЦПС и лабораториям, которые проводят испытания и, в

дальнейшем, первичную поверку при выпуске СИ из произ-водства или периодическую поверку.

Для поверки на местах эксплуатации (на ЦПС) и периодиче-ской поверки «НПП Марс-Энерго» готовит к выпуску мобиль-ные эталонные СИ: Приборы электроизмерительные эталон-ные многофункциональные «Энергомонитор-61850» и прибо-ры электроизмерительные эталонные многофункциональные «Merging Unit MU-1.0», которые анонсируются на сайте «НПП Марс-Энерго».

МЕТРОЛОГИя ЗАКАНЧИВАЕТСя НЕ НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ, А НА СЧЕТЧИКЕ, ЧьИ ТОЧНыЕ ПОКАЗАНИя ПОМОГуТ ДАТь ТОЧНуЮ ОЦЕНКу ТЕКущЕй СИТуАЦИИ. О СЧЕТЧИКАХ И ОБРАщЕНИИ С НИМИ Мы ПОГОВОРИЛИ С КОМПАНИ-Ей, ПЕРВОй РАЗРАБОТАВшЕй ДАННый ИНСТРуМЕНТ – ООО «ПРОСОФТ-СИСТЕМы»:

1. Компания «Прософт-Системы» была одной из первых, представивших счетчик электрической энергии с поддерж- кой МЭК 61850-9-2, однако долгое время он оставался вне нормативного поля. удалось ли вам внести его в реестр с появлением новой нормативной базы?

2. Достаточно ли созданной нормативной базы, чтобы сопровождать применение данного продукта на всех жизнен- ных циклах: утверждение типа, проектирование, ввод в эксплуатацию, периодические поверки?

3. Что касается периодических поверок, насколько данный термин вообще применим к устройствам учета полностью цифровым?

4. Как смотрят заказчики и контролирующие органы на счётчики с 9-2? Готовы ли они использовать их у себя в системах коммерческого учёта?

5. Есть ли какие-то проблемы, что на ваш взгляд требуется сделать, чтобы рынок цифровых счетчиков развивался быстрее?

6. Техническая спецификация 9-2LE нормирует передачу данных на частотах 80/256 выборок за период. С контролем качества понятно – для него нужна высокая частота. А что с учётом? Не избыточно ли 80 для учета по основной гармонике?

Компания «Прософт-Системы» была одной из первых, пред-ставивших счетчик электрической энергии с поддержкой МЭК 61850-9-2, однако долгое время он оставался вне норматив-ного поля. Сейчас совместно с ВНИИМС запущена процеду-ра по внесению ARIS-EM в Госреестр средств измерений как счетчика эклектической энергии, в 3-4 квартале текущего года это должно произойти.

На текущий момент создана нормативная база. Процедура внесения первого «Цифрового счетчика» ARIS EM ответит на вопрос о ее достаточности, чтобы сопровождать применение данного продукта на всех жизненных циклах. Сейчас проблем с этой процедурой мы не видим.

На 100% данное устройство является «цифровым», поверка как таковая ему не нужна, однако, наверное, все-таки стоит проверять раз в 10-15 лет весь измерительный тракт с вы-числительным устройством, в качестве которого и выступает ARIS EM.

Заказчики смотрят на счетчик с 9-2 очень заинтересованно, и при наличии всей нормативной базы и устройств готовы к их применению, так как точность учета электрической энергии значительно увеличивается.

Внесение в Госреестр средств измерений полного комплекса учета (оптических трансформаторов, AMU, счетчиков) ускорит процесс развития рынка цифровых счетчиков

Технически спецификация 9-2LE нормирует передачу данных на частотах 80/256 выборок за период. С контролем качества понятно – для него нужна высокая частота. Для учета необхо-димо 256 выборок. 80 точек на период при измерении даже мало, чтобы при этом еще и анализировать качество данной энергии.

Алексей ДымшаковООО «Прософт-Системы»

ЦИТ MU Поверка ЦИТ

Page 33: «Цифровая подстанция» выпуск №5
Page 34: «Цифровая подстанция» выпуск №5

34 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Локальная вычислительная сеть – критическая инфраструктура на цифровой подстанции. Так как специалистам РЗА и АСУ ТП приходится сталкиваться с ней все чаще, количество вопросов, таких как «Как проектировать?», «Как обслуживать?», «Как оценивать её надежность и эффективность?», все больше, и их количество не убывает. Перед открытием рубрики «Локальные вычислительные сети» редакция журнала «Цифровая подстанция» про-вела очередной опрос среди проектировщиков локальных сетей и производителей оборудования.

ДЛя ПРОЕКТИРОВщИКОВ Мы ПОДГОТОВИЛИ СЛЕДуЮщИЕ ВОПРОСы:

1. Приходилось ли вам в работе заниматься выбором топологии ЛВС для передачи данных по протоколам стандарта МЭК 61850?

2. На основании чего делался выбор, какие методики примерялись?

3. Как вы считаете, насколько однозначно можно делать сегодня выбор топологии и применяемых протоко- лов резервирования?

4. Какие области, по-вашему, требуют дополнительных исследований для более однозначного принятия проектных решений?

5. На ваш взгляд, востребован ли сервис (инструмент) по проектированию ЛВС? Какие от него ожидания? Какие функции он должен выполнять и какими исходными данными должен оперировать?

ПРОИЗВОДИТЕЛяМ БыЛО ПРЕДЛОжЕНО ОТВЕТИТь НА ДРуГИЕ ВОПРОСы:

1. Как вы считаете, по какой идеологии должны строиться ЛВС на подстанциях? Следует ли разделять физически сети, в которых передаются данные по Sampled Values, GOOSE, MMS. В каком составе их допу- стимо комбинировать? Как резервировать рассмотренные сегменты сети?

2. Как вы считаете, как должны изменяться эти требования в зависимости от классов напряжения, уточните ответ для групп 6-35 кВ, 110-220 кВ, 500 кВ.

3. Какие проблемы можно выделить, решение которых требует разделения ЛВС подстанций по типам трафи- ка, если можно?

4. Какие методы могут применяться в дополнение или взамен физического разделения?

5. На чем вы основываетесь в своих суждениях? Какие научные или экспериментальные исследования, проложены в основу вашей позиции?

6. Какие вопросы, на ваш взгляд, требуют ещё научного или экспериментального исследования с целью обоснования наиболее экономически целесообразных решений?

ЛОкАЛьныЕ вычИСЛИТЕЛьныЕ СЕТИ – мнОГО вОПРОСОв, мАЛО ОТвЕТОв

Page 35: «Цифровая подстанция» выпуск №5

35www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

максим хлыстов ООО «нПП микроника»

Однозначный выбор топологии ЛВС и протоколов резервиро-вания произвести достаточно сложно, т. к. практически всегда заказчик требует обеспечить достаточную надежность пере-дачи данных и в то же время хочет сэкономить на стоимости комплекса, а обеспечение резервирования, как правило, тре-бует дополнительных затрат.Если говорить об обеспечении надежности для различных то-пологий ЛВС, то показатели надежности для систем АСУ ТП (возможно отдельно для ЛВС или даже отдельно для шины процесса и шины подстанции) должны быть регламентиро-ваны для ПС различных классов напряжений. Также должна быть создана методика выбора топологии сети с учетом обе-спечения требуемых показателей надежности системы, кото-рой будут пользоваться проектанты и производители АСУ ТП.Однозначно ответить на вопрос о выборе топологии и приме-няемых протоколов резервирования достаточно сложно. Если данный инструмент не будет требовать от проектировщика ввода огромного числа исходных данных (например, нарабо-ток на отказ для каждого элемента в сети и т.п.), будет прост в использовании и иметь малую стоимость, то, возможно, он бу-дет востребован. Но, зачастую, на первый план для заказчика выходит стоимость решения, которую в какую-либо САПР за-ложить невозможно, а в таком случае и применимость данного инструмента будет ограниченна.

В работе нам постоянно приходится заниматься выбором то-пологии ЛВС для передачи данных по протоколам стандарта МЭК 61850.В настоящее время именно методика выбора топологии ЛВС мне неизвестна. При проектировании архитектуры ЛВС в со-ставе АСУ ТП или ССПИ мы руководствуемся рекомендациями производителей оборудования и нормативными документами заказчиков. Архитектура ЛВС для объектов ПАО «ФСК ЕЭС» регламентирована требованиями Распоряжения ОАО «ФСК ЕЭС» от 28.04.2012 №286р. Рекомендации по применению ос-новных структурных схем и требования к организации и функ-циям АСУ ТП подстанций 110-750 кВ с учетом функциональной достаточности и надежности. Сейчас разрабатывается стан-дарт организации ПАО «Россети» «Основные технические требования к АСУ ТП и ССПИ ПС 35-110 кВ», в котором тоже должен появиться раздел, регламентирующий требования к архитектуре ЛВС для подстанций соответствующего класса напряжения.

Артём Перепелицын ООО «АвтоматизацияСистемыТехнологии»

случаях необходимо и достаточно применить дублированную структуру.Я считаю, что нет такой проблемы на подстанции, которая бы однозначно требовала разделения сетей по типам трафика.Среди методов, которые могут применяться в дополнение или взамен физического разделения, я бы выделил организацию VLAN, применение гигабитных портов и грамотное проекти-рование ЛВС.Мое мнение основано на практическом опыте при наладке ЦПС. Единственное, на мой взгляд, чего мы достигаем разде-лением сетей по типу трафика – это снижения загрузки сети. Но на реальном объекте, даже при максимальном рабочем ко-личестве пакетов в сети, мы получаем увеличение времени передачи сообщений на столь небольшую величину, что пол-ное время передачи сигнала отключения меньше аналогич-ного показателя для традиционной РЗА.Для обоснования наиболее экономически целесообразных решений необходим практический опыт эксплуатации ЦПС с количеством устройств на шине процесса 100+. Потому как экстраполяция результатов, полученных в сетях с малым ко-личеством устройств, может отличаться от реальной картины.

На мой взгляд, для достижения необходимого уровня надеж-ности достаточно структуры «двойная звезда» без физиче-ского разделения передачи данных SV/GOOSE. ЛВС, в кото-рых дополнительно к дублированию сетей применяется еще и разделение на сети GOOSE и SV, на мой взгляд, уже излишне сложны. Такая структура скорее приведет к появлению боль-шего количества ошибок при наладке и проблемам при об-служивании, чем увеличит надежность системы. К тому же это приведет к увеличению стоимости проекта и понизит привле-кательность проектов ЦПС у заказчика. А следовательно, сни-зит и так небольшое количество реально вводимых объектов.На объектах класса напряжения 6-35 кВ можно применять упрощенную структуру без дублирования сетей. Но это допу-стимо при отсутствии на этих объектах SV-потоков и приме-нении GOOSE сообщений только для ОБ. Во всех остальных

Page 36: «Цифровая подстанция» выпуск №5

36 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Александр Размахаев«Сименс»

мачей Горай«Сименс»

Идеология построения локальных вычислительных сетей за-висит от требований к отказоустойчивости подстанции. Для низких напряжений (6-35 кВ, иногда 110 кВ) сетевое резер-вирование может строиться с использованием технологий МЭК 62439-3 HSR или протоколов резервирования, например, eRSTP. Для высоких напряжений и просто критичных к лю-бым сбоям подстанций рекомендуется применять топологию «резервированная звезда» (использование PRP) или комби-нацию топологии «резервированная звезда» и «кольцо» (на-пример, мелкие «кольца» HSR на полевом уровне соединяют-ся с шиной станции через резервированные соединения PRP. Sampled Values и GOOSE необходимо сегментировать на L2 с помощью VLAN или ограничения групповых (multicast) рас-сылок).Подходить к проектированию ЛВС для различных классов на-пряжения нужно со стороны увеличения количества сегмен-тов шин станции или процесса.

Без сегментирования трафик МЭК 61850 может привести к перегрузке сети в силу того, что Sampled Values и GOOSE яв-ляются широковещательными по своей природе. В дальней-шем использование IEEE 1588 также должно сопровождаться тщательным планированием структуры сети. Не стоит забы-вать и о снижении уровня безопасности сети в целом, если сегментация не используется.Помимо метода физического разделения ЛВС можно исполь-зовать VLAN и механизмы ограничения широковещательных рассылок.Необходимо исследовать синхронизацию PTP (IEEE 1588) при распространении пакетов синхронизации поверх сетей с ис-пользованием PRP/HSR. Поддержка механизмов, обеспечи-вающих гарантированную доставку сообщений с заранее из-вестными максимальными задержками.

Стефан майер Абб, швейцария

стояния между первичным и вторичным оборудованием. Разумный подход для внедрения цифровых технологий для среднего уровня напряжения – использование станционной шины связи для обмена, к примеру, GOOSE-сообщениями при реализации распределенных схем защиты (с сигналами бло-кировки или телеотключения) и выборками аналоговых вели-чин напряжения на шинах.Для высоких уровней напряжения увеличиваются требования по надежности ко вторичным системам в целом, что также накладывает дополнительные требования к шине процесса, например, обязательная реализация резервирования (PRP, HSR).Одна из главных проблем при разделении сети по типам тра-фика, не важно – физически или логически – найти правиль-ный баланс между производительностью и удобством инжи-ниринга, тестирования и обслуживания. Разделение трафика должно быть не только корректно настроено, но и задокумен-тировано в проекте. Высокая степень разделения может при-вести к сложностям при тестировании и обслуживании, так как не всю требуемую информацию можно увидеть, подклю-чившись к какому-либо порту сети Ethernet.Применение VLAN-ов и Multicast-фильтрации являются до-полнениями к физическому разделению сетей.Позиция основана на самом стандарте, технических отчетах, научных докладах, исследованиях и решениях для различных типов цифровых подстанций, на опыте внедрения более 1000 ПС в стандарте МЭК 61850, а также на результатах испытаний в собственном испытательном центре, сертифицированном UCAIUG.При внедрении технологий цифровой подстанции одна из ключевых целей заключается в снижении количества кон-трольного кабеля, для решения этой задачи основным во-просом является такое оптимальное расположение устройств, чтобы преобразование аналоговых данных «в цифру» вы-полнялось в непосредственной близости от источника. Мо-дульная масштабируемая система ввода-вывода может обе-спечить решение этой задачи, предоставляя возможность установки модулей ввода-вывода в оптимальных местах РУ и обеспечивая таким образом, подключение к оптической шине процесса прямо около первичного оборудования.

Поскольку сетевая архитектура на уровне станции и процесса должна выбираться исходя из первичной схемы (например, двойная система шин или полуторная схема) с одной стороны, а также учитывать тип распределительного устройства и рас-положение устройств (ОРУ/КРУЭ, релейный щит/локальные шкафы управления) – с другой, то единого подхода к построе-нию сетей связи не существует.Как правило, для магистральных и узловых распределитель-ных подстанций мы предлагаем разделять шину процесса и станционную шину, так как по шине процесса передаются дан-ные, критически важные для работы функций защиты.Для достижения высоких показателей доступности системы с сохранением удобства обслуживания целесообразно устанав-ливать два комплекта основных защит, включающих в своем составе независимые устройства ввода/вывода для шины процесса (устройства сопряжения с шиной процесса), устрой-ства РЗА и сеть связи.Далее, для многих типов подстанций целесообразно ограни-чить шину процесса пределами одного присоединения, что обеспечит высокую производительность для РЗА, благодаря минимальным задержкам при передаче потоков SV и GOOSE-сообщений и еще более упростит обслуживание отдельных присоединений. Для передачи данных процесса, востребо-ванных в пределах всей станции, например, измерений на-пряжения на шинах, может применяться специализирован-ная «межфидерная» (англ. interbay) шина процесса или даже шина станции. Данный подход – подключения «точка-точка» в пределах присоединения и шина процесса, построенная на коммутаторах, в пределах подстанции – обеспечивает высо-кую надежность РЗА, упрощает инжиниринг и обслуживание, уменьшает стоимость построения сети.Для среднего напряжения (до 35 кВ) построение отдельной шины процесса нецелесообразно из-за минимального рас-

Распределение трафика Архитектура ЛВС Проектирование ЛВС

Page 37: «Цифровая подстанция» выпуск №5
Page 38: «Цифровая подстанция» выпуск №5

38 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

коллективный разум

Сергей ТрубачёвзАО «шнейдер электрик»

постепенной загрузке и наложении нештатных ситуаций. А проектным организациям важно владеть информацией о со-ответствии количества GOOSE-сообщений, SV-потоков зани-маемому объему информации в канале и его предельным зна-чениям для бесперебойной работы сети. Безусловно, много и других факторов, влияющих на конечный выбор топологии. Например, на подстанции без обслуживающего персонала при значительном удалении от цивилизации предпочтитель-нее будет структура без использования коммутационной ап-паратуры – каналы «точка-точка» – поскольку вероятность возникновения неисправности в такой топологии существен-но ниже.Конечно, любой инструмент по автоматизации процесса проектирования будет востребован, и сервис по выбору оп-тимального решения построения сети – не исключение. Но вот правильно им воспользоваться, по моему мнению, смогут только те, кто способен справиться с этой задачей «вручную». Ведь к тому моменту, когда можно будет слепо доверять таким инструментам, пройдет немало времени, а до этого специ-алист, просчитывающий сеть, должен уметь проверить итого-вый результат. Сервис по проектированию ЛВС, на мой взгляд, должен решать очень широкий спектр задач, от расчета за-грузки канала в каждой конкретной точке до сравнения из-держек на реализацию и дальнейшую эксплуатацию того или иного варианта. Несомненно, объем исходных данных будет велик, но ведь и результат должен значительно упростить ра-боту проектным организациям и помочь создать оптимальную топологию сети при различных начальных условиях. А вот ка-кие конкретно исходные данные использовать, думаю, нужно оставить на волю разработчикам. Ведь если программа смо-жет автоматически взять всю необходимую информацию со схемы размещения защит, ну или задать дополнительно уточ-няющие вопросы, то, наверное, это будет идеальный вариант.

Да, в работе мне приходилось заниматься выбором топо-логии ЛВС для передачи данных по протоколам стандарта МЭК 61850. Впервые вопрос топологии ЛВС для цифровой подстанции был рассмотрен специалистами компании АСТ при проектировании ЦПС 35 кВ «Бабайки».Выбор топологии осуществлялся, в первую очередь, на осно-вании надежности доставки информации от источника к полу-чателю. Немаловажным критерием выбора стало и структури-рование трафика SV-потоков, а также ограничение информа-ционной нагрузки на сеть.К текущему моменту, на мой взгляд, сложились две наиболее подходящих для ЦПС топологии. Первая – это так называемая «двойная звезда». Она представляет собой радиальную струк-туру с сетевыми коммутаторами в центре и IED-устройствами на периферии. «Двойная» она, поскольку полностью дублиру-ется, но второй комплект изолирован от первого. Такая топо-логия наиболее проста, наглядна и позволяет использовать протокол параллельного резервирования PRP. К альтернатив-ному варианту можно отнести структуру «точка-точка» – пря-мое оптическое соединение устройств. Она имеет ряд преиму-ществ, но и не лишена недостатков. К примеру, минусом этого варианта является существенное увеличение количества пор-тов издателя SV-потока (MU) с увеличением числа подписчи-ков (РЗА). А вот несомненным плюсом будет отсутствие про-межуточного звена между MU и РЗА – коммутатора.Для более однозначного принятия проектных решений, ко-нечно, нужно детально исследовать поведение сети при ее

Глеб СоколовзАО «Альстом Грид»

водительность сети и тем самым резко снизить ограничения по количеству данных, передаваемых в шине процесса. В этой ситуации выглядит логичным передача SV-потоков и GOOSE-сообщений по одной сети. При этом автоматически потребует-ся резервировать эту сеть, т.к. по ней осуществляется телеот-ключение выключателя, и, следовательно, надежность долж-на быть максимальной.В настоящий момент создание цифровых КРУ 6-35 кВ носит больше характер экспериментов и не могут быть экономиче-ски обосновано. В силу этого, выглядит логично разделение требований для напряжений 6-35 кВ и для напряжений 110-500 кВ.При переходе на скорость 1 ГБ возникает проблема, решение которой требует разделения ЛВС подстанций по типам трафи-ка.Возможно, в некоторых проектах комбинация физической и логической сегментации будет хорошим выходом. Опять по-вторюсь, тот или иной тип сегментации определяется уровнем квалификации эксплуатирующего персонала.В своих суждениях я основываюсь только на своем эксперт-ном мнении.Один из главных вопросов, косвенно требующий научного или экспериментального исследования с целью обоснования наиболее экономически целесообразных решений, касает-ся организации цифрового ДЗШ. В настоящий момент один терминал физически не может принять больше 6-8 SV потоков по 100 МБ, Соответственно, при защите шин с более чем 6-8 присоединениями начинаются сложности, требующие услож-нения решения по ДЗШ.

Я все-таки считаю, что смешивать станционную шину и шину процесса не стоит. Это разные типы трафика и, соответствен-но, различные требования к сетевому оборудованию. Допол-нительно станционная шина будет на подстанции всегда, а шина процесса появляется только в цифровой подстанции. В силу этого, использовать всегда максимально производитель-ное сетевое оборудование, требующееся для шины процесса, не всегда оптимально и экономически обосновано. Фактиче-ски при физической и логической сегментации сети мы будем в конце иметь один и тот же результат: потоки информации в сети будут строго регламентированы. При этом логическая сег-ментация подразумевает использование управляемых комму-таторов и хорошее знание их конфигурирования. Физическая сегментация подразумевает неуправляемые коммутаторы, не требующие настройки, но их больше, чем при логической сег-ментации. Выбор более приемлемого варианта сегментации зависит от политики эксплуатации конечного заказчика. Ло-гическая сегментация требует от эксплуатирующего инженера большей квалификации в сетевых технологиях. Физическая сегментация наоборот не предъявляет такого требования, но реализуется на большем количестве коммутаторов.Вполне естественным следующим шагом в технологии созда-ния шины процесса выглядит переход на скорость передачи информации в 1 Гб. Это позволит на порядок поднять произ-

Распределение трафика Архитектура ЛВС Проектирование ЛВС

Page 39: «Цифровая подстанция» выпуск №5

39www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

коллективный разум

Андрей маслов «Абб Силовые и Автоматизированные Системы»

В первую очередь, построение шины процесса целесообразно для уровней напряжения 110 кВ и выше. Это связано с тем, что для уровня 6-35 кВ МП терминалы устанавливаются непо-средственно в ячейки и практически сами становятся поле-выми устройствами, многие преимущества нивелируются, по-тому что нет возможности сократить число кабельных связей, расширить диагностируемую зону.Ключевой проблемой является пропускная способность сете-вого оборудования при передаче данных реального времени (SV).При построении локальных сетей любых современных под-станций для логического разделения потоков данных, в пер-вую очередь, целесообразно применять разделение на VLAN и Multicast-фильтрацию.На мой взгляд, нужно более осознанно подходить к выбору элементов цифровой подстанции, исходя из особенностей объекта и наиболее существенных на сегодняшний день факторов. Особенности объектов – это тип РУ (элегазовое за-крытое или открытое) и состояние первичного оборудования (комплексная реконструкция ПС или только замена вторич-ных систем). Существенные факторы – это степень внедрения продуктов и отлаженности технологий (есть первые пилоты, опытная эксплуатация, промышленная эксплуатация), эко-номическая целесообразность внедрения (для сетей 35 кВ и ниже), соответствие стандартам (текущим и планируемым к внедрению в ближайшее время).

Сразу хочу сказать, что данная тема очень актуальна, и каж-дому аспекту можно посвятить отдельное детальное обсужде-ние.На текущем этапе развития технологий об идеальной архитек-туре говорить еще слишком рано. Для построения шины про-цесса мы предлагаем применять архитектуру «точка-точка» –, это позволяет достичь максимальных показателей надежно-сти, сохранив основные преимущества шины процесса.Разделение на шину станции (MMS, GOOSE) и шину процесса (SV, GOOSE) при такой архитектуре неизбежно (шина процесса фактически состоит из множества независимых сегментов).Резервирование, в первую очередь, нужно реализовывать по функциональному признаку: весь «измерительный тракт», включающий первичное оборудование, УСШ (merging unit), ИЭУ для одной функции (например, защиты линии), должен дублироваться, резервирование непосредственно сетевых подключений при этом отходит на второй план. Для объедине-ния в единую сеть полевых устройств или модулей устройств предпочтительнее применение протокола HSR.

Олег кириенкоООО «энергопромавтоматизация»

случае количество GOOSE-сообщений известно, изменения возникают только от первичного технологического процесса (т. е. редко), и нет перекрестных связей между устройствами (когда одно сообщение может порождать другое, приводя к лавинному нарастанию трафика). Расчет такой шины выпол-няется аналогично SV, где в качестве интервала передачи принимается минимальное время передачи GOOSE (как пра-вило, оно достаточно большое по сравнению с SV) и можно точно рассчитать нагрузку на «шину процесса».На мой взгляд, подобное решение достаточно универсально для любых классов напряжения, но следует учесть:• в зависимости от структуры и размеров ПС может по- надобиться дополнительное сегментирование (физи- ческое и логическое) сети;• применение SV на уровне 6-35 кВ имеет весьма сомни- тельный смысл – устройства передачи SV и приема SV находятся, как правило, близко и никаких преимуществ SV не дают. Только вводные ячейки 6-35 кВ должны подключаться к «шине процесса» для организации защит трансформаторов.Как мне кажется, проблемы, решение которых требует раз-деления ЛВС подстанций по типам трафика, я перечислил выше. Я бы назвал не «проблемы», а «факторы» и выделил бы три:• технические (скорость, надежность и т.д.);• экономические (стоимость конечного решения для заказчика);• организационные (человеческий фактор, регламенты обслуживания, ремонтов и т.д.).Свои суждения я основываю на опыте:• разработки стека протоколов МЭК 61850 и различных программных продуктов с использованием этого стека;• разработки и тестирования ИЭУ с поддержкой МЭК 61850;• интеграции различных устройств по МЭК 61850;• стендовых испытаний (в том числе «штормовых»);• практического опыта внедрения технологии цифровой подстанции на Нижегородской ГЭС.

Я считаю, что на данном этапе развития сетевых технологий и интеллектуальных электронных устройств следует физиче-ски разделять сегменты «шины процесса» и «станционной шины». Для сетевых устройств это обусловлено в первую очередь экономическими факторами: для «шины процесса» должны применяться более дорогие коммутаторы, чем для «станционной шины». Второй момент – это человеческий фак-тор: в «станционную шину» подключаются АРМ, ноутбуки для наладки, и любые манипуляции могут привести к отказам сети (решение данного вопроса с помощью VLAN возможно, но на практике с этим тоже будут проблемы из-за постоянных пере-настроек). Третий момент – это возможность использования разной архитектуры сети (PRP для «шины процесса» и тради-ционной архитектуры для «станционной шины») без примене-ния дополнительных устройств, таких как RedBox (построение надежных структур с использованием RedBox – это отдельная очень сложная тема, которую не раскрыть в рамках коммен-тария). С точки зрения ИЭУ устройств, наличие двух наборов портов (для «станционной шины» и «шины процесса») позво-ляет разделять задачи между процессорами (контроллерами) и существенно повысить надежность архитектуры. Что касается протоколов передачи данных, то, очевидно, MMS-протокол должен применяться на уровне Станционной шины, а Sampled Values на уровне «шины процесса». GOOSE-сообщения используются для разных задач на объекте и, в за-висимости от требований, могут передаваться как по «шине процесса» (например, для передачи исходной информации от DMU), так и по «станционной шине» (например, для организа-ции ОБР). У многих специалистов применение GOOSE на уров-не «шины процесса» вызывает опасение из-за возможности так называемых «штормов». Однако подобные коллизии ис-ключаются, если GOOSE генерируются только DMU. В этом

Распределение трафика Архитектура ЛВС Проектирование ЛВС

Page 40: «Цифровая подстанция» выпуск №5

40 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

Цифровая психология

Читая комментарии к статье про мотивацию в про-шлом номере, открыла для себя занимательный миф, сидящий, как оказалось, в сознании не толь-

ко представителей IT сферы. Это миф о том, что эмо-циональному выгоранию на работе подвержены толь-ко люди социальных профессий, т.е. которые большую часть рабочего времени взаимодействуют с людьми. Однако это не совсем так, точнее, совсем не так. Синдром выгорания представляет собой процесс по-степенной утраты энергии, проявляющийся в состоя-нии истощения, физического утомления, личностной отстраненности и снижения удовлетворения исполне-нием работы. Он рассматривается как результат стресса на рабочем месте (1).Впервые термин «выгорание» был использован в да-леком 1974 году психиатром X. Фреденбергером. Он ис-следовал тогда состояние психически здоровых людей, которые по роду своей деятельности оказывали психо-логические услуги. С тех пор профессиональное выгорание было исследо-вано и диагностировано у представителей разных про-фессий и разных возрастов, тем самым подтвердив тот факт, что «выгоранию» подвержен любой человек неза-висимо от пола, возраста и рода деятельности.

как СамоСТояТельно ПровериТь у Себя наличие Синдрома ПроФеССионального выгорания?Наличие или отсутствие признаков синдрома профес-сионального выгорания вы можете проверить у себя

самостоятельно. Если вы обнаружили хотя бы один признак из ниже перечисленных, то можно говорить о начале формирования синдрома «выгорания». Если же у вас обнаруживается сочетание нескольких признаков, в таком случае, это говорит об уже сформировавшем-ся синдроме «выгорания», и это серьезный повод для того, чтобы уделить этому внимание, разобраться в при-чинах и устранить их для предотвращения последствий.Выделяют три ключевых признака синдрома эмоцио-нального выгорания:1. «Эмоциональное и/или физическое истощение» Эмоциональное истощение проявляется в ощущени- ях перенапряжения и в чувстве опустошенности, исчерпанности своих эмоциональных ресурсов, чувстве усталости, которое не проходит после ночного сна. После периода отдыха (выходные, отпуск) дан- ные проявления уменьшаются, однако по возвраще- нии в прежнюю рабочую ситуацию возобновляются.2. «Личностная отстраненность» Этот симптом выражается в том, что человек начина- ет свои мысли, чувства и даже действия восприни- мать отчужденно, без внутренней вовлеченности. Рабочий процесс становится обезличенным, фор- мальным. Иногда мы называем это состояние «действовать на автомате». Человек отгораживается невидимым экраном от каких-либо переживаний, включая защитный механизм экономии и так исто- щенных запасов сил и энергии.3. «Неудовлетворенность собой» в связи с работой О наличие этого признака можно говорить, если успе- хи в работе перестали вас вдохновлять. Если вам

«Отпустите меня в Гималаи. Отпустите меня на совсем. А не то я завою, а не то я залаю, а не то я…» стану фрилансером!

(цитата из песни Ирины Алегровой, комментарий автора)

ПРОФЕССИОнАЛьнОЕ выГОРАнИЕ нА РАбОТЕ, кАк РАСПОзнАТь И чТО ДЕЛАТь? Вольская А. Ю.

ЦИФРОвАЯ ПСИхОЛОГИЯ

«Цифровая психология» – рубрика, в которой рассматриваются вопросы из сферы человеческих взаимоотношений на работе и в бизнесе. В частности, вопросы, возникающие при работе компаний, разрабатывающих инновационное и вы-сокотехнологичное оборудование: как создавать эффективные команды разработчиков и специалистов по продвижению инновационных продуктов? Как управлять этими командами? Как быть успешными членами этих команд? И другие. Наши публикации будут полезны как руководителям, так и рядовым сотрудникам.

вольская Анастасияведущий рубрики

Page 41: «Цифровая подстанция» выпуск №5

41www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

Цифровая психология

кажется, что результаты работы не стоят затраченных вами усилий. Мо- жет возникнуть ощущение «загнан- ности в клетку», когда вы чувствуете, что занимаете не свое место, не видите перспектив развития, снижа- ется удовлетворение работой. Сме- нить работу или сферу деятельности вам кажется невозможным в суще- ствующих обстоятельствах вашей жизни. Но если бы представилась возможность сменить работу, то вы бы ей воспользовались.Как теперь вы можете убедиться, хрони-ческая усталость, неудовлетворенность своей работой, кажущееся отсутствие перспектив на вашем нынешнем рабо-чем месте могут быть признаками фор-мирования синдрома профессионально-го выгорания, которому может быть под-вержен каждый. Поэтому попытки найти причины своего внутреннего состояния в якобы «плохой» работе не приведут к успеху. Даже сменив место работы, сфе-ру деятельности или уйдя во фриланс, через какое-то время вас настигнет то же состояние, дополнив картину новыми симптомами.Поэтому обязанностью каждого сотруд-ника вне зависимости от сферы дея-тельности должна быть способность на-ходить и устранять причины своего про-фессионального выгорания.

какие бываюТ Причины возникновения Синдрома эмоционального выгорания?Итак, профессиональное выгорание является результатом стресса на рабо-те. Рассмотрим несколько источников стресса в работе разработчика ПО.1. монотонность в работеОднообразные и простые операции, которые необходимо выполнять в про-цессе деятельности быстро приводят к скуке и апатии. А если это будет про-должаться долго, то к состоянию психи-ческого пресыщения (отвращения к ра-боте). Монотонность можно обнаружить в любой трудовой деятельности. Однако особое внимание способам преодоле-ния монотонности в работе стоит уде-лить специалистам-проектировщикам, чья деятельность связана с оперирова-нием ГОСТами и СНИПами, где новым идеям сложно пробиться. Также ощуще-ние монотонности может возникнуть при больших объемах работы, когда человек понимает, как много всего ему предсто-ит сделать.Способы справиться с монотонностью в работеМонотонность деятельности вызывает в нервной системе нехватку возбуждения нервных процессов, особенно при на-личии большого объема работы. Соот-ветственно, необходимо свою привыч-ную деятельность периодически менять, создавать для себя новые условия, к которым нужно по-новому привыкать. И, как только почувствуете, что при-выкли, снова менять. Это касается даже мелочей. Это может быть смена при-вычного места обеда, смена привычного маршрута до работы и до дома, смена последовательности действий «включил компьютер – пошел за кофе». Сделай-те наоборот, нелогично: «налил кофе – включил компьютер». Вот тут и начина-ются «чудеса», мозг начнет шевелиться и думать: «А что же теперь в свободное время делать, пока компьютер загру-жается?» Это тот самый момент, когда рождаются идеи и новые способы по-ведения и т.д. И не беспокойтесь о том, что это может показаться нелогичным и неэкономным. Эти две минуты не так много экономят на самом деле, но могут стать для вашей нервной системы про-филактикой против монотонности и за-щитой от «выгорания» на работе. Разве заботиться о себе это не логично?

Если же монотонность возникает от осознания большого объема работы, то способ справиться – это использовать непривычные для вас методы плани-рования и структурирования. Людям со структурным типом планирования по-дойдет способ спонтанного планирова-ния на основе эмоционального выбора. Людям, планирующим хаотично, наобо-рот, можно попробовать планирование по времени с будильником. Главное, чтобы для вас это было непривычно.Самое приятное в этом, что вы ограни-чены только вашей фантазией. Измене-ние привычных способов выполнения автоматических действий является от-личной профилактикой стресса и хрони-ческой усталости.

2. недостаток социальной поддержкиРоль похвалы, поощрения и порицания в трудовой деятельности изучалась мно-гими исследователями. На мой взгляд, в этих исследованиях можно выделить три главных принципа:

Первый принцип Обратная связь от руководителя, на-чальника или коллег необходима для профилактики «выгорания». Имеет значение как отрицательная оценка, так и положительная. Отсутствие какой- либо оценки трудовой деятельности, т.е. безэмоциональное ровное отношение отражается самым худшим образом на результатах работы. «Незамечаемые», т. е. никак не оцениваемые, люди начина-ют работать все хуже и хуже вследствие снижения силы мотива к выполняемой работе, так как считают, что она никому не нужна.

Второй принцип Необходимо избегать оценок всей лич-ности в целом как положительных, так и отрицательных («Ты молодец», «Ты ни-чего не понимаешь»). И соответственно, оценивать только конкретные действия или деятельность в связи с конкретным заданием. При положительной оценке действий человек осознает, что еще не все сделано, и успех не является осно-ванием для прозябания; при отрица-тельной оценке действий он не теряет уверенности в себе, не снижается мо-тивационный потенциал, понимает, что неудачу можно преодолеть, т.к. он имеет для этого достаточно возможностей.

ЛИЧНАЯОТСТРАНЁННОСТЬ

НЕУДОВЛЕТВОРЁННОСТЬСОБОЙ В СВЯЗИ

С РАБОТОЙ

ЭМОЦИОНАЛЬНОЕИ / ИЛИ

ФИЗИЧЕСКОЕИСТОЩЕНИЕ

Рис. 1. Признаки синдрома профессионального выгорания

Page 42: «Цифровая подстанция» выпуск №5

42 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

Цифровая психология Выгорание Причины Решения

АНАСТАСИя ВОЛьСКАя

В 2008 году с отличием закончила факультет педагогики и психологии Удмуртского Государственного Универ-ситета по специальности педагог-психолог. С 2009 по 2011 гг. прошла курсы повышения квалификации по на-правлению «Психологическое консультирование и телесно-ориентированная психотерапия» в Московским институте психоанализа. В своей частной практике использует методы глубинной проработки, трансформа-ции убеждений и сценария жизни, интегральное нейропрограммирование.Является экспертом по работе с душевными переживаниями после случаев расставания с любимым, ссор и конфликтов с близкими, измена, предательство, потеря родственника, аварии, физ. травмы.

Ссылка на профиль в фейсбук: https://facebook.com/anastasia.volskayaru

Личный сайт: www.psiholog-blog.moscow

Третий принцип Материальное поощрение эффективно и стабильно мотивирует в случае, если ре-зультаты труда можно измерить количе-ственно. Умственный труд крайне слож-но оценивать в цифрах и показателях, поэтому материальное поощрение ра-ботников умственного труда может вос-приниматься как выражение личного отношения руководителя. Это, собствен-но, тоже неплохо, пока это отношение воспринимается как положительное, т.е. до первых материальных вычетов.Способ справиться с недостатком соци-альной поддержки Запрашивать у руководителя, начальни-ка и коллег обратную связь о результа-тах своей деятельности. Следить, чтобы оценки касалась только деятельности и действий, а не личности в целом, кон-кретизировать обобщенные претензии и обобщенную похвалу. С похвалой, конечно, сложнее всего – ее и так не хватает. С отсутствием социальной под-держки сталкиваются многие фрилан-серы. У них могут проявиться признаки «выгорания», если они не научатся при-емам самоподдержки и самомотивиро-вания.

3. работа в условиях «open space»Влияние на эффективность деятельно-сти присутствия других людей отмечал академик В.М. Бехтерев, выделяя три типа людей: социально возбудимые, со-циально тормозимые и социально ин-дифферентные. Подобное отношение к присутствию других людей отмечено К.Юнгом в типологии личностей интро-верт/экстраверт. Напомню, что интро-версия/экстраверсия К. Юнгом рассма-тривалась только с точки зрения способа пополнить запасы энергии и способно-сти сосредотачивать внимание. Т.е. ин-троверты отдыхают и восполняют запасы энергии, находясь в одиночестве. Экс-траверты отдыхают в присутствии других людей, в общении и взаимодействии.

Специфика программистской работы об-уславливает общность психологических черт профессиональных разработчиков ПО. Опыт С. Макконнелла и С. Архипен-кова, экспертов в области управления разработкой ПО, а также мой личный опыт подтверждает, что большинство профессиональных разработчиков ПО относится к интровертам согласно типо-логии К. Юнга. Т.е. восполняют запасы энергии, находясь в одиночестве, а при-сутствие других людей для них является стрессовым фактором, уменьшающим запасы энергии, соответственно. При этом сам человек не всегда может осоз-навать, что теряет энергию, если вынуж-ден работать среди других людей, т.к. расход энергии происходит постепенно в течение дня. Однако, свою принадлеж-ность к интровертам или экстравертам можно выяснить самостоятельно, проа-нализировав разные ситуации из своего прошлого опыта.

Способ справиться с работой в условиях «open space» По возможности организовать свое ра-бочее пространство таким образом, что-бы в поле вашего внимания не попадали другие люди. Если у вас есть выбор, то рабочее место стоит выбрать в тихом

уголке, непроходное, желательно у окна, чтобы иметь возможность разгружать глаза от компьютера. Если возможно-сти организовать свое рабочее место у вас нет, в таком случае ваш отдых дома должен быть максимально изолирован от присутствия других людей хотя бы на несколько часов. Организация своей жизнедеятельности под свои типологические особенности позволит вам вовремя восполнять запас растраченной энергии, избежать хро-нической усталости и эмоционального истощения, тем самым оберегая себя от «выгорания».

Вышеизложенный материал охватывает лишь часть основных признаков син-дрома профессионального выгорания, а также некоторые из возможных причин стресса в работе разработчика ПО. Без-условно, анализ того, как влияет рабо-чий процесс на наше психологическое состояние, в т.ч. на профессиональное выгорание, невозможен без учета инди-видуальных особенностей и жизненной ситуации человека. Сильные эмоцио-нальные переживания в личной жизни могут способствовать быстрому раз-витию синдрома выгорания, даже если на работе отсутствовал стресс. Поэтому высококвалифицированный специалист должен знать способы справляться со стрессом не только на работе, но и знать, как быстро избавиться от подавляющих эмоциональных переживаний в личной жизни.

лиТераТура

1. макаров в.в., макарова Г.А. Транзактный анализ – восточная версия. – м., 2002.2. Стив макконнелл – Совершенный код. мастер класс / Пер. с англ. — м.: Издательство «Русская редакция», 2010 г.3. Ильин Е.П. мотивация и мотивы – СПб.: Питер, 2000 г.

МОНОТОННОСТЬ В РАБОТЕ

РАБОТА В УСЛОВИЯХ«open space»

НЕДОСТАТОКСОЦИАЛЬНОЙПОДДЕРЖКИ

Рис. 2. Причины возникновения синдрома профессионального выгорания

6−9ИЮНЯ

25-я юбилейная международная выставка«Электрооборудование. Светотехника.Автоматизация зданий и сооружений»

2016

Page 43: «Цифровая подстанция» выпуск №5

6−9ИЮНЯ

25-я юбилейная международная выставка«Электрооборудование. Светотехника.Автоматизация зданий и сооружений»

2016

Page 44: «Цифровая подстанция» выпуск №5

44 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

Моделирование в рЗа

мОДЕЛИРОвАнИЕ уСТРОйСТв РзиА (чАСТь 3)

мОДЕЛИРОвАнИЕ в РзА

Ильинский А. С.

В данной статье, завершающей тему предварительного знакомства с реализацией ЦОС и пусковых органов, мы рассмотрим работу пускового органа по сопротивле-нию. Это может быть полезно для проверки дистанци-онной защиты в терминалах ЦРЗиА или для моделиро-вания реле сопротивления на компьютере.

Дистанционная защита срабатывает по сопротивлени-ям контуров фаза-фаза для защиты от междуфазных КЗ или по сопротивлениям контуров фаза-земля для защиты от коротких замыканий на землю в сети с за-земленной нейтралью.

Линейные комбинации токов и напряжений выбирают-ся таким образом, чтобы замер дистанционного органа был пропорционален расстоянию до точки металличе-ского КЗ. Для примера:

BA

BAAB II

UUZ

−−

= 0

0 3IkIUZ

A

AA

⋅+= .

В дальнейшем изложении будем считать, что мы уже имеем ортогональные составляющие напряжения и тока, которые заранее рассчитаны для вычисления со-противления. Тогда формула для расчета сопротивле-ния будет выглядеть следующим образом:

jXRII

IUIUj

IIIUIU

jIIjUU

Zyy x

yxxy

x

yyxx

yx

yx +=+

−+

+

+=

+

+= 2222

Ее можно использовать как для дальнейших расчетов в дистанционных реле, так и просто для индикации. В случае только индикации этот расчет можно выполнять в более медленном темпе, чем расчеты для работы ал-горитмов защиты.

Характеристикой срабатывания дистанционной защи-ты в комплексной плоскости является область, огра-

В рубрике «Моделирование» мы будем рассказывать о том, как создавать и анализировать математические модели раз-личных функций релейной защиты и автоматики, как производить анализ осциллограмм аварийных процессов, как бы-стро научиться читать алгоритмы функций защит, и какие тонкости есть в работе алгоритмов цифровых блоков релейной защиты и автоматики. Статьи будут полезны не только специалистам, которые начинают работать с цифровыми устрой-ствами РЗА, но и тем, кто уже имеет опыт работы.

ниченная линией, заданной пользователем с помощью уставок, таких как угол линии, полное сопротивление, активное сопротивление.

Несмотря на возможные различия характеристик у раз-ных производителей, наиболее популярными остаются характеристики в форме окружности, четырехугольника и треугольника.

Рассмотрим характеристику – окружность. Чтобы за-дать окружность на плоскости, достаточно задать три точки, не лежащие на одной прямой. Точек может быть меньше, но тогда обязательным должно быть дополнительное условие, которое определит однознач-ность построения.

Например, для задания характеристики могут быть заданы две уставки: полное сопротивление Z и угол линии φ (рис. 1).

Z

ф

+1

+j

0

Рис. 1. характеристика срабатывания

Ильинский Андрейведущий рубрики

Page 45: «Цифровая подстанция» выпуск №5

45www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

Моделирование в рЗа

Найдем, для примера, уравнение сторо-ны «1» – kx+b.Коэффициент k равен тангенсу угла на-клона прямой.Получаем k=tg(-5°)=-tg(5°).Из рисунка также видно, что эта прямая проходит через точку (Zcos(φ), Zsin(φ)). Тогда

)sin()cos()5( фZbфZtg =+⋅−

)cos()5()sin( фZtgфZb ⋅+=

Получаем уравнение первой стороны 0)cos()5()sin()5()(1 =⋅++−⋅−= фZtgфZyxtgxf .

Из рисунка видно, что условием нахож-дения точки ниже первой стороны будет выполнение неравенства 0)(1 ≤xf при подстановке туда вместо (x, y) рассчи-танных на данный момент активного и реактивного сопротивления (координа-ты точки в обозначениях сопротивлений будут записаны в виде (R, jX)). Важно не путать обозначения оси абсцисс x и обо-значение реактивного сопротивления jX.Используя такие же элементарные вы-числения, можно получить оставшиеся уравнения сторон – – )(2 xf , )(3 xf , )(4 xf .

Рассмотрим характеристику «четыреху-гольник» (рис. 3):

Характеристика ограничена четырьмя линиями, а уставок для настройки ха-рактеристики только три. Естественно, что должно быть достаточно дополни-тельных условий по наклону и положе-нию сторон характеристики, на положе-ние которых никак не влияют уставки, доступные для изменения.

Для того, чтобы разобраться с четыре-хугольником, нужно понять, как опре-делять положение точки относительно прямой.

Неравенство cbyax ≥+ определяет верх-нюю полуплоскость, т.е. все точки верх-ней полуплоскости являются решением неравенства, а нижние – нет. Граничная линия определяется превращением не-равенства в равенство (рис. 4).

Таким образом, для определения поло-жения точки относительно характери-стики реле сопротивления надо опреде-лить положение точки относительно че-тырех прямых. Объединение условий по логическому «И» будет определять сра-батывание реле сопротивления (рис. 5).

Этих данных недостаточно для построе-ния характеристики. Из рисунка видно, что дополнительными условиями явля-ются: прохождение окружности через точку (0, 0); точки (0, 0), (Zcos(φ), Zsin(φ)) лежат на диаметре окружности.

Теперь данных достаточно, чтобы опре-делить координаты центра (x0, y0) и ра-диус R. Ими, соответственно, являются (Zcos(φ)/2, Zsin(φ)/2) и Z/2.Как определить, лежит ли точка с коор-динатами (x,y) внутри или вне окружно-сти? Ответ хорошо виден из следующего рисунка (рис. 2).

Необходимо, чтобы:

RZZ расч ≤− 0 .

Или в ортогональных составляющих

222 )0()0( Ryyxx ≤−+− .

Квадратный корень является ресурсо-емкой операцией, и необходимости его извлечения для полного соответствия формул нет. Достаточно из уставок вы-считать не радиус, а квадрат радиуса.

Z

ф

+1

+j

0

Z0

Zрасч.

Z0Zрасч.-

+1

+j

Z

R

Рис. 2. Определение положения точки с координатами (x, y) относительно характеристики срабатывания

Рис. 3. характеристика срабатывания в форме четырехугольника

Page 46: «Цифровая подстанция» выпуск №5

46 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

Моделирование в рЗа

Тогда условием срабатывания реле со-противления будет истинность логиче-ского выражения

0)(&0)(&0)(&0)( 4321 ≥≥≥≤ xfxfxfxf .

В каждое из уравнений сторон необхо-димо подставить значения активного и реактивного сопротивлений в текущий момент времени.

Используя данные идеи, можно реали-зовать довольно тщательную проверку реле сопротивления с помощью устрой-ства РЕТОМ. При автоматической про-верке реле сопротивления выходными

данными РЕТОМа являются два масси-ва: массив углов (от 0° до 360°) с зара-нее заданным шагом и массив значений сопротивлений, при которых произошло срабатывание пускового органа. Экс-портировав данные, например, в Excel, можно получить погрешности срабаты-вания в каждой точке, если в Excel кор-ректно прописаны все формулы и углы перехода с одной стороны характери-стики на другую.

Углы перехода рассчитываются также из уравнений. Формулы получаются гро-

моздкими, но принципиально не слож-нее, чем приведенные выше.

Результаты таких испытаний приведе-ны на рисунках ниже. На рисунках си-ним показана теоретическая характе-ристика, а цветными маркерами точки РЕТОМа (рис. 6, 7).

Пояснения к рисункам:

- при равномерном шаге по углу по- пасть в угол перехода с одной сторо- ны на другую практически невозмож- но, поэтому может наблюдаться «сре- зание углов». В программе РЕТОМ есть очень полезная для этих целей функция, как «уточнение при пере- ломе». При ее введении характери- стика между изломами будет обрабо- тана с уменьшенным в 10 раз шагом.

- даже без аналитического расчета погрешности видно, что эксперимен- тальные точки ложатся очень близко к теоретическим прямым.

- если Excel-файл подготовлен заранее, то такие испытания не требуют прак- тически ничего, кроме копирования данных из программы РЕТОМ в Excel.

ИЛьИНСКИй АНДРЕй СТАНИСЛАВОВИЧ

Родился в 1986 году. В 2009 г. закончил ПГУПС. С 2008 года занимается разработкой устройстврелейной защиты в НТЦ «Механотроника» на должности ведущего инженера-системотехника.

Рис. 6, 7. экспериментальные и теоретические данные проверки реле сопротивления

+1

+j

Z

R

5° 1

2

3

4

ф-5° 5°

R/4105°

Рис. 5. Определение положения точки с координатами (x, y) относительно характеристики срабатывания

x

y

0

ax+by>c

Рис. 4. Определение положения точки с координатами (x, y) относительно линии

Дистанционная защита ЦОС Принципы реализации

Page 47: «Цифровая подстанция» выпуск №5

Modul_Mehanotronika_01_A4.indd 1 29.02.16 15:48

Page 48: «Цифровая подстанция» выпуск №5

48 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ТЕСТ-ДРАЙВ

Вся архитектура выстроена на базе операционной си-стемы Linux, к серверу можно подключить монитор, мышь и клавиатуру, но разложить «косынку» не вы-йдет, так как по запуску сразу открывается HMI, отра-жающий структуру энергообъекта. Спараметрировать зированное программное обеспечение.

Возможностей большое разнообразие, но выделю те, которые, на мой взгляд, являются основными:

1. Преобразование протоколов передачи данных – гибкость в выборе устройств для энергообъекта;

2. Концентрация и распределение данных – один сер- вер может раздавать требуемую информацию на несколько SCADA-систем (удаленным АРМам), кроме того, позволяет реализовывать различные вычисли- тельные и логические операции;

3. Интегрированный Web-сервер;

4. Поддержка МЭК 61850 (в части приема GOOSE).

Разумеется, это не все преимущества. Есть функции дистанционного обслуживания и диагностики, воз-можность организации виртуального доступа к устрой-ствам, программируемая логика, возможности анализа протокола.

С точки зрения монтажа, можно предъявить обосно-ванную претензию. Вообще, форм-фактор – слабое ме-сто в продуктах Alstom. Сервер, который попал к нам на тест-драйв, как видно из фотографий, просто так в 19 дюймовую стойку не смонтируешь, так как требует-ся дополнительный комплект Advantech для установки устройства в 19” стойку. Пытаться сделать самостоя-тельно кожух для установки я бы не рекомендовал, так как может пострадать теплообмен. В данной ситуации можно сослаться на то, что DAPserver представлен во множестве форм-факторов, даже в виде платы, однако, хотелось бы посмотреть методику установки данного устройства.

СеТевой инТерФейС

Шесть портов Ethernet могут быть настроены отдельно или независимо. Можно сказать, что устройство может работать как в 6 разных сетях, так и в одной – все зави-сит от ваших пожеланий и их настройки (рис. 3).

Как только мы начали работать с данным устройством, к нашему удивлению, настройка коммуникаций оказа-лась очень чувствительна к действиям пользователя, что привело к выходу из строя всех портов на про-

Что такое вторичные системы на энергообъектах? Это множество устройств, произведенных раз-ными вендорами, огромное количество коммуни-

кационных протоколов и всего один АРМ, например, удаленный. Стратегическое решение проблемы боль-шого разнообразия протоколов, применяемых на энер-гообъекте, кроется в использовании МЭК 61850. А пока он неторопливо внедряется, требуется более рацио-нальный подход, чем переоборудовать подстанцию, за-трачивая миллионы и миллионы. Цель ясна: требуется устройство, которое умеет общаться на всех «языках», выдерживает экстремальные климатические условия, способно выбирать из многообразия информации са-мую важную, требуемую пользователем (заказчиком) и обеспечивать легкий удаленный доступ к этой инфор-мации.

Как вы уже догадались, речь идет о подстанционном сервере. В рубрике «Тест-Драйв» сервер с поддержкой МЭК 61850, что делает его еще интереснее.

Разбираем, исследуем, тест-драйвим – DAPserver от компании Alstom!

внешний вид

Я бы назвал данный сервер «серым кардиналом». По факту это промышленный компьютер с пассивным ох-лаждением, о чем говорит бесшумность работы и ради-атор. Из коммуникационных интерфейсов он имеет:

• 6 портов RJ-45

• 2 порта RS-232

DAPSErVEr – ПОДСТАнЦИОнный СЕРвЕР нОвОГО ПОкОЛЕнИЯ

Рис. 1. внешний вид устройства

• 8 портов RS-232/422/485

• VGA

• USB-А

Page 49: «Цифровая подстанция» выпуск №5

49www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ТЕСТ-ДРАЙВ

граммном уровне. Парамметрирова-ние терминала возможно только через Ethernet, поэтому спасение нашлось в переработке основного ядра Linux, за-литого в сервер. Спасибо, инженеры Alstom!

ганизации кибербезопасности в виде разделения верхнего уровня и нижнего через маршрутизатор, тем более, что у устройства есть Брандмауэр, однако, это еще не все возможности данной функ-ции. Формально Alstom позиционирует эту функцию, как возможность доступа к устройствам предыдущих поколений без их замены с использованием сети Ethernet. Грубо говоря, есть терминал с последовательным протоколом и специ-ализированное программное обеспе-чение для работы с ним. Пользователь хочет уйти от последовательной связи и использовать Ethernet, но при этом не трогать само устройство и ПО. В этом случае может помочь функция V-port.

идеология уСТройСТва

Программная и функциональная архи-тектуры устройства строятся по прин-ципу цветка. Основное ядро – Linux, выступающее серединой архитектуры, окружается лепестками из различных приложений. Приложения, соответ-ственно, могут быть любыми, которые предлагает производитель, и, благода-ря такой архитектуре, Alstom смог про-сто организовать поддержку МЭК 61850, просто добавив один «лепесток».

чем уПравляТь?

Для управления таким наворочен-ным устройством потребуется непро-стой софт, думал я, да и до сих пор так думаю. В рамках установки программ-ных компонентов пользователь полу-чает не 1 конфигуратор, а целых 3 про-граммы: DAPstudio, DAPview, DAPvport.

Основная программа, с которой мы мак-симально много работали, DAPstudio – конфигуратор. DAPvport, как мы обсуж-дали с вами выше, – отдельная програм-ма для настройки функцией с целью обе-спечения последовательного подключе-ния от удаленного компьютера к различ-ным устройствам. DAPview – то, что нуж-но, если вы хотите организовать SCADA на базе «тонкого клиента». С помощью данной программы вы подключаетесь к HMI, сконфигурированному на серве-ре, и фактически всю вычислительную нагрузку переносите на него, используя простой компьютер.

Рис. 2. Интерфейсы устройства

Рис. 3. конфигурация сетевых параметров сервера

В части коммуникаций DAPserver об-ладает функцией V-port. Фактически, устройство может выступать шлюзом на разделе нескольких локальных сетей и перенаправлять данные. Мне видит-ся в этом решении предпосылки к ор-

Page 50: «Цифровая подстанция» выпуск №5

50 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ТЕСТ-ДРАЙВ

Рис. 4. внений вид DAPstudio

Рис. 5. Древо параметров устройства

Рис. 7. Псевдо-точки Рис. 8. коммуникационные протоколы в разделе «Приложение клиента»

Рис. 6. Параметры раздела Properties

DAPstuDio – инСТруменТинТеграТора!

При запуске ПО, как обычно, требуется создать проект, этот шаг мы пропустим. Рабочий интерфейс сегментирован для удобства настройки (рис. 4). Можно ска-зать, перенос архитектуры лепестков на визуальное восприятие. Каждое прило-жение – один лепесток.

Это удобно, если ставить целью настро-ить что-то конкретное, потому что всегда можно найти требуемый пункт в меню.

Теперь о каждом разделе по порядку.

Device Information – раздел, позво-ляющий задать точные параметры DAPserver и проверить его состояние.

На рисунке 5 приведены общие параме-тры устройства.

Для корректной работы устройства не-обходимо проверить и настроить ос-новные параметры – раздел Properties (рис. 6).

Один из основных параметров – выбор модели устройства, с которым ведется работа.

Три следующих раздела Pseudo Point на рисунке 7, Partner CPU Pseudo Point и Annunciator Wizard Pseudo Point – псевдо точки, отражающие основные параметры устройства, его состояние в

реальном времени при условии органи-зованного соединения с сервером.

Такие таблицы в большей степени пред-ставлены в ПО для настройки сервера. На мой взгляд, они достаточно нагру-жены, причем каждый раздел, напри-мер, Pseudo Point, содержит в себе не-сколько подразделов: Basic Information, Database, Calculation, Value.

Учитывая, что исследуемое устройство в рамках тест-драйва сложное как вну-три, так и по выполняемым функциям, представить другое решение в части визуализации информации сложно, од-нако разобраться, что и где проблемно, – плата за богатый функционал.

Приложение клиента (Client Application) предназначено для привязки управля-емых и контролируемых устройств на энергообъекте. Сразу стоит отметить, большой выбор протоколов, поддержи-ваемых устройством, о чем мы уже гово-рили ранее (рис. 8).

В

рамках работы с МЭК 61850 сразу хо-чется отметить два протокола: GOOSE и МЭК 61850-8-1. Да, данный сервер спо-собен принимать информацию посред-ством GOOSE-сообщений, что лично я вижу впервые в устройствах с таким на-значением. Протокол МЭК 61850-8-1 по-зволяет опрашивать устройства и управ-лять ими по MMS.

Наш тест-драйв будет посвящен работе именно с этими коммуникационными протоколами, но об этом чуть позже, сей-час разберемся с остальными приложе-ниями ПО.

Приложение сервера (Server Application) позволяет серверу передавать данные на еще более верхний уровень. Факти-чески, вы можете поставить по одному серверу на класс напряжения на вашем энергообъекте и еще один центральный сервер для сбора информации и пере-дачи ее в АРМ, который, кстати, также можно организовать на базе данного устройства.

Возможные протоколы, по которым вы сможете «опросить» DAPserver, приве-дены на рисунке 9.

Следующее приложение позволяет за-благовременно подготовиться к реа-лизации проекта в поле. Речь идет о Device Library. Как следует из названия, в данном приложении можно отдельно описать все устройства, которые входят в ваш проект, и далее использовать их в других приложениях.

В сервер уже заложена большая библи-отека устройств, которая пополняется с каждым обновлением (рис. 10).

Для создания своего устройства вам достаточно указать вендора, модель, выбрать протокол, по которому будет осуществляться коммуникация, а также выбрать данные, с которыми вы будете работать посредством сервера.

Подстанционный сервер МЭК 61850 SCADA

Page 51: «Цифровая подстанция» выпуск №5

51www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ТЕСТ-ДРАЙВ

Это могут быть состояния аналоговых и дискретных входов и выходов, раз-личные события (изменения состояния устройства), также доступны счетчики. Благодаря отдельной опции вы можете задать картинку для устройства.

Из данной библиотеки можно перено-сить устройства только в приложение клиента.

Vport Application – приложение, которое позволяет обеспечить доступ к различ-ным устройствам, поддерживающих разные протоколы обмена данными. На-строить данные параметры можно как в DAPstudio (рис. 11), так и через отдель-ное приложение, которое устанавлива-ется вместе с основным ПО (рис. 12).

После правильной настройки вы смо-жете, например, используя Ethernet, получить доступ к устройствам, подклю-ченным по RS-232 (RS-485). Кроме того,

с помощью данного приложения, как отмечалось ранее, вы можете устанав-ливать устройство на границе разделов двух локальных сетей и использовать его возможности маршрутизации дан-ных.

Logic Application – отдельное и важное приложение, если вы хотите не только собирать данные с устройств, но и обра-батывать их по желаемым алгоритмам, а также совершать математические, логи-ческие и текстовые операции.

Приложение делится на 2 подразде-ла: Batch Control – логика управления, выполняемая по расписанию, и Logic Application – логика, выполняемая по ус-ловию после первого старта DAP, либо с заданным периодом (рис. 13).

DAPview Application – сервис, позволя-ющий разработать и спараметрировать мнемосхему проекта, привязать управ-

ляющие воздействия к элементам схе-мы, задать анимацию. Этой функцией никого не удивишь, визуальный редак-тор представлен на рисунке 16.

После параметрирования устройства, разработки мнемосхемы остается во-прос, как ее посмотреть, как ей управ-лять. В этом вопросе проявляется еще одна особенность DAPserver – несколько вариантов организации АРМа. Вы може-те большую часть функций по обработке информации оставить на данное устрой-ство и, используя ПК небольшой мощно-сти, посредством приложения Webmin, DAPview или любого браузера, подклю-читься к нему по IP и, соответственно, управлять энергообъектом удаленно.

Последнее приложение – сегмент Device Library, появившееся вместе с реализацией МЭК 61850 на устройстве. Это приложе-ние IEC 61850 Configuration.

Рис. 9. коммуникационные протоколы в разделе «Приложение сервера»

Рис. 11. настройка Vport в DAPstudio

Рис. 13. настройка логики обработки информации Рис. 14. настройка Batch Control

Рис. 10. библиотека устройств

Рис. 12. настройка функции Vport в отдельном приложении

Подстанционный сервер МЭК 61850 SCADA

Page 52: «Цифровая подстанция» выпуск №5

52 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ТЕСТ-ДРАЙВ

Рис. 15. настройка Logic Application Рис. 17. Представление ICD-файла, загруженного в DAPstudio

Рис. 18. Древо данных. выбранных из ICD файла

Рис. 16. Интерфейс разработки однолинейной схемы

Фактически, открыв данное приложе-ние, вы попадаете в Client Application, и сервер автоматически предлагает соз-дать и спарамметрировать соединение с устройством, поддерживающим про-токол МЭК 61850 MMS.

О том, как все это работает с МЭК 61850, мы сейчас расскажем.

MMs-клиенТ – возможноСТи,оСобенноСТи

Так как мы работали с устройством ком-пании Alstom, мы и решили организо-вать сбор данных с еще одного устрой-ства этого же вендора – терминала ре-лейной защиты Alstom P841.

Терминал РЗА мы предварительно спа-раметрировали на отправку GOOSE-сообщения по нажатию кнопки на па-нели, изменению цвета индикации по приходу команды управления, а также ввели в работу блок отчетов (Report), ак-тивируемый по той же кнопке.

При организации связи по MMS DAPserver в самом начале настройки в рамках приложения клиента загружает в него CID-файл устройства. После за-

грузки и разбора файла устройство стро-ит логическую модель в виде классиче-ского древа (рис.17).

После выбора требуемых разделов DAPserver выгружает выбранные па-раметры и перестраивает древо в соб-ственный вид (рис. 18).

Вся информация разделяется на две части: информация о коммуникации (Port Group) и параметры устройства.

Разумеется, мы не могли не проверить, как DAPserver отнесется к ICD-файлу, содержащему ошибки. Оказалось, что валидатор в нем присутствует и некор-ректные файлы не принимаются в обра-ботку (рис. 19).

В рамках работы с DAPserver и на ос-новании ряда положительных и отри-цательных испытаний хочется сказать о небольшой рекомендации, которую многие наверняка используют, но повто-рение – мать учения. После настройки устройства проверьте все его спарамме-трированные функции с помощью любой клиентской программы, чтобы убедить-ся, что отчеты отправляются корректно и можно осуществлять управление. После данной процедуры во время привязки

устройства к серверу, вы будете увере-ны, что при возникновении проблем они находятся со стороны сервера и его на-стройки, а не со стороны привязываемо-го устройства.

Так, например, была выделена одна из особенностей работы с DAPserver. При

Подстанционный сервер МЭК 61850 SCADA

Page 53: «Цифровая подстанция» выпуск №5

53www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ТЕСТ-ДРАЙВ

Рис. 19. Ошибка загрузки испорченного ICD-файла

Рис. 24. Создание устройства в библиотеке устройств

Рис. 20. Сигналы, контролируемые сервером с помощью сервиса отчетов

Рис. 21. Активация блока управления отчетами

Рис. 22. Активация условий генерации отчетов

Рис. 23. Деактивация режима Polling, активация режима опроса с помощью отчетов

создании набора данных в устройстве РЗА для отправки отчетов требуется в набор данных помещать не атрибуты данных, а объекты данных целиком. В то же время, при создании наборов дан-ных для GOOSE-сообщений можно на-бирать dataset из атрибутов, кроме того, не требуется помещать атрибут метки

времени, так как устройства многих производителей ее просто отбрасыва-ют, а без метки времени объем GOOSE-сообщения становится меньше, что уменьшает нагрузку на общий трафик в ЛВС.

В результате успешной загрузки CID-файла в DAPserver атрибут, который

передается посредством отчета, просто так не появляется. В логической модели необходимо выбрать в разделе Report требуемый отчет, который вы хотите по-лучать, а в древе устройства атрибуты, которые он передает.

В результате, если говорить про репор-ты, в разделе Digital Inputs вы увидите сигналы, состояние которых будет пере-даваться посредством отчетов (рис. 20).

Последний шаг – ввести в работу сервис отчетов и выбрать опции, по которым отчеты будут отправляться. Для этого требуется вернуться в основной раздел Device Bus (рис. 21, рис. 22).

После загрузки конфигурации и уста-новки связи сервер постоянно опра-шивает устройства в режиме поллинга. Параметр, который отвечает за данный режим, – время периодичности опроса. Поэтому, если вы хотите использовать сервис отчетов, потребуется задать вре-мя поллинга равное нулю (рис. 23).

Впечатления после настройки сервиса отчетов оказались смешанными. Если разобраться по шагам, то все просто – загрузил файл, достал требуемые дан-ные, активировал и готово. Однако с первого раза даже в данных операциях можно допустить ошибки, с некоторыми из которых мы познакомили вас выше.

GoosE-Сообщения

Сервис приема GOOSE-сообщений, а скоро появится возможность отправки GOOSE-сообщений, вызвал у меня вос-торг. Сервер, принимающий данную информацию, может стать в некоторой степени частью распределенного РАС на энергообъекте. Подписка на GOOSE-сообщение не настолько автоматизиро-ванная на данный момент, но, думаю, что общие неудобства скоро поправят.

Подстанционный сервер МЭК 61850 SCADA

Page 54: «Цифровая подстанция» выпуск №5

54 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ТЕСТ-ДРАЙВ

Рис. 25. Создание псевдо-точек в новом устройстве

Рис. 27. Спараметрированные GOOSE-сообщения

Рис. 28. задание параметров входящих GOOSE-сообщений

Рис. 26. настройка DAPserver на прием GOOSE-сообщений

Слово ПроизводиТелю

Из дополнительных особенностей компания производи-тель хотела бы отметить два важных, на наш взгляд, мо-мента:

1. DAPserver позиционируется как SCADA-сервер автома- тизации для применения в распределительных сетях. В силу этого, программное обеспечение для работы с ним, как, впрочем, и аппаратное обеспечение, постав- ляются без «нагрузки» дополнительных работ со сторо- ны компании Alstom. Таким образом, предполагается, что работы по конфигурированию и наладке возьмет на себя интегратор. Простота и легкость настройки как раз ориентирована на работу через фирму интегратора.

2. В программу обучения учебного центра включен курс обучения конфигурирования и наладки DAPserver для интеграторов.

3. DAPserver может поставляться не только на аппаратной базе промышленного компьютера Advantech, но и на более защищенном конструктиве (DAP 100) для установ- ки в ячейку.

4. Родиной DAPserver является завод в Канаде, и перво- начально он поставлялся, в основном, на рынок Север- ной Америки. Особое внимание в США и Канаде уделя- ется кибербезопасности, и часто DAPserver применяется как сервер кибербезопасности (стандарт NERC).

как ПодПиСаТьСя на GoosE?

Для начала потребуется создать устрой-ство в библиотеке устройств и отнести его к устройству, поддерживающему протокол GOOSE (рис. 24).

После создания устройства необходимо создать псевдо-точки, к которым потом будут привязаны GOOSE-сообщения.

В приложении клиента потребуется соз-дать другое соединение и при выборе

протокола обмена данными выбрать GOOSE, далее выберем устройство из списка.

В результате, в разделе Digital Inputs вы увидите все ваши псевдо-точки.

Для подписки устройства требуется пе-рейти в раздел IO Parameter и вручную вписать основные параметры GOOSE-сообщения.

После данных операций вы сможете принимать GOOSE-сообщения.

выводы

DAPserver оказался одним из сложней-ших устройств, которое нам доводилось испытывать в рамках рубрики Тест-Драйв. Из плюсов стоит отметить гибкую архитектуру устройства, позволяющую на данной платформе разрабатывать и наращивать все новый и новый функ-ционал. Мощный сетевой интерфейс, позволяющий работать в нескольких се-тях, организовывать связь с устройства-ми, работающими на других протоколах. Функциональные возможности – разно-образие протоколов информационного обмена и логических операций при об-работке данных.

Из минусов стоит отметить беспри-страстный интерфейс, который, в отли-чие от конфигураторов РЗА компании Альстом, выглядит устрашающе и не-юзабельно. Однако понимая, что с помо-щью одного устройства можно организо-вать масштабный сбор данных со всего энергообъекта, это можно посчитать мелочью. Благо тест-драйв технической поддержки компании Альстом также прошел успешно!

В части рекомендаций к использова-нию, думаю, стоит отметить самое глав-ное: данный сервер по своему функци-оналу является наиболее подходящим к интеграции на подстанциях с микропро-цессорными РЗА и на модернизируемых подстанциях, которые вы в рамках про-ектов в будущем планируете постепенно переводить на цифру.

Подстанционный сервер МЭК 61850 SCADA

Page 55: «Цифровая подстанция» выпуск №5

55www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ТЕСТ-ДРАЙВ

ход постоянного тока (0-264 В для питания испытуе-мых объектов) и 2 аналоговых входа постоянного тока (токовый: до +/- 20 мА; напряженческий: до +/- 10 В). Все эти интерфейсы расположены на лицевой панели устройства.

С обратной стороны имеются 2 порта Ethernet (для соединения с управляющим ПК, коммуникационный интерфейс МЭК 61850), порт USB (для соединения с управляющим ПК), интерфейс для подключения источ-ника сигналов синхронизации времени (GPS/IRIG-B).

Тест-драйв испытательной установки CMC 356 мы про-изводили с использованием следующих устройств: устройства сопряжения с шиной процесса МЭК 61850-9-2LE Reason MU320 (далее – УСШ) и устройства РЗА P841 с интерфейсом МЭК 61850-9-2LE (оба изделия – производства Alstom Grid). Мы подумали, что именно такое сочетание испытуемых устройств позволит оце-нить возможность применения CMC 356 в современных комплексах РЗА, и, кроме того, если все с установкой в порядке, она поможет нам продемонстрировать, что концепция шины процесса работает. А этот вопрос ин-тересует многих релейщиков сегодня. Начнем!

Сценарий 1: CMC 356 + уСш + рза

Первый сценарий использования CMC 356, который было решено опробовать, таков: подача аналоговых сигналов от CMC 356 на УСШ, которое в дальнейшем формирует поток Sampled Values (SV) на реле P841, с выполнением контроля факта срабатывания терминала через дискретный выход и по протоколу GOOSE одно-временно. Помимо оценки работоспособности и удоб-ства использования CMC 356 в подобных схемах также интересны и характеристики быстродействия работы связки УСШ+терминал РЗА, и, конечно, относительное сравнение быстродействия срабатывания защиты при передаче сигнала по GOOSE и по дискретному выходу.

Сегодня мы все привыкли к тому, что значительную роль при работе с различными комплексами играет программное обеспечение. Не стал исключением и наш случай. Управление всеми функциями CMC 356 происходит с помощью специального программного обеспечения – OMICRON Test Universe, работающего на ПК. Забегая вперед, хочется сказать, что за все время нашего тестирования софт ни разу не «глючил», это оставило очень положительное впечатление. Интер-фейс управляющей программы исполнен лаконично и дружелюбно. И это чувствуешь сразу после запуска. Например, одна из первых процедур, которую необхо-димо выполнить, – это привязка устройства к ПК, кото-рый будет ею управлять. Исходные сетевые настройки ноутбука, который мы использовали, и CMC 356 отли-чались – они находились в разных подсетях. Софт без

Большое число специалистов-релейщиков в РФ очень хорошо знакомы с испытательными установками РЕ-ТОМ. В меньшей степени они знакомы с изделиями других фирм. К нам в руки попала альтернатива в виде изделия производства компании OMICRON, а именно - испытательная установка CMC 356. Мы протестировали установку в нескольких сценариях и, кажется, поняли, почему есть специалисты, которые считают установку не альтернативой, а единственно приемлемым вариан-том.

дженТльменСкий набор инТерФейСов

В наше распоряжение поступила установка CMC 356 с панелью управления CMC Control P, и внешне это, по-жалуй, одно из значительных отличий от того же РЕ-ТОМ-61(51). Панель подключается к самой установке отдельным кабелем Ethernet, по которому производит-ся и информационное взаимодействие с установкой, и питание самой панели управления (используется технология PoE – Power over Ethernet). Панель можно снять с корпуса установки и, будучи оснащенной на удивление качественным сенсорным экраном и пово-ротно-нажимным колесиком, она является альтерна-тивным управляющим органом по отношению к ПК с предустановленным ПО Test Universe. Выглядит здоро-во, но использование ПК показалось более привычным решением для нас в итоге.

Так чем же здесь можно управлять? Установка оснаще-на двумя группами выходов по току (6 выходов, 0…32 А), одной группой выходов по напряжению (4 выхода, 0…300 В), 4 дискретными выходами и 10 дискретными/аналоговыми входами. Дополнительно имеется вы-

OMICrON CMC 356 – АЛьТЕРнАТИвА, О кОТОРОй нужнО знАТь

Рис. 1. Панель управления снимается с корпуса установки, и ее можно отнести на некоторое расстояние

Рис. 2. CMC 356: расположение интерфейсов на задней панели установки

Испытательная установка МЭК 61850 CMC 356

Page 56: «Цифровая подстанция» выпуск №5

56 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ТЕСТ-ДРАЙВ

промедления указал на это, но сделал не только это, а еще и предложил новые сетевые настройки для CMC. И не надо релейщику разбираться в том, что такое IP-адрес, маска и подсети. Приятно.

В ходе испытания мы использовали ба-зовый испытательный модуль – Quick CMC. По сути, этот модуль идентичен режиму ручного управления в извест-ной многим испытательной установке РЕТОМ. Здесь есть и функциональность таймера, и возможность задать преда-варийный режим, и возможность удер-живать значения сигналов (это дает воз-можность задавать новые значения без немедленного вступления изменений в силу).

Перед началом работы потребовалось задать конфигурацию подключения ис-пытательной установки CMC 356 к объ-екту испытания, а также определить, какие дискретные входы/выходы ис-пользуются в ходе тестирования. Все стандартно.

Далее нужно было подготовить установ-ку для приема сигналов по GOOSE. Для работы с GOOSE-сообщениями предус-мотрен отдельный Модуль конфигура-ции GOOSE, который требует лицензии. Реализован он также достаточно при-вычным образом – если вы работали с конфигураторами МЭК 61850 других производителей, разобраться удастся достаточно быстро.

Настроить установку на прием GOOSE-сообщений можно двумя способами:

1. Используя файл SCD (CID). Несмотря на то, что перед нами стояла задача подписки на сообщение от термина-ла Alstom Grid P841, мы попробовали импортировать и конфигурационные файлы CID терминалов ЭКРА, Siemens, Schneider Electric, SEL – все GOOSE-сообщения из этих файлов отобража-лись корректно. Пробовали загружать и файлы формата SCD, где описано не-сколько физических устройств, – про-блем также не возникло: отображались сообщения, формируемые каждым из устройств проекта.

2. Указав параметры входящего GOOSE-сообщения вручную. Такая функцио-нальность актуальна, когда под рукой нет файла SCL. Пользователь может создать свой блок управления переда-чей GOOSE-сообщением (с указанием определенных GoID, AppID, MAC-адреса назначения) и описать структуру набора данных, выбирая из перечня стандарт-ные типы данных (Bit-String, Integer, Double-Bit и др.).

Здесь хотелось бы отметить еще одну особенность комплекса, которая при-звана упростить работу пользователя с протоколами стандарта МЭК 61850 – это интеграция управляющего ПО CMC 356 с отдельными программами разработки OMICRON, в частности, с IEDScout. Эта программа позволяет считывать инфор-мационную модель устройства с под-держкой МЭК 61850 и значения пере-менных этих моделей. Например, можно считать все имеющиеся в устройстве блоки управления передачей GOOSE и

Рис. 3. в тестировании участвовали терминал РзА P841 с интерфейсом мэк 61850-9-2LE и устройство сопряжения с шиной процесса мэк 61850-9-2LE (оба – производства ALSTOM GrID)

Рис. 4. Сценарий испытания комплекса, состоящего из уСш и устройства РзА

Рис. 5. Софт Test Universe 3.00 порадовал отсутствием «глюков» и своей дружелюбностью к пользователю

Испытательная установка IEC 61850 CMC 356

Page 57: «Цифровая подстанция» выпуск №5

57www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ТЕСТ-ДРАЙВ

Рис. 6. Испытательный модуль Quick СMC

Рис. 7. модуль конфигурации GOOSE

Рис. 8. Программа без проблем распознает все блоки управления передачей GOOSE-сообщений, которые есть в файле SCL

значения параметров этих блоков, мож-но считать конфигурацию созданных на-боров данных и др. Но самое главное то, что, используя IEDScout, можно сформи-ровать CID-файл отдельного термина-ла, чтобы дальше его использовать для

подписки на прием GOOSE. А можно и не создавать файл, а просто скопировать структуру набора данных того или ино-го GOOSE и значения параметров блока управления (MAC-адрес назначения, GoID и др.) и вставить данные непосред-

ственно в модуль конфигурации GOOSE CMC (что, правда, менее удобно). Для копирования в IEDScout предусмотрена отдельная кнопочка. Запустить IEDScout можно прямо из главного окна управля-ющей программы CMC, если она была предустановлена на вашем ПК.

После описания входящего GOOSE-сообщения одним из указанных выше способов пользователю остается только назначить тот или иной сигнал на вир-туальный дискретный вход. Далее, при-менив конфигурацию, установка будет готова принимать GOOSE-сообщения. Здесь же стоит отметить, что установ-ка может быть настроена на получение вплоть до 128 GOOSE-сообщений, а общее количество виртуальных входов для назначения сигналов из входящих GOOSE-сообщений может достигать 360.

Далее мы запускали режим тестирова-ния в Quick CMC, задавали параметры аварийного режима и фиксировали время срабатывания токовой отсечки терминала РЗА P841 с момента начала аварийного режима до поступления на испытательную установку отключающе-го сигнала по GOOSE и через дискрет-ный выход.

По результатам 20 опытов среднее вре-мя срабатывания терминала составило 39,9 мс при фиксации срабатывания по GOOSE и 40,5 мс при фиксации срабаты-вания по дискретному выходу.

К слову сказать, результатам испы-таний при использовании GOOSE-коммуникаций можно доверять: CMC 356 прошла испытания на быстродействие передачи GOOSE-сообщений согласно рекомендациям стандарта МЭК 61850 и методикам международной организации UCA (Utility Communications Architecture), согласно которым время обработки сообщения при получении его на сетевой интерфейс не превышает 1 мс.

Сценарий 2:CMC 356 в роли уСш + рза

После тестов с использованием УСШ мы опробовали функциональность форми-рования потоков Sampled Values с ис-пользованием испытательной установки CMC 356. Для настройки публикации по-токов предусмотрен отдельный модуль конфигурации Sampled Values, для ис-пользования которого также требуется отдельная лицензия. Установка способ-на формировать до 3 потоков SV. При этом параметры потока (MAC-адрес на-значения, идентификатор и приоритет VLAN, качество) могут быть заданы как вручную, так и при помощи файла SCL от какого-нибудь реального УСШ. В ходе предыдущих испытаний у нас как раз использовалось реальное УСШ, которое теперь и должна заменить испытатель-ная установка, поэтому мы попробовали выполнить эту «подмену». Экспортиро-вав из конфигуратора УСШ файл CID, мы загрузили его в конфигуратор OMICRON и… получили неудовлетворительный ре-зультат: вместо двух потоков, которые описаны в файле CID, софт OMICRON по-казывает один, причем, не тот, который нам нужен.

Испытательная установка IEC 61850 CMC 356

Page 58: «Цифровая подстанция» выпуск №5

58 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

ТЕСТ-ДРАЙВ

Прежде чем разбираться в причинах данной несправедливости, мы загрузи-ли конфигурационный SCL файл другого производителя (Профотек, который ис-пользует модуль преобразования в фор-мат SV разработки компании ТЕКВЕЛ). Несмотря на то, что в последнем файле также было два потока SV, они были корректно отображены конфигуратором OMICRON. Разобравшись в деталях, ста-ло ясно – дело в том, что если два потока описаны в рамках одного логического устройства, они корректно интерпрети-руются конфигуратором OMICRON, а вот если в двух разных логических устрой-ствах – берутся потоки только из того, который упоминается первым в разделе Communications при описании SV. Нехо-рошо! Для того, чтобы не изменять кон-фигурацию устройства РЗА на прием SV, мы пошли на хитрость: просто поменяли местами описание потоков SV в секции Communications файла SCL. В рабочей ситуации подобные манипуляции, ко-нечно, недопустимы. Баг надо править.

Еще один интересный момент: испыта-тельная установка позволяет формиро-вать поток только лишь с частотой дис-кретизации 80 точек/период. Попытка «подсунуть» конфигурационный файл с потоком с частотой 256 точек/период, по внешним факторам, венчается успехом. Однако более пристальный взгляд на логи Wireshark дает понять, что с точки зрения настроек «подхватились» только служебные параметры – на выходе вме-сто потока 256 точек/период все тот же поток 80 точек/период. Вот такая под-мена.

После того, как конфигурация успешно загружена и применена, установка на-чинает формировать поток измерений с нулевыми значениями сигналов.

Далее необходимо перейти в один из ис-пытательных модулей (например, Quick CMC) для того, чтобы управлять величи-ной сигналов. Задание величин произ-водится во вторичных величинах, кото-рые далее преобразуются в первичные (а при передаче SV передаются именно первичные величины) в соответствии с коэффициентом трансформации, ука-занным во вкладке Объект испытания в Модуле конфигурации Sampled Values.

При реализации данного сценария мы зафиксировали следующие показатели: время срабатывания по GOOSE состави-ло 43,7 мс, а через дискретный выход - 44,3 мс. Как видно, результаты сопоста-вимы с первым сценарием, в том числе, наблюдается постоянство опережения формирования сигнала отключения по GOOSE относительно дискретного выхо-да, которое составляет 500-600 мкс.

Формирование GoosE-Сообщений

Мы уже упомянули о том, что CMC 356 может быть настроена на прием GOOSE-сообщений, но установка может также и формировать сообщения. С точки зре-ния настройки – все идентично настрой-ке на прием (либо через SCL, либо вруч-ную, в том числе с возможностью копи-рования данных из IEDScout). Для всех сообщений или селективно только для

Рис. 9. назначение сигнала из GOOSE-сообщения на дискретный вход

Рис. 10. модуль конфигурации Sampled Values

Рис. 11. Сценарий 2: из схемы исключено устройство сопряжения с шиной процесса reason MU320

Испытательная установка IEC 61850 CMC 356

Page 59: «Цифровая подстанция» выпуск №5

59www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

ТЕСТ-ДРАЙВ

избранных можно устанавливать при-знак тестирования (test), что позволяет использовать установку при проведении комплексных проверок систем с GOOSE-коммуникациями, когда пользователь может переводить отдельные терми-налы в режим тестирования, и только они будут реагировать на формируемые установкой GOOSE-сообщения.

Рис. 12. в результате «разбора» файла CID программа показывает перечень доступных для эмуляции потоков

Максимальное количество GOOSE-сообщений, которое может формировать CMC 356, составляет 128.

чТо в Сухом оСТаТке?

Прибор нам понравился – он выполняет свои задачи ровно так, как этого ожи-дает пользователь. А что еще нужно?

В ходе работы мы ни разу не наблюдали внезапных сбоев в работе программ-ной или аппаратной части; может быть, мы провели с устройством не так много времени, но создалось впечатление, что «багов» в реализации просто нет. До настоящего времени мы пользовались программными продуктами OMICRON – SVScout и IEDScout (как и множество других специалистов), а теперь к числу устройств, которыми хочется пользо-ваться, добавилось еще одно – закры-вающее еще больший пласт задач, стоя-щих перед релейщиком, интегрируя вы-шеуказанные инструменты в одну среду. Пожалуй, это тот случай, когда можно смело сказать – «Цифровая подстан-ция» рекомендует.

SMART ENERGY & SMART GRIDIII Международный Форум

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ

www.smartgrid-forum.ru

Тематика Форума: Включает анализ тенденций развития отрасли электроэнергетики, ее регулирования и стандартизации, стратегические и экономические аспекты и оценки перспектив развития Smart Grid, практику внедрения, включая распределенные интеллектуальные системы измерений, развитие и управление возобновляемыми источниками энергии, перспективы новых технологий и оборудования, вопросы развития ИТ-систем, безопасности передачи и обработки данных, опыт реализованных проектов в России и в Европе.

Приоритеты Форума:В отличие от других мероприятий, посвященных тематике Smart Grid, основное внимание будет уделено не только технологическим аспектам, но и стратегическим вопросам развития ЭКОСИСТЕМЫ Smart Grid, взаимодействия всех заинтересованных сторон, создания стимулирующих механизмов, в том числе законодательных, позволяющих на государственном уровне ускорить внедрение передовых концепций и решений.

Москва, 13 апреля 2016 года Moscow, April 13th, 2016 · 13 апреля 2016 года компания Connectica Lab проведет

III Международный Форум "SMART ENERGY & SMART GRID. Проектирование и развитие интеллектуальных

энергетических систем и сетей".

В рамках Форума продолжается создание эффективной

кроссиндустриальной площадки для детального обсужде-

ния концепции Smart Grid & Smart Energy как основы для

дальнейшего развития технологического, информационного

и экономического взаимодействия между всеми субъектами

энергетического рынка.

ОРГАНИЗАТОР:

www.connectica-lab.ru

Испытательная установка IEC 61850 CMC 356

Слово ПроизводиТелю

Компания OMICRON electronics хотела бы поблагодарить ре-дакцию журнала «Цифровая подстанция» за тестирование наших устройств. Ваше мнение очень важно для нас. Ранее мы никогда не сталкивались с ситуацией, когда в устройстве сопряжения с шиной процесса было доступно 2 логических устройства и в каждом из которых были описаны потоки Sampled Values. Мы учтем данный момент в следующем ре-

лизе нашего программного обеспечения. Новые релизы наши пользователи получают совершенно бесплатно.Возможность формирования потока Sampled Values 256 точек/период описана в технических требованиях IEC 61850-9-2LE, однако на практике используется редко. Однако, так или ина-че, мы работаем над тем, чтобы добавить поддержку этой ча-стоты в наших устройствах.

Page 60: «Цифровая подстанция» выпуск №5

60 ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ | www.digitalsubstation.ru

Цифровая фотография

знАчИмыЕ СОбыТИЯ 2015 ГОДА

«Централизованные и децентрализованные системы РЗА» RGE-2015

«Настоящие цифровые подстанции. Обзор реальных проектов» ЛЭП-2015

Page 61: «Цифровая подстанция» выпуск №5

61www.digitalsubstation.ru | ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ

Цифровая фотография

Президиум круглого стола

Выставка электромобилей RGE-2015

Page 62: «Цифровая подстанция» выпуск №5
Page 63: «Цифровая подстанция» выпуск №5
Page 64: «Цифровая подстанция» выпуск №5