Рассмотрены основные аспекты развития технологий и преимущества цифровых подстанций. Определены условия функционирования цифровых подстанций
развитие, технологии, цифровые подстанции, протокол МЭК 61850
Цифровизация электроэнергетической отрасли возможна при объединении всех единиц основного электрооборудования работой по единому протоколу. При наличии заданного набора функций все единицы оборудования становятся интеллектуальными электронными устройствами (intelligent electronic device – IED) и общаются между собой и центральным сервером энергетического объекта по последовательным каналам связи на единых протоколах. В настоящее время таким протоколом является протокол МЭК 61850. Это стандарт, описывающий форматы потоков передачи данных, виды информации, правила описания элементов электронных устройств и свод алгоритмов и правил для организации событийного протокола передачи данных [1, 2]. Если оборудование подстанции работает с использованием данного протокола, то ее можно назвать цифровой подстанцией. Такая подстанция оборудована комплексом цифровых устройств для решения задач релейной защиты и автоматики (РЗиА), автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП), системой регистрации аварийных событий (РСА), автоматизированной системы учета и контроля качества электроэнергии (АСКУЭ) и телемеханикой. Основной особенностью стандарта МЭК 61850 является то, что в нем определены вопросы по передаче данных между устройствами IED, и вопросы формализации описания схем подстанции, РЗиА, измерений и конфигураций устройств. Стандарт позволят использовать новые цифровые измерительные устройства взамен аналоговым: цифровые и оптические трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Информационные технологии позволяют перейти к автоматизированному проектированию цифровых подстанций, управляемых цифровыми интегрированными системами [3-6]. Вся информация на цифровых подстанциях цифровая и объединяется в шину процесса. Это дает возможность значительно сократить число медных кабелей и устройств, а также позволяет более компактно их располагать.
Архитектура цифровой подстанции, делится на три уровня: станционный уровень, уровень присоединения и полевой уровень (уровень процесса).
С появлением стандарта МЭК 61850 можно сказать, что производители начали разработку и выпуск продукции для интеллектуальных подстанций. Сейчас уже существует достаточно много различных решений для таких подстанций по МЭК 61850, которые показывают преимущества этой технологии, к которым можно отнести:
1. Повышенная надежность и доступность.
2. Оптимизация работы при которой анализ, производимый цифровыми схемами подстанций, позволяет проводить тщательный мониторинг объема данных поступающих со станционного оборудования, относительно его проектных уровней.
3. Сокращение расходов на обслуживание.
4. Улучшенные коммуникационные возможности.
5. Упрощение вторичных присоединений заменой медных кабелей на оптоволокно.
6. Повышение качества измерения с использованием цифровых измерительных трансформаторов, имеющих высокую точность и отсутствие насыщения.
7. Отсутствует возможность передачи электромагнитных помех от первичного оборудования во вторичные цепи.
8. Уменьшение помещений централизованных диспетчерских управлений за счет миниатюризации оборудования.
Разработка российских технологий, связанных с цифровыми подстанциями, способствует развитию отечественной науки и производства, и также повышает энергобезопасность нашей страны. Результаты технико-экономических исследований показывают, что серийный выпуск новых решений не будет превышать стоимость традиционных, но приведет к ряду технических преимуществ, указанных выше.
1. Положение о единой технической политике ОАО «ФСК ЕЭС». [Электронный ресурс] URL: http://www.fsk-ees/about/standards_organization.html (08.02.2024).
2. Рекомендации по применению типовых принципиальных электрических схем распределительных устройств подстанций 35–750 кВ. [Электронный ресурс] URL: http://www.fskees/about/standards_organization.html (08.02.2024).
3. Нормы технологического проектирования подстанций переменного то-ка с высшим напряжением 35–750 кВ. [Электронный ресурс] URL: http://www.fskees/ about/standards_organization.html (08.02.2024).
4. Правила устройства электроустановок. – СПб.: Изд-во ДЕАН, 2011. – 928 с.
5. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской федерации. – М.: Изд-во стандартов, 2011. – 175 с.
6. Трансформаторы силовые распределительные 6(10)-35 кВ. [Электронный ресурс] URL: http://electroshield.ru/silovye_transformatory_maslyanye_tm_tmg (08.02.2024).
