ПРЕСС-ЦЕНТР

Современный подход к автоматизации распределительной сети 20 кВ

Электроэнергия. Передача и распределение. №2/2014

Машинский Юрий Викторович, руководитель группы автоматизации подстанций ЗАО "РТСофт"
Небера Алексей Анатольевич, технический директор по электроэнергетике ЗАО "РТСофт"

Распределительная электрическая сеть среднего напряжения является основным звеном, определяющим показатели качества и надежности электроснабжения потребителей. Распределительная сеть состоит из подстанций среднего напряжения (далее ПСН), таких как РП, РТП, ТПП, ТП, соединенных между собой и центрами питания с помощью кабельных линий. По оценкам зарубежных экспертов, доля отключений, связанных с повреждениями в распределительной сети среднего напряжения, при расчете суммарного индекса CAIDI составляет 65 процентов.

Одной из причин такого высокого значения является недостаточный уровень автоматизации сетей среднего напряжения. Естественным ограничением уровня автоматизации ПСН долгое время являлась стоимость предлагаемых решений по автоматизации. Однако стоимость системы не является величиной, пропорциональной функциональности этой системы автоматизации. Современный подход к автоматизации ПСН предполагает создание интегрированной системы автоматизации, включающей в себя информационно связанные подсистемы:

  • защиты;
  • управления;
  • учета;
  •  мониторинга и диагностики оборудования;
  • связи и т. д.

Рассмотрим задачи управления распределительной сетью, решение которых непосредственно зависит от наличия и возможностей систем автоматизации, установленных на ПСН:

  • оперативный контроль и управление электрооборудованием;
  • обмен телеинформацией со смежными уровнями диспетчерского управления;
  • планирование режимов;
  • расчет и оптимизация режима сети;
  • оптимизация топологии сети;
  • регулирование напряжения;
  • управление нагрузкой;
  • проведение переключений в сети;
  • планирование ремонтов электрооборудования;
  • определение места повреждения в сети;
  • определение потерь в сетях.

Для решения этих задач системы автоматизации, установленные на ПСН, должны обладать следующими основными функциями:

  • сбор информации о положении коммутационных аппаратов;
  • измерение значений фазных токов и напряжений;
  • управление коммутационными аппаратами;
  • сбор информации о повреждениях в распределительной сети;
  • сбор информации о техническом состоянии оборудования ПСН и КЛ;
  • сбор информации об условиях работы оборудования ПСН;
  • управление режимами работы оборудования;
  • предоставление персоналу возможности доступа к собираемой информации и функциям управления и т. д.

Для того чтобы реализовать все вышеперечисленные функции, совершенно не обязательно строить на ПСН дорогостоящую систему, подобную системам АСУТП, применяемым на подстанциях высокого напряжения. Достаточно правильно интегрировать существующие на ПСН автономные системы автоматизации. Пример такого решения, разработанный компанией «РТСофт» для автоматизации РТП 20 кВ, представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Структурная схема системы автоматизации РП 20 кВ

Рис. 1. Структурная схема системы автоматизации РП 20 кВ

Решение, представленное на данной схеме, отличается от традиционного набора из систем РЗА и ТМ тем, что вместо головного устройства использован многофункциональный контроллер SPRECON-E-C, который не просто осуществляет функции сбора информации от модулей УСО, расположенных в ячейках КРУ, но также обеспечивает информационное взаимодействие с устройствами РЗА и устройствами мониторинга температуры трансформаторов.

Данное решение, по стоимости аналогичное традиционным системам телемеханики, позволяет:

  • полностью использовать функциональные возможности, предоставляемые современными устройствами РЗА, в задачах АСТУ;
  • организовать полный локальный доступ персонала ОВБ ко всей технологической информации без использования вычислительной техники;
  • повысить надежность работы оборудования и уменьшить вероятность ошибок персонала;
  • обеспечить надежное и безопасное телеуправление оборудованием РТП с разграничением прав доступа фиксацией команд в архиве и аппаратным переключением места управления (М/Д);
  • решать задачи автоматизированного и автоматического управления оборудованием;
  • удаленно диагностировать и настраивать оборудование с АРМ инженера АСТУ в ЦУС с соблюдением требований информационной безопасности;
  • сохранять инвестиции за счет применения специально разработанного для электроэнергетики и аттестованного оборудования.

Поддержка широкого набора протоколов обмена информацией в сочетании с разнообразными вариантами модулей контроллера позволяет создавать экономичные системы автоматизации на основе уже существующих на объектах устройствах РЗА и телемеханики.

Организация информационного взаимодействия между устройствами РЗА и другими системами, входящими в АСТУ, особенно важна для распределительных сетей. Это позволяет снизить негативное влияние отсутствия защитных устройств на большинстве ТП 6–20/0,4 кВ. В качестве одного из примеров такого взаимодействия можно привести использование данных от указателей токов короткого замыкания в алгоритмах восстановления электроснабжения неповрежденных участков кабельной сети.

Указатели фиксируют места протекания тока короткого замыкания и по каналам телемеханики передают данные в центр управления сетями, где на основании заданных алгоритмов восстановления происходит перерасчет схемы распределительной сети с локализацией поврежденного участка.

Также обладая информацией о текущей конфигурации и режиме работы сети, становится возможным оперативно и согласованно переключать уставки устройств РЗА, тем самым облегчая настройку селективности работы РЗА.

Еще один фактор, ограничивающий развитие систем автоматизации ПСН, организационный.

Сегодня в распределительных компаниях РФ автоматизация ПСН происходит на основе разнообразных технических условий и типовых технических заданий на отдельные системы – РЗА, телемеханика и связь, АИИС КУЭ, мониторинг оборудования и т. д. Данные нормативные документы разрабатываются внутри отдельных служб и слабо связаны между собой. Наиболее часто в составе этих документов наличие смежных систем либо не рассматривается вовсе, либо прописывается вариант минимальной интеграции для обеспечения совместимости с любыми вариантами реализации. На наш взгляд, данный подход является в корне неправильным для данного класса объектов, так как даже территориальная ограниченность ПСН предполагает применение максимально интегрированных систем.

Для сетевых компаний и других типов организаций, владеющих ПСН, в качестве первоочередных шагов по развитию систем автоматизации объектов ЗАО «РТСофт» рекомендует:

  • разработать или откорректировать существующую техническую политику в области АСТУ;
  • на основе технической политики разработать функциональные требования к системам автоматизации разных типов ПСН (РП, РТП, ТП, ТПП);
  • провести аудит существующих систем автоматизации на ПСН с целью разработки рекомендаций по их модернизации или расширению для решения наиболее актуальных задач АСТУ;
  • проанализировать предлагающиеся основными производителями инновационные технологии, готовые к пилотному применению. Данный шаг важен для компаний, обладающих большим количеством ПСН, так как принимая участие в пилотных проектах, можно без больших затрат получить решение, изначально созданное под нужды и условия вашей сети.

ЗАО «РТСофт» реализует весь комплекс услуг по созданию интегрированной системы автоматизации ПСН. Предлагаемая разработка и переход к применению типовых технических решений позволяет снизить стоимость создания и эксплуатации систем автоматизации распределительных объектов, а также сократить длительность их внедрения.