IEC 61850: standartların bölümleri ve faydaları

Dijital teknolojilerin gelişmesiyle birlikteelektroteknik ekipman üreticileri de vardı. Uluslararası ISO sınıflandırmasının varlığına rağmen, Rusya trafo sistemleri ve ağlarından sorumlu olan kendi IEC 61850 standardını geliştirdi.

Birazcık geçmiş

Bilgisayar teknolojisinin gelişimi atlanmıyorelektrik şebekesi yönetim sisteminin tarafı. Genel olarak kabul edilen IEC 61850 standardı, 2003 yılında uygulamaya konulmuş olmasına rağmen, bu temelde sistemlerin uygulanması, geçen yüzyılın 60'larında gerçekleştirilmiştir.

Elektrik ağlarının yönetimi için özel protokol kullanımı özüne indirgenmiştir. Onların temelinde, şimdi ve bu türdeki tüm ağların işleyişini izliyoruz.

Daha önce ana dikkat edildiSadece elektrik enerjisi endüstrisini kontrol eden bilgisayar sistemlerinin modernizasyonu, daha sonra IEC 61850 formunda kuralların, standartların, protokollerin getirilmesiyle durum değişti. Bu GOST'nin ana hedefi, ilgili ekipmanın çalışmasında yaşanan sorunları zamanında tespit etmek amacıyla izleme sağlamaktı.

IEC 61850 protokolü ve analogları

En protokol en aktif oldu80'lerin ortalarında uygulandı. Daha sonra, IEC 61850-1, IEC 60870-5 sürüm 101, 103 ve 104, DNP3 ve Modbus sürümleri, ilk test edilen versiyonlar olarak kullanıldı ve bunlar tamamen savunulamaz hale geldi.

Ve 1990'ların ortalarında Batı Avrupa'da başarılı bir şekilde uygulanan modern protokol UCA2'nin temelini oluşturan ilk gelişme oldu.

Nasıl Çalışır

İşleyiş meselesi üzerinde durmak, buna değerIEC 61850 protokolünün "mankenler" için ne olduğunu açıklayın (yalnızca bilgisayar teknolojisiyle iletişimin prensiplerini anlama ve çalışma prensiplerini anlayan kişiler).

Alt satırda trafo veyaSantral, tüm sistemin durumuna ilişkin verilerin doğrudan temel kontrol gerçekleştiren merkezi terminale aktarılmasını sağlayan bir mikro işlemci çipi ile donatılmıştır.

IEC 61850 tarafından sağlanan veri iletimi, yüksek hızlı bir bağlantı üzerinden gerçekleştirilir. Kabaca konuşmak gerekirse, çip en yakın LAN'a bağlanır.

Veri Toplama Sistemi (DAS), uygun veri şifreleme algoritmaları ile birlikte en az 64-bit iletim kullanır.

Ancak, uygulamaların gösterdiği gibi, bu sistemleroldukça savunmasız. Bir bölüm tüm bloğun güç kaynağını kapattığında, Amerikan filmlerini izlemek? İşte burada! IEC 61850 protokolüne dayanan elektrik şebekelerinin yönetimi herhangi bir harici kaynaktan koordine edilebilir (neden daha iyi anlaşılacaktır). Bu arada, ana sistem gereksinimlerini göz önünde bulundurun.

Standart P IEC 61850: iletişim sistemleri için gereklilikler

Önceden sinyalin olması gerektiği varsayıldıysaTelefon hattından yararlanmak için bugün iletişim araçları çok ileri adım attı. Gömülü çipler, standart bağlantı hizmetleri sağlayan sağlayıcılardan kesinlikle bağımsız olarak, 64 Mbps'de iletim yapabilir.

Standart IEC 61850'yi"Çaydanlıklar", açıklama oldukça basit görünüyor: güç ünitesinin çipi standart TCP / IP standardı değil, kendi veri aktarım protokolünü kullanıyor. Ama hepsi bu değil.

Standardın kendisi IEC 61850 iletim protokolüGüvenli bir bağlantı ile veri. Başka bir deyişle, aynı internet, kablosuz ağ vb. Ile bağlantı çok özel bir şekilde gerçekleştirilir. Ayarlarda, kural olarak, en güvenli olanlar (sanal olanlar bile) olduklarından, proxy sunucu parametreleri kullanılır.

Genel uygulama alanı

GOST IEC 61850 tarafından belirlenen şartlara göre, bu tür bir ekipmanın geleneksel bir transformatör kutusuna yerleştirilmesi mümkün olmayacaktır (orada bir bilgisayar çipi için yer yoktur).

Bu cihazı kullanmak istiyorsanızolmayacak. En azından BIOS'a benzer bir başlangıç ​​giriş / çıkış sistemine ve ilgili iletişimsel veri aktarım modeline (kablosuz ağ, kablolu güvenli bağlantı, vb.) Ihtiyaç duyar.

Ama genel veya yerel kontrol merkezindeGüç şebekesine, enerji santrallerinin hemen hemen tüm işlevlerine erişilebilir. Örnek olarak, en iyisi olmasa da, bir bilgisayar korsanı gezegenimizin ölümünü engelleyerek Dünya'nın çekirdek dönüşümünün "yedek" bir sürümünü besleyen enerjik bir kaynağı destabilize ederek "Dünya Çekirdeği" (Çekirdek) filmini getirebilirsiniz.

Ama bu saf fantezi, hatta büyük ihtimalle sanalIEC 61850 gereksinimlerinin doğrulanması (bu doğrudan belirtilmemiştir). Yine de, IEC 61850'nin en ilkel öykünmesi bile tam olarak bu şekilde görünüyor. Fakat kaç felaketten kaçınılabilir?

Çernobil nükleer santralinin aynı dördüncü birimi, eğerstandardı karşılayan teşhis araçları ile donatıldı, en azından IEC 61850-1, belki patlamazdı. Ve 1986'dan beri, sadece olanların meyvelerini toplamaktır.

Radyasyon - öyle gizlice davranıyor. İlk günlerde, aylarda veya yıllarda, radyasyon rahatsızlığı belirtileri ortaya çıkmayabilir, uranyumun ve plütonyumun yarı hayatından bahsetmeyelim, ki bu güne çok az insan dikkat ediyor. Ancak aynı Geiger sayaçlarını bir enerji santraline entegre etmek, bu bölgede bulunma riskini önemli ölçüde azaltabilir. Bu arada protokol, söz konusu verileri, söz konusu kompleksin donanım-yazılım seviyesinde iletmeye izin verir.

Modelleme ve gerçek protokollere dönüştürme yöntemi

Nasıl çalıştığının en basit şekilde anlaşılması içinörneğin, IEC 61850-9-2 standardı, iletilen verilerin yönünü hiçbir şekilde demir telin belirleyemeyeceğine değinir. Yani, sistemin durumu hakkında ve şifreli bir biçimde veri iletebilen uygun bir tekrarlayıcıya ihtiyacımız var.

Bir sinyal almak, ortaya çıktığında, yeterlidirBasit. Ama burada alıcı cihaz tarafından okunmuş ve şifresi çözülmüş, terlemek gerekiyor. Aslında, gelen sinyalin deşifre edilmesi için, örneğin, IEC 61850-2'ye dayanarak, başlangıç ​​seviyesinde, SCADA ve P3A gibi görselleştirme sistemlerini kullanmanız gerekir.

Ancak bu sistemin kullandığı gerçeğine dayanaraktel iletişim, ana protokoller GOOSE ve MMS (mobil mesajlaşma ile karıştırılmamalıdır). Bu dönüştürme standardı IEC 61850-8, P3A teknolojilerine ilişkin bilgilerin görüntülenmesine nihai olarak izin veren ilk bir MMS kullanımı ve bunu takiben GOOSE tarafından üretilir.

Temel trafo konfigürasyonu türleri

Bu protokolü kullanan herhangi bir trafo,Veri iletimi için en az minimum bir araç kümesi olmalıdır. İlk olarak, ağa bağlı olan fiziksel aygıtla ilgilidir. İkinci olarak, bu tür her birimde bir veya daha fazla mantıksal modül olmalıdır.

Bu durumda, cihazın kendisi gerçekleştirebilirbilgi aktarımı için bir göbeğin, bir ağ geçidinin veya hatta bir çeşit arabulucunun işlevi. Mantıksal düğümlerin kendileri dar bir odağa sahiptir ve aşağıdaki sınıflara ayrılmıştır:

• "A" - otomatik kontrol sistemleri;
• "M" - ölçüm sistemleri;
• "C" - telemetri kontrolü;
• "G" - genel fonksiyonların ve ayarların modülleri;
• "Ben", iletişim kurulumunu ve verileri arşivlemek için kullanılan yöntemleri ifade eder;
• "L" - mantıksal modüller ve sistem düğümleri;
• "P" - koruma;
• "R" - ilişkili koruyucu bileşenler;
• "S" - sensörler;
• «T» - ölçüm transformatörleri;
• "X" - blok kontaklı anahtarlama ekipmanı;
• "Y" - güç tipi transformatörler;
• "Z" - yukarıdaki kategorilere dahil olmayan diğer her şey.

Örneğin IEC 61850-8-1 protokolünün olduğuna inanılmaktadır.Tellerin veya kabloların daha az kullanılmasını sağlayabilir, ki bu da elbette sadece ekipman konfigürasyonunun kolaylığını etkiler. Ancak ana sorun, ortaya çıktığı gibi, tüm yöneticilerin, karşılık gelen yazılım paketleri olsa bile, alınan verileri işleyememesidir. Bunun geçici bir sorun olduğunu ummak isterim.

Uygulama yazılımı

Bununla birlikte, bu tipteki programların fiziksel ilkelerinin yanlış anlaşılması durumunda bile, IEC 61850 emülasyonu herhangi bir işletim sisteminde (mobilde bile) gerçekleştirilebilir.

Yönetim personelinin ya daentegratörleri trafo gelen verilerin işlenmesi çok az zaman harcıyorlar. Tüm işlem sonuçlarının daha sonra otomatik dağıtım lokalize verilerin sadece bir giriş olarak sezgisel bu tür uygulamaların mimarisi, arabirim, basittir.

Bu tür sistemlerin dezavantajları, yalnızca P3A ekipmanının (mikroişlemci sistemleri) aşırı maliyetine atfedilebilir. Dolayısıyla kütle uygulamasının imkansızlığı.

Pratik uygulama

Bundan önce, IEC 61850 protokolü ile ilgili söylentiler sadece teorik bilgilerle ilgiliydi. Bu pratikte nasıl çalışır?

Diyelim ki bir santralimiz varüç fazlı güç kaynağı ve iki ölçüm girişi ile (trafo merkezi). Standart mantıksal bir düğümü tanımlarken, MMXU adı kullanılır. IEC 61850 standardı için iki tane olabilir: MMXU1 ve MMXU2. Bu gibi düğümlerin her biri, tanımlamayı basitleştirmek için ek bir önek de içerebilir.

Bir örnek, simüle edilmiş bir XCBR tabanlı düğümdür. Bazı temel operatörlerin uygulanması ile tanımlanır:

• Loc - yerel veya uzak bir yer tanımı;
• OpCnt - gerçekleştirilen (gerçekleştirilen) işlemleri sayma tekniği;
• Pos - lokasyondan sorumlu ve Loc parametrelerine benzer operatör;
• BlkOpn - anahtarın kilidini devre dışı bırakmak için komut;
• BlkCls - kilidi etkinleştirin;
• CBOpCap - anahtarın çalışma modunu seçer.

Veri sınıflarının tanımı için böyle bir sınıflandırmaCDC esas olarak 7-3 modifikasyon sistemlerinde kullanılır. Bununla birlikte, bu durumda bile, konfigürasyon çeşitli özelliklerin kullanımına dayanmaktadır (FC - fonksiyonel kısıtlamalar, SPS - tek kontrol noktasının durumu, SV ve ST - ikame sistemlerinin özellikleri, DC ve EX - tanımı ve genişletilmiş parametre tanımı).

SPS sınıfının tanımı ve açıklaması için, mantıksal zincir stVal özelliklerini içerir, kalite q'dur ve mevcut zaman parametreleri t'dir.

Böylece dönüşümEthernet bağlantı teknolojileri ve TCP / IP protokolleri üzerindeki veriler doğrudan doğruya atanan isimle tanımlanmış olan ve daha sonra mevcut olan göstergenin gerçek değerinin alınmasına yol açan MMS nesne değişkenine doğrudan.

Ayrıca IEC 61850 protokolünün kendisi sadecesadece genelleştirilmiş ve hatta soyut bir model. Ancak, temel olarak, enerji sisteminin herhangi bir elemanının yapısı açıklanmakta ve bu da mikroişlemci çiplerinin, enerji tasarrufu sağlayan teknolojiler de dahil olmak üzere, bu alanda yer alan her bir cihazı doğru bir şekilde tanımlamasına olanak sağlamaktadır.

Teorik olarak protokol formatı, MMS ve ISO 9506 standartlarına göre herhangi bir veri türüne dönüştürülebilir, ancak neden IEC 61850 kontrol standardı seçildi?

Sadece alınan parametrelerin güvenilirliğiyle ve karmaşık isimleri veya hizmetin modellerini atayarak kolay bir çalışma süreci ile ilişkilidir.

MMS protokolü kullanılmadan böyle bir işlem“Read-write-report” gibi sorgular oluştururken bile çok zaman alıcı olduğu ortaya çıkıyor. Hayır, elbette UCA mimarisi için bile bu tür bir dönüşümü gerçekleştirebilirsiniz. Ancak, uygulamada da görüldüğü gibi, zaman içerisinde fazla çaba harcamadan ve harcama yapmadan bunu mümkün kılan IEC 61850 standardının uygulanmasıdır.

Veri doğrulama sorunları

Ancak, bu sistem ile sınırlı değildirDevir teslim. Aslında, gömülü mikroişlemci sistemleri sadece trafo merkezi ve merkezi kontrol sistemlerinde veri alışverişi sağlar. Verileri birbirleriyle uygun ekipmanlarla işleyebilirler.

Örnek basit: Elektronik çip, verileri, ilgili bölümdeki akımın veya voltajın gücüne aktarır. Buna göre, voltaj düşüşüne dayanan diğer herhangi bir alt sistem ek güç sistemini etkinleştirebilir veya devre dışı bırakabilir. Bütün bunlar, standart fizik ve elektrik mühendisliği yasalarına dayanmaktadır, ancak, akımlara bağlıdır. Örneğin, 220 V'luk standart bir voltajımız var. Avrupa'da - 230 V.

Eskide sapma kriterlerine bakarsanızSSCB% +/- 15 iken, gelişmiş Avrupa ülkelerinde% 5'ten fazla değildir. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, markalı batı teknolojisi, güç şebekesindeki voltaj dalgalanmaları nedeniyle başarısız oluyor.

Ve muhtemelen, çoğumuzun söylenmesi gerekli değildir.Sovyet döneminde inşa edilen bir trafo kutusu şeklinde avlu binasında seyrediyor. Orada bir bilgisayar çipi kurabileceğinizi veya trafo durumu hakkında bilgi almak için özel kablolar bağlayabileceğinizi düşünüyor musunuz? Bu kadar değil!

IEC 61850 standardına dayalı yeni sistemlertüm parametrelerin tam kontrolünü sağlamanıza izin verir, ancak yaygın uygulamasının açık imkansızlığı, bu seviyenin protokolleri kullanımı açısından "Energosbytov" gibi ilgili hizmetleri geri gönderir.

Bu konuda şaşırtıcı bir şey yok. Tüketiciler arasında elektrik dağıtımı yapan şirketler, piyasadaki kazançları ve hatta ayrıcalıkları kaybedebilirler.

Toplam yerine

Genel olarak, protokol bir yandanbasit, ve diğer - çok zor. Sorun, bugün için karşılık gelen bir yazılım olmadığı halde, SSCB'den miras aldığımız elektrik enerjisi endüstrisindeki tüm kontrol sisteminin, bunun için henüz hazırlanmadığıdır. Ve personelin düşük niteliklerini dikkate alırsanız, bir kişinin sorunları zamanında kontrol edip ortadan kaldırabileceği konusunda bir soru söz konusu olamaz. Her şeyden önce bize kabul edildi mi? Sorun? Mikrodisteyi kapatıyoruz. Hepsi bu kadar.

Ancak bu standardın uygulanması, bu tür durumlardan kaçınmanıza izin verir, herhangi bir fan kesintisinden bahsetmez.

Böylece, sadece belirli bir özetlemek için kalırsonuç. Son kullanıcı için IEC 61850 protokolünün kullanımı nedir? En basit anlamda - bu, ağda voltaj düşüşü olmayan kesintisiz bir güç kaynağıdır. Bir bilgisayar terminali veya dizüstü bilgisayarın kesintisiz bir güç kaynağı veya voltaj regülatörü kullanacak şekilde tasarlanmamış olması durumunda, bir düşme veya atlama sistemin derhal kapatılmasını tetikleyebilir. Tamam, eğer program düzeyinde bir iyileşmeye ihtiyacınız varsa. RAM yuvaları yandığında ya da sabit sürücü arızalanırsa ne yapmalıyım?

Bu, tabi ki, ayrı bir konuÇalışma, ancak, standartlar kendileri artık "demir" tekabül ve yazılım teşhis ev aletlerine hasara değil, aynı zamanda bütün şeklinde başarısızlığa bile neden olabilir kritik başarısızlıkların gelişine durumun önlenmesi, ağların tüm parametreleri kontrol edebiliyoruz ile enerji santrallerinde kullanılan ev kablo (bilindiği, 220 V'lik bir standart voltajda en fazla 2 kW için tasarlanmıştır). Bu nedenle, su ısıtmak için bir buzdolabı, çamaşır makinesi ya da su kazanı içinde, aynı zamanda, haklı bir yüz kat daha fazla olduğunu düşünüyorum.

Protokollerin bu sürümleri varsa,alt sistem ayarları otomatik olarak uygulanacaktır. Ve en büyük ölçüde, aynı 16 amperlik sigortanın çalışmasıyla ilgilidir, 9 katlı binaların sakinleri bazen bağımsız olarak yüklerler, bundan sorumlu olan hizmetleri atlarlar. Ancak, sorunun fiyatı, ortaya çıktığı gibi, çok daha yüksektir, çünkü yukarıda bahsedilen standart ve onun beraberindeki kurallarla ilgili bazı kısıtlamaları atlamanıza izin verir.