Система телемеханики с функцией оперативной блокировки для ПС 35-110 кВ

Информация о проекте

Задача: создание масштабируемой, экономичной, надежной и высокоинтегрируемой системы телемеханики и оперативной блокировки для подстанций 35-110 кВ

Оборудование: промышленные контроллеры LinPAC-8781, iPAC-8841, корзины расширения RU-87P8, модуль синхронизации I-87211W, модули дискретного ввода =24В I-8040PW, модули дискретного ввода =220В I-8053PV, модули дискретного вывода I-87041W, модули аналогового ввода I-87017Z, модули расширения портов RS485 I-8144iW, панельные рабочие станции Nexcom APPC-1730T

Требования заказчиков:

• Система должная строиться на базе промышленных контроллеров или компьютеров с высокой производительностью, иметь функции шлюза протоколов, дорасчета принимаемой телеметрии, ее архивирования и предоставления через интерфейс Оператора;
• Поддержка протоколов Modbus, МЭК 60870-5-101/104 в режиме приема и передачи, протокол МЭК 870-5-103 в режиме приема (указаны основные протоколы);
• Передачи информации на сервера верхнего уровня в протоколах МЭК 870-5-101/104 с различным набором телеметрии и индивидуальными настройками протокола для каждого канала;
• Реализация функций автоматики для выполнения задачи программируемой оперативной блокировки разъединителей;
• Синхронизация времени контроллеров с точностью до 1 мс;
• Визуализация данных через Web-интерфейс;
• Несколько встроенных портов Ethernet для резервирования сети
• Несколько портов RS485 для опроса устройств нижнего уровня
• ОС Linux

Краткое описание задачи

Телемеханика на энергетическом объекте изначально выполняла функции приема данных по различным каналам связи или непосредственно через встраиваемые или выносные модули аналогового и дискретного ввода/вывода и передачи на верхний уровень в стандартных для энергетики протоколах МЭК 60870-5-101/104. Данные передавались «как есть» без дополнительной обработки в одном направлении. Постепенно, с развитием технологий и аппаратными возможностями, разрабатывались функций смежных систем – оперативной блокировки, задача которой является анализ получаемых данных и выдача управляющих сигналов на основе запрограммированной в контроллере логике. С дальнейшим развитием микропроцессорных устройств релейной защиты, автоматики и измерительных преобразователей потребовалась реализация протоколов МЭК 60870-5-101/103/104 для опроса устройств нижнего уровня на уровне контроллера подстанции. Организация каналов связи и разделения функций диспетчерского управления энергосистемой потребовало реализации гибкого механизма формирования списка телеметрии для передачи на верхний уровень с возможность дорасчета получаемых аналоговых данных с целью приведения к инженерным величинам. Одним из актуальных требований является рабочее место оператора на базе настолько компьютера или встраиваемого панельного компьютера с сенсорным управлением.

Решение ООО «ЦентрЭнергоАвтоматика» на базе устройств ICPDAS в составе ПТК ТМИУС КП

Контроллеры LinPAC-8781 осуществляют все главные функции системы – принимают информацию от устройств нижнего уровня по различным протоколам и интерфейсам связи, производят дорасчет данных, выполняют функции АСУТП для целей оперативной блокировки, выполняют передачу данных на сервера верхнего уровня. Архивирование производится на отдельный внешний носитель Compact Flash для уменьшения износа встроенной Flash памяти. Контроллер является сервером времени для других устройств подстанции.

Контроллеры iPAC-8841 выполняют функции контроллера сбора дискретных сигналов и передают полученную информацию в протоколах МЭК 60870-5-101/104 на контроллер LinPAC-8781. Синхронизация происходит встроенными функциями по протоколам МЭК или NTP.

Модули дискретного ввода I-8040PW обеспечивают стабильную фиксацию событий с дискретностью 1 мс. Дребезг контактов фильтруется за счет функций программного обеспечения контроллера. По необходимости используются модули I-8053PV.

Корзины расширения используются для увеличения или разделения посадочных мест для модулей дискретного вывода I-87041W.

Модули дискретного вывода I-87041W используются для управления силовым оборудованием и выдачи разрешающих команд для функций оперативной блокировки разъединителей. Модули имеют функции «Безопасных значений» и двойной Watchdog для увеличения надежности функции удаленного управления.

Модули I-87211W используются для синхронизации контроллеров LinPAC-8781 от GPS по протоколу NMEA. Используемый сигнал PPS служит для более точной синхронизации, которая может достигать нескольких микросекунд.

Увеличение количества портов RS485 возможно за счет встраиваемых в слоты модулей I-8144iW.

Панельная рабочая станция NEXCOM APPC 1730T работает под управлением ОС Linux и с помощью браузера отображает получаемую контроллером LinPAC-8781 информацию через Web-интерфейс.

Обоснование выбора оборудования для проекта:

• Свободно программируемые контроллеры с готовой к использованию операционной системой Linux и возможностью запуска приложений пользователя
• Широкая номенклатуры модулей аналогового и дискретного ввода\вывода
• Фиксация событий с точностью и дискретностью 1 мс
• Надежность производителя и большой объем реализации продукции по всему миру гарантирует надежность и соответствующий контроль выпускаемой продукции;
• Безвентиляторное исполнение и широкий рабочий температурный диапазон