Transcript Создание цифровой подстанции (постановка

ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ»
СОЗДАНИЕ
ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИ
(постановка задачи)
Концепция
Компоненты
Полигон
Внедрение
Работа выполняется по заданию ОАО «ФСК ЕЭС»
ОАО «НТЦ Электроэнергетики»
ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ»
ЗАО «ИТЦ «Континуум ПЛЮС»
СТРУКТУРА ПАК «ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ»
ЦЕЛИ СОЗДАНИЯ
 Уменьшение затрат на проектирование, изготовление, монтаж и пусконаладку:
- уменьшение кол-ва кабелей и кабельных сооружений;
- уменьшение кол-ва технических средств (датчиков, терминалов, устройств
вторичной коммутации;
- расширение возможностей по типизации проектных решений в части шкафов и
цифровых связей, снижение доли аппаратной части, увеличение доли задания на
параметрирование.
 Уменьшение вероятности появления отказов средств контроля и управления в
процессе эксплуатации (применение цифровых средств получения и обработки
информации с непрерывной самодиагностикой);
 Сокращение вероятности внезапных отказов основного электрооборудования,
уменьшение объема профилактических обследований (встроенные цифровые
системы расширенной диагностики оборудования под рабочим напряжением).
 Создание подстанций без постоянного обслуживающего персонала
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
Переход на цифровые (в основном – оптические) технологии съема и обработки
информации, а также передачи команд исполнительным элементам:
- унификация технических средств управления и контроля;
- использование цифровых ТТ и ТН (высокая точность во всем диапазоне измерений;
- замена «на ходу» источника сигнала (возможность тестирования терминалов «на
ходу», возможность подмены неисправных ТТ и ТН);
- не требуется защита «от дребезга» (при оптических методах съема информации)
- улучшение условий безопасного производства работ и электромагнитной
совместимости (оптические связи - нет влияния ЭМП и выноса потенциала с ОРУ);
- уменьшение вероятности появления дефектов типа «земля в сети постоянного
тока» (существенное сокращение размерности СОПТ).
Увеличение интеллектуальной составляющей в оборудовании ЦПС:
- развитие непрерывной диагностики компонентов (контроль деградации
характеристик, контроль готовности к выполнению операций, контроль
метрологических характеристик),
- расширение количества функций, реализуемых в каждом терминале;
- перенос части расчетно-диагностических задач в интерфейсные модули силового
электрооборудования.
КОМПОНЕНТЫ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
 Цифровые измерительные ТТ и ТН
 Основное электрооборудование (трансформаторы, выключатели,
разъединители, КРУ, оборудование ЩПТ и ЩСН), оснащенное встроенными
системами мониторинга и цифровыми интерфейсными модулями
 Вспомоогательное электрооборудование (КРУ-6 кВ, оборудование ЩПТ и ЩСН,
системы пожарной сигнализации и пожаротушения, инженерные подсисттемы),
реализованные на цифровом принципе..
 Устройства (терминалы), реализующие функции РЗА, ПА, оперативного
управления, РАС, измерений, АИИС КУЭ, ОМП, ККЭ и др.
 Оборудование цифровых сетей, обеспечивающее весь информационный обмен,
самодиагностику, синхронизацию и т.д.
 Оборудование средств связи, совместимое с протоколами цифрового обмена
ЦПС.
СИЛОВОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЦПС
(трансформаторы)
Активная часть
(магнитопровод,
обмотки)
Этап №1
Этап №2
Определения температуры ННТ
Дублированные оптоволоконные датчики (вся информация
поступает в интерфейсный модуль тр-ра - ИМТ)
- линейный датчик температуры обмотки (прямой контроль ННТ)
- датчик температуры и насыщения магнитопровода
Функции ИМТ:
--контроль исправности датчиков (по дублированным измерениям)
- сравнение контролируемых параметров с уставками
- расчет перегрузочной способности тр-ра по тепловой модели.
-расчет относительного износа и остаточного ресурса изоляции
--преобразование сигналов от датчиков в IEC 61850
Функции ИМТ:
- сравнение контролируемых
параметров с уставками;
--преобразование сигналов от
датчиков в IEC 61850
Масло
Датчики:
- температура масла (верхн слои)
-- уровень масла в баке;
-- влаго- и газосодержание
-- струйные и газовые реле
-- отсечной клапан
Функции ИМТ:
- сравнение контролируемых
параметров с уставками;
--преобразование сигналов от
датчиков в IEC 61850
Дублированные оптические датчики:
- температура масла (верхн слои)
-- уровень масла в баке;
-- влаго- и газосодержание
-- струйные и газовые реле
-- отсечной клапан
Функции ИМТ:
--контроль исправности датчиков (по дублированным измерениям)
- сравнение контролируемых параметров с уставками
- расчет перегрузочной способности тр-ра по тепловой модели.
- расчет относительного износа и остаточного ресурса изоляции
-- управление отсечным клапаном
--преобразование команд и сигналов от датчиков в IEC 61850
СИЛОВОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЦПС
(трансформаторы)
Этап №1
Этап №2
Система
охлаждения
Контроль и управление ЭН и
ЭВ – от МП-контроллера в
шкафу ШАОТ
Оптические датчики: контроль режима работы ЭН и ЭВ
Управление ЭН и ЭВ – от интерфейсного модуля трансформатора
через устройства плавного пуска с оптическим управлением.
Адаптивный алгоритм работы системы охлаждения
РПН
Положение РПН
Оптический датчик положения РПН
Функции ИМТ:
-преобразование сигналов от датчиков в IEC 61850
- расчет механического и коммутационного ресурса РПН
- автоматическое управление РПН
Высоковольтные
вводы
(+ встроен. ТТ)
Оптические ТТ
Оптические датчики состояния
вводов
Функции ИМТ:
-сравнение контролируемых
параметров с уставками
--преобразование сигналов от
датчиков в IEC 61850
Оптические дублированные датчики:
-ЦТТ, ЦТН, датчик состояния ввода
Функции ИМТ:
--контроль исправности датчиков (по дублированным измерениям)
- сравнение контролируемых параметров с уставками
--преобразование сигналов от датчиков в IEC 61850
-- формирование сигнала на пуск/блокирование пожаротушения
Примечание:

ИМТ – интерфейсный модуль трансформатора
ПОЛИГОН
СОСТАВ:
 Тестово - моделирующий комплекс (ТМК):
- математические модели основного электрооборудования (коммутационные
аппараты, трансформаторы) с цифровым интерфейсом;
- модели ВЛ (КЛ) и прилегающего энергорайона;
 Программно – аппаратный комплекс (ПАК) ЦПС:
- терминалы РЗА, ПА, управления, измерения, РАС, АИИС КУЭ и др.
- средства единого времени;
- цифровое сетевое оборудование;
- средства электропитания (СОПТ, СН).
ЗАДАЧИ:
- координация работ по созданию техтребований к оборудованию ЦПС;
- тестирование оборудования ЦПС с протоколами 61850-8.1 и 61850-9.2;
- разработка структуры цифровых сетей с учетом требований надежности;
- разработка НТД по проектированию и эксплуатации ЦПС
- координация работы заводов-изготовителей силового электрооборудования и
средств контроля и управления по созданию компонентов ЦПС.
ВНЕДРЕНИЕ
Этап №1 (5-7 лет):
- разработка и тестирование интерфейсных цифровых модулей (как правило, для
внутренней установки) с интерфейсами IEC 61850-8.1 и IEC 61850-9.2 для
существующего электрооборудования;
- разработка основных устройств РЗА, ПА, РАС, АИИС КУЭ, измерений,
мониторинга с интерфейсами IEC 61850-8.1 и IEC 61850-9.2;
- разработка концепции ЦПС, создание полигона ЦПС и тестирование
появляющихся компонентов.
Этап №2 (5-7 лет):
- существенная модернизация основного электрооборудования с интеграцией в него
доработанных интерфейсных модулей наружного исполнения с расширенным
объемом задач и необслуживаемых датчиков;
- разработка и тестирование всей номенклатуры устройств защиты и управления с
интерфейсами IEC 61850-8.1 и IEC 61850-9.2
- разработка принципов проектирования и эксплуатации ЦПС.
Этап №3 (3-5 лет):
- создание опытной ПС с элементами ЦПС, дублированными обычными средствами,
получение опыта эксплуатации;
- доработка всех компонентов ЦПС с учетом опыта эксплуатации.
Спасибо за внимание!