RU2576975C1 - System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment - Google Patents

System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2576975C1
RU2576975C1 RU2014143928/02A RU2014143928A RU2576975C1 RU 2576975 C1 RU2576975 C1 RU 2576975C1 RU 2014143928/02 A RU2014143928/02 A RU 2014143928/02A RU 2014143928 A RU2014143928 A RU 2014143928A RU 2576975 C1 RU2576975 C1 RU 2576975C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
field devices
objects
electrical equipment
information
Prior art date
Application number
RU2014143928/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Маркович Лагускер
Алексей Викторович Курятов
Original Assignee
Валерий Маркович Лагускер
Алексей Викторович Курятов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Маркович Лагускер, Алексей Викторович Курятов filed Critical Валерий Маркович Лагускер
Priority to RU2014143928/02A priority Critical patent/RU2576975C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2576975C1 publication Critical patent/RU2576975C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering. System for relay protection, monitoring and control of objects of electrotechnical equipment comprises field devices associated with objects of electrotechnical equipment, and automated workstations of control operators. Field devices are also configured to collect information from objects of electrotechnical equipment and issue control commands. Each of field devices and each control operator workstation is equipped with a microprocessor which performs functions of a controller, for collection-issuing, processing and storage of information. Each field device and each workstation is connected to two microprocessors, and each microprocessor is connected with all other microprocessors.
EFFECT: technical result is improved reliability and efficiency of system.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области релейной защиты, контроля и управления электротехническим оборудованием, преимущественно в области энергетики.The invention relates to the field of relay protection, control and management of electrical equipment, mainly in the field of energy.

В настоящее время система релейной защиты, контроля и управления электротехническим оборудованием (РЗ и СКУ ЭЧ) крупных электростанций и подстанций 220-750 кВ имеет иерархическую пятиуровневую структуру.At present, the system of relay protection, control and management of electrical equipment (RE and SCI ECH) of large power plants and substations of 220-750 kV has a hierarchical five-level structure.

Figure 00000001
Первый (нижний) уровень образован полевыми устройствами - микропроцессорными устройствами релейной защиты (МПРЗ) и ввода/вывода информации УСО. Общее их количество достигает 400 устройств в одной системе.
Figure 00000001
The first (lower) level is formed by field devices - microprocessor devices of relay protection (MPRZ) and input / output of USO information. Their total number reaches 400 devices in one system.

Figure 00000001
Второй уровень образован оборудованием локальной вычислительной сети (ЛВС) нижнего уровня.
Figure 00000001
The second level is formed by the equipment of the local area network (LAN) of the lower level.

Figure 00000001
Третий (средний) уровень образован средствами централизованной обработки и хранения данных. В их состав входят контроллеры (центральные координирующие устройства, ЦКУ), серверы SCADA-системы и длительного хранения информации, шлюзы.
Figure 00000001
The third (middle) level is formed by means of centralized data processing and storage. They include controllers (central coordinating devices, CCU), SCADA-system and long-term information storage servers, gateways.

Figure 00000001
Четвертый уровень образован оборудованием локальной вычислительной сети (ЛВС) верхнего уровня.
Figure 00000001
The fourth level is formed by the equipment of the local area network (LAN) of the upper level.

Figure 00000001
Пятый (верхний) уровень образован программно-техническими средствами контроля и управления различного вида. К ним относятся мозаичные панели со встроенными контроллерами, АРМы оперативного и обслуживающего персонала. Общее их количество достигает 10 устройств в одной системе.
Figure 00000001
The fifth (upper) level is formed by software and hardware controls and controls of various kinds. These include mosaic panels with built-in controllers, workstations of operational and maintenance personnel. Their total number reaches 10 devices in one system.

Для организации ЛВС нижнего и верхнего уровней, включая сегментацию, создание виртуальных сетей и организацию транспортного уровня передачи потока данных по сети Ethernet между устройствами системы РЗ и СКУ ЭЧ, используются сетевые коммутаторы фирм Ruggetcom (в настоящее время Siemens), Hirschman, Моха и другие. Коммутаторы устанавливаются в непосредственной близости к полевым устройствам и средствам контроля и управления. Общее количество коммутаторов на одну систему СКУ ЭЧ около 30.To organize LANs of the lower and upper levels, including segmentation, the creation of virtual networks and the organization of the transport layer for transmitting data flow over the Ethernet network between devices of the RC system and the frequency converter, the network switches are used by Ruggetcom (currently Siemens), Hirschman, Mokha and others. Switches are installed in close proximity to field devices and monitoring and control equipment. The total number of switches per system of ECC ECH is about 30.

Примером такой пятиуровневой системы релейной защиты, контроля и управления электротехническим оборудованием является система, содержащая полевые устройства для обработки информации и автоматизированные рабочие станции операторов управления (Патент РФ №2210104, МПК G06F 15/16, Н01Н 83/00, Н02Н 7/00, опубл. 2003 г.). Указанная система является наиболее близким техническим решением и выбрана в качестве ближайшего аналога.An example of such a five-level system of relay protection, control and management of electrical equipment is a system containing field devices for processing information and automated workstations of control operators (RF Patent No. 2210104, IPC G06F 15/16, Н01Н 83/00, Н02Н 7/00, publ. 2003). The specified system is the closest technical solution and is selected as the closest analogue.

Недостатком известной системы является низкая надежность и недостаточное быстродействие контроля и управления электротехническим оборудованием. Время передачи информации достигает 2-3 сек.A disadvantage of the known system is the low reliability and insufficient speed of monitoring and control of electrical equipment. Information transfer time reaches 2-3 seconds.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и быстродействия системы за счет ее упрощения и обеспечения автоматического восстановления работы связей между устройствами системы за время не более 100 мс даже при множественных отключениях (неисправностях) узлов, обеспечивающих связи между устройствами системы, и/или самих связей одновременно.The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability and speed of the system by simplifying it and by ensuring automatic restoration of the operation of connections between system devices in no more than 100 ms even with multiple shutdowns (malfunctions) of nodes providing communications between system devices, and / or the bonds themselves at the same time.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в системе релейной защиты, контроля и управления объектов электротехнического оборудования, содержащей полевые устройства, связанные с объектами электротехнического оборудования, и автоматизированные рабочие станции операторов управления, причем полевые устройства выполнены с возможностью сбора информации с объектов электротехнического оборудования и выдачи команд управления, каждое из полевых устройств и каждая из рабочих станций оператора управления снабжены микропроцессором, выполняющим функции контроллера, для сбора-выдачи, обработки и хранения информации, при этом каждое полевое устройство и каждая рабочая станция соединены с двумя микропроцессорами, а каждый микропроцессор соединен со всеми другими микропроцессорамиThe stated technical problem is solved due to the fact that in the system of relay protection, control and management of electrical equipment facilities containing field devices associated with electrical equipment objects and automated workstations of control operators, and field devices are configured to collect information from electrical equipment and issuing control commands, each of the field devices and each of the workstations of the control operator are equipped with a microprocessor quarrel performing controller functions, for gathering-issuance, processing and storage of information, each field device and each workstation is connected to the two microprocessors, and each microprocessor is connected to all other microprocessors

Концепция изобретения состоит в переходе от пятиуровневой к трехуровневой структуре системы РЗ и СКУ ЭЧ за счет отказа от ЦКУ, серверов, шлюзов и использования микропроцессоров, выполняющих функции контроллеров, распределенных между нижним и верхним уровнями системы РЗ и СКУ ЭЧ. В совокупности микропроцессоры образуют распределенную интеллектуальную вычислительную сеть (Фиг. 1).The concept of the invention consists in the transition from a five-level to a three-level structure of a relay protection system and an electronic control system of an electronic circuit due to the rejection of a central control system, servers, gateways and the use of microprocessors that act as controllers distributed between the lower and upper levels of an electronic control system and electronic control system. Together, microprocessors form a distributed intelligent computer network (Fig. 1).

Микропроцессоры, выполняющие функции контроллеров, выполняются на базе «компьютер-на-модуле» (Computer-On-Modules - СОМ). См., например, журнал «Автоматизация в промышленности», 2013, №5, стр. 56-62, А.Н. Ковалев «Развитие технологии «компьютеров-на-модуле»: ультрамобильные и малогабаритные системы выходят на старт».Microprocessors that perform the functions of controllers are executed on the basis of “computer-on-module” (Computer-On-Modules - СОМ). See, for example, the journal "Automation in Industry", 2013, No. 5, pp. 56-62, A.N. Kovalev “Development of the technology of computers-on-module: ultra-mobile and small-sized systems go to the start.”

Технология СОМ позволяет иметь на чипе мощный компьютер с развитой надежной операционной системой реального времени и в результате совместить гибкость компьютера и надежность контроллера.COM technology allows you to have a powerful computer on the chip with a developed reliable real-time operating system and as a result combine the flexibility of the computer and the reliability of the controller.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 2 изображена структурная схема системы релейной защиты, контроля и управления электротехническим оборудованием.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 2 shows a structural diagram of a relay protection system, control and management of electrical equipment.

На чертеже обозначены:In the drawing are indicated:

1 - полевые устройства 1-1, 1-2…, 1-N;1 - field devices 1-1, 1-2 ..., 1-N;

2 - контроллер полевого устройства 2-1, 2-2…, 2-N;2 - controller of the field device 2-1, 2-2 ..., 2-N;

3 - контроллер рабочей станции оператора 3-1, 3-2…, 3-М;3 - controller workstation operator 3-1, 3-2 ..., 3-M;

4 - рабочая станция оператора 3-1, 3-2…, 3-М.4 - operator workstation 3-1, 3-2 ..., 3-M.

В нормальном режиме работы система осуществляет:In normal operation, the system performs:

- сбор информации от полевых устройств о режиме и схеме объектов защиты, контроля и управления, в том числе сбор осциллограмм при аварийных событиях, например коротких замыканиях;- collection of information from field devices about the mode and circuit of objects of protection, control and management, including the collection of oscillograms during emergency events, such as short circuits;

- выдача команд управления через полевые устройства на объекты управления, например коммутационные аппараты;- issuing control commands through field devices to control objects, such as switching devices;

- интерактивное взаимодействие системы с операторами рабочих станций;- interactive system interaction with workstation operators;

- фоновая самодиагностика, в процессе которой в системе осуществляется самоконтроль всех ее устройств без прекращения работы;- background self-diagnosis, during which self-monitoring of all its devices is carried out in the system without stopping operation;

- поддержание единого астрономического времени между устройствами системы. Все перечисленные операции осуществляются в автоматическом режиме.- maintaining a single astronomical time between system devices. All of these operations are carried out automatically.

В режиме работы по командам оператора выполняется управление объектами контроля и управления, подключенными к полевым устройствам, конфигурирование системы релейной защиты, контроля и управления, введение уставок защиты.In the operating mode, the operator controls the monitoring and control objects connected to the field devices, configures the relay protection, monitoring and control system, and sets the protection settings.

Работа системы осуществляется следующим образом.The system is as follows.

Контроллеры 2 осуществляют ввод информации от полевых устройств 1. Поступающая информация обрабатывается, запоминается и передается от контроллеров 2 полевых устройств 1 в контроллеры 3 рабочих станций 4. Информация, собранная в контроллерах 3, обрабатывается, запоминается и передается на рабочие станции 4, где визуализируется.Controllers 2 enter information from field devices 1. The incoming information is processed, stored and transmitted from controllers 2 of field devices 1 to controllers 3 of workstations 4. Information collected in controllers 3 is processed, stored and transmitted to workstations 4, where it is visualized.

При управления объектами команды оператора передаются от рабочих станций 4 через контроллеры 3 на контроллеры 2, а от них через полевые устройства 1 на объекты управления.When managing objects, operator’s commands are transmitted from workstations 4 through controllers 3 to controllers 2, and from them through field devices 1 to control objects.

Обмен информацией осуществляется по сети Ethernet. Время сбора-выдачи (ретрансляции, передачи) информации, в том числе команд, для одного контроллера составляет не более 1 мс. Время сбора-выдачи и обработки информации для одного контроллера - не более 100 мс.Information is exchanged via Ethernet. The time of collecting-issuing (relaying, transmitting) information, including commands, for one controller is not more than 1 ms. The time of collecting, issuing and processing information for one controller is not more than 100 ms.

Таким образом, система обеспечивает:Thus, the system provides:

- трансляцию команд от операторов на объекты управления;- broadcast teams from operators to control objects;

- автоматизацию сбора информации о режиме и схеме работы объекта контроля и управления;- automation of the collection of information about the mode and pattern of operation of the object of control and management;

- автоматизацию сбора, анализа и хранения информации об аварийных процессах;- automation of the collection, analysis and storage of information about emergency processes;

- возможность дистанционного конфигурирования и управления уставками полевых устройств;- the ability to remotely configure and control the settings of field devices;

- дистанционный сбор диагностической информации от устройств системы;- remote collection of diagnostic information from system devices;

- поддержание единого астрономического времени между устройствами системы.- maintaining a single astronomical time between system devices.

Работа системы при отключениях (отказах, неисправностях) контроллеров и/или связях между устройствами.System operation during shutdowns (failures, malfunctions) of controllers and / or communications between devices.

1. Отключение любого контроллера или любой связи. Обмен информацией между всеми полевыми устройствами 1 и рабочими станциями 4 выполняется в полном объеме. Работа системы осуществляется, как описано ранее, со всеми указанными выше характеристиками.1. Disabling any controller or any connection. The exchange of information between all field devices 1 and workstations 4 is carried out in full. The operation of the system is carried out, as described previously, with all the above characteristics.

2. Множественное отключение контроллеров и связей (двух и более) без потери связи с хотя бы одним полевым устройством 1 или одной рабочей станцией 4. Обмен информацией между всеми полевыми устройствами 1 и рабочими станциями 4 выполняется в полном объеме. Работа системы осуществляется, как описано ранее, со всеми указанными выше характеристиками.2. Multiple shutdown of controllers and communications (two or more) without losing communication with at least one field device 1 or one workstation 4. The exchange of information between all field devices 1 and workstations 4 is carried out in full. The operation of the system is carried out, as described previously, with all the above characteristics.

3. Множественное отключение контроллеров и связей (двух и более) с потерей связи с хотя бы одним полевым устройством 1 или одной рабочей станцией 4. Обмен информацией между всеми подключенными полевыми устройствами 1 и рабочими станциями 4 выполняется в полном объеме. Работа системы осуществляется, как описано ранее, со всеми указанными выше характеристиками.3. Multiple shutdown of controllers and communications (two or more) with loss of communication with at least one field device 1 or one workstation 4. The exchange of information between all connected field devices 1 and workstations 4 is carried out in full. The operation of the system is carried out, as described previously, with all the above characteristics.

Для достижения необходимых характеристик используются стандартизированные и оптимизированные сетевые протоколы, протоколы связи, протоколы резервирования сети, протоколы синхронизации времени на основе стандартов IEC/МЭК и IEEE.To achieve the required characteristics, standardized and optimized network protocols, communication protocols, network redundancy protocols, time synchronization protocols based on IEC / IEC and IEEE standards are used.

Таким образом достигается повышение надежности и быстродействия системы релейной защиты, контроля и управления электротехническим оборудованием.Thus, an increase in the reliability and speed of the relay protection system, control and management of electrical equipment is achieved.

Claims (1)

Система релейной защиты и контроля объектов управления электротехническим оборудованием, содержащая полевые устройства, связанные с объектами управления электротехническим оборудованием, и автоматизированные рабочие станции операторов управления, причем полевые устройства выполнены с возможностью сбора информации о режимах работы объектов электротехнического оборудования и выдачи команд управления, отличающаяся тем, что каждое из полевых устройств и каждая из рабочих станций операторов управления снабжены микропроцессором, выполняющим функции контроллера, для сбора-выдачи, обработки и хранения упомянутой информации, при этом каждое полевое устройство и каждая рабочая станция соединены с двумя микропроцессорами, а каждый микропроцессор соединен со всеми другими микропроцессорами. A relay protection and control system for control objects of electrical equipment, comprising field devices associated with control objects of electrical equipment, and automated workstations of control operators, the field devices being configured to collect information about operating modes of objects of electrical equipment and issue control commands, characterized in that each of the field devices and each of the workstations of the control operators are equipped with a microprocessor, you olnyayuschim function controller, for collecting-issuance, processing and storage of said information, each field device and each workstation is connected to the two microprocessors, and each microprocessor is connected to all other microprocessors.
RU2014143928/02A 2014-10-31 2014-10-31 System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment RU2576975C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014143928/02A RU2576975C1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014143928/02A RU2576975C1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2576975C1 true RU2576975C1 (en) 2016-03-10

Family

ID=55654291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014143928/02A RU2576975C1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2576975C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600715C2 (en) * 2014-12-18 2016-10-27 Алексей Александрович Алексеев Communication device with object
RU169145U1 (en) * 2016-05-24 2017-03-07 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") INTELLIGENT RELAY PROTECTION OF ELECTRIC NETWORK

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4694374A (en) * 1985-04-26 1987-09-15 Westinghouse Electric Corp. Programmed overexcitation protective relay and method of operating the same
RU2210104C2 (en) * 2001-06-28 2003-08-10 Езерский Сергей Владимирович Multiprocessor information-management relay protection and automatic control system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4694374A (en) * 1985-04-26 1987-09-15 Westinghouse Electric Corp. Programmed overexcitation protective relay and method of operating the same
RU2210104C2 (en) * 2001-06-28 2003-08-10 Езерский Сергей Владимирович Multiprocessor information-management relay protection and automatic control system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600715C2 (en) * 2014-12-18 2016-10-27 Алексей Александрович Алексеев Communication device with object
RU169145U1 (en) * 2016-05-24 2017-03-07 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") INTELLIGENT RELAY PROTECTION OF ELECTRIC NETWORK

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106230032B (en) A kind of wind farm group production scheduling operational system based on power dispatch data network
CN103343681B (en) The integrated double loop network coupling control system of rig based on IPC and PLC
Hajian-Hoseinabadi Reliability and component importance analysis of substation automation systems
CN102621944B (en) Automatic checkout system for transformer substation remote signaling function
CN102447305B (en) Topological anti-misoperation system for power grid
CN104753085A (en) Remote online monitoring system for distributed photovoltaic access
CN203678537U (en) Monitoring system of electric precipitator
CN103474116B (en) A kind of adopt digital human machine interface nuclear power plant accident condition under run the functional analysis approach of control
CN103926917A (en) Intelligent transformer substation master control device testing system and method
CN103457796B (en) The monitoring method of switch-spanning in a kind of intelligent substation
CN204101911U (en) A kind of maintenance system for nuclear safe level digitizer Ore-controlling Role equipment
KR20130031815A (en) Remote monitoring apparatus, wind turbine generator system, and method of controlling remote monitoring apparatus
CN102868221A (en) Intelligent drawer switch cabinet
Hajian-Hoseinabadi Availability comparison of various power substation automation architectures
JP2016167969A (en) Duplex controller in high-voltage direct current power transmission system and method
KR20170111890A (en) Real-Time remote control system and real-time smart gateway
RU2576975C1 (en) System of relay protection, monitoring and control of electrical equipment
CN101976886B (en) Distributed data collection partitioning mutual backup method for power dispatching automation system
CN102361355B (en) Cities and counties' scheduling data centralization collection of power equipment and the method for operation monitoring
CN102760504B (en) The digital control system of the full brand-name computer group of nuclear power station and non-core level control system, method
CN103199626A (en) Switch cabinet integrated monitoring terminal
CN206440993U (en) Operation of industrial installation monitoring system
CN106712298B (en) Monitoring system for distribution automation system
CN105388891A (en) Fault diagnosis device and method for fieldbus system
CN208285072U (en) A kind of distribution converter station Protection control system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181101