Автоматизированная система мониторинга релейной защиты и автоматики (АСМ РЗА) представляет собой программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации связанных с системами РЗА процессов сетевых и генерирующих компаний, а также промышленных предприятий, позволяющий:
- автоматизировать деятельность персонала служб РЗА
- сократить время восстановления схемы электроснабжения и недоотпуск электроэнергии при авариях в электрической сети
- обеспечить информационное сопровождение оперативно-выездных бригад
- перейти от планово-предупредительного обслуживания к техническому обслуживанию микропроцессорных устройств РЗА по состоянию в соответствии с «Правилами технического обслуживания устройств и комплексов релейной защиты и автоматики» утвержденными Приказом Минэнерго № 555 от 13.07.2020
ПТК АСМ РЗА предназначен для применения в сетевых, генерирующих и промышленных компаниях, а также предприятиях, выполняющих функции оперативно-диспетчерского (технологического) управления в электроэнергетике для решения задач, связанных с эксплуатацией устройств РЗА
Структура АСМ РЗА
АСМ РЗА имеет распределенную многоуровневую структуру программно-технических средств
АСМ РЗА может быть установлена на энергообъекте любой сложности и конфигурации, оснащенном устройствами РЗА разных производителей и на любой элементной базе (от электромеханики до ЦПС). При этом система имеет возможность посто-янной интеграции новых устройств РЗА
Система сбора и обработки технологической информации
АСМ РЗА собирает различную информацию:
- файлы параметрирования (уставок) и прошивок
- файлы аварийных осциллограмм, результатов ОМП
- дискретные сигналы о пусках и срабатываниях защит
- текущие значения токов, напряжений, частоты
- информацию от смежных систем (СОПТ, параметров окружающей среды и т.п.)
- сигналы о положении коммутационных аппаратов
- сигналы самодиагностики устройств РЗА
- журналы событий устройств РЗА
Сбор информации осуществляется:
- По протоколам связи: МЭК 60870-5-101/103/104, МЭК 61850-8-1 (MMS), FTP, Modbus и др.
- От устройств РЗА на следующей элементной базе: микропроцессорной; электромеханической и микроэлектронной (посредством РАС)
Информация, собранная с устройств РЗА различных производителей, обрабатывается и оперативно передается на уровень ЦУС даже по низкоскоростным каналам связи
Технический учет устройств и комплексов РЗА
- ведение каталожных справочников первичного и вторичного оборудования
- ведение реестра оборудования, фактически установленного на энергообъектах
- ведение схем соединения оборудования и ЛЭП
Модули формирования паспорта аварии
При возникновении аварии автоматически формируются паспорта аварии на уровне ПС и уровне ЦУС
автоматически формируется на уровне ПС на основе технологической информации, полученной от устройств РЗА и смежных систем, представляет собой краткий отчет об аварии, необходимый дежурному персоналу ПС для быстрого поиска поврежденного оборудования и места повреждения, и содержит «грубую» оценку параметров аварии (место, вид, время, длительность, уровень токов КЗ, наличие АПВ и др.), перечень сработавших устройств и функций РЗА, отключенных выключателей, осциллограмм аварии, журналов регистраторов аварийных событий
Типовое время формирования паспорта аварии на уровне объекта не превышает 30 секунд и зависит от пропускной способности каналов связи
автоматически формируется в ЦУС на основе технологической информации, полученной с уровня ПС, и представляет собой подробный отчет об аварии со всей информацией, необходимой диспетчеру, специалистам служб РЗА и членам оперативно-выездных бригад для поиска поврежденного оборудования и места повреждения, анализа причин срабатывания устройств РЗА, планирования и сопровождения ТОиР, сокращения времени восстановления схемы электроснабжения
Полный паспорт аварии содержит структурированную информацию со всей электрической сети:
- перечень всех сработавших устройств и функций РЗА
- перечень отключенных выключателей
- осциллограммы аварии
- журналы аварийных регистраторов
Время формирования полного паспорта аварии в ЦУС зависит от пропускной способности каналов связи между ЦУС и ПС
Для повышения удобства анализа осциллограмм, полученных от разных устройств РЗА, предусмотрена возможность синхронизации и автоматического объединения выбранных пользователем оцифрованных аналоговых величин и дискретных сигналов в единую осциллограмму аварии
Модули анализа функционирования и мониторинга исправности РЗА
На основе информации, собранной в паспорте аварии, АСМ РЗА автоматически строит логическое дерево событий произошедшей аварии для всех устройств и функций РЗА и анализирует правильность их функционирования:
- сопоставляются вид и место повреждения зонам сработавших ступеней и функций РЗА
- фиксируются факты неправильной работы в случае отсутствия сигналов пуска и срабатывания при повреждении в зоне действия защиты
- фиксируются метки времени сигналов пуска и срабатывания ступеней и функций РЗА для проверки уставок по времени
- формируются оценки правильности работы для функции устройства РЗА
- учитывается специфика функционально-логической структуры, параметров настройки и конфигурации каждого типа функций анализируемого устройства
- выявляются неисправности измерительных каналов устройств РЗА в аварийном режиме
- визуализируется хронология развития аварии в привязке к шкале времени
- предоставляется возможность ручной корректировки результата автоматического анализа
- автоматически формируется отчёт с анализом правильности работ устройств РЗА и их функций (в т.ч. в соответствии с требованиями «Правил технического учёта и анализа функционирования РЗА», утв. приказом Минэнерго РФ № 80 от 08.02.2019)
предназначен для своевременного обнаружения неисправностей в аналоговых цепях тока и напряжения:
- контроля нахождения действующих значений токов и напряжений в допустимых диапазонах
- контроля расхождения величин токов и напряжений, измеренных в одних ветвях и узлах электрической сети разными устройствами РЗА и смежными системами
- контроля выполнения законов Кирхгофа
- контроля исправности цепей напряжения и тока по сигналам встроенных функций устройств РЗА
предназначен для отслеживания состояния аппаратного и программного обеспечения устройств РЗА:
- контроль состояния аппаратной части устройства РЗА, в том числе АЦП, модулей ввода аналоговых сигналов, блока питания, ОЗУ, ПЗУ, процессорного устройства, модулей ввода аналоговых сигналов, цепей дискретных входов, контактных (релейных) выходов
- контроль температурного режима устройства РЗА
- контроль наличия/отсутствия синхронизации времени
- контроль сохранности исполняемого программного кода (целостность ПО)
- контроль перезагрузок, с накоплением количества фактов перезагрузок за настраиваемый период времени (от минут до месяцев)
- контроль состояния цепей оперативного тока (наличие питания, исправность питания входных и выходных цепей)
- контроль коммуникационных связей устройств РЗА
предназначен для автоматического и периодического (через настраиваемый интервал времени) отслеживания изменений фактических значений уставок относительно эталонных, а также версий ПО и положений переключающих устройств РЗА:
- хранения, контроля изменения и версий файлов уставок, конфигураций и прошивок, считанных из специализированного ПО производителей устройств РЗА
- анализа файлов уставок и конфигураций устройств РЗА средствами АСМ РЗА
- сравнения эталонных значений уставок и положений переключателей устройств РЗА, хранящихся в АСМ РЗА, с их фактическими значениями
Модули планирования и сопровождения ТОиР РЗА, контроля ресурса выключателя и автоматизированной подготовки отчётов
АСМ РЗА позволяет автоматически выявлять ухудшение технического состояния и неисправности первичного оборудования, устройств РЗА и смежных систем и автоматизировать планирование и реализацию мероприятий, связанных с поддержанием и восстановлением работоспособности оборудования, снижая тем самым затраты на ТОиР:
- формирование (ручное или автоматическое на основе аварийных событий или заданной периодичности и видов ТОиР) заявок и планов проведения ТОиР РЗА (многолетний, годовой, месячный графики, заявки) с учетом выходных дней, доступного оборудования и ресурсов
- автоматическое указание в заявке на ТОиР РЗА причин неисправностей (неисправности цепей измерения, дискретных цепей, аппаратного обеспечения, цепей оперативного питания, отсутствие синхронизации, ошибки ПО, несанкционированное изменение уставок или конфигурации устройств РЗА и др.)
- выполнение процедуры согласования планов проведения ТОиР РЗА, с учетом диспетчерского/технологического управления и ведения оборудования
- визуализация сроков проведения ТОиР РЗА на диаграмме Ганта
- открытие и закрытие, перенос заявок на ТОиР РЗА
- мониторинг выполнения планов ТОиР РЗА
- ведение справочника и журнала дефектов оборудования, учет вероятности их возникновения
- интеграция с ПК Заявки/АСУРЭО
АСМ РЗА выполняет контроль механического ресурса, характеризуемого числом циклов «включение – произвольная пауза – отключение» без тока в главной цепи выключателя, и коммутационного ресурса, определяемого допустимым для выключателя без осмотра и ремонта дугогасительного устройства суммарным числом операций включения и отключения при нагрузочных токах и токах КЗ
При расчете ресурса учитывается действующее значение тока при включении и отключении выключателя или энергия, выделяемая на его контактах при отключении
АСМ РЗА на основе информации, хранящейся в системе, позволяет автоматически подготавливать отчёты:
- отчеты создаются периодически или по событию, возникающему в системе, на основе преднастроенных пользовательских шаблонов
- имеется возможность предварительного просмотра сформированного отчёта и его редактирования
- предусмотрены возможности долгосрочного хранения отчетов в системе и экспорта отчётов в форматах XLSX, PDF, DOCX
Этапы внедрения и опыт внедрения в Республике Татарстан
- Предпроектное обследование и определение границ проекта
- Проектирование
- Поставка оборудования и программного обеспечения АСМ РЗА на уровень ЦУС
- Интеграция АСМ РЗА уровня ПС и АСМ РЗА уровня ЦУС (поэтапно для каждой ПС):
- Работы уровня ПС: изготовление, поставка, монтаж и наладка оборудования и компонентов АСМ РЗА уровня ПС; настройка АСМ РЗА уровня ПС на прием сигналов от устройств РЗА (система развязана со средствами АСУТП); настройка АСМ РЗА уровня ПС на передачу данных на уровень ЦУС; проведение испытаний АСМ РЗА уровня ПС.
- Работы уровня ЦУС: формирование базы данных о первичном и вторичном оборудовании ПС и ЛЭП; настройка АСМ РЗА уровня ЦУС на прием данных с уровня ПС; настройка форм и отчетов АСМ РЗА уровня ЦУС.
- Комплексные испытания АСМ РЗА уровней ПС и ЦУС
- Опытно-промышленная эксплуатация АСМ РЗА в пределах границ проекта
- Обучение персонала работе с АСМ РЗА
- Перевод АСМ РЗА в промышленную эксплуатацию
- Техническая поддержка, сопровождение эксплуатации и сервис
- Масштабирование и расширение возможностей АСМ РЗА (по желанию Заказчика)
Старт внедрения системы мониторинга РЗА в Республике Татарстан — 2006 год
Поэтапное развитие системы мониторинга РЗА позволило охватить более 7130 устройств РЗА на объектах Республики Татарстан разных форм собственности. На 2022 г. в единую систему системы мониторинга РЗА входят:
- ЦУС АО «Сетевая компания»
- Все узловые ПС (41 подстанция 110-500 кВ) АО «Сетевой компании»: 3 подстанции 500 кВ, 14 подстанций 220 кВ, 24 подстанции 35-110 кВ
- Все генерирующие объекты: Казанская ТЭЦ-1, Казанская ТЭЦ-2, Казанская ТЭЦ-3, Заинская ГРЭС, Набережночелнинская ТЭЦ, Нижнекамская ГЭС, Нижнекамская ТЭЦ-1, Нижнекамская ТЭЦ-2, НКНХ ГТУ-75
Развитие АСМ РЗА в Республике Татарстан продолжается!
