Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Шелякин В.П
Французской комиссии ANSES [4]. По этой причине их запрещено использовать в школах, детских садах и т.п.;
деградация кристалла светодиода, из-за чего он со временем теряет свои световые характеристики.
Как мы видим, достоинства данного типа освещения перевешивают недостатки, что подтверждает их популярность у потребителей. Доказательством может служить нижеприведённый график, представленный на рисунке.
Рисунок. Структура рынка светильников в нашей стране Литература
1.Основные характеристики российской энергетики
[Электронный ресурс]: Режим доступа: https://minenergo.gov.ru/node/532 (дата обращения: 01.04.2020).
2.СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*: дата введения 2017-05-08.
3.Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 26.07.2019) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
4.French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.anses.fr/en/content/leds-blue-light (дата обращения: 13.08.2019).
Воронежский государственный технический университет
81
УДК 621.315
Д.В. Бондаренко, Д.А. Чаплынская, С. А. Горемыкин, Н.В. Ситников
КОНЦЕПЦИЯ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
ВСООТВЕТСТВИИ СО СТАНДАРТОМ МЭК61850
ИЕЕ РЕАЛИЗАЦИЯ
Рассматриваются история создания и содержание стандарта МЭК61850. Описывается основные особенности подстанций, реализованных в соответствии с концепцией цифровой подстанции. Формулируются требования, предъявляемые к архитектуре цифровой подстанции. Анализируются преимущества от внедрения цифровых подстанций.
Ключевые слова: цифровая подстанция, коммуникационные стандарты, цифровая информация.
Применяя понятие «цифровая подстанция» (ЦПС) обычно подразумевают современную подстанцию, на которой реализована передача и обработка информации в цифровом виде. Это означает, что силовое оборудование подстанции (ПС) оснащено интеллектуальными датчиками, выдающими цифровые сигналы, применяются телекоммуникационные технологии, реализованные в виде локальной вычислительной сети, а также организованы автоматизация и управление оборудованием подстанции.
Разработанный в 2003 году международный стандарт МЭК61850«Коммуникационные сети системы подстанций» содержит в себе единые правила в использовании коммуникационных стандартов (протоколов) и единых моделей, используемых при разработке и создании современной «цифровой подстанции». Предпосылки к созданию стандарта МЭК61850 возникли еще в 1980-х годах в США. Тогда впервые были разработаны и применены технологии управления роботизированными установками, собирающими автомобили. В основе управления ими лежал протокол MMS. Этот протокол лег в основу разработки концепции UCA2 (UtilityCommunicationArchitecture), который успешно применялся в электроэнергетических сетях и системах.
Стандарт МЭК61850 имеет десять частей, в которых последовательно дана терминология, сформулированы основные требования, описаны принципы управления системой и проектирование ЦПС, применяемые для связи микропроцессорных устройств ПС языки, представлена структура сетей связи, описаны используемые сервисы связи, даны требованию по проверке на совместимость.
Следует отметить, что в 2009 году на основе стандарта МЭК61850был разработан отечественный стандарт ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009 «Сети и
82
системы связи на подстанциях. Часть 7. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Раздел 1. Принципы и модели».
На практике впервые концепцию ЦПС на основе стандарта МЭК61850 реализовал немецкий концерн Siemens в 2005 году. Запущенная в эксплуатацию ПС предназначалась для электроснабжения в Германии крупного месторождения угля. Тогда же в Швейцарии была запущена в эксплуатацию еще одна ПС, обеспечивающая питанием предприятие по производству автомобилей. Уже в 2006 году концерн Siemens реализовал более 130 проектов ЦПС, соответствующих стандарту МЭК61850.
Опыт внедрения концепции ЦПС позволил выявить следующие основные тенденции и дать рекомендации:
1)в качестве первичных источников сигналов целесообразно использовать оптические измерительные трансформаторы (трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, а также комбинированные);
2)все силовое оборудование оснащается цифровыми датчиками, которые передают информацию о его состоянии, токах, напряжениях и т. д.
3)необходимо применять комплектные и компактные распределительные устройства;
4)для передачи информации используются локальные цифровые
сети.
Можно сформулировать следующие основные требования к архитектуре ЦПС.
1 В основе взаимодействия оборудования ПС должны лежать коммуникационные стандарты, изложенные в МЭК61850 (единство построения сетей, применения протоколов и информационных моделей).
2 Все серверное оборудование должно поддерживать те же протоколы и информационные модели (МЭК (IEC) 61850), а для обмена с внешними АСУ должны реализовываться протоколы IEC 60870-5-101 и IEC 60870-5-104.
3 Обмен информацией между вторичным и подстанционным оборудованием должен осуществляться по стандарту МЭК61850.
Следует отметить, что внедрение концепции ЦПС дает следующие преимущества по сравнению с обычными подстанциями.
1 Поскольку для передачи информации используются унифицированные телекоммуникационные технологии, то достаточно одной телекоммуникационной сети. В результате уменьшается общее количество оборудования для измерений, передачи сигналов и их обработки, тогда как в традиционной ПС используются индивидуальные устройства и технологии измерений и передачи сигналов.
2 Поскольку на ЦПС применяются измерительные устройства, выдающие цифровой сигнал, то резко снижается погрешность проводимых
83
измерений, так как в процессе передачи сигналов и их обработки не сказываются дополнительные погрешности. В результате обеспечивается высокая точность проводимых измерений.
3 Наличие единой телекоммуникационной сети и технологий позволяет легко добавить новое оборудование и интегрировать его в имеющуюся систему.
4 Применение на традиционных ПС медных кабелей создает проблемы по обеспечению электромагнитной совместимости технических средств, поскольку их необходимо экранировать и заземлять с двух сторон. Использование опто-волоконных кабелей на ЦПС позволяет исключить проблемы, вызванные несоблюдением электромагнитной совместимости. Кроме того, нет необходимости экранировать кабели.
5 Применение на ЦПС электронных измерительных устройств и преобразователей исключает проблемы, характерные обычным измерительным трансформаторам (несинусоидальность сигналов при насыщении сердечников, повреждения при КЗ, опасность взрыва масляных баков и т. д.).
6 Применение современных сетевых технологий позволяет уменьшить количество кабелей связи. Более того, использование оптоволоконных кабелей позволяет передавать большие потоки цифровой информации. В результате упрощается система вторичных кабелей по сравнению с традиционной подстанцией.
7 Поскольку все сигналы цифровые, то для ЦПС характерна высокая надежность, так как цифровые сигналы характеризуются высокой помехоустойчивостью. Оптические же сигналы, кроме того, не подвержены воздействию электромагнитных помех.
8 В соответствии со стандартом МЭК61850 все цифровое оборудование на ЦПС использует единые интерфейсы, протоколы передачи данных и информационные модели. Поскольку этот стандарт соблюдают все производители, то использование оборудования различных производителей, как правило, не вызывает проблем и сложностей. Тогда как на традиционных ПС существуют проблемы взаимодействия вторичного оборудования производства различных компаний.
9 Реализация концепции ЦПС позволяет в дальнейшем увеличивать уровень управления и автоматизации.
Следует предположить, что через некоторое время все вновь сооружаемые подстанции и объекты электроэнергетики будут проектироваться исключительно в соответствии с концепцией «цифровой подстанции», основанной на применении международного стандарта МЭК61850.
84
Литература 1. Прикладные задачи электромеханики, энергетики,
электроники: труды Всерос. студ. научно-технической конф. – Воронеж:
ВГТУ, 2020. – С. 53-57.
Воронежский государственный технический университет
85