Статус развоја и трендови интегрисане аутоматизације трафостаница

Трафостаница је незаобилазна и важна карика у електроенергетском систему. Одговоран је за тешке задатке конверзије и прерасподеле енергије и игра одлучујућу улогу у економском раду електричне мреже. У циљу побољшања стабилног нивоа рада подстаница, смањења трошкова рада и одржавања, побољшања економских користи и пружања висококвалитетних услуга електричне енергије корисницима, свеобухватна технологија аутоматизације за подстанице је почела да се појављује и широко се користи.

Свеобухватна аутоматизација трафостанице је примена рачунарске технологије и савремене комуникационе технологије на секундарну опрему трафостанице (укључујући контролну, сигналну, мерну, заштиту, аутоматске уређаје и уређаје за даљинско управљање и др.), и имплементацију аутоматског праћења и мерења трафостанице преко функционална комбинација и оптимизована контрола и координација дизајна, као и свеобухватни системи аутоматизације као што је диспечерска комуникација. Реализација свеобухватне аутоматизације подстаница може побољшати ниво економичности рада електричне мреже, смањити улагања у инфраструктуру и обезбедити средства за промовисање подстаница без надзора. Брзи развој рачунарске технологије, информационе технологије и мрежне технологије довео је до напретка свеобухватне технологије аутоматизације у подстаницама. Последњих година, развојем дигиталних електричних мерних система (као што су фотоелектрични трансформатори или електронски трансформатори), интелигентне електричне опреме и сродних комуникационих технологија, интегрисани систем аутоматизације трафостаница иде ка дигитализацији.

И. Главне функције интегрисаног система аутоматизације подстаница

Основне функције интегрисаног система аутоматизације трафостанице огледају се у функцијама следећих шест подсистема:

1. Подсистем за праћење;

2. Подсистем релејне заштите;

3. Подсистем свеобухватног управљања напоном и реактивном снагом;

4. Подсистем управљања нискофреквентним растерећењем електроенергетског система;

5. Подсистем за контролу аутоматског пребацивања напајања у стању приправности;

6. Комуникациони подсистем.

Овај део је релативно богат садржајем, а постоји много докумената који га детаљно објашњавају, тако да овај чланак неће улазити у детаље.

ИИ. Традиционални систем аутоматизације трафостанице

1. Структура система

Тренутно су структуре интегрисаних система аутоматизације трафостаница у земљи и иностранству класификоване у следећа три типа на основу дизајнерских идеја [1]:

(1) Централизовано

Користите рачунаре различитих класа за проширење својих периферних интерфејс кола, централно прикупљање аналогних, комутационих и дигиталних информација о подстаници, обављање централизоване обраде и прорачуна и комплетно праћење микрорачунара, заштиту микрорачунара и неке функције аутоматске контроле. Његове карактеристике су: високи захтеви за перформансама рачунара, лоша скалабилност и могућност одржавања и погодан за средње и мале подстанице.

(2) Дистрибуирано

Подељени према надгледаним објектима или системским функцијама подстанице, више ЦПУ-а ради паралелно, а мрежна технологија или серијске методе се користе за имплементацију комуникације података између ЦПУ-а. Дистрибуирани систем је лако проширити и одржавати, а локални кварови не утичу на нормалан рад других модула. Овај режим се може користити за централизовано груписање екрана или груписање на подељеном екрану током инсталације.

(3) Децентрализована дистрибуција

Свака јединица за прикупљање података, контролна јединица (И/О јединица) и заштитна јединица у слоју лежишта се инсталирају локално на разводном ормару или у близини друге опреме. Свака јединица је независна једна од друге и само је међусобно повезана преко комуникационе мреже и повезана је са главном јединицом за мерење и управљање на нивоу подстанице. комуникација. Функције које се могу извршити на нивоу лежишта не зависе од комуникационе мреже, као што су заштитне функције. Комуникациона мрежа је обично оптичко влакно или упредена парица, која максимално компримује секундарну опрему и секундарне каблове, штедећи инвестициону изградњу. Инсталација може бити или распоређена у сваком одељку, или може бити централизовано или хијерархијско груписање екрана у контролној соби. Такође може бити да је један део у контролној соби, а други део разбацан по разводном ормару.

2.Постојећи проблеми

Интегрисани систем аутоматизације подстанице је постигао добре резултате у примени, али постоје и недостаци, који се углавном огледају у: 1. Размена информација између примарне и секундарне и даље наставља традиционални начин кабловског ожичења, који је скуп и незгодан у изградњи и одржавању; 2. Секундарни део прикупљања података се у великој мери понавља, што троши ресурсе; 3. Стандардизација информација је недовољна, дељење информација је ниско, коегзистирају више система, а међусобна повезаност између уређаја и између уређаја и система је тешка, формирајући информациона острва и отежавајући свеобухватну примену информација; 4. Када се деси несрећа, појавиће се велика количина информација о аларму догађаја, без ефикасног механизма филтрирања, што омета исправну процену квара од стране дежурних оператера.

ИИИ. Дигитална подстаница

Дигиталне трафостанице су следећа фаза у развоју аутоматизације трафостаница. План развоја науке и технологије „Једанаестог петогодишњег плана” Електромреже јасно је навео да ће се током периода „Једанаесте петогодишње” проучавати дигиталне подстанице и градити демонстрационе станице. 2, а тренутно постоје дигиталне трафостанице. Завршено и пуштено у рад, као што је Фузхоу Цонвентион анд Екхибитион Трансформатион 110 кВ дигитална подстаница.

1. Концепт дигиталне трафостанице

Дигитална подстаница се односи на подстаницу у којој су процеси прикупљања, преноса, обраде и излаза информација потпуно дигитални. Његове основне карактеристике су интелигентна опрема, комуникациона мрежа и аутоматизовани рад и управљање.

Дигиталне подстанице имају следеће главне карактеристике:

(1) Интелигентна примарна опрема

Интелигентна примарна опрема као што су електронски трансформатори и интелигентни прекидачи (или традиционални прекидачи са интелигентним терминалима) користећи дигитални излаз. Примарни уређај и секундарни уређај размењују вредности узорковања, статусне величине, контролне команде и друге информације путем оптичког преноса дигитално кодираних информација.

(2) Умрежавање секундарне опреме

Комуникациона мрежа се користи за размену информација као што су аналогне вредности, вредности пребацивања и контролне команде између секундарних уређаја, а контролни каблови су елиминисани.

(3) Аутоматизација система управљања радом

Системи аутоматизације као што су системи за аутоматску анализу кварова, системи за праћење здравственог статуса опреме и програмирани контролни системи треба да буду укључени како би се побољшао ниво аутоматизације и смањили потешкоће и оптерећење рада и одржавања.

2. Главне техничке карактеристике дигиталних трафостаница

(1) Дигитализација прикупљања података

Главни знак дигиталне подстанице је употреба дигиталних електричних мерних система (као што су фотоелектрични трансформатори или електронски трансформатори) за прикупљање електричних параметара као што су струја и напон 3 да би се постигла ефикасна електрична изолација примарних и секундарних система и повећала. Повећава динамичку мерног опсега електричних величина и побољшава тачност мерења, чиме се обезбеђује основа за реализацију трансформације од редундансе конвенционалних трафостаница на редундансу информација и примену интеграције информација.

(2) Системска хијерархијска дистрибуција

Развој система аутоматизације подстаница је доживео прелазак са централизованог на дистрибуиран. Већина хијерархијских система аутоматизације дистрибуираних подстаница друге генерације користи развијену мрежну комуникациону технологију и отворене протоколе међусобног повезивања, који могу потпуније снимити информације о опреми и значајно побољшати брзину одзива система. Структура система аутоматизације дигиталне трафостанице се физички може поделити у две категорије, и то интелигентна примарна опрема и умрежена секундарна опрема; у смислу логичке структуре, може се поделити на "процесни слој" и "баи лаиер" према дефиницији комуникационог стандарда ИЕЦ61850. "," слој контроле станице" три нивоа. Мрежна комуникација велике брзине се користи унутар и између сваког нивоа.

(3) Умрежавање информационе интеракције и интеграција информационих апликација

Дигиталне подстанице користе нове дигиталне трансформаторе мале снаге уместо конвенционалних трансформатора за директну конверзију високог напона и велике струје у дигиталне сигнале. Размена информација се дешава између уређаја на сајту путем мрежа велике брзине. Секундарни уређаји немају И/О интерфејсе са дуплираним функцијама. Конвенционални функционални уређаји постају логички функционални модули за постизање дељења података и ресурса. Тренутно је ИЕЦ61850 међународно одређен као комуникациони стандард аутоматизације подстанице.

Поред тога, дигитална подстаница интегрише информације и оптимизује функције оригиналних раштрканих секундарних системских уређаја, тако да може ефикасно да избегне дуплирање хардверских конфигурација у надзору, контроли, заштити, евидентирању кварова, мерним и мерним уређајима код конвенционалних проблема са подстаницама као што су пошто долази до неразмењивања информација и високих инвестиционих трошкова.

(4) Интелигентни рад опреме

Нови секундарни систем високонапонског прекидача је успостављен коришћењем микрорачунара, технологије енергетске електронике и нових сензора. Интелигенцију система прекидача реализује секундарни систем којим се управља микрорачунаром, ИЕД и одговарајући интелигентни софтвер. Команде заштите и управљања могу се пренети. Мрежа оптичких влакана стиже до секундарног система кола неконвенционалне трафостанице, омогућавајући дигитални интерфејс са погонским механизмом прекидача.

(5) Статус одржавања опреме

У дигиталним подстаницама, подаци о радном статусу електричне мреже и информације о грешкама и акцијама различитих ИЕД уређаја могу се ефикасно добити како би се постигло ефикасно праћење рада и статуса сигналне петље. У дигиталним трафостаницама готово да нема ненадгледаних функционалних јединица, а у збирци карактеристика статуса опреме нема слепих тачака. Стратегија одржавања опреме може се променити са "редовног одржавања" конвенционалне опреме подстанице на "условно одржавање", чиме се значајно побољшава доступност система.

(6) Принцип мерења ЛПЦТ и изглед инспекцијског инструмента

Као што је раније поменуто, ЛПЦТ је заправо електромагнетни струјни трансформатор са ниском излазном снагом. У ИЕЦ стандарду је наведен као имплементациони облик електронског струјног трансформатора, који представља електромагнетни струјни трансформатор. Правац развоја са широким перспективама примене. Пошто се излаз ЛПЦТ-а генерално обезбеђује директно електронским колима, секундарно оптерећење је релативно мало; његово језгро је генерално направљено од високо магнетно пропустљивих материјала као што је микрокристална легура, а тачност мерења се може задовољити мањим попречним пресеком језгра (величина језгра). захтевима.

(7) Збијање структуре система и стандардизација моделирања

Дигитални електрични мерни систем има карактеристике мале величине и мале тежине. Може се интегрисати у интелигентни расклопни систем, а функционална комбинација и распоред опреме могу се оптимизовати у складу са концептом мехатроничког дизајна трафостанице. У високонапонским и ултрависоконапонским трафостаницама, И/О јединице заштитних уређаја, мерно-контролних уређаја, регистратора кварова и других аутоматских уређаја су део примарне интелигентне опреме, остварујући процесно затворен дизајн ИЕД уређаја; у средње и нисконапонским трафостаницама Уређаји за заштиту и надзор могу бити минијатуризовани, компактни и комплетно уграђени на разводни орман.

ИЕЦ61850 успоставља стандард за моделирање електроенергетских система и дефинише јединствени и стандардни модел информација и модел размене информација за системе аутоматизације подстаница. Његов значај се углавном огледа у остваривању интероперабилности интелигентних уређаја, реализацији дељења информација у подстаницама и поједностављењу конфигурације одржавања система и имплементације пројекта.

3.ИЕЦ61850 стандард

ИЕЦ61850 је серија стандарда за "комуникационе мреже и системе подстаница" које је формулисала радна група ТЦ57 Међународне електротехничке комисије. То је међународна стандардна референца за системе аутоматизације подстаница засноване на мрежним комуникационим платформама. Такође ће постати стандард за електроенергетске системе од диспечерских центара до трафостаница, унутар трафостаница и дистрибутивних система. Такође се очекује да комуникациони стандард за беспрекорно повезивање електричне аутоматизације постане комуникациони стандард индустријске контроле за универзалну мрежну комуникациону платформу.

У поређењу са традиционалним системом комуникационих протокола, технички ИЕЦ61850 има следеће изванредне карактеристике: 1. Користи технологију објектно оријентисаног моделирања; 2. Користите дистрибуиране и слојевите системе; 3. Користите апстрактни комуникациони сервисни интерфејс (АЦСИ) и СЦСМ технологију мапирања посебних комуникационих услуга; 4 користи ММС (Мануфацтуре Мессаге Специфицатион) технологију; 5 има интероперабилност; 6 има отворену архитектуру окренуту будућности.

ВИ. Закључак

Примена система аутоматизације трафостаница у нашој земљи постигла је веома значајне резултате и игра важну улогу у побољшању економског нивоа рада електроенергетске мреже. Тренутно, уз континуирани развој нових технологија, појављују се дигиталне подстанице. У поређењу са традиционалним подстаницама, дигиталне подстанице имају следеће предности: смањење секундарног ожичења, побољшање тачности мерења, побољшање поузданости преноса сигнала, избегавање проблема као што су електромагнетна компатибилност, пренапон у преносу и уземљење у две тачке узроковано кабловима, и решавање проблема између опреме. Питања интероперабилности, различите функције подстанице могу да деле јединствену информациону платформу, избегавајући дуплирање опреме и даље побољшавајући ниво аутоматизованог рада и управљања. Дигитална подстаница је правац развоја технологије аутоматизације трафостаница.

Весхине Елецтриц Мануфацтуринг Цо., Лтд.