Қосалқы стансаларды автоматтандырудың даму жағдайы мен тенденциялары

Қосалқы станция электр жүйесіндегі таптырмас және маңызды буын болып табылады. Ол қуатты түрлендіру мен қуатты қайта бөлудің ауыр міндеттеріне жауап береді және электр желісінің экономикалық жұмысында шешуші рөл атқарады. Қосалқы станциялардың тұрақты жұмыс деңгейін жақсарту, пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайту, экономикалық тиімділікті арттыру және пайдаланушыларға жоғары сапалы электр энергиясы қызметтерін көрсету мақсатында қосалқы станцияларды автоматтандырудың кешенді технологиясы пайда бола бастады және кеңінен қолданыла бастады.

Қосалқы станцияны кешенді автоматтандыру – бұл қосалқы станцияның қосалқы жабдықтарына (соның ішінде басқару, сигналдық, өлшеу, қорғаныс, автоматты құрылғылар мен қашықтан басқару құрылғылары және т.б.) есептеуіш техника мен заманауи байланыс технологиясын қолдану және қосалқы станцияның жұмысын автоматты бақылау мен өлшеуді жүзеге асыру. функционалдық комбинация және оңтайландырылған дизайнды басқару және үйлестіру, сондай-ақ диспетчерлік байланыс сияқты кешенді автоматтандыру жүйелері. Қосалқы станцияларды кешенді автоматтандыруды жүзеге асыру электр желісінің экономикалық жұмыс деңгейін жақсартуға, инфрақұрылымдық инвестицияларды азайтуға және қараусыз қалған қосалқы станцияларды ынталандыруға мүмкіндік береді. Компьютерлік технологияның, ақпараттық технологияның және желілік технологияның қарқынды дамуы қосалқы станцияларда кешенді автоматтандыру технологиясының алға жылжуына әкелді. Соңғы жылдары цифрлық электрлік өлшеу жүйелерінің (мысалы, фотоэлектрлік трансформаторлар немесе электрондық трансформаторлар), интеллектуалды электр жабдықтары мен олармен байланысты коммуникациялық технологиялардың дамуымен қосалқы станцияларды автоматтандырудың біріктірілген жүйесі цифрландыруға бет бұруда.

I. Қосалқы станцияларды автоматтандыру жүйесінің негізгі функциялары

Қосалқы станцияны біріктірілген автоматтандыру жүйесінің негізгі функциялары келесі алты ішкі жүйенің функцияларында көрсетіледі:

1. Мониторингтің ішкі жүйесі;

2. Релелік қорғаныстың ішкі жүйесі;

3. Кернеу мен реактивті қуатты басқарудың кешенді ішкі жүйесі;

4. Энергетикалық жүйенің төмен жиілікті жүктемені жоюды басқару ішкі жүйесі;

5. Күту режиміндегі электрмен жабдықтауды автоматты коммутацияны басқарудың ішкі жүйесі;

6. Коммуникациялық ішкі жүйе.

Бұл бөлім салыстырмалы түрде мазмұнға бай және оны егжей-тегжейлі түсіндіретін көптеген құжаттар бар, сондықтан бұл мақала егжей-тегжейлі қарастырылмайды.

II. Қосалқы станцияларды автоматтандырудың дәстүрлі жүйесі

1. Жүйе құрылымы

Қазіргі уақытта отандық және шетелдегі біріктірілген қосалқы станцияларды автоматтандыру жүйелерінің құрылымдары конструкторлық идеялар негізінде келесі үш түрге жіктеледі [1]:

(1) Орталықтандырылған

Перифериялық интерфейс схемаларын кеңейту, қосалқы станцияның аналогтық, коммутациялық және цифрлық ақпаратын орталықтандырылған түрде жинау, орталықтандырылған өңдеу мен есептеулерді орындау, микрокомпьютер мониторингін, микрокомпьютерді қорғау және кейбір автоматты басқару функцияларын орындау үшін әртүрлі дәрежедегі компьютерлерді пайдаланыңыз. Оның сипаттамалары: компьютердің өнімділігіне жоғары талаптар, нашар масштабтау және техникалық қызмет көрсету және орта және шағын қосалқы станциялар үшін жарамды.

(2) Таратылды

Бақыланатын объектілерге немесе қосалқы станцияның жүйелік функцияларына сәйкес бөлінген бірнеше процессорлар параллель жұмыс істейді және орталық процессорлар арасындағы деректер байланысын жүзеге асыру үшін желілік технология немесе сериялық әдістер қолданылады. Бөлінген жүйені кеңейту және қолдау оңай, ал жергілікті ақаулар басқа модульдердің қалыпты жұмысына әсер етпейді. Бұл режимді орнату кезінде орталықтандырылған экранды топтау немесе бөлінген экранды топтау үшін пайдалануға болады.

(3) Орталықтандырылмаған бөлу

Әрбір деректерді жинау, басқару блогы (енгізу/шығару блогы) және шығанақ қабатындағы қорғаныс блогы жергілікті түрде коммутатор шкафында немесе басқа жабдықтың жанында орнатылады. Әрбір қондырғы бір-бірінен тәуелсіз және тек байланыс желісі арқылы өзара байланысқан және негізгі қосалқы станция деңгейіндегі өлшеу және басқару блогына қосылған. байланыс. Шығанақ деңгейінде аяқталуы мүмкін функциялар қорғаныс функциялары сияқты байланыс желісіне тәуелді емес. Байланыс желісі әдетте оптикалық талшықты немесе бұралған жұп болып табылады, ол қайталама жабдықты және қайталама кабельдерді максималды түрде қысып, инженерлік құрылыс инвестицияларын үнемдейді. Орнату әр бөлімде шашыраңқы болуы мүмкін немесе басқару бөлмесіндегі экрандардың орталықтандырылған немесе иерархиялық топтастырылуы мүмкін. Сондай-ақ, бір бөлігі басқару бөлмесінде, ал екінші бөлігі коммутатор шкафында шашыраңқы болуы мүмкін.

2. Бар проблемалар

Қосалқы станцияны біріктірілген автоматтандыру жүйесі қолданудың жақсы нәтижелеріне қол жеткізді, бірақ кемшіліктері де бар, олар негізінен көрініс табады: 1. Бастапқы және қайталама арасындағы ақпарат алмасу бұрынғысынша кабельді қосудың дәстүрлі режимін жалғастыруда, бұл жоғары құны және құрылыс пен техникалық қызмет көрсетуде ыңғайсыз; 2. Мәліметтерді жинаудың екіншілік бөлігі көп жағдайда қайталанады, ол ресурстарды босқа жұмсайды; 3. Ақпаратты стандарттау жеткіліксіз, ақпарат алмасу төмен, бірнеше жүйе қатар жұмыс істейді, құрылғылар арасында және құрылғылар мен жүйелер арасында өзара байланыс қиын, бұл ақпараттық аралдарды қалыптастырады және ақпаратты жан-жақты қолдануды қиындатады; 4. Жазатайым оқиға болған кезде, кезекші операторлардың қатені дұрыс анықтауына кедергі келтіретін тиімді сүзгілеу механизмі жоқ оқиға туралы дабыл ақпаратының үлкен көлемі пайда болады.

III. Цифрлық қосалқы станция

Цифрлық қосалқы станциялар қосалқы станцияларды автоматтандыруды дамытудың келесі кезеңі болып табылады. «Электр желілері кәсіпорнының «Он бірінші бесжылдық» ғылым мен техниканы дамыту жоспарында» «Он бірінші бесжылдықта» сандық қосалқы стансалар зерттеліп, демонстрациялық стансалар салынады деп нақты көрсетілген. 2, және қазіргі уақытта цифрлық қосалқы станциялар бар. Фучжоу конвенциясы және көрме трансформациясы 110 кВ цифрлық қосалқы станциясы сияқты аяқталып, пайдалануға берілді.

1. Цифрлық қосалқы станция туралы түсінік

Цифрлық қосалқы станция ақпаратты жинау, беру, өңдеу және шығару процестері толығымен цифрлық болып табылатын қосалқы станцияны білдіреді. Оның негізгі сипаттамалары интеллектуалды жабдық, байланыс желісі және автоматтандырылған жұмыс пен басқару болып табылады.

Цифрлық қосалқы станциялардың келесі негізгі ерекшеліктері бар:

(1) Интеллектуалды бастапқы жабдық

Сандық шығысты пайдаланатын электрондық трансформаторлар және интеллектуалды қосқыштар (немесе интеллектуалды терминалдары бар дәстүрлі қосқыштар) сияқты интеллектуалды бастапқы жабдық. Бастапқы құрылғы мен қосымша құрылғы сандық кодталған ақпаратты оптикалық талшықты тасымалдау арқылы сынама алу мәндерін, күй шамаларын, басқару пәрмендерін және басқа ақпаратты алмасады.

(2) Қосымша жабдық желісі

Байланыс желісі аналогтық мәндер, коммутация мәндері және екінші реттік құрылғылар арасында басқару командалары сияқты ақпаратты алмасу үшін пайдаланылады және басқару кабельдері жойылады.

(3) Операциялық басқару жүйесін автоматтандыру

Автоматтандыру деңгейін жақсарту және пайдалану мен техникалық қызмет көрсетудің қиындықтары мен жүктемесін азайту үшін ақауларды автоматты талдау жүйелері, жабдықтың денсаулық жағдайын бақылау жүйелері және бағдарламаланған басқару жүйелері сияқты автоматтандыру жүйелерін қосу керек.

2. Цифрлық қосалқы станциялардың негізгі техникалық сипаттамалары

(1) Деректерді жинауды цифрландыру

Цифрлық қосалқы станцияның негізгі белгісі - бастапқы және қайталама жүйелерді тиімді электрлік оқшаулауға қол жеткізу және арттыру үшін ток және кернеу сияқты электрлік параметрлерді жинау үшін цифрлық электрлік өлшеу жүйелерін (мысалы, фотоэлектрлік трансформаторлар немесе электронды трансформаторлар) пайдалану. электрлік шамаларды өлшеу диапазоны және өлшеу дәлдігін жақсартады, осылайша кәдімгі қосалқы станция құрылғыларынан ақпараттың артық болуына түрлендіруді жүзеге асыруға және ақпараттық интеграцияны қолдануға негіз береді.

(2) Жүйенің иерархиялық таралуы

Қосалқы станцияларды автоматтандыру жүйелерінің дамуы орталықтандырылған жүйеден бөлінгенге көшуді бастан кешірді. Екінші буынның иерархиялық таратылған қосалқы станцияларының автоматтандыру жүйелерінің көпшілігі жетілген желілік байланыс технологиясын және жабдық туралы ақпаратты толық және айтарлықтай жаза алатын ашық байланыс хаттамаларын пайдаланады. Жүйенің жауап беру жылдамдығын айтарлықтай жақсартады. Цифрлық қосалқы станцияны автоматтандыру жүйесінің құрылымын физикалық түрде екі санатқа бөлуге болады, атап айтқанда интеллектуалды бастапқы жабдық және желілік қосалқы жабдық; логикалық құрылымы бойынша оны IEC61850 байланыс стандартының анықтамасы бойынша «процесстік қабат» және «шығарма қабаты» деп бөлуге болады. «,» станцияны басқару деңгейі» үш деңгей.Жоғары жылдамдықты желілік байланыс әр деңгей ішінде және арасында қолданылады.

(3) Ақпараттық өзара әрекеттесу және ақпараттық қолданбаларды біріктіру желісі

Цифрлық қосалқы станциялар жоғары вольтты және жоғары токты цифрлық сигналға тікелей түрлендіру үшін кәдімгі трансформаторлардың орнына төмен қуатты, цифрлық жаңа трансформаторларды пайдаланады. Ақпарат алмасу жоғары жылдамдықты желілер арқылы сайттағы құрылғылар арасында жүреді. Қосымша құрылғыларда қайталанатын функциялары бар енгізу/шығару интерфейстері жоқ. Кәдімгі функционалдық құрылғылар деректер мен ресурстарды ортақ пайдалануға қол жеткізу үшін логикалық функционалдық модульдерге айналады. Қазіргі уақытта IEC61850 халықаралық деңгейде қосалқы станцияларды автоматтандырудың байланыс стандарты ретінде анықталды.

Сонымен қатар, цифрлық қосалқы станция ақпаратты біріктіреді және бастапқы шашыраңқы екінші жүйе құрылғыларының функцияларын оңтайландырады, осылайша ол әдеттегі қосалқы станциялардың проблемаларын бақылау, бақылау, қорғау, ақауларды тіркеу, өлшеу және өлшеу құрылғыларындағы аппараттық конфигурациялардың қайталануын тиімді болдырмайды. өйткені ақпаратпен бөліспеу және жоғары инвестициялық шығындар орын алады.

(4) Зияткерлік жабдықты пайдалану

Жаңа жоғары вольтты автоматты ажыратқыштың қайталама жүйесі микрокомпьютерлерді, қуат электроникасының технологиясын және жаңа сенсорларды пайдалана отырып орнатылды. Ажыратқыш жүйесінің интеллектісі микрокомпьютермен басқарылатын екінші жүйе, IED және сәйкес интеллектуалды бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жүзеге асырылады. Қорғау және басқару пәрмендерін беруге болады. Талшықты-оптикалық желі сөндіргіштің жұмыс механизмімен цифрлық интерфейсті қамтамасыз ете отырып, дәстүрлі емес қосалқы станцияның қайталама тізбек жүйесіне жетеді.

(5) Жабдықтың техникалық қызмет көрсету күйі

Цифрлық қосалқы станцияларда электр желісінің жұмыс күйінің деректері және әртүрлі IED құрылғыларының ақаулары мен әрекеті туралы ақпаратты жұмыс пен сигналдық цикл күйін тиімді бақылауға қол жеткізу үшін тиімді алуға болады. Цифрлық қосалқы станцияларда бақыланбайтын функционалдық блоктар жоқтың қасы, жабдықтың жай-күйі сипаттамаларын жинауда соқыр нүктелер жоқ. Жабдыққа техникалық қызмет көрсету стратегиясын кәдімгі қосалқы станция жабдығына «тұрақты техникалық қызмет көрсетуден» «шартты техникалық қызмет көрсетуге» өзгертуге болады, осылайша жүйенің қолжетімділігін айтарлықтай жақсартады.

(6) LPCT өлшеу принципі және тексеру құралының сыртқы түрі

Жоғарыда айтылғандай, LPCT шын мәнінде төмен қуат шығыс сипаттамалары бар электромагниттік ток трансформаторы болып табылады. IEC стандартында ол электромагниттік ток трансформаторын білдіретін электрондық ток трансформаторының іске асыру нысаны ретінде көрсетілген. Қолдану перспективалары кең даму бағыты. LPCT шығысы әдетте электронды схемаларға тікелей берілгендіктен, қайталама жүктеме салыстырмалы түрде аз; оның өзегі әдетте микрокристалды қорытпа сияқты магнитті өткізгіштігі жоғары материалдардан жасалған және өлшеу дәлдігін кішірек өзек қимасымен (өзек өлшемі) қанағаттандыруға болады. талаптар.

(7) Жүйе құрылымын тығыздау және модельдеуді стандарттау

Сандық электрлік өлшеу жүйесі шағын өлшемді және жеңіл салмақ сипаттамаларына ие. Оны интеллектуалды тарату құрылғылары жүйесіне біріктіруге болады, ал функционалдық комбинация мен жабдықтың орналасуын қосалқы станцияның мехатроникасының концепциясына сәйкес оңтайландыруға болады. Жоғары вольтты және ультра жоғары вольтты қосалқы станцияларда қорғаныс құрылғыларының енгізу-шығару қондырғылары, өлшеу және бақылау құрылғылары, ақауларды тіркегіштер және басқа да автоматты құрылғылар ЖЭО-ның технологиялық конструкциясын жүзеге асыратын бастапқы интеллектуалды жабдықтың бөлігі болып табылады; орташа және төмен вольтты қосалқы станцияларда Қорғаныс және бақылау құрылғылары шағын, ықшам және коммутатор шкафында толығымен орнатылуы мүмкін.

IEC61850 энергетикалық жүйелер үшін модельдеу стандартын белгілейді және қосалқы станцияларды автоматтандыру жүйелері үшін бірыңғай және стандартты ақпарат үлгісін және ақпарат алмасу үлгісін анықтайды. Оның маңыздылығы негізінен интеллектуалды құрылғылардың өзара әрекеттесуін жүзеге асыруда, қосалқы станцияларда ақпарат алмасуды жүзеге асыруда және жүйеге техникалық қызмет көрсету конфигурациясын жеңілдету мен жобаны жүзеге асыруда көрінеді.

3.IEC61850 стандарты

IEC61850 – Халықаралық электротехникалық комиссияның TC57 жұмыс тобы тұжырымдаған «Қосалқы станциялардың байланыс желілері мен жүйелері» стандарттарының сериясы. Ол желілік байланыс платформаларына негізделген қосалқы станцияларды автоматтандыру жүйелеріне арналған халықаралық стандартты анықтама болып табылады. Ол сондай-ақ диспетчерлік орталықтардан қосалқы станцияларға, қосалқы станциялар мен тарату жүйелеріне дейінгі қуат жүйелері үшін стандартқа айналады. Электр автоматикасының үздіксіз қосылуы үшін байланыс стандарты әмбебап желілік байланыс платформасы үшін өнеркәсіптік басқару байланыс стандарты болады деп күтілуде.

Дәстүрлі байланыс хаттамалары жүйесімен салыстырғанда, техникалық IEC61850 келесі тамаша мүмкіндіктерге ие: 1. Объектіге бағытталған модельдеу технологиясын қолданыңыз; 2. Бөлінген және қабатты жүйелерді қолдану; 3. Abstract Communication Service Interface (ACSI) және SCSM технологиясының арнайы байланыс қызметінің картасын пайдалану; 4 MMS (Manufacture Message Specification) технологиясын пайдаланады; 5 өзара әрекеттесу мүмкіндігі бар; 6 болашаққа бағдарланған, ашық архитектураға ие.

VI. Қорытынды

Біздің елімізде қосалқы станцияларды автоматтандыру жүйелерін қолдану өте маңызды нәтижелерге қол жеткізді және электр желісінің экономикалық жұмыс деңгейін арттыруда маңызды рөл атқарады. Қазіргі уақытта жаңа технологиялардың үздіксіз дамуымен цифрлық қосалқы станциялар пайда болуда. Дәстүрлі қосалқы станциялармен салыстырғанда цифрлық қосалқы станциялардың келесі артықшылықтары бар: қайталама сымдарды азайту, өлшеу дәлдігін арттыру, сигнал беру сенімділігін арттыру, электромагниттік үйлесімділік, берілістің шамадан тыс кернеуі және кабельдерден туындаған екі нүктелік жерге қосу сияқты проблемаларды болдырмау және жабдық арасындағы мәселелерді шешу. Өзара әрекеттесу мәселелері, қосалқы станцияның әртүрлі функциялары жабдықтың қайталануын болдырмай, автоматтандырылған жұмыс пен басқару деңгейін одан әрі жақсартуға мүмкіндік беретін бірыңғай ақпараттық платформаны бөлісе алады. Цифрлық қосалқы станция – қосалқы станцияларды автоматтандыру технологиясының даму бағыты.

Weshine Electric Manufacturing Co., Ltd.