Отдел продаж: +7 495 174 55 50Тех поддержка: 8 800 555 25 11
Как HSR-дублирование с GOOSE-обменом повышают надежность АВР и ВНР на подстанциях 6–10 кВ
На подстанциях 6–35 кВ АВР, как правило, применяются автоматический ввод резерва (АВР) и автоматическое восстановление нормального режима работы (ВНР). Но в реальной эксплуатации оказывается, что резервировать целесообразно и саму межсекционную автоматику: цепи готовности, пуска, команды включения СВ и восстановления нормальной схемы. HSR/GOOSE между ВВ1–СВ–ВВ2 позволяет превратить межсекционную автоматику в резервированную и постоянно диагностируемую систему.
Автоматическое включение резерва на подстанциях 6–35 кВ обычно воспринимается как классическая функция: две секции шин, два вводных выключателя, секционный выключатель, цепи положения, готовности, запретов и команд. Схема понятна проектировщику, привычна наладчику и знакома оперативному персоналу.
Однако у этой привычной схемы есть слабое место: межсекционная автоматика может годами находиться в состоянии ожидания, а ее вторичные цепи — стареть без явных признаков отказа. Контакт окислился, клемма ослабла, кабельная жила повреждена при ремонте, промежуточное реле вышло из строя — и до пуска реального цикла АВР дефект может оставаться необнаруженным.
Полное опробование АВР и ВНР на действующей подстанции часто требует переключений, согласования с потребителями и создания режимов, которые эксплуатация объективно старается минимизировать. В результате критически важная автоматика проверяется неполно: по отдельным входам, по сигналам, по имитациям, но не всегда как единый цикл опробования ВВ1–СВ–ВВ2.
Предлагаемая архитектура опирается не на внешнюю надстройку и дополнительное оборудование, а на уже предусмотренные функции устройств линейки Алтей. В Алтей-01 и Алтей реализовано исполнение с двумя Ethernet-портами, протоколы МЭК 61850 MMS/GOOSE, PRP, RSTP и HSR, а также штатные алгоритмы АВР, ВНР, АУВ, гибкая логика, журнал событий и контроль GOOSE-потоков.
Для эксплуатационного персонала ценность решения формулируется не просто трендом обширного внедрения коммуникационных протоколов, а понятной оценкой снижения рисков и улучшения удобства обслуживания.
HSR нужен не потому, что это современный Ethernet. Он нужен потому, что позволяет ежедневно оценивать готовность межсекционной автоматики, не дожидаясь ежегодного регламента или реального аварийного события.
Для проектировщика традиционная схема АВР/ВНР — это не один провод. Это набор межшкафных связей: готовность смежной секции, положение выключателей, блокировки, запреты, команды включения СВ, команды отключения СВ при ВНР, признаки восстановления напряжения и подтверждения результата. Чем больше таких связей, тем больше клемм, жил, промежуточных реле, маркировок и точек потенциальной ошибки.
Цифровой канал позволяет разложить проект на два понятных слоя: локальная безопасность и межтерминальная логика. Локальная безопасность остается в терминале конкретного выключателя, а межтерминальная логика передается по резервированному HSR-кольцу. Такой подход легче описывать в проекте, легче проверять на наладке и легче сопровождать при реконструкции.
Для типовой подстанции с двумя секциями шин схема может быть предельно компактной: терминал на вводном выключателе ВВ1, терминал на секционном выключателе СВ и терминал на вводном выключателе ВВ2 объединяются в HSR-кольцо. В нормальном режиме сообщения доставляются по двум направлениям. При повреждении (или выводе в ремонт) одного участка кольца обмен сохраняется по оставшемуся направлению.
Самая правильная и безопасная архитектура — не прямое включение выключателя по сети. Терминал ВВ1 не «замыкает катушку привода» СВ через Ethernet. Он передает цифровой сигнал уровня алгоритма: например, «условия АВР выполнены, требуется включение СВ». Терминал СВ принимает этот сигнал, но выполняет собственные проверки: положение выключателя, исправность цепей управления, отсутствие блокировок, отсутствие запретов от защит, готовность АУВ и так далее.
При ВНР логика аналогична: цифровой канал передает готовность, восстановление напряжения, разрешение/команду возврата нормальной схемы и подтверждение результата. Но локальное включение ввода и отключение секционного выключателя выполняются только после проверки условий в соответствующих терминалах.
Дублировать следует прежде всего те межтерминальные сигналы, отказ которых приводит к потере функции АВР/ВНР или к невозможности корректно восстановить нормальную схему. Передавать «все подряд» не нужно: для проектной прозрачности лучше формировать короткую таблицу GOOSE-сообщений с ролью каждого сигнала.
Дублирование по HSR повышает надежность межсекционной автоматики.
На успешность цикла влияют ТН, ТТ, оперативное питание, выключатели, катушки управления, уставки, логика блокировок и состояние цепей управления. Поэтому правильно сначала оценивать прирост надежности канала межтерминального обмена, а затем переносить этот эффект на всю функцию.
Если принять вероятность исправности остальных элементов цикла Pост = 0,98, то для типовой стареющей схемы получаем: без цифрового дублера PАВР = 0,98 × 0,97 = 95,06%; с HSR/GOOSE-дублированием PАВР = 0,98 × 0,99891 ≈ 97,89%. Разница около 2,8 процентного пункта для всей функции и примерно 27-кратное снижение риска отказа межтерминального канала.
Для правильного применения решения его нужно проектировать как функцию РЗА. Цифровой сигнал должен быть входом локального алгоритма терминала РЗА, а не безусловной командой в цепи управления выключателями.
Цена отказа АВР особенно на промышленной подстанции существенно выше стоимости цифрового резервирования между тремя терминалами. Ведь HSR не требует установки дорогостоящего коммутационного оборудования и для реализации HSR между тремя терминалами требуется просто Ethernet кабель – стоимость 25-35 метров коммуникационного кабеля несопоставима с потенциальным ущербом при отказе АВР, при том, что риск отказа АВР и ВНР снижается в 10...27 раз!
Возврат к списку
