Кандай жол менен уламыштагы электр станцияларын интеллектуалдаштырууга болот?

Кандай жол менен уламыштагы электр станцияларын интеллектуалдаштырууга болот?

Дүйнө жүзүндөгү миңдеген трансформатордук подстанциялардын көпчүлүгү азыр да электромагниттүү реле менен, байланыштык баягылары ортосунда чекиттен-чекитке түшүрүлгөн меднурт кабелдер менен жана операторлор тарабынан саатына бир жолу толтурулган кагаз журналдар менен иштейт. Бул подстанциялар надёждуу, бирок алар «көрбөйтүр» — өздөрүнүн техникалык абалын кабарлай албайт, талкаланууларды алдан аныкташын мүмкүнчүлүгү жок жана алыскы башкарууга жарамдуу эмес. Акылдуу модернизация бул жагдайга өзгөртүүлөрдү толук жаңыртуу (greenfield) талап кылбай өзгөртүшүн камсыз кылат.

Акылдуу системанын катмарлары: Кайсы нерселер жаңыртылат

Акылдуу подстанциянын модернизациясы төрт функционалдык катмарга жооп берет. Процесс катмары аналогдук сигналдарды алардын башталышында цифралаштырат—традициондук ток трансформаторлорун жана кернеу трансформаторлорун ордуна оптикалык талшак аркылуу цифровой үлгүлөрдү чыгарат натууралдык эмес инструменттик трансформаторлор (NCITs) колдонулат. Бей катмары дискреттүү коргоо реле-лерин акылдуу электрондук куралдар (IEDs) менен алмаштырат, алар бинардык сигналдардын ордуна IEC 61850 GOOSE билдирүүлөрү аркылуу байланышат. Станция катмары катаал туташтырылган башкаруу панелин SCADA системасы жана адам-машина интерфейси (HMI) дисплейлери бар оператордун иш столу менен алмаштырат. Корпоративдик катмар подстанцияны коммуналдык кызматтын активдерди башкаруу, энергияны башкаруу жана шартка ылайык техникалык кызмат көрсөтүү платформаларына кошот.

Баскычтуу өзгөртүү аркылуу бул катмарларды өз алдынча жаңыртса болот. Подстанция IED-дер ортосунда IEC 61850 станциялык шинасынын байланышын колдонуп, конвенционалдуу өлчөгүч трансформаторлорду сактап калып, бир нече байттардын ортосундагы байланышдын ылдамдыгын жана электр түтүктөрүнүн санын азайтат, башкача айтканда, биринчи деңгээлдеги жабдууларга тийгилбейт. Башка тараптан, станция процесс деңгээлинде NCIT жана бириктирүү бирдиктерин орнотуп, бар болгон коргоо реле-лерин (аналог киргизүүлөрү менен) сактап калып, коргоо схемаларын өзгөртпөй-эле өлчөмдүн тактыгын жакшыртат.

IEC 61850: Акылдуулукту мүмкүн кылган протокол

Класстагы подстанциялардын электр түтүктөрү ар бир өлчөгүч трансформатордон ар бир релеге (бул өлчөмдү талап кылган) ар бир үчүрлүү меднурт чыбыгын тартат — бул жылдыз топологиясы километрлерчелик кабельди талап кылат жана ар бир терминал блогунда бир гана талкалануу нүктөсүн түзөт. IEC 61850 бул системаны убакыт менен синхрондоолуу Ethernet аркылуу үлгүлөнгөн маанилер жана GOOSE триппер сигналдары бир гана физикалык инфраструктураны бөлүшүп иштеген оптикалык талчык тору менен алмаштырат.

Негизги инженердик артыкчылыктар өлчөнүштүрүлөт. Башкаруу бинасындагы кабелдердин саны дээрлик 60–70% га азаят. Талкалардын ишке киргизилүүсү апталардан күндөргө чейин кыскарат, анткени оптикалык талчалардын туташуусу кол менен нүкта-нүкта үзгүлтүсүз тестилиштирилүүгө эмес, ал эми туташуу статусун көрсөтүүчү LED индикаторлор аркылуу текшерилет. Бирок эң ири артыкчылык — бир-бирине уйгурулуштуулук: бир производителдин коргоо IED’и стандартташтырылган маалымат моделин колдонуп, экинчи производителдин талча контроллери менен байланышат, бул традициялык электр станциясынын интеграциясында басымдуулук кылган протоколдук шлюз жана өзгөчө карта түзүүлөрүн жок кылат.

Кадам-кадам трансформациялык жол картасы

Биринчи этап станциялык шина катмарын орнотот: башкаруу борборунда Ethernet переключателдерди орнотуу, реле-терди IEC 61850-мүмкүнчүлүгү бар IED’лерже жаңыртуу жана SCADA HMI системасын ишке киргизүү. Азыр станция локалдык жана алыскы мониторинг, окуяларды жазуу жана тоскоолдуктарды жазуу функцияларына ээ. Бул этап типтүү 6-талчалык таратуу электр станциясы үчүн 4–6 апта ичинде пландагы өчүрүүлөрдүн убактысында аткарыла алат.

Экинчи этапта процесс шинасынын катмары ишке ашылат: аналогдык сигналдарды баштапкы булакта цифрлештирүү үчүн коммутациялык аянтчада бириктиргич бирдиктерди орнотуу, башкаруу бинасына оптикалык талчык тартуу жана үлгүлөнгөн маанилердин агымын конфигурациялоо. Коммутациялык аянтча менен башкаруу бөлмөсү ортосундагы күңүрдүү көп жиптүү кабелдер иштетилбей калат. Бул этап тереңирээк болуп саналат жана негизги жабдууларды алмаштыруу циклдери менен көбүнчө уйгушат — эскирбеген ТТ жана ТН трансформаторлору бирдей үзүлүштө НЦИТ менен алмаштырылат.

Үчүнчү этапта алдыңкы колдонулуштар ишке ашылат: коммутациялык жабдууларда жарымайык чыгышын көзөмөлдөө, трансформаторлордо эриген газдын анализи, ток чыбыгынын ток импульсунун анализи аркылуу ток кескисинин абалын көзөмөлдөө жана ачык өткөргүчтөрдө динамикалык линиялык баалоо. Бул абалга негизделген техникалык кызмат көрсөтүү куралдары техникалык кызмат көрсөтүү философиясын убакытка негизделгенден абалга негизделгенге которот, жабдуулардын жашын узартат жана пландан тышкары үзүлүштөрдү азайтат.

Мисал: Таркатуу подстанциясы удалёндук иштетүүнү ишке ашырат

Африкадагы аймактык электр компаниясы 14 башкарууга жетишпеген 33/11 кВ трансформатордук подстанцияларды иштетип, аварияларды аныктоо үчүн техникти чакыруу зарыл болгон—орточо реакция убактысы 2 саат. Компания алгачкы шесте приоритеттүү подстанцияларда баскычтап интеллектуалдуу модернизациялоону ишке ашырган: биринчи этапта IEC 61850 стандартындагы IED-дерди алмаштыруу жана SCADA системасын интеграциялоо. Жаңы системаны Кытайдын бириктирилген электр жабдууларын тарабынан камсыз кылынган. Бул система аварияны коргоо триггеринен кийин 30 секунд ичинде алыскыдан аныктоого жана өтүштүк авариялар үчүн алыскыдан чыбырткыны кайрадан токтотууга мүмкүндүк берген. Орточо үзүлүш убактысы 4,2 сааттан 1,1 саатка төмөндөгөн. Капиталдык чыгымдар SAIDI штрафтарынын азайтуу аркылуу 18 ай ичинде кайтарылган.

Жи frequently берилген суроолор

Алгачкы жабдууларды алмаштырбай, уламыштуу AIS подстанциясын модернизациялоого болобу?

Ооба. Биринчи этаптагы өзгөртүүлөр негизги ток кескичтери, ток трансформаторлары (ТТ), кернеу трансформаторлары (КТ) жана шиналар сакталган күйүндө гана иштеген системаларды — реле, башкаруу панелдери жана байланыш тармагын — жаңыртат. Негизги жабдуулар тургузулган күйүндө калат, бул айрым убакытты жана капитал чыгымдарды минималдуу деңгээлде кармайт.

Жаңы цифровой подстанция менен модернизацияланган подстанциянын баасынын айырмасы канчалык?

Барактардын жана инфраструктуралык объекттердин курулушун, негизги жабдууларды жана электр станциясынын аймагындагы цивилдык иштерди кайрадан колдонуу аркылуу, «баштапкы» (brownfield) интеллектуалдуу модернизациялоо жаңы «таза» (greenfield) цифровой подстанцияга салыштырмалуу эквиваленттүү функциялар менен 40–60% тажрыйбалуу баада болот.

IEC 61850 стандарты подстанциянын надеждүүлүгүн кандай жогорулатат?

Оптикалык талчалар менен байланыш тармагы авариялар учурунда жер потенциалынын көтөрүлүшүнүн рисктерин жоют, аналогдык сигналдык кабелдерге таасир эткен электромагниттик тоскоолдукту жоют жана байланыш тармагынын үзгүлтүсүз өз-өзүн баалоосун камсыз кылат. Тайгактанган байланыштар кийинки планда турган техникалык текшерүүдө эмес, миллисекунддар ичинде аныкталат.

Интеллектуалдуу подстанцияларга кандай киберкоопсуздук чаралары колдонулат?

IEC 62351 IEC 61850 тармагындагы тармактар үчүн аутентификацияны, шифрлоону жана ачкычтарды башкарууну белгилейт. Станция шинасын сырткы тармактардан физикалык бөлүп турган, IEDдеги ролдук негизде кирүүнү контролдоо жана журналдарды текшерүү – минималдуу талаптар. Критикалык подстанцияларга станциянын LANын көзөмөлдөгөн кирүүгө каршы коргоо системалары кошулган.

Ар түрлүү өндүрүүчүлөрдүн IEDдери бирдей IEC 61850 подстанциясында өз ара иштей алабы?

Ооба — эки өндүрүүчү да IEC 61850 Басылыш 2ге ылайыктуулуктун тестирлөөсүн растаган учурда. Подстанция конфигурациясынын тили (SCL) файлы маалымат моделдерин алмаштырууну стандартташтырат. Sinotech Group сыяктуу түзүлүштөр подстанцияны интеграциялоо кызматынын бир бөлүгү катары ар түрлүү өндүрүүчүлөрдүн өз ара иштешүүсүн тестирлөөнү камтыйт.

Акылдуу подстанция үчүн операторлорго кандай даярдык керек?

Операторлор HMI навигациясы, алармдарды таанып алуу ыкмалары жана алыстан күчтүү токтун түрлөрүн өзгөртүү протоколдору боюнча даярданууга муктаж. Бул адатта тажрыйбалуу подстанция персоналы үчүн 2–3 күн ичинде аткарылат. Коргоо инженерлери IEC 61850 конфигурациясы жана бузулуштарды анализдөө боюнча терең даярданууга муктаж, бул адатта 1–2 апта ичинде аткарылат.