Решение по телемеханике линий электропередач 6-10 кВ

В прошедшем 2007-м году энергетическая служба ООО "Кавказтрансгаз" во вверенном энергетическом хозяйстве решила внедрять "умное" телемеханическое оборудование - вакуумные реклоузеры (от англ. recloser - автомат п о в т о р н о го в к л ю ч е н и я ) Р В А / TEL-1-12,5/630 производства российской компании "Таврида Электрик".

Если раньше какой-то участок электросети выходил из строя (например, на линию передачи упало дерево или ее опору сбил автомобиль), то на восстановление электроснабжения требовалось десять-двенадцать часов. Для того чтобы оперативно устранить повреждение на такой линии электропередачи, ремонтникам необходимо знать, на какой ее участок ехать. Раньше такую информацию ремонтным бригадам приходилось добывать опытным путем, переезжая от одного участка линии к другому. На это расходовались и бензин, и драгоценное время, в течение которого потребитель продолжал оставаться без электричества. С введением в эксплуатацию реклоузеров энергетики надеются снизить максимальное время обесточивания потребителя до двух часов.

Реклоузер - относительно новый продукт на нашем рынке. За рубежом данное устройство широко применяется уже давно. Обусловлено, это многими факторами. С воплощением реформы в электроэнергетике в нашей стране устройства данного типа также могут получить широкое распространение.

Эффективность параллельного и последовательно-параллельного секционирования в протяженных и разветвленных сетях очевидна всем. Компания РС Автоматизация разработала систему телемеханики реклоузеров вдольтрассовой линий 6-10 КВ.

Схема сети с установленными реклоузерами

Вдольтрассовая линия электропередачи 10 КВ магистрального газопровода на участке Изобильненское ЛПУМГ -Привольненское ЛПУМГ состоит из трех сегментов протяженностью 23, 37 и 91 км.

Общее количество реклоузеров в этих сегментах составляет 5, 4 и 10 соответственно. Линия электропередач разделена согласно балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности между Изобильненским ЛПУМГ и Привольненским ЛПУМГ.

Структура системы телемеханики

Система телемеханики вдольтрассовой линии 10 КВ разрабатывается как многоуровневая система, которая учитывает разделение задач управления по временным и функциональным признакам.

При проектировании учитывалась необходимость обеспечить независимое управление выключателями линии в пределах зон ответственности для Привольненского и Изобильненского ЛПУМГ.

При этом обеспечена возможность получения информации по всей линии.

Система построена на базе двух автономных подсистем относящихся соответственно к Изобильненскому ЛПУМГ и КС "Сальская". Граница раздела между подсистемами проходит в соответствии с границей раздела зон ответственности линии 10 КВ служб ЭВС.

Изобильненского ЛПУМГ и Привольненского ЛПУМГ. Подсистемы связаны между собой двумя выделенными каналами связи.

Учитывая значительную протяженность линии как объекта управления, разделение на независимые подсистемы обеспечит более высокую степень надёжности работы системы. Такое разделение также облегчит взаимодействие между службами двух ЛПУМГ при эксплуатации, а также облегчит наладку.

Структура системы имеет классическое трехуровневое деление:
• Уровень 1 - вакуумные реклоузеры РВА/TEL-10-12,5/630 производства компании "Таврида Электрик";
• Уровень 2 - серверы коммуникации и сбора информации (коммуникационные компьютеры);
• Уровень 3 - визуализация и управление для оперативного технологического персонала, архивирование технологических и диагностических данных.

При этом оборудование уровней 1 и 2 является унифицированным для каждой подсистемы, а уровень 3 определятся уже внедрёнными средствами: для Изобильненского ЛПУМГ это АСУ транспортировки газа GAMOS, а для Привольненского ЛПУМГ (КС "Сальская") это АСУ Э на базе MicroScada фирмы ABB.

Оборудование уровня 2 - серверы коммуникации (коммуникационные компьютеры), предназначены для сбора информации по своей зоне ответственности, предоставления этой информации смежному серверу (коммуникационному компьютеру), выдачу команд управления на реклоузеры своей зоны ответственности, а также обеспечение интерфейса с уровнем 3. Для каждой из подсистем протокол коммуникации с уровнем 3 будет различным: для АСУ GAMOS это протокол OPC, а для MicroScada обмен данными с коммуникационным сервером будет осуществляться по протоколу Modbus RTU, при этом сервер COM500 MicroScada будет выступать в роли "master".

Коммуникационные компьютеры уровня 2 связаны между собой по выделенному каналу связи. При этом информация о реклоузерах соответствующих зон ответственности передается смежному серверу другого ЛПМУГ. Временное пропадание данного канала связи приведет лишь к потере информации о смежном участке, при этом для "своего" участка сохранится как возможность управлять, так и получать данные о состоянии оборудования.

Сбор информации и формирование команд на реклоузеры зоны ответственности подсистемы обеспечивает OPC-сервер Modbus RTU. При этом каждому реклоузеру назначается адрес Modbus RTU в соответствии с его наименованием, например, для реклоузеров "R3" и "R12" адреса будут соответственно 3 и 12.

Структура подсистемы Изобильненского ЛПУМГ

Коммуникационный компьютер Изобильненского ЛПУМГ построен на базе программного обеспечения Kepware KEPServerEx V4.0 Modbus. Для обеспечения связи между OPC-серверами в пределах одного компьютера применено программное обеспечение Kepware.

Структурная схема системы телемеханики реклоузеров

Схема сети с установленными реклоузерами

LinkMaster. LinkMaster может выступать как в качестве клиента, так и сервера OPC и связывать информационные тэги OPC-серверов, а также тэги внутри одного OPC-сервера. Сбор информации и формирование команд на реклоузеры обеспечивает OPC-сервер Modbus RTU. Система GAMOS выступает в качестве клиента, при этом осуществляется резервирование соединений клиентов OPC.

Связь между коммуникационными серверами Изобильненского и Привольненского ЛПУМГ осуществляется по протоколу Modbus RTU. При этом на каждом коммуникационном компьютере создаются как Modbus RTU "master" так и "slave". Внутреннее адресное пространство Modbus RTU "slave" (в терминологии Kepware KEPServerEx Modbus Unsolicted) конфигурируется следующим образом: для каждого реклоузера, по которому будет осуществляться передача информации на смежный сервер, создается виртуальное "устройство" типа Modbus RTU "slave" с адресом X, где X - фактический адрес реклоузера в сети Modbus RTU. Внутреннее адресное пространство для данного "устройства" содержит тэги, которые будут передаваться на смежный сервер. Modbus RTU "master" смежного коммуникационного компьютера конфигурируется, для работы с соответствующим "slave".

Программное обеспечение Linkmaster обеспечивает передачу информации от OPC-сервера сбора информации (Modbus RTU master) к OPC-серверу передачи данных (Modbus RTU) на смежный коммуникационный компьютер.

Структура подсистемы Пр ивольненского ЛПУМГ

Коммуникационный компьютер Привольненского ЛПУМГ построен по аналогичному принципу.

Основным различием является необходимость добавления на данном компьютере еще одного канала OPC-сервера Modbus RTU slave (в терминологии Kepware KEPServerEx Modbus Unsolicted). Данный сервер будет использоваться для передачи информации в систему MicroScada. При этом для каждого реклоузера в адресном пространстве этого сервера должно быть создано отдельное виртуальное "устройство" соответствующее каждому реклоузеру. Адрес данного "устройства" соответствует фактическому адресу для каждого реклоузера.

Передача данных внутри коммуникационного компьютера обеспечивает программное обеспечение LinkMaster.

Информационная структура системы телемеханики реклоузеров показана на рисунке 1.