Концепция Компоненты Полигон Внедрение ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ» СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОЙ ПОДСТАНЦИ (постановка задачи)

ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ» Работа выполняется по заданию ОАО «ФСК ЕЭС» ОАО «НТЦ Электроэнергетики» 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) Этап 1Этап 2 Активная часть (магнитопровод, обмотки) Определения температуры ННТ Функции ИМТ: - сравнение контролируемых параметров с уставками; - -преобразование сигналов от датчиков в IEC 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 МаслоДатчики: - 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 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 1Этап 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 РПНПоложение РПНОптический датчик положения РПН Функции ИМТ: -преобразование сигналов от датчиков в IEC 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 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 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 и ; - 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 и IEC для существующего электрооборудования; - разработка основных устройств РЗА, ПА, РАС, АИИС КУЭ, измерений, мониторинга с интерфейсами IEC и IEC ; - 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 и IEC 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!