Цифровые подстанции Подготовил студент гр. ИЭ-М-16 Харенко В.Н. - презентация

1 Цифровые подстанции Подготовил студент гр. ИЭ-М-16 Харенко В.Н.

2 Цифровая подстанция – это подстанция с широким внедрением систем автоматизации и управления, построенных на базе открытых стандартов МЭК (стандарт «Коммуникационные сети и системы подстанций», описывающий свод правил для организации событийного протокола передачи данных).

3 Цели создания цифровой подстанции: Унификация информационных протоколов обмена данными; Обеспечение интероперабельности устройств; Сокращение кабельного хозяйства; Обеспечение наблюдаемости каналов сбора, передачи информации и управления; Снижение метрологических потерь во вторичных цепях; Упрощение способов тиражирования первичной информации; Упрощение механизмов поверки устройств; Унификация механизмов конфигурирования подстанции; Формирование единой системы диагностики устройств вторичной коммутации. Переход к выполнению удаленной функциональной диагностики; Обеспечение информационной безопасности энергообъекта; Переход к необслуживаемым подстанциям.

4 Преимущества перехода к передаче сигналов в цифровом виде на всех уровнях управления ПС: существенное сокращение затрат на кабельные вторичные цепи и каналы их прокладки за счет приближения источников цифровых сигналов к первичному оборудованию; повышение электромагнитной совместимости современного вторичного оборудования – микропроцессорных устройств и вторичных цепей благодаря переходу на оптические связи; упрощение и, в конечном итоге, удешевление конструкции микропроцессорных интеллектуальных электронных устройств за счет исключения трактов ввода аналоговых сигналов; унифицирование интерфейсов устройств IED, упрощение взаимозаменяемости этих устройств (в том числе замена устройств одного производителя на устройства другого производителя) и др.

5 Рассмотрим подробнее структуру цифровой подстанции, выполненную в соответствии со стандартом МЭК Система автоматизации энергообъекта, построенного по технологии «Цифровая подстанция», делится на три уровня: полевой уровень (уровень процесса); уровень присоединения; станционный уровень. Полевой уровень состоит из: первичных датчиков для сбора дискретной информации и передачи команд управления на коммутационные аппараты (micro RTU); первичных датчиков для сбора аналоговой информации (цифровые трансформаторы тока и напряжения). Уровень присоединения состоит из интеллектуальных электронных устройств: устройств управления и мониторинга (контроллеры присоединения, многофункциональные измерительные приборы, счётчики АСКУЭ, системы мониторинга трансформаторного оборудования и т.д.); терминалов релейной защиты и локальной противоаварийной автоматики. Станционный уровень состоит из: серверов верхнего уровня (сервер базы данных, сервер SCADA, сервер телемеханики, сервер сбора и передачи технологической информации и т.д., концентратор данных); АРМ персонала подстанции.

6 Снижение эксплуатационных характеристик (безопасность, эксплуатационные расходы) Ухудшение метрологических характеристик измерительных комплексов Пониженная сейсмостойкость Наличие масла или элегаза Опасность размыкания вторичных цепей ТТ Большой вес и габариты Повышенный тангенс диэлектрических потерь и ухудшенные переходные характеристики емкостных ТН Ширина и неравномерность полосы пропускания ТН Влияние вторичных цепей на точностные характеристики ИИК Насыщение ТТ при КЗ Феррорезонанс Недостатки традиционных измерительных трансформаторов

7 Преимущества оптических трансформаторов Эксплуатационные характеристики (безопасность, эксплуатационные расходы) Метрологические характеристики измерительных комплексов Точное воспроизведение формы тока при КЗ Расширенная полоса пропускания Широкий динамический диапазон ТН Улучшенные точностные х-ки оптических ТТ Высокая вандалостойкость Отсутствие масла или элегаза Нет опасности размыкания вторичных цепей ТТ Малый вес и габариты Легкая утилизация Отсутствие феррорезонанса Сохранение точности при внешних механических воздействиях Сохранение точности при внешних климатических воздействиях

8 Переход к качественно новым системам автоматизации и управления возможен при использовании стандартов и технологий цифровой подстанции, к которым относятся: 1. стандарт МЭК 61850: модель данных устройств; унифицированное описание подстанции; протоколы вертикального (MMS) и горизонтального (GOOSE) обмена; протоколы передачи мгновенных значений токов и напряжений (SV); 2. цифровые (оптические и электронные) трансформаторы тока и напряжения; 3. аналоговые мультиплексоры (Merging Units); 4. выносные модули УСО (Micro RTU); 5. интеллектуальные электронные устройства (IED).

9 Функциональная схема оптического трансформатора напряжения Измерение напряжения основано на измерении электрического поля ячейкой Поккельса с использованием двухканального метола, обеспечивающего устойчивость к колебаниям температуры, вибраций и изменению интенсивности света от лазерного источника.

10 Функциональная схема оптического трансформатора тока Измерение тока основано на принципе Фарадея с отражением световой волны в конце оптического волокна, что обеспечивает независимость выходного сигнала датчика от температурных воздействий механических вибраций.

11 Спасибо за внимание!