Ինչպես իրականացնել ավանդական ենթակայանների ինտելեկտուալ վերափոխումը?

Ինչպես իրականացնել ավանդական ենթակայանների ինտելեկտուալ վերափոխումը?

Ամբողջ աշխարհում հազարավոր ենթակայաններ դեռևս աշխատում են էլեկտրամագնիսական ռելեներով, պարուրակավոր կառավարման մետաղալարերով, որոնք կապում են բայերը կետից կետ, և թղթե մուտքագրման թերթերով, որոնք օպերատորները լրացնում են ժամը մեկ անգամ կատարվող շրջայցների ընթացքում: Այս ենթակայանները հուսալի են, սակայն նաև «կույր» են՝ չեն կարողանում հաղորդել իրենց սեփական վիճակի մասին, չեն կարողանում կանխատեսել ձախողումները և չեն կարողանում կառավարվել հեռավարով: Ինտելեկտուալ վերափոխումը փոխում է սա՝ առանց անհրաժեշտության ամբողջովին նոր կառուցելու:

Ինտելեկտուալ շերտը. Ինչն է թարմացվում

Իմաստուն ենթակայանի վերափոխումը հաշվի է առնում չորս գործառնական շերտ։ Գործընթացների շերտը անալոգային սիգնալները թվայնացնում է դրանց աղբյուրում՝ սովորական հոսանքի և լարման փոխակերպիչների փոխարեն օգտագործելով ոչ սովորական սարքավորման փոխակերպիչներ (NCIT), որոնք ֆայբերի միջոցով արտադրում են թվային նմուշային արժեքներ։ Բեյի շերտը տարանջատված պաշտպանության ռելեների փոխարեն օգտագործում է իմաստուն էլեկտրոնային սարքեր (IED), որոնք հաղորդակցվում են IEC 61850 GOOSE հաղորդագրությունների միջոցով, այլ ոչ թե մեխանիկական երկական սիգնալների միջոցով։ Կայանի շերտը մեխանիկական կառավարման վահանակի փոխարեն օգտագործում է SCADA համակարգ և օպերատորի աշխատանքային կայան՝ մարդ-մեքենայի ինտերֆեյսի (HMI) էկրաններով։ Ձեռնարկության շերտը ենթակայանը միացնում է էլեկտրական ցանցի գույքի կառավարման, էներգիայի կառավարման և վիճակի վրա հիմնված սպասարկման հարթակներին։

Փուլային վերափոխումը կարող է այս շերտերը թարմացնել անկախ մեկը մյուսից: Ենթակայանը կարող է ընդունել IEC 61850 կայանային ավտոմատացված հաղորդակցություն սարքերի միջև՝ պահպանելով սովորական չափիչ փոխակերպիչները՝ ստանալով միջբայային հաղորդակցության արագություն և նվազեցնելով միացման գծերի քանակը՝ առ ani չդիպչելով առաջնային սարքավորումներին: Ի հակադրություն, կայանը կարող է տեղադրել NCIT-ներ և միավորման սարքեր գործընթացի մակարդակում՝ պահպանելով գոյություն ունեցող պաշտպանության ռելեները անալոգային մուտքերով՝ բարելավելով չափումների ճշգրտությունը՝ առ ani չփոխելով պաշտպանության սխեմաները:

IEC 61850. Պրոտոկոլը, որն ապահովում է ինտելեկտուալ հնարավորությունները

Ավանդական ենթակայանային միացման գծերը յուրաքանչյուր չափիչ փոխակերպիչից յուրաքանչյուր ռելեին, որը այդ չափումն է պահանջում, անցկացնում են նվիրված պղնձե զույգ՝ աստղաձև տոպոլոգիա, որը օգտագործում է կիլոմետրեր կաբել և յուրաքանչյուր տերմինալային տուփում ստեղծում է անհաջողության մեկ կետ: IEC 61850-ը փոխարինում է սա մանրաթելային օպտիկական ցանցով, որտեղ նմուշավորված արժեքները և GOOSE անհապաղ ազդանշանները միևնույն ֆիզիկական ենթակառուցվածքի միջոցով կիսվում են ժամանակային համաժամանակեցված Ethernet-ի միջոցով:

Հիմնարար ինժեներական առավելությունները չափելի են։ Կառավարման շենքում կաբելների քանակը նվազում է մոտավորապես 60–70 %-ով։ Յուրաքանչյուր բեյի համար շահագործման մեջ մտցնելու ժամանակը նվազում է շաբաթներից մինչև օրեր, քանի որ մարտկոցային միացումները ստուգվում են միացման ստատուսի LED-ներով, այլ ոչ թե ձեռքով կատարվող կետից կետ շարունակականության փորձարկմամբ։ Սակայն ամենամեծ առավելությունը համատեղելիությունն է՝ մեկ արտադրողի պաշտպանության IED-ը կարող է հաղորդակցվել երկրորդ արտադրողի բեյի կառավարիչի հետ՝ օգտագործելով ստանդարտացված տվյալների մոդել, ինչը վերացնում է ավանդական ենթակայանների ինտեգրման մեջ գերակշռող պրոտոկոլային շերտավորված միջնորդները և հատուկ համապատասխանեցումները։

Քայլ առ քայլ վերափոխման ճանապարհային քարտեզ

Առաջին փուլում տեղադրվում է կայանի ավտոմատացման բուսի շերտը. կառավարման սենյակում տեղադրվում են Ethernet ս witches-ներ, ռելեները թարմացվում են IEC 61850-ին համատեղելի IED-ների վրա, իսկ SCADA HMI-ն իրականացվում է։ Այժմ կայանը ունի տեղական և հեռավար մոնիտորինգ, իրադարձությունների մատյան և խանգարումների գրանցում։ Այս փուլը կարող է ավարտվել պլանավորված անջատումների ընթացքում՝ 4–6 շաբաթվա ընթացքում տիպիկ 6-բեյանոց բաշխման ենթակայանի համար։

Երկրորդ փուլում տեղադրվում է գործընթացի բասի շերտը. ստեղծվում են միավորման միավորներ կայանում՝ անալոգային սիգնալները թվայնացնելու համար աղբյուրում, միացվում է մարտկոցային մագիստրալը կառավարման շենքին և կարգավորվում են նմուշային արժեքների հոսքերը: Կայանի և կառավարման սենյակի միջև գտնվող պղնձե բազմամիջուկային կաբելները դուրս են բերվում շահագործումից: Այս փուլը ավելի մեծ միջամտություն է պահանջում և սովորաբար համատեղվում է առաջնային սարքավորումների փոխարինման ցիկլերի հետ՝ հին CT-ներն ու VT-ները նույն անջատման ժամանակ փոխարինվում են NCIT-ներով:

Երրորդ փուլում տեղադրվում են առաջադեմ կիրառություններ՝ սարքավորումների մասնակի արտանետման մոնիտորինգ, տրանսֆորմատորների վրա լուծված գազերի վերլուծություն, շարժական մեխանիզմի վիճակի մոնիտորինգ՝ սալիկի հոսանքի ստորագրության վերլուծության միջոցով և օդային մատակարարման գծերի դինամիկ գծային գնահատում: Այս վիճակի վրա հիմնված սպասարկման գործիքները սպասարկման փիլիսոփայությունը փոխում են ժամանակի վրա հիմնվածից վիճակի վրա հիմնվածին, երկարացնելով սարքավորումների ծառայության ժամկետը և նվազեցնելով պլանավարված չլինելու դեպքերը:

Օրինակ՝ Բաշխիչ ենթակայանը ստանում է հեռակառավարման հնարավորություն

Աֆրիկայում գտնվող մեկ տարածաշրջանային էլեկտրամատակարարման կազմակերպություն շահագործում էր 14 անմարդավար 33/11 կՎ ենթակայաններ, որտեղ սխալի ախտորոշումը պահանջում էր տեխնիկի ուղարկում՝ միջինը 2 ժամ պատասխանման ժամանակով: Կազմակերպությունը վեց առաջնահերթության ենթակայաններում իրականացրեց փուլային ինտելեկտուալ վերափոխում, սկսած IEC 61850 սարքերի փոխարինումից և SCADA համակարգի ինտեգրումից: Նոր համակարգը, որը մատակարարվել է Չինաստանից մեկ ինտեգրված էլեկտրական սարքավորումների մատակարարի կողմից, հնարավորություն տվեց հեռավար սխալների նույնացում պաշտպանության աշխատանքից հետո 30 վայրկյանի ընթացքում և հեռավար միացման վերականգնում անցողիկ սխալների դեպքում: Միջին անջատման տևողությունը նվազեց 4,2 ժամից մինչև 1,1 ժամ: Մեծ ծախսերը վերականգնվեցին 18 ամսվա ընթացքում՝ SAIDI-ի տույժերի նվազեցման շնորհիվ:

Հաճախ տրվող հարցեր

Կարելի է արդյո՞ք վերափոխել ավանդական AIS ենթակայանը՝ առանց առաջնային սարքավորումների փոխարինման:

Այո: Առաջին փուլի վերափոխումը թարմացնում է միայն երկրորդային համակարգերը՝ ռելեները, կառավարման վահանակները և կապի ցանցը, մինչդեռ պահպանվում են գոյություն ունեցող ավտոմատ մետաղալարերը, հոսանքի փոխակերպիչները (CT-ները), լարման փոխակերպիչները (VT-ները) և շղթայավորման վահանակները: Գլխավոր սարքավորումները անփոփոխ են մնում, ինչը նվազեցնում է անջատման տևողությունը և կապիտալ ծախսերը:

Ի՞նչ է նոր թվային ենթակայանի և վերակառուցման միջև գոյություն ունեցող գնային տարբերությունը:

Բրաունֆիլդի ինտելեկտուալ վերակառուցումը սովորաբար արժե 40–60 % նոր գրինֆիլդի թվային ենթակայանի արժեքից՝ նույն գործառնական հնարավորություններով, քանի որ գլխավոր սարքավորումները, կայանի քաղաքաշինական աշխատանքները և շենքի ենթակառուցվածքը կրկին օգտագործվում են:

Ինչպե՞ս է IEC 61850-ը բարելավում ենթակայանի հավաստիությունը:

Մանրաթելային օպտիկական կապը վերացնում է վթարման ժամանակ հողի պոտենցիալի բարձրացման ռիսկերը, վերացնում է էլեկտրամագնիսական միջանկյալ ազդեցությունը անալոգային սիգնալային մանրաթելերի վրա և թույլ է տալիս կապի ցանցի անընդհատ ինքնամոնիտորինգ: Չաշխատող միացումները հայտնաբերվում են միլիվայրկյաններում, այլ ոչ թե հաջորդ պլանային սպասարկման ժամանակ:

Ի՞նչ կիբերանվտանգության միջոցառումներ են կիրառվում ինտելեկտուալ ենթակայաններում:

IEC 62351-ը սահմանում է իդենտիֆիկացիան, ծածկագրումը և բանալիների կառավարումը IEC 61850 ցանցերում: Կայանի շարժաբանի ֆիզիկական առանձնացումը արտաքին ցանցերից, IED-ների վրա դերերի հիման վրա հասանելիության վերահսկումը և մուտքի մատյանների վերլուծությունը նվազագույն պահանջներ են: Կրիտիկական ենթակայաններում ավելացվում են ներխուժման հայտնաբերման համակարգեր՝ կայանի LAN-ը վերահսկելու համար:

Կարո՞ղ են տարբեր արտադրողների IED-ները փոխգործել նույն IEC 61850 ենթակայանում:

Այո՝ երբ երկու արտադրողներն էլ ստուգված են համապատասխանության փորձարկման համար IEC 61850 խմբագրություն 2-ի հետ: Ենթակայանի կազմավորման լեզվի (SCL) ֆայլը ստանդարտացնում է տվյալների մոդելի փոխանակումը: Sinotech Group-ի նման մատակարարներ մեկական վերահսկում են բազմավենդորային փոխգործելիությունը որպես իրենց ենթակայանի ինտեգրման ծառայության մաս:

Ի՞նչ վերապատրաստում են պետք ունենալ ինտելեկտուալ ենթակայանի օպերատորները:

Օպերատորները պետք է վերապատրաստվեն ՀՄԻ-ի նավիգացիայի, զգուշացման հայտարարությունների հաստատման ընթացակարգերի և հեռակառավարման միջոցով միացման/անջատման պրոտոկոլների վերաբերյալ՝ սովորաբար 2–3 օր փորձառու ենթակայանների անձնակազմի համար: Պաշտպանության ինժեներները պետք է ստանան ավելի խորը վերապատրաստում IEC 61850 կոնֆիգուրացիայի և խանգարումների վերլուծության վերաբերյալ, սովորաբար 1–2 շաբաթ: