IEC 61850: Forum och fördelar med standard

Med utvecklingen av digital teknik i sidan inte kvar och elektriska utrustning. Trots närvaron av internationell klassificering av ISO, i ryska det utvecklat en egen IEC 61850-standarden, är ansvarig för system- och nätverksstationer.

En liten historia

Utvecklingen av datorteknik har inte sparat på ledningssystem elnätet. Allmänt accepterade idag standarden IEC 61850 ursprungligen infördes 2003, men försök att införa på grundval av detta system var tillbaka på 60-talet av förra seklet.

Dess väsen kokar ner till användningen av särskilda protokoll, kontroll av elektriska nät. Baserat på dem nu, och gjorde att övervaka hur denna typ av nätverk.

Om tidigare inriktat uppgradera datasystem som styr elkraft, med införandet av regler, normer, protokoll som IEC 61850, har situationen förändrats. Huvuduppgiften för gästerna började ge övervakning av tid upptäcka fel på enheten.

IEC 61850-protokollet och dess analoger

själva protokollet mest aktivt började användas i mitten av 80-talet. Sedan som de första testversioner av modifiering som används IEC 61.850-1, IEC 60870-5 versioner 101, 103 och 104, DNP3 och Modbus, som visat vara helt ohållbar.

Och det inledande utvecklingen låg till grund för modern protokoll UCA2, som är i mitten av 90-talet har använts med framgång i Västeuropa.

Hur fungerar den här

När det gäller frågan om funktion, bör förklara vad protokollet IEC 61850, för "dummies" (människor som bara begripa grunderna i arbete och förståelse av principerna för kommunikation med datorer).

Poängen är att vid substationen eller kraftverk installeras mikroprocessorchips som kan sända data om status för hela systemet direkt till den centrala terminalen, att utföra grundläggande kontroll.

dataöverföring, som innebär GOST R IEC 61850 via höghastighetsanslutning. Grovt sett producerade chip bindning till närmaste LAN.

Ett datainsamlingssystem DAS (Data Acquisition System) använder åtminstone en 64-bitars överföring, tillsammans med respektive krypteringsalgoritmer databas.

Men, som det visat sig, och dessa system är ganska sårbar. Vi såg amerikanska filmer, när en scen är avstängd strömförsörjningen till hela block? Det är allt! Electricity Grid förvaltning baserad på IEC 61850 kan koordineras från en extern källa (hädanefter kommer det att förstås varför). Under tiden, låt oss betrakta de grundläggande systemkraven.

Standard R IEC 61850: krav för kommunikationssystem

Om tidigare var det underförstått att signalen ska ägna sig åt att använda telefonlinjen, kommunikationsmöjligheter har hoppade framåt. Inbyggda chips möjlighet att erbjuda överföring vid 64 Mbps, som är helt oberoende av de som tillhandahåller tjänsten är standard.

Om vi betraktar 61850 standarden IEC för "dummies", är förklaringen ganska enkel: makt chip använder ett eget dataöverföringsprotokoll, snarare än den konventionella TCP / IP-standarden. Men det är inte allt.

Standarden i sig är IEC 61850 data med säkra anslutningar. Med andra ord, anslutningen till Internet, trådlösa nätverk, och så vidare. E. Gör ett specifikt sätt. I inställningarna, som regel, använda sig av proxyservern, eftersom det är (om än virtuellt) är den säkraste.

Den totala omfattningen av

Det är klart att i enlighet med de krav som exponerar standarden IEC 61850, för att installera utrustning av denna typ på vanligt transformator monter kommer inte att fungera (datachip finns det helt enkelt ingen plats).

Kör en sådan anordning också inte alls lust. Han behöver en minsta första input / output system besläktad BIOS och även kommunikativ modell motsvarande transmissionsdata (trådlös, trådbunden, och så säker anslutning. D.).

Men i mitten av kontrollen av allmän eller lokal elnätet, kan du komma åt nästan alla funktioner makt. Som ett exempel, men inte den bästa, kan vi minska filmen "Earth core» (Core), när en hacker förhindrar förstörelsen av vår planet av en energisk destabilisering källa levererar 'reserv' variant främjande av jordens kärna.

Men det är ren fantasi, kanske till och med en virtuell bekräftelse av IEC 61850 krav (även om detta inte uttryckligen anges). Men även den mest primitiva emulering IEC 61850 ser på det sättet. Men hur många olyckor hade kunnat undvikas?

Samma fjärde enheten i kärnkraftverket i Tjernobyl, om det var etablerade diagnosverktyg som uppfyller IEC 61.850-1 minst kanske inte skulle ha exploderat. Och vi kan bara dra nytta av det som hände 1986.

Strålning - det är sådan att hemlighets handlingar. I början av dagar, månader eller år av symptom av strålsjuka inte kan manifesteras, för att inte tala om de halveringstider av uran och plutonium för att idag är det få människor uppmärksamma. Men integrationen av samma Geiger räknare i kraftverket skulle avsevärt minska risken för att vistas i detta område. Förresten, själva protokollet kan du överföra dessa data till mjukvara och hårdvara inblandade komplex.

Metoder för modellering och konvertering till riktiga protokoll

För den enklaste förståelse för hur det fungerar, t ex IEC 61850-9-2 standard, bör det sägas att ingen av järntråd inte kan bestämma riktningen för överförda data. Dvs behöver en lämplig repeater kan överföra systemtillståndsdata och krypterad.

Ta emot signalen, som det visar sig, är det ganska enkelt. Men nu när det har lästs och avkodas av mottagaren kommer att behöva svettas. I själva verket, att avkoda den inkommande signalen, till exempel på grundval av IEC 61.850-2 vid den primära behovet nivå för att använda bildsystem såsom SCADA och P3A.

Men baserat på det faktum att detta system använder en trådkommunikationsanläggning är grundläggande protokollen anses gås och MMS (inte att förväxla med den mobila messaging). Denna omvandling producerar standard IEC 61.850-8 använda successiva första MMS och sedan gås, vilket i slutändan gör det möjligt för visning av informationsteknik P3A.

De vanligaste typerna av transformatorkonfiguration

Varje transformator som använder detta protokoll måste ha åtminstone en minimal uppsättning verktyg för dataöverföring. För det första handlar det mest fysiska enheter som är anslutna till nätverket. För det andra, i varje sådan enhet måste vara en eller flera logikmoduler.

I detta fall är själva anordningen i stånd att utföra funktionen hos ett nav, en gateway, eller till och med ett slags mellanhand för informationsöverföring. Sig själva som logiska noder har en smal inriktning och är uppdelad i följande klasser:

• "A" - automatiska kontrollsystem;
• "M" - mätsystem;
• "C" - telemetri kontroll;
• «G» - moduler av gemensamma funktioner och inställningar;
• «I» - upprätta kommunikations medel och metoder för arkivdata;
• «L» - logikmoduler och systemkomponenter;
• «P» - skydd;
• «R» - associerad skyddskomponenter;
• «S» - sensorer;
• «T» - transformatorer, meter;
• «X» - blockera-polig ställverk;
• «Y» - typ krafttransformatorer;
• «Z» - allt annat inte ingår i ovanstående kategorier.

Det antas att protokollet IEC 61850-8-1, till exempel, är i stånd att säkerställa mindre användning av trådar eller kablar, som, naturligtvis, bara har en positiv effekt på lättheten att konfigurationen av utrustningen. Men det största problemet, eftersom det visar sig, det är inte alla chefer har möjlighet att bearbeta de mottagna data även i närvaro av lämpliga programvarupaket. Förhoppningen är att detta är ett tillfälligt problem.

programvara

Men även i en situation med missförstånd av de fysiska principerna för denna typ av åtgärdsprogram emulering IEC 61850 kan utföras i alla operativsystem (även mobil).

Man tror att de driftspersonal eller integratörer spenderar mycket mindre tid på bearbetning av data som kommer från understationen. Arkitekturen för sådana tillämpningar intuitiva, är gränssnittet enkelt, eftersom all den bearbetning är endast införandet av lokaliserade data med efterföljande automatisk leverans av resultat.

Nackdelen med sådana system kan hänföras kanske att överdebitering P3A utrustning (mikroprocessorbaserade system). Därför att det är omöjligt för dess massa ansökan.

praktisk tillämpning

Dessförinnan det ovan anförda i förhållande till IEC 61850-protokollet i fråga bara teoretisk information. Hur fungerar det i praktiken?

Antag att vi har ett framdrivningssystem (understation) med trefasig strömförsörjning och två mätningsingångar. Vid bestämning av standard logisk enhet som används MMXU namn. IEC 61850 kan vara två: MMXU1 och MMXU2. Varje sådan nod för enkel identifiering kan också innehålla en extra prefix.

Som ett exempel, modellerad på basis av noden XCBR. Han identifieras med hjälp av några av de viktigaste aktörerna:

• Loc - bestämma en lokal eller avlägsen plats;
• OPCNT - räkningsmetod som utförs (utförda) operationer;
• Pos - operatören som ansvarar för platsen och parametrar som liknar Loc;
• BlkOpn - Lock Öppnings behärskar växeln;
• BlkCls - låsknapp;
• CBOpCap - driftläge väljaren.

En sådan klassificering för att beskriva klasser av CDC data främst används i system 7-3 modifiering. Emellertid, även i detta fall, konfigurationen baserad på användning av flera egenskaper (FC - funktionella begränsningar, SPS - kontrollpunktstillstånd enhet, SV och ST - egenskaper permutation system, DC och EX - beskrivning och förlängda definitionsparametrar).

Med avseende på definition och beskrivning av SPS klass logikkedja innehåller egenskaper stVal, kvalitet - q och parametrarna för den aktuella tiden t -.

omvandlingen utförs således över en Ethernet-anslutning teknik data och TCP / IP-protokollet direkt till objekt variabla MMS, som först senare identifierade med det tilldelade namnet, vilket resulterar i ett sant värde av varje involverad vid denna tidsindex.

Dessutom är IEC 61850-protokollet bara en generaliserad och även en abstrakt modell. Men baserat på det gjorde beskrivning av strukturen hos någon del av kraftsystemet, vilket gör det möjligt för mikrochips exakt identifiera varje inblandade i detta område, inklusive de som använder energisparande teknik enhet.

Teoretiskt protokoll format kan konverteras till alla typer av data, baserat på MMS och standarder för ISO 9506. Men varför då valdes chef för 61850-standarden IEC?

Det är förknippat enbart med tillförlitligheten av parametrarna och en enkel process med tilldelningen av komplicerade namn eller mönster för tjänsten.

En sådan process utan ingripande protokollet MMS är mycket arbetskrävande, även i bildandet av en sådan begäran "read-write-uttalande". Nej, naturligtvis kan du göra en konvertering av denna typ, även för UCA arkitektur. Men, som det visat sig, är det tillämpningen av IEC 61850 gör det möjligt att göra detta utan större ansträngning och tidskostnader.

Frågor om dataverifiering

Dock är detta system inte begränsat till överlämnandet. I själva verket kan inbyggda mikroprocessorsystem utbyta data inte bara på stationer och centrala styrsystem. De kan hantera data tillsammans med lämplig utrustning.

EXEMPEL enkel: det elektroniska chipet sänder strömstyrka eller spänning i ansvarig sektor. Följaktligen kan något annat undersystem på grundval av spänningsfallet aktivera eller inaktivera den extra kraftförsörjningssystemet. Allt detta bygger på standard fysikens lagar och elektroteknik, men det beror på strömmen. Till exempel har vi en standardspänning på 220 V. I Europa - 230 V.

Om man tittar på kriterierna för avvikelser i det forna Sovjetunionen är +/- 15%, medan i utvecklade länder i Europa, är det inte mer än 5%. Det är inte förvånande att västerländska märkesvaror utrustning misslyckas bara på grund av överspänning bara.

Och förmodligen inte nödvändigt att säga att många av oss titta på gården strukturen i form av en transformatorstation, byggd i dagarna av Sovjetunionen. Tror du att det kan finnas ett datachip set eller anslut kablarna för att få information om tillståndet i transformatorn? Här är vad det är inte!

De nya systemen bygger på IEC 61850 standarden tillåter en fullständig kontroll över alla parametrar, men det är uppenbart att den inte kan utbredd implementering av lämpliga tjänster stöter bort som "kraftförsäljning" i villkoren för ingrepp av lagerprotokoll.

Det finns ingenting överraskande i detta. Företag som distribuerar el bland konsumenterna kan helt enkelt förlora vinster eller fördelar på marknaden.

istället resultatet

I allmänhet protokollet å ena sidan, är en enkel, men å andra sidan - är mycket svårt. Problemet är inte ens det faktum att hittills ingen lämplig programvara och att hela elkraft styrsystemet, ett arv från Sovjetunionen, detta är helt enkelt inte beredd. Och om man tar hänsyn till den låga kvalifikationer hos personalen, då frågan kan inte vara så att någon har möjlighet att kontrollera eller eliminera problemet i tid. Vi har båda gjort? Problemet? De-energi till grannskapet. Det är allt.

Men tillämpningen av denna standard för att undvika denna typ av situation, att inte tala om alla typer av rullande strömavbrott.

Således kan vi bara dra en slutsats. Som slutanvändaren har användningen av IEC 61850? I den enklaste bemärkelse - är avbrottsfri strömförsörjning av bristen på strömavbrott. Notera att om dataterminalen eller laptop inte tillhandahålls användning av en avbrottsfri strömförsörjning eller spänningsregulator, tappa eller hoppa kan utlösa omedelbar avstängning av systemet. Okej, om du behöver återställa på programnivå. Och om du kommer att bränna RAM remsor eller en hårddisk misslyckas, vad göra?

Detta är naturligtvis ett separat ämne för studier, men själva standarderna, används nu i kraftverk med motsvarande "järn" och mjukvarudiagnostik kan styra alla parametrar för nätverk, vilket förhindrar situationen med tillkomsten av kritiska fel som kan leda till inte bara skador på hushållsapparater men till misslyckande av hela hushållet ledningar (det är känt, är utformad för inte mer än 2 kW vid en standardspänning på 220 V). Därför, på samma gång inklusive ett kylskåp, tvättmaskin eller vatten panna för uppvärmning av vatten, tror hundra gånger så mycket som berättigad.

Om versionen av protokolldata inblandade kommer delsystemet inställningarna tillämpas automatiskt. Och i den högsta graden det avser utlöser samma 16-ampere säkring, som invånarna i 9-våningshus ibland etablera sin egen, förbi tjänsten är ansvarig för detta. Men priset på frågan, som det visar sig, är mycket högre, eftersom det gör det möjligt att kringgå vissa av de begränsningar som är förknippade med den ovannämnda standarden och dess medföljande föreskrifter.