Інформаційно-керуюча система підстанції на базі цифрових пристроїв «Альтра»
Автор: Мацук Роман Ростиславович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи управління виробництвом і розподілом електроенергії
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Розвиток сучасних інформаційних технологій відкриває нові можливості для вирішення задач автоматизації та управління енергетичними об’єктами. Впровадженням цифрових технологій дозволяє реалізувати новий тип підстанції, так звану цифрову підстанцію. Реалізація цифрових підстанцій дозволяє отримати ряд переваг в порівнянні з традиційними. Для виконання різних функцій на цифровий підстанції використовуються одні й ті ж джерела інформації, що призводить до зменшення загальної кількості обладнання на ній. Доступ до всієї інформації на цифровий підстанції здійснюється за допомогою уніфікованих методів доступу та протоколів передачі даних [1]. Об’єктом дослідження є інформаційно-керуюча система підстанції. Предметом дослідження є інформаційно-керуюча система розподільного пункту РП-46 на базі пристроїв "Альтра". Метою роботи є розробка структури інформаційно-керуючої системи розподільного пункту РП-46, визначення необхідного обладнання для реалізації такої системи, розробка схеми зв’язку з використанням безпровідних технологій. В роботі був зроблений аналіз різноманітних систем збору, обробки, керування та пересилання інформації на відстані. Розглянуті питання застосування систем телемеханіки в електроенергетиці. Також були розглянуті SCADA системи, як одні з найперспективніших для автоматизованого управління у багатьох галузях промисловості, в тому числі в електроенергетиці [2-4]. Був зроблений огляд інтерфейсів та протоколів передачі даних, які використовуються в інформаційних системах автоматизованого управління. Найбільш перспективним на сьогоднішній день є використання в таких системах стандарту МЕК-61850. МЕК-61850 – це стандарт з автоматизації підстанцій, який передбачає уніфікацію параметрів конфігурації для інтелектуальних електронних пристроїв на електричних підстанціях та протоколи обміну інформацією на базі Ethernet інтерфейсу [5]. Сучасна інформаційно-керуюча система будується на базі цифрових пристроїв. Це можуть бути, як спеціалізовані пристрої, так і цифрові пристрої реєстрації, релейного захисту та автоматики. Були розглянуті цифрові пристрої "Альтра" розробки ІМСКОЕ, які виконують реєстрацію та запам’ятовування аналогових і бінарних сигналів електричних установок усіх класів напруг у нормальних та аварійних режимах. Наявність спеціалізованого програмного забезпечення автоматизованого робочого місця диспетчера, а також технічних та програмних засобів передавання інформації на відстань дозволяє реалізувати на базі цих пристроїв інформаційно-керуючу систему підстанції [6-9]. Була розроблена структура інформаційно-керуючої системи розподільного пункту РП-46 на базі цифрових пристроїв "Альтра". Вибране необхідне обладнання для реалізації даної задачі. Використання реєстраторів та комутатора дозволяє реалізувати повноцінну інформаційну систему, яка забезпечує відображення на АРМ диспетчера оперативної інформації, а також дистанційне керування вимикачами на розподільному пункті [10]. Розроблені схеми під’єднання зовнішніх кіл до пристроїв "Альтра". Це під’єднання сигналів напруги від трансформаторів напруги секцій шин, сигналів струму від трансформаторів струму лінійних та нульової послідовності приєднань до секцій шин. Також схеми під’єднання бінарних сигналів від блок контактів вимикачів приєднань та бінарних сигналів для дистанційного увімкнення/вимкнення вимикачів. Розроблена схема організації зв’язку АРМ диспетчера з об’єктом керування, з врахуванням того, що на розподільному пункті відсутні провідні канали зв’язку. Для передачі інформації була вибрана GSM мережа, використання якої не потребує додаткового обладнання та великих коштів під час експлуатації. Була сформована мнемосхема об’єкту керування з відображенням на ній координат режиму. На схемі відображаються як вимірювані пристроями "Альтра" діючі значення напруг секцій шин та струмів приєднань, так і синтезовані координати, такі як для прикладу активна, реактивна потужності, коефіцієнт потужності тощо. Синтезовані координати розраховуються за миттєвими значеннями напруг та струмів, зафіксованих пристроями "Альтра". Розроблена необхідна конфігурація пристроїв реєстрації аналогових та бінарних сигналів "Альтра-32-р", пристрою комутації "Альтра-Комутатор" для інформаційно-керуючої системи розподільного пункту РП-46. Розроблена конфігурація пристроїв "Концентратор", "Альтра-Сервер" та програми верхнього рівня ALTRA CONNECT SERVER для організації безпровідного зв’язку з використанням VPN технології. Отримані результати, показали, що розроблена інформаційно-керуюча система розподільного пункту 10 кВ РП-46 потребує мінімум обладнання, а використання безпровідного зв’язку дозволяє використовувати таку систему на більшості підстанцій розподільних мереж 6-35 кВ. Ключові слова: електрична мережа, цифрова підстанція, телемеханіка, SCADA, інформаційно-керуюча система. Перелік використаних літературних джерел. 1. В.І. Васильченко, О.Г. Гриб, О.В. Лелека, Д.А. Гапон, Т.С. Ієрусалімова. Цифрова підстанція складова системи "Smart Grid" // Електротехніка і Електромеханіка. - 2014. - № 6. - С. 72-76. 2. Плєшков П.Г., Серебренніков С.В., Петрова К.Г. Телемеханіка та автоматизовані системи управління в електроенергетиці: навч. посіб. Кіров. нац. тех. ун-т. – Кіровоград: КНТУ, 2016. – 150 с. 3. Компьютерные информационные технологии в электроэнергетике: Уч. пособие / И.Г. Абраменко и др. Под общ. редакцией О.Г.Гриба. — Харьков: ХГАГХ, 2003. 4. Черемисин М. М. Автоматизация объектов управления электроснабжения / М. М. Черемисин, В. М. Зубко. – Харьков: "Факт", 2005. – 192 с. 5. IEC 61850 - Communication Networks and Systems in Substations: https://webstore.iec.ch/publication/6028. 6. Цифровий пристрій реєстрації аналогових та бінарних сигналів електроустановок "АЛЬТРА32-р*". Паспорт та інструкція з експлуатації. ІМСКОЕ. – Львів, 2020. – 31 с. 7. Цифровий пристрій керування приєднаннями "Альтра-Комутатор". Паспорт та інструкція з експлуатації. ІМСКОЕ. – Львів, 2020. – 17 с. 8. Пристрій зчитування, архівування і передачі інформації з GPS-синхронізацією часу "Концентратор". Паспорт та інструкція з експлуатації. ІМСКОЕ. – Львів, 2020. – 20 с. 9. Пристрій доступу, архівування і передачі інформації "Альтра-Сервер". Паспорт та інструкція з експлуатації. ІМСКОЕ. – Львів, 2020. – 17 с. 10. Фізична модель системи телемеханіки для оперативно-диспетчерського управління підстанціями / М.В. Базилевич, П.М. Баран, В.П. Кідиба, Г.М. Лисяк, І.О. Сабадаш // Вісник Національного університету "Львівська політехніка" "Електроенергетичні та електромеханічні системи". – 2017. – № 870. – С. 3-8.