Цифровые подстанции

Цифровая подстанция
Цифровая подстанция (ЦПС) – автоматизированная подстанция, оснащенная взаимодействующими в режиме единого времени цифровыми информационными и управляющими системами и функционирующая без присутствия постоянного дежурного персонала.
Отличительные характеристики цифровых подстанции:

Структура ЦПС по МЭК 61850
АРМ – автоматизированное рабочее место, SCADA – диспетчерское управление и сбор данных,
РЗА – релейная защита и автоматика, АСКУЭ – автоматизированная система коммерческого учета,
IED – интеллектуальные электронные устройства, Merging Units – аналоговые мультиплексоры,
Micro RTU – устройства связи с объектами

Структура ЦПС по МЭК 61850
В комплексе программно-технических средств ЦПС выделяются три структурных уровня:
− уровень процесса (преобразование аналоговых и дискретных сигналов в цифровой формат),
− уровень присоединения (обработка сигналов, принятие решений),
− уровень подстанции (выполнение общеподстанционных задач, взаимодействие с персоналом и взаимосвязь с внешними объектами).
Структурные уровни объединяются посредством сегментов локальной вычислительной сети Ethernet, образующих
− шину процесса (объединение уровня процесса и уровня присоединения),
− шину подстанции (объединение уровня присоединения и уровня подстанции).
На всех структурных уровнях функционируют подсистемы общего назначения: подсистема электропитания, подсистема единого точного времени, подсистема обеспечения информационной безопасности, подсистема мониторинга и управления информационно-технологической инфраструктурой ЦПС.

Структура измерительных каналов

Структура измерительных каналов
Первичные токи и напряжения преобразуются измерительными трансформаторами в аналоговые унифицированные сигналы (1/5 А, 57/100 В), которые по проводным линиям связи поступают на входы цифровых интеллектуальных измерительных устройств (измерительные преобразователи, модули, счетчики электроэнергии, анализаторы показателей качества электроэнергии и др.).
Пример оборудования: TOPAZ TM PM7 («ПиЭлСи Технолоджи», Москва),
ESM-HV, ЭНИП-2 (ООО «Инженерный центр „Энергосервис“», Архангельск) и др.
ИП (и/или другие обозначенные устройства) осуществляют аналого-цифровое преобразование поступающих на вход сигналов, их обработку и подготовку для дальнейшей передачи по цифровым протоколам связи (Ethernet).
Цифровые сигналы с выходов ИП могут
- поступать на УСПД (или сервера доступа к данным), где производится сбор и хранение результатов измерений,
- передаваться непосредственно на устройства верхнего уровня (посредством технических средств передачи данных, обозначенных на схеме как “шкаф связи”), в т.ч. в диспетчерские пункты и центры сбора и обработки данных.

Обеспечение единства измерений
Тип стандартных образцов или тип средств измерений, применяемых в сфере ГРОЕИ, подлежит обязательному утверждению. При утверждении типа средств измерений устанавливаются показатели точности, интервал между поверками средств измерений, а также методика поверки данного типа средств измерений.
Федеральный закон N102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений " от 26.06.2008 , ред. от 13.07.2015
Статья 5. Требования к измерениям
Статья 12. Утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений
Измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений (ГРОЕИ), должны выполняться по первичным референтным методикам (методам) измерений, референтным методикам (методам) измерений и другим аттестованным методикам (методам) измерений, за исключением методик (методов) измерений, предназначенных для выполнения прямых измерений, с применением средств измерений утвержденного типа, прошедших поверку.

Обеспечение единства измерений
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей российской федерации, Приказ Минэнерго РФ от 19.06.2003 №229
1.9.6. В процессе промышленной эксплуатации оборудования энергообъектов измерительные каналы ИИС подвергаются периодической поверке и (или) калибровке в установленном порядке.
1.9.7. Использование в работе неповеренных или некалиброванных ИИС не допускается.
1.9.8. Поверке подлежат все СИ, относящиеся к сфере государственного контроля и надзора, в том числе эталоны, используемые для поверки и калибровки СИ, рабочие СИ, относящиеся к контролю параметров окружающей среды, обеспечению безопасности труда, используемые при выполнении операций коммерческого учета (расчета) электрической, тепловой энергии и топлива, а также при геодезических работах.
1.9.12. Калибровке подлежат все СИ, используемые на энергообъектах для контроля за надежной и экономичной работой оборудования, при проведении наладочных, ремонтных и научно-исследовательских работ, не подлежащие поверке и не включенные в перечень СИ, применяемых для наблюдения за технологическими параметрами, точность измерения которых не нормируется.

Обеспечение единства измерений
Положение ПАО «Россети»
о единой технической политике в электросетевом комплексе
2.12. Ограничения по применению оборудования, технологий и материалов
2.12.7. Запрещается к применению в области метрологического обеспечения:
- технические средства, не являющиеся СИ;
- СИ неутвержденного типа (не внесенные в информационный фонд по обеспечению единства измерений) и не допущенные к применению в РФ;
- СИ с истекшим сроком периодического метрологического контроля (поверки/калибровки).
ГОСТ Р 8.596-2002
Метрологическое обеспечение измерительных систем
4.1 Измерительные системы (ИС) являются разновидностью средств измерений и на них распространяются все общие требования к средствам измерений.

Обеспечение единства измерений
Положение ПАО «Россети»
о единой технической политике в электросетевом комплексе
3.7. Метрологическое обеспечение
3.7.1.2. Метрологическое обеспечение осуществляется на всех этапах жизненного цикла объектов электросетевого комплекса (проектирование, ввод в эксплуатацию, постоянная эксплуатация).
3.7.2.1. Измерения должны выполняться в соответствии с нормами точности измерения конкретного измеряемого параметра действующим требованиям.
3.7.2.2. Измерения (за исключением прямых измерений) должны выполняться по аттестованным в установленном порядке методикам (методам) измерений.
3.7.5.1. СИ должны быть поверены (откалиброваны) в установленном порядке и иметь действующие свидетельство (сертификат) и/или знак о поверке/калибровке, запись в эксплуатационных документах на СИ, для СИ, применяемых для наблюдения за технологическими параметрами, точность которых не нормируется, должен быть проведен контроль исправности.

Обеспечение единства измерений
Положение ПАО «Россети»
О единой технической политике в электросетевом комплексе
3.7.6. Требования к информационно-измерительным системам (ИИС):
3.7.6.1. ИИС (включая компоненты) должны быть метрологически обеспечены на всех этапах жизненного цикла в соответствии с требованиями
ГОСТ Р 8.596-2002, действующими стандартами и ОРД Общества;
3.7.6.2. Типовые программно-технические комплексы, используемые для создания ИИС, применяемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны быть утвержденного типа (зарегистрированы в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений).
3.7.6.3. Проектная документация на ИИС (в части измерений, относящихся к сфере государственного регулирования) на стадии разработки подлежит метрологической экспертизе в соответствии с действующими требованиями.