АСУ ТП подстанции «Водозабор» на основе Архитектуры III

Объект: ПС 110/35/6кВ Водозабор. Казань, Республика Татарстан

Заказчик: АО «Сетевая компания»

Разработчик: ООО «КЭР-Инжиниринг»

ООО «КЭР-Инжиниринг» продолжает внедрение цифровых подстанций в Республике Татарстан для АО «Сетевая компания». Следующей на очереди после успешного запуска подстанции 110кВ Азино стала подстанция 110/35/6кВ Водозабор.

Данная подстанция является важным для города объектом - благодаря ей обеспечивается водоснабжением 80% городских потребителей, а также ПАО «Казаньоргсинтез», Казанские ТЭЦ-2 и ТЭЦ-3.  По напряжению 35 кВ запитаны железнодорожное депо и потребители городского микрорайона Юдино.

Проектом было определено реализовать цифровую подстанцию Архитектуры III с применением SV-потоков и GOOSE-сообщений для построения системы АСУ ТП. Так как обмен информации между интеллектуальными устройствами (IED) подстанции выполняется с применением цифровых протоколов, важным компонентом системы АСУ ТП является оборудование ТЛВС (технологическая локальная вычислительная сеть). Решением стало применение оборудования надежного и проверенного опытом производителя MOXA.

Для построения шины станции выбраны управляемые коммутаторы L2 PT-7728-F-HV-HV с модулями PM-7200-8SFP Fast Ethernet, каждый с 8 слотами под SFP-модули с разъемом LC и скоростью 100 Мбит/с для многомодового волокна согласно требованиям ФСК МЭК-61850.

Шина процесса служит для замены большинства медных кабелей, которые подключены от первичного оборудования к терминалам РЗА. Токи и напряжения оцифровываются и передаются в виде стандартизированных сообщений согласно стандарту МЭК 61850-9-2. В этом случае для правильной работы защит и во избежание ложных срабатываний необходима точная синхронизация времени таких сообщений при передаче информации от устройств измерения на устройства релейной защиты. Для этой цели в проекте применены управляемые коммутаторы L2 PT-G7728 с аппаратной поддержкой PTP IEEE 1588v2. Коммутаторы шины процесса комплектуются модулями LM-7000H-4GSFP для установки SFP-модулей SFP-1FEMLC.

Так как шины станции и процесса строятся на технологии резервирования PRP (Parallel Redundancy Protocol) для бесшовной передачи данных по двум независимым сетям, а оборудование верхнего уровня АСУ ТП резервируется по протоколу RSTP, его подключение к сети осуществляется с использованием устройств Redbox - модулей резервирования PRP/HSR PT-G503-PHR-PTP-WV. Сами коммутаторы сетей PRP A и PRP B на шинах, согласно требованию заказчика, объединены в резервированную кольцевую топологию,  отказоустойчивость которой обеспечивается протоколом Turbo Ring v2 с временем восстановления менее 20 мс.

В качестве устройств L3 шины управления проектом предусмотрены коммутаторы PT-G7828. На этом уровне происходит маршрутизация подсетей, передача информации на локальные сервера, АРМ подстанции и в сторону ЦУС АО «Сетевая компания».

Структурная схема ТЛВС

Используемое оборудование Moxa:

PT-7728-F-HV-HV - модульный управляемый коммутатор в стойку 19", до 24 портов Fast Ethernet и до 4 портов Gigabit Ethernet на модулях расширения. Поддерживает функции резервирования связи RSTP, Turbo Ring, Turbo Chain, технологию VLAN, функции безопасности, опрос и управление по протоколу MMS, приоритизацию трафика МЭК 61850 (QoS).

PT-G7728 - модульный управляемый коммутатор 2 уровня, до 28 портов Gigabit Ethernet c 4 предустановленными портами, 6 слотами для установки модулей расширения. Помимо стандартных функций управляемых коммутаторов PT-G7728 поддерживает дополнительный функционал для применения на подстанциях: синхронизацию IEEE 1588v2 PTP на аппаратном уровне, опрос и управление по протоколу MMS, приоритизацию трафика МЭК 61850 (QoS) и мониторинг GOOSE-сообщений.

PT-G7828 – модульный управляемый коммутатор 3 уровня с поддержкой функций маршрутизации. До 28 портов Gigabit Ethernet c 4 предустановленными портами, 6 слотами для установки модулей расширения.

PT-G503-PHR-PTP-WV - модуль резервирования PRP/HSR (Redbox) для подключения устройств к PRP сетям.

Все указанные устройства соответствуют стандартам МЭК 61850-3 и IEEE 1613 для применения на подстанциях, имеют рабочий диапазон температур от -40 до 85°C, резервирование питания и гарантию 5 лет.

Благодаря большому количеству и компактному расположению портов и широкому температурному диапазону коммутаторов Moxa удалось сократить количество шкафов с оборудованием и расположить их в одном помещении, подходящим под требования АСУ ТП. Промежуточные кроссовые шкафы в распределительных устройствах ОРУ 110кВ ЗРУ 35/6кВ сократили количество проложенного кабеля путем объединения оптики в магистральные кабели до 144 волокон. Тем самым снизилась стоимость монтажа и нагрузка на кабельные трассы.

При введении цифровой подстанции в работу и внедрению «глубокой» автоматизации становится возможным дистанционно управлять и контролировать плановые переключения оборудования с рабочего места диспетчера ОДС Казанских электрических сетей. Таким образом, работа обслуживающего персонала в производственном процессе будет облегчена, а применение надежного оборудования избавит от аварийных и нештатных ситуаций.

ООО «КЭР-Инжиниринг» работает на рынке инжиниринговых услуг уже более 20 лет. За это время были выполнены сотни проектов в России и за рубежом, успешно реализован ряд проектов федерального уровня. Основными направлениями деятельности компании являются комплексное проектирование, промышленная автоматизация и пусконаладка энергообъектов. Для реализации цифровых подстанций 3 года назад в компании был создан департамент «АСУ ЭТО». Силами департамента были выполнены проектирование, производство оборудования и наладка системы АСУ ТП на ПС 110/35/6кВ Водозабор.