Высоковольтные подстанции Системного Оператора в...
TRANSCRIPT
7.12.2016
Высоковольтные подстанции Системного
Оператора в Эстонии
Игорь Метс
и МЭК 61850
7.12.2016
• Краткий обзор Системный Оператора Эстонии
• Высоковольтные ПС на МЭК 61850
• Ожидания от внедрения МЭК 61850
Содержание
7.12.2016
7.12.2016
• 5 406 км ВЛЭП и КЛЭП переменного тока
• 147 высоковольтных ПС
• 2 конвертерные станции постоянного тока высокого напряжения
• 139 км КЛЭП постоянного тока высокого напряжения
• 885 км газового трубопровода
• 36 газораспределительных станций
• 3 газоизмерительные станции
Системный оператор Эстонии
7.12.2016
7.12.2016
• Участником ассоциации ENTSO-e (European Network of Transmission system operators for electricity)
• Участником ассоциации ENTSO-g (European Network of Transmission system operators for gas)
• Участником комитета энергосистем БРЕЛЛ (Белорусия, Россия, Эстония, Латвия, Литва)
• Участником и акционером электробиржы Nord Pool Spot (NPS)
Системный Оператор Эстонии является
7.12.2016
• Подключение устройств РЗА к терминалу телемеханики посредством ВОЛС и токопроводящего кабеля
• Подключение некоторых устройств к терминалу телемеханики посредством токопроводящего кабеля (бинарные / аналоговые входы/выходы)
• Подключение измерительных преобразователей с помощью оптической / токопроводящей шины передачи данных
Традиционная реализация коммуникаций телемеханики на ПС
7.12.2016
IEC60850-5-104, from National Grid RTU to National Grid SCADA
IEC60850-5-101/104 or IEC61850 from National Grid
RTU to the local PC WS
Time synchronization
RTU
BAY X
IED nr.1
Measurement transducer
IED nr.3
IED nr.2
Cu
OPTICS
OPTICS
OPTICS
BAY X+1
…
…
…
…
BAY X+2
…
…
BAY X+3
Традициональная схема телемеханики на ПС
7.12.2016
• Количество: девять (9) 110 кВ подстанций (шина станции) и две (2) подстанции в процессе строительства
Высоковольтные подстанции и МЭК 61850
7.12.2016
МЭК 61850 используется с ограничениями:
• Используется шина станции
• Шину процесса применять не разрешено
• Обмен информации по принципу Клиент-Сервер (Client-Server) разрешён (MMS) – Обмен информации по принципу Опубликователь-Подписчик
(Publisher-Subscriber) используется только:
– Автоматическом резервном переключении трансформатора
– Для сбора общей индикации по подстанции
Высоковольтные подстанции и МЭК 61850
7.12.2016
Схема №1:
• Радиально-кольцевая схема подключения
Схема №2:
• Сквозная кольцевая схема подключения
Схема №3:
• Смешанная схема подключения
Возможные схемы ЛВС на ПС при использовании МЭК 61850
7.12.2016
Annunciat
or
IED remote
handling
IEC 61850
optics
MAIN
IED
Earthing
for surge
arrester
GPS
antenna
GPS satellite
signal
IEC 61850
optics
Auxiliary
IED
NTP, IRIG-B or IEEE1588
NTP, IRIG-B or IEEE1588
IEC 60870-5-104
optics
RTU
Gateway
BACK-
UP
IED
IEC 61850
optics
VT
X.X
IED
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
VT
X+1.X
MU
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
Transformer
ARS
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
IEC 61850 optics Gbps
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
IEC 61850
opticsIEC 61850
optics
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
Time
synchronizer
IEC 60870-5-104
optics
IED remote handlingIED remote handling
Switch of communication
service provider
IED remote
handling
IEC 60870-5-104
optics
Remote
Control
CentreWAN
IEC 61850 optics
Extended features switch
with redundant power supply
Switch with redundant
power supply
SS office LAN
connection
for ER personnel
Common
switch
Switch.
Busbar 2
Switch.
Busbar 1OVHL
bay switch
Main switchMain switch
Backup switchBackup switch
EXPLANATION
MAIN
MU
BACK-
UP MU
VT X.X
MU
IEC 61850
optics
C1T switch
IEC 61850
optics
VT
X+1.X
IED
No.1
7.12.2016
IED remote
handling
Earthing
for surge
arrester
GPS
antenna
GPS satellite
signal
NTP, IRIG-B or IEEE1588
NT
P,
IRIG
-B o
r IE
EE
15
88
IEC 60870-5-104
opticsRTU
Gateway
Time
synchronizer
IEC 60870-5-104
optics
IED remote handlingIED remote handling
Switch of communication
service provider
IED remote
handling
IEC 60870-5-104
optics
Remote
Control
CentreWAN
SS office LAN
connection
for ER personnel
IEC 61850
optics
IEC 61850
optics
EXPLANATION
Switch with single
power supply
Extended features
switch
with redundant
power supply
Auxiliary
IED
Transfor
mer
ARS
Switch B.
Auxiliary IED
BACK
-UP
IEDAnnunciator
MAIN
IED
MAIN
MU
CT/VT
BACK-
UP MU
CT/VT
Switch B.OVHL and
transformer bays
Switch A.
OVHL/Transformer bays
VT
X+1.X
IED
VT
X.X
IED
VT X.X
MU
VT X+1.X
MU
Switch B.
Busbar 1. and
busbar 2.
Switch A.
OVHL/Transformer bays
Main switchBackup switch
Switch A.
Auxiliary IED
No.2
7.12.2016
IED remote
handling
Earthing
for surge
arrester
GPS
antenna
GPS satellite
signal
All blue connectors: speed
100 Mbps
NTP, IRIG-B or IEEE1588
NT
P,
IRIG
-B o
r IE
EE
15
88
IEC 60870-5-104
opticsRTU
Gateway
Time
synchronizer
IEC 60870-5-104
optics
IED remote handlingIED remote handling
Switch of communication
service provider
IED remote
handling
IEC 60870-5-104
optics
Remote
Control
CentreWAN
SS office LAN
connection
for ER personnel
IEC 61850 and
remote handling
optics
IEC 61850 and
remote handling
optics
EXPLANATION
Switch
Extended features
switch
with redundant
power supply
Aux.
IED
C1T
IED
X.X
C2T
IED
X.XVT
IED
1.2
TARSLine
BACK-
UP IED
C1T
IED
1.1
C2T
IED
1.1
VT
IED
1.1
Annun
ciator
Line
MAIN
IED
PPM
Gharger
Disturbanc
e recorder
1
ARM
Disturbanc
e recorder
X
GigaBit
Main switch Backup switch
Touch
Screen
Panel
Local PC workstation
No.3
7.12.2016
• Аналитический метод. Математически анализируются показатели по надёжности связи для конкретной точки. Необходимы данные по времени доступности, времени наработки на ошибку, времени наработки на отказ и т.д.
• Финансово-затратный метод. Анализируются объёмы затрат на оборудование при обеспечении минимально эффективном техническом решении
Нахождение оптимальной схемы и количества элементов ЛВС
7.12.2016
7.12.2016
• Схема типовой ПС, реализованной с помощью шины станции МЭК 61850
Пример схемы ПС с использованием шины станции МЭК 61850
7.12.2016
7.12.2016
• GOOSE cвязи указаны в таблице
Пример схемы обмена рассылки и приёма GOOSE
7.12.2016
7.12.2016
+ Разграничение в устройстве РЗА функций защиты и связи
+ Возможность применении функции РЗА независимо от места физического подсоединения к РЗА ПС устройства первичной части ПС (выключателя, разъеденинеля и т.д.)
+ Иcпользование нескольких сервисов в ЛВС
+ Уменьшение стоимости проекта при проведении работ по обвязке устройств РЗА
+ Стандартизированные физические / логические объекты, узлы, качественные характеристики и т.д.
Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС
7.12.2016
- Наличие нескольких редакций МЭК 61850
- Конфликт поколений
- Отсутствие или недостаточные знания по МЭК 61850 при проверке и вводе в эксплуатацию ПС со стороны Заказчика
- Трактовка МЭК 61850 (несовместимость между устройствами от разных производителей)
- Огранниченный парк устройств, поддерживающий шину процесса
- Использование GGIO при наличии стандартизированных объектов
Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС
7.12.2016
- Несоответствия длительности жизненного цикла вторичных устройств применительно к первичным, при использовании нетрадиционных методов измерения тока и напряжения
- Отсутствие законодательной базы при коммерческом измерении электроэнергии нетрадиционными методами
- Недостаточные знания по тех.требованиям к ЛВС от Заказчика
- Обилие специфических файлов, создаваемых при строительстве и наладке РЗА на ПС. Сложность при ведении проекта
Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС
7.12.2016
- Недостаточность навыков Заказчика при расширении ПС
- Недоверие обслуживающего персонала при проведении тестовых работ на ячейках работающей ПС
- Недостаточная прозрачность обмена информации между устройствами РЗА, телемеханики в исполнительной документации ПС
Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС
7.12.2016
• Значительное удешевления стоимости чел. / час при
наладке РЗА и телемеханики
• Полное применение и внедрение на ПС шины процесса, что
обслуживало бы как РЗА, регистраторы сетевых помех и
возмущений, анализаторы качества, так и устройства
коммерческого учёта электроэнергии
Ожидания от МЭК 61850
7.12.2016
• Наличие некоторых дополнительных инструментов:
– ПО от независимого производителя для создания документации по ПС на
основе файла SCD. Адресная топология GOOSE, перечень всех
логических узлов – LN, перечень всех используемых функций защиты и
т.д. и т.п.;
– ПО от независимого производителя для конфигурирования, отслеживани,
тестирования и визуализации ПС с момента строительства и наладки до
расширения и обновления имеющегося РЗА
– Универсальный тестер локальных вычислительных сетей, который
позволял бы протестировать правильность наладки сетевых устройств
Ожидания от МЭК 61850
7.12.2016
Рисунок г-на Патрик´а Луиллиер´а (mr. Patrick Lhuillier, took from PACWORD)
Спасибо за внимание! !
7.12.2016