Высоковольтные подстанции Системного Оператора в...

7.12.2016

Высоковольтные подстанции Системного

Оператора в Эстонии

Игорь Метс

и МЭК 61850

7.12.2016

• Краткий обзор Системный Оператора Эстонии

• Высоковольтные ПС на МЭК 61850

• Ожидания от внедрения МЭК 61850

Содержание

7.12.2016

7.12.2016

• 5 406 км ВЛЭП и КЛЭП переменного тока

• 147 высоковольтных ПС

• 2 конвертерные станции постоянного тока высокого напряжения

• 139 км КЛЭП постоянного тока высокого напряжения

• 885 км газового трубопровода

• 36 газораспределительных станций

• 3 газоизмерительные станции

Системный оператор Эстонии

7.12.2016

7.12.2016

• Участником ассоциации ENTSO-e (European Network of Transmission system operators for electricity)

• Участником ассоциации ENTSO-g (European Network of Transmission system operators for gas)

• Участником комитета энергосистем БРЕЛЛ (Белорусия, Россия, Эстония, Латвия, Литва)

• Участником и акционером электробиржы Nord Pool Spot (NPS)

Системный Оператор Эстонии является

7.12.2016

• Подключение устройств РЗА к терминалу телемеханики посредством ВОЛС и токопроводящего кабеля

• Подключение некоторых устройств к терминалу телемеханики посредством токопроводящего кабеля (бинарные / аналоговые входы/выходы)

• Подключение измерительных преобразователей с помощью оптической / токопроводящей шины передачи данных

Традиционная реализация коммуникаций телемеханики на ПС

7.12.2016

IEC60850-5-104, from National Grid RTU to National Grid SCADA

IEC60850-5-101/104 or IEC61850 from National Grid

RTU to the local PC WS

Time synchronization

RTU

BAY X

IED nr.1

Measurement transducer

IED nr.3

IED nr.2

Cu

OPTICS

OPTICS

OPTICS

BAY X+1

…

…

…

…

BAY X+2

…

…

BAY X+3

Традициональная схема телемеханики на ПС

7.12.2016

• Количество: девять (9) 110 кВ подстанций (шина станции) и две (2) подстанции в процессе строительства

Высоковольтные подстанции и МЭК 61850

7.12.2016

МЭК 61850 используется с ограничениями:

• Используется шина станции

• Шину процесса применять не разрешено

• Обмен информации по принципу Клиент-Сервер (Client-Server) разрешён (MMS) – Обмен информации по принципу Опубликователь-Подписчик

(Publisher-Subscriber) используется только:

– Автоматическом резервном переключении трансформатора

– Для сбора общей индикации по подстанции

Высоковольтные подстанции и МЭК 61850

7.12.2016

Схема №1:

• Радиально-кольцевая схема подключения

Схема №2:

• Сквозная кольцевая схема подключения

Схема №3:

• Смешанная схема подключения

Возможные схемы ЛВС на ПС при использовании МЭК 61850

7.12.2016

Annunciat

or

IED remote

handling

IEC 61850

optics

MAIN

IED

Earthing

for surge

arrester

GPS

antenna

GPS satellite

signal

IEC 61850

optics

Auxiliary

IED

NTP, IRIG-B or IEEE1588

NTP, IRIG-B or IEEE1588

IEC 60870-5-104

optics

RTU

Gateway

BACK-

UP

IED

IEC 61850

optics

VT

X.X

IED

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

VT

X+1.X

MU

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

Transformer

ARS

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

IEC 61850 optics Gbps

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

IEC 61850

opticsIEC 61850

optics

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

Time

synchronizer

IEC 60870-5-104

optics

IED remote handlingIED remote handling

Switch of communication

service provider

IED remote

handling

IEC 60870-5-104

optics

Remote

Control

CentreWAN

IEC 61850 optics

Extended features switch

with redundant power supply

Switch with redundant

power supply

SS office LAN

connection

for ER personnel

Common

switch

Switch.

Busbar 2

Switch.

Busbar 1OVHL

bay switch

Main switchMain switch

Backup switchBackup switch

EXPLANATION

MAIN

MU

BACK-

UP MU

VT X.X

MU

IEC 61850

optics

C1T switch

IEC 61850

optics

VT

X+1.X

IED

No.1

7.12.2016

IED remote

handling

Earthing

for surge

arrester

GPS

antenna

GPS satellite

signal

NTP, IRIG-B or IEEE1588

NT

P,

IRIG

-B o

r IE

EE

15

88

IEC 60870-5-104

opticsRTU

Gateway

Time

synchronizer

IEC 60870-5-104

optics

IED remote handlingIED remote handling

Switch of communication

service provider

IED remote

handling

IEC 60870-5-104

optics

Remote

Control

CentreWAN

SS office LAN

connection

for ER personnel

IEC 61850

optics

IEC 61850

optics

EXPLANATION

Switch with single

power supply

Extended features

switch

with redundant

power supply

Auxiliary

IED

Transfor

mer

ARS

Switch B.

Auxiliary IED

BACK

-UP

IEDAnnunciator

MAIN

IED

MAIN

MU

CT/VT

BACK-

UP MU

CT/VT

Switch B.OVHL and

transformer bays

Switch A.

OVHL/Transformer bays

VT

X+1.X

IED

VT

X.X

IED

VT X.X

MU

VT X+1.X

MU

Switch B.

Busbar 1. and

busbar 2.

Switch A.

OVHL/Transformer bays

Main switchBackup switch

Switch A.

Auxiliary IED

No.2

7.12.2016

IED remote

handling

Earthing

for surge

arrester

GPS

antenna

GPS satellite

signal

All blue connectors: speed

100 Mbps

NTP, IRIG-B or IEEE1588

NT

P,

IRIG

-B o

r IE

EE

15

88

IEC 60870-5-104

opticsRTU

Gateway

Time

synchronizer

IEC 60870-5-104

optics

IED remote handlingIED remote handling

Switch of communication

service provider

IED remote

handling

IEC 60870-5-104

optics

Remote

Control

CentreWAN

SS office LAN

connection

for ER personnel

IEC 61850 and

remote handling

optics

IEC 61850 and

remote handling

optics

EXPLANATION

Switch

Extended features

switch

with redundant

power supply

Aux.

IED

C1T

IED

X.X

C2T

IED

X.XVT

IED

1.2

TARSLine

BACK-

UP IED

C1T

IED

1.1

C2T

IED

1.1

VT

IED

1.1

Annun

ciator

Line

MAIN

IED

PPM

Gharger

Disturbanc

e recorder

1

ARM

Disturbanc

e recorder

X

GigaBit

Main switch Backup switch

Touch

Screen

Panel

Local PC workstation

No.3

7.12.2016

• Аналитический метод. Математически анализируются показатели по надёжности связи для конкретной точки. Необходимы данные по времени доступности, времени наработки на ошибку, времени наработки на отказ и т.д.

• Финансово-затратный метод. Анализируются объёмы затрат на оборудование при обеспечении минимально эффективном техническом решении

Нахождение оптимальной схемы и количества элементов ЛВС

7.12.2016

7.12.2016

• Схема типовой ПС, реализованной с помощью шины станции МЭК 61850

Пример схемы ПС с использованием шины станции МЭК 61850

7.12.2016

7.12.2016

• GOOSE cвязи указаны в таблице

Пример схемы обмена рассылки и приёма GOOSE

7.12.2016

7.12.2016

+ Разграничение в устройстве РЗА функций защиты и связи

+ Возможность применении функции РЗА независимо от места физического подсоединения к РЗА ПС устройства первичной части ПС (выключателя, разъеденинеля и т.д.)

+ Иcпользование нескольких сервисов в ЛВС

+ Уменьшение стоимости проекта при проведении работ по обвязке устройств РЗА

+ Стандартизированные физические / логические объекты, узлы, качественные характеристики и т.д.

Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС

7.12.2016

- Наличие нескольких редакций МЭК 61850

- Конфликт поколений

- Отсутствие или недостаточные знания по МЭК 61850 при проверке и вводе в эксплуатацию ПС со стороны Заказчика

- Трактовка МЭК 61850 (несовместимость между устройствами от разных производителей)

- Огранниченный парк устройств, поддерживающий шину процесса

- Использование GGIO при наличии стандартизированных объектов

Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС

7.12.2016

- Несоответствия длительности жизненного цикла вторичных устройств применительно к первичным, при использовании нетрадиционных методов измерения тока и напряжения

- Отсутствие законодательной базы при коммерческом измерении электроэнергии нетрадиционными методами

- Недостаточные знания по тех.требованиям к ЛВС от Заказчика

- Обилие специфических файлов, создаваемых при строительстве и наладке РЗА на ПС. Сложность при ведении проекта

Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС

7.12.2016

- Недостаточность навыков Заказчика при расширении ПС

- Недоверие обслуживающего персонала при проведении тестовых работ на ячейках работающей ПС

- Недостаточная прозрачность обмена информации между устройствами РЗА, телемеханики в исполнительной документации ПС

Некоторые плюсы и минусы при внедрении шины станции на ПС

7.12.2016

• Значительное удешевления стоимости чел. / час при

наладке РЗА и телемеханики

• Полное применение и внедрение на ПС шины процесса, что

обслуживало бы как РЗА, регистраторы сетевых помех и

возмущений, анализаторы качества, так и устройства

коммерческого учёта электроэнергии

Ожидания от МЭК 61850

7.12.2016

• Наличие некоторых дополнительных инструментов:

– ПО от независимого производителя для создания документации по ПС на

основе файла SCD. Адресная топология GOOSE, перечень всех

логических узлов – LN, перечень всех используемых функций защиты и

т.д. и т.п.;

– ПО от независимого производителя для конфигурирования, отслеживани,

тестирования и визуализации ПС с момента строительства и наладки до

расширения и обновления имеющегося РЗА

– Универсальный тестер локальных вычислительных сетей, который

позволял бы протестировать правильность наладки сетевых устройств

Ожидания от МЭК 61850

7.12.2016

Рисунок г-на Патрик´а Луиллиер´а (mr. Patrick Lhuillier, took from PACWORD)

Спасибо за внимание! !

7.12.2016