При телемеханизации распределительных пунктов и трансформаторных подстанций 6(10) кВ применение централизованной, распределенной или смешанной системы сбора параметров телеметрии и управления объектом, как правило, определяется технико-экономическими показателями, которые сильно зависят от уровня интеграции системы телемеханики с системами РЗА и АИИС КУЭ. Чем выше уровень такой интеграции, тем эффективнее капитальные вложения в автоматизацию объекта. Зачастую в силу определенных условий построение распределенной системы сбора и управления не представляется возможным. В статье рассмотрены различные решения построения систем сбора данных и управления объектами на базе ПТК «ТМИУС КП» разработки ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика».
ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика», г. Москва
Эффективность диспетчерского управления энергообъектами, а вместе с тем и надежность электроснабжения потребителей, без всякого сомнения, определяются уровнем автоматизации объекта, объемом и достоверностью получаемых параметров телеметрии, достаточных для оценки оперативной ситуации и выработки на ее основе управленческого решения.
Минимальный объем параметров телеметрии с объекта включает в себя состояние коммутационных аппаратов (включено/отключено) и аварийно-предупредительной сигнализации (работа устройств релейной защиты и автоматики, охранно-пожарной сигнализации), значения питающего напряжения, электрической нагрузки присоединений.
В зависимости от уровня автоматизации объекта параметры телеметрии могут быть получены либо через каналы дискретного ввода, либо, при наличии технической возможности, от блоков цифровых защит присоединений (SEPAM, БМРЗ, Орион РТ3 и др.), различных многофункциональных измерительных преобразователей (SATEC, АЕТ, ЕТ, ПЦ6806, ЭНИП2 и др.), а также от микропроцессорных счетчиков электрической энергии (СЭТ‑4 ТМ, Меркурий 230 и др.).
Обобщенная типовая структурная схема распределенной системы телемеханики для распределительных пунктов (РП) и трансформаторных подстанций 6(10) кВ (ТП-6(10) кВ) представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема распределенной системы телемеханики
В качестве примера распределенной системы сбора данных телеметрии и управления объектами рассмотрим вариант, где в качестве контроллера ячейки используется многофункциональный измерительный преобразователь (МИП) с функциями счетчика электрической энергии SATEC EM133 c модулем расширения каналов ввода/вывода 12DIOR.
Головной контроллер телемеханики LinPAC‑8381 (LinPAC‑8781) по стандартным протоколам МЭК‑870-5-101/103/104, Modbus осуществляет сбор, обработку и передачу параметров телеметрии на уровень диспетчерского управления и обеспечивает ретрансляцию команды телеуправления объектом. Телеуправление объектами и сбор дискретных сигналов происходит через блоки релейной защиты либо через встроенные входы/выходы измерительных преобразователей.
Наличие у измерительного преобразователя второго дополнительного порта RS‑485 обеспечивает возможность независимого доступа к данным и функциям МИП с серверов телемеханики и АИИС КУЭ.
Ориентировочная стоимость оборудования распределенной системы телемеханики, включая шкаф телемеханики с головным контроллером и коммуникационным оборудованием, 16 измерительных преобразователей SATEC EM133 c модулями расширения 12DIOR и т. д., составит порядка 600 тыс. рублей (табл. 1).
Таблица 1. Ориентировочный расчет стоимости распределенной системы телемеханики
(для шкафа ТМ указаны основные позиции)
Зачастую при реконструкции действующих энергообъектов в силу определенных причин, как правило, ввиду отсутствия свободного места в шкафу ячейки, разместить там контроллер присоединения или многофункциональный измерительный преобразователь не представляется возможным. В этом случае единственным источником информации о нагрузке присоединения и уровне питающего напряжения остаются микропроцессорные счетчики электроэнергии (СЭТ‑4 ТМ, Меркурий 230, СЕ303 и др.), установленные раньше, до проведения работ по телемеханизации объекта.
При такой схеме сбора данных задача приема сигналов дискретного ввода и реализации телеуправления возлагается на центральный шкаф телемеханики, в который дополнительно устанавливаются модули дискретного ввода/вывода и реле телеуправления выключателями нагрузки.
Частным случаем данной схемы является необходимость опроса счетчиков электроэнергии системой АИИС КУЭ с верхнего уровня. Наиболее простым решением является использование второго интерфейса счетчиков для нужд телемеханики. Но что делать, если счетчик имеет только один интерфейс? Вариант решения проблемы – использование контроллером телемеханики функций УСПД с целью опроса счетчиков и передача данных потребления электроэнергии в понятном для системы АИИС КУЭ формате. Другим решением является использование функции «туннелирования» последовательного порта, к которому подключены счетчики электроэнергии, с помощью TCP-сокета. В данном случае контроллер основное время производит сбор информации со счетчиков для целей телемеханики, но при установлении TCP-соединения между сервером АИИС КУЭ и контроллером с целью опроса счетчиков контроллер прерывает обмен и предоставляет порт системе АИИС КУЭ. После отключения TCP-соединения обмен между контроллером и счетчиками возобновляется.
Структурная схема телемеханизации с централизованным сбором данных телеметрии и управлением объектов представлена на рис. 2.
Рис. 2. Централизованная структура сбора данных
Затраты на шкаф телемеханики для централизованного сбора данных телеметрии и управления объектами по сравнению с первым вариантом будут выше в среднем на 200 тыс. рублей. Но за счет экономии средств на контроллерах ячеек в целом по объекту общее снижение затрат применительно к РП, ТП‑6(10) кВ на шестнадцать присоединений составит более 200 тыс. рублей (табл. 2).
Таблица 2. Ориентировочный расчет стоимости затрат на шкаф телемеханики для централизованного сбора данных
(показаны основные позиции)
Актуальная потребность в сокращении расходов, необходимость создания недорогих и функциональных устройств требуют от рынка новых решений. По запросу заказчика было доработано и портировано полнофункциональное ПО под бюджетный 3G-маршрутизатор iRZ RUH2b/3. С помощью операционной системы Linux из него удалось сделать полноценный контроллер для систем телемеханики и АИИС КУЭ с возможностью передачи данных через сети сотовых операторов. Такой контроллер имеет встроенные порты RS‑232/485 и каналы ввода/вывода, а также может использоваться для телемеханизации реклоузеров (рис. 4) и создания распределенных систем мониторинга. Конфигурирование штатных функций маршрутизатора iRZ и функций телемеханики производится через различные страницы веб-интерфейса, что позволяет сохранить техническую и программную поддержку от производителя.
Рис. 3. Схема на базе iRZ RUH3
Рис. 4. Телемеханизация реклоузера
В качестве системы диспетчерского управления может служить существующая SCADA или ОИК, которая позволяет принять информацию в протоколе МЭК 870-5-104.
Маршрутизаторы для 3G-сетей производства iRZ успешно применяются многими компаниями для организации основных и резервных каналов связи, однако потенциал данных устройств значительно выше.
Выводы
Компания «ЦентрЭнергоАвтоматика» обладает набором доступных и проверенных временем надежных решений для построения различных вариантов телемеханизации объектов электроэнергетики с интеграцией различных систем и приборов и обеспечивает «под ключ» их внедрение, включая проектирование, монтаж и наладку, а также техническую поддержку.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 6(54)_2014
А. В. Игнашев, технический директор
ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика», г. Москва,
тел.: (495) 234-7643,
e‑mail: info@cea-energo.ru,
_big.jpg'); "6(108)_small.jpg")