IEC 61850: Forum og fordelene av standard

Med utviklingen av digital teknologi i siden ikke forbli og elektrisk utstyr produsenter. Til tross for tilstedeværelsen av den internasjonale klassifisering av ISO, på russisk ble det utviklet en egen IEC 61850-standarden, er ansvarlig for system- og nettverksstasjoner.

Litt historie

Utvikling av datateknologi har ikke blitt spart for elektriske nettverk styringssystemer. Allment akseptert i dag IEC 61850-standarden ble opprinnelig introdusert i 2003, selv om forsøk på å innføre på dette grunnlaget systemene var tilbake i 60-årene av forrige århundre.

Sin essens koker ned til bruk av spesielle protokoller, kontroll av elektriske nettverk. Basert på dem nå, og gjort overvåke funksjonen av denne typen nettverk.

Hvis tidligere fokusert utelukkende oppgradere datasystemene som styrer elektrisk kraft, med innføringen av regler, standarder, protokoller som IEC 61850, har situasjonen endret seg. Hovedoppgaven for gjestene begynte å tilby overvåking for rettidig påvisning av feil på enheten.

IEC 61850-protokoll og dets analoger

protokollen selv mest aktivt begynte å bli brukt på midten av 80-tallet. Deretter som de første test versjonene av modifikasjon brukes IEC 61850-1, IEC 60870-5 versjoner 101, 103 og 104, DNP3 og Modbus, som viste seg å være helt uholdbar.

Og det første utviklingen dannet grunnlaget for moderne protokollen UCA2, som er i midten av 90-tallet har blitt brukt i Vest-Europa.

Hvordan fungerer det

Slå til utstedelse av funksjon, skal forklare hva protokollen IEC 61850, for "Dummies" (folk som bare fatte det grunnleggende arbeid og forståelse av prinsippene for kommunikasjon med datamaskiner).

Poenget er at ved transformatorstasjonen eller kraftanlegget installert mikroprosessorbrikke som kan overføre data om status for hele systemet direkte til den sentrale terminal, som kan utføres av kontroll.

Overføring av data, noe som innebærer GOST R IEC 61850 via høyhastighetsforbindelse. Grovt sett chip produsert binding til nærmeste LAN.

Datainnsamlingssystem DAS (Data Acquisition System) anvender minst en 64-bits overføring, sammen med den aktuelle krypteringsalgoritmer database.

Men som praksis viser, og disse systemene er ganske sårbare. Vi lurte på amerikanske filmer, når du er i en scene er slått av strømtilførselen til hele blokken? Det er det! Elnett med forankring i IEC 61850 kan koordineres fra en ekstern kilde (i det følgende vil det bli forstått hvorfor). I mellomtiden, la oss vurdere de grunnleggende systemkrav.

Standard R IEC 61850: krav til kommunikasjonssystemer

Hvis tidligere var det enighet om at signalet skal bort i bruk av telefonlinjen, kommunikasjonsmuligheter har hoppet fremover. Innebygde prosessorene er i stand til å gi transmisjonen ved 64 Mbps, å være helt uavhengig av leverandørene av tjenesten er standard.

Hvis vi ser på IEC 61850 standarden for "dummies", er forklaringen ganske enkel: power chip bruker en proprietær dataoverføringsprotokoll, snarere enn den konvensjonelle TCP / IP-standarden. Men det er ikke alt.

Standarden i seg selv er den IEC 61850 data med sikre tilkoblinger. Med andre ord, tilkobling til Internett, trådløse nettverk, og så videre. E. Lag en bestemt måte. I innstillingene som regel gjøre bruk av proxy-serveren, fordi det er slik (om enn virtuelt) er det tryggeste.

Det totale omfang av

Det er klart at i henhold til de krav som utsetter Standard IEC 61850, for å installere utstyr av denne typen på vanlig transformatoren messe vil ikke fungere (databrikke er det slett ikke noe sted).

Betjene en slik enhet vil heller ikke i det hele tatt ønske. Han trenger et minimum første input / output system beslektet BIOS, og (D. trådløs, kablet, og så sikker tilkobling.) Også kommunikativ modell tilsvarende dataoverføringen.

Men i midten av kontroll av generell eller lokale strømnettet, kan du få tilgang til nesten alle funksjonene til makten. Som et eksempel, men ikke den beste, kan vi redusere filmen "Earth kjerne» (The Core), når en hacker hindrer ødeleggelse av vår planet av en energisk destabilisering kilde forsyne 'spare' variant fremming av jordens kjerne.

Men dette er ren fantasi, kanskje til og med en virtuell bekreftelse av IEC 61850 krav (selv om dette ikke er uttrykkelig angitt). Likevel, selv de mest primitive emulering IEC 61850 ser sånn. Men hvor mange ulykker kunne vært unngått?

Det samme fjerde enhet av Tsjernobyl kjernekraftverk, dersom det ble etablert diagnostiske verktøy som er i samsvar med IEC 61850-1 minst kanskje ikke ville ha eksplodert. Og vi kan bare høste fordelene av hva som skjedde i 1986.

Stråling - det er slik at hemmelighets handlinger. I de tidlige dager, måneder eller år med symptomer på stråling sykdom ikke skal åpenbares, for ikke å nevne de halveringstid av uran og plutonium for at det i dag, få folk til å betale oppmerksomhet. Men integreringen av de samme Geiger tellere i kraftverket kan redusere risikoen av å bo i dette området. Forresten, protokollen selv lar deg overføre slike data til programvare og maskinvare involvert kompleks.

Metoder for modellering og omdannelse til virkelige protokoller

For den enkleste forståelse av hvordan det fungerer, for eksempel IEC 61850-9-2 standard, det skal sies at ingen av jerntråd ikke kan bestemme retningen av de overførte data. Dvs. trenger en passende forsterker stand til å overføre data om systemtilstand, og kryptert.

Motta signalet, som det viser seg, er det ganske enkelt. Men nå som det har blitt lest og dekodes av mottakeren, blir nødt til å svette. I virkeligheten kan dekode det innkommende signal, for eksempel på basis av IEC 61850-2 på barnetrinnet behovet for å bruke avbildningssystemer slik som SCADA og P3A.

Men basert på det faktum at dette systemet bruker en ledning kommunikasjon anlegget, er de basiske protokoller betraktet gås og MMS (må ikke forveksles med den mobilmeldinger). Denne konverteringen produserer standarden IEC 61850-8 ved hjelp av suksessive første MMS, og deretter gås, som til slutt muliggjør visning av informasjon teknologier P3A.

Hovedtypene av transformatorkonfigurasjon

Enhver understasjon som bruker denne protokollen må ha i det minste et minimalt sett med verktøy for dataoverføring. For det første dreier det seg om de fysiske enheter som er koblet til nettverket. For det andre, på hver slik enhet må være ett eller flere logiske moduler.

I dette tilfelle er enheten i seg selv er i stand til å utføre funksjonen til et nav, en gateway, eller til og med en form for mellomledd for informasjonsoverføring. Seg som logiske noder har en smal fokus og er delt inn i følgende klasser:

• "A" - automatiske styringssystemer;
• "M" - målesystem;
• "C" - telemetristyring;
• «G» - moduler av fellesfunksjoner og innstillinger;
• «I» - etablere kommunikasjonsmidler og metoder som brukes arkiv data;
• «L» - logikkmoduler og systemkomponenter;
• «P» - beskyttelse;
• «R» - forbundet beskyttende komponenter;
• «S» - sensorer;
• «T» - transformatorer, meter,
• «X» - blokk-pol Anlegg;
• «Y» - typen krafttransformatorer;
• «Z» - alt annet er ikke inkludert i ovennevnte kategorier.

Det antas at protokollen IEC 61850-8-1, for eksempel, er i stand til å sikre mindre bruk av ledninger eller kabler, som naturligvis bare ha en positiv effekt på den enkle utforming av utstyret. Men hovedproblemet, som det viser seg, er at ikke alle ledere er i stand til å behandle de mottatte data selv i nærvær av passende programvarepakker. Håpet er at dette er et midlertidig problem.

programvare

Ikke desto mindre, selv i en situasjon av misforståelse av de fysiske prinsipper for denne type handlingsprogrammer emulering IEC 61850 kan utføres i ethvert operativsystem (selv mobil).

Det antas at driftspersonell eller integratorer bruker mye mindre tid på behandling av data som kommer fra nettstasjonen. Arkitekturen til slike anvendelser intuitive, grensesnittet er enkel, da all behandling er bare innføringen av lokaliserte data med påfølgende automatisk levering av resultater.

Ulempen med slike systemer kan tilskrives kanskje at den billing P3A utstyr (mikroprosessorbaserte systemer). Derav umuligheten av dets masse søknad.

praktisk anvendelse

Før dette, alt det foregående i forhold til IEC 61850-protokollen opptatt bare teoretisk informasjon. Hvordan fungerer det i praksis?

Anta at vi har et fremdriftssystem (understasjon) med trefaset strømforsyning og to måleinnganger. Ved bestemmelse av den standard logisk enhet som brukes MMXU navn. IEC 61850 kan være to: MMXU1 og MMXU2. Hver slik node for enkel identifikasjon kan også inneholde en ytterligere prefiks.

Som et eksempel, modellert på basis av noden XCBR. Han er identifisert med bruk av noen av de store operatørene:

• Loc - bestemmelse av en lokal eller fjerntliggende sted;
• OpCnt - telling metode som utføres (eksekvert) operasjoner;
• Pos - den operatør som er ansvarlig for plassering og parametere som ligner Loc;
• BlkOpn - låsets åpnings kommando av bryteren;
• BlkCls - låsebryteren;
• CBOpCap - driftsmodus velger.

En slik klassifisering for å beskrive klasser av CDC-data blir hovedsakelig brukt i systemer 7-3 modifikasjon. Men selv i dette tilfellet, hvor konfigurasjonen basert på bruk av flere karakteristikker (FC - funksjonelle begrensninger, SPS - sjekkpunkt tilstand enhet, SV- og ST - egenskaper permutasjon systemer, DC og EX - beskrivelse og utvidede definisjonsparametere).

Med hensyn til definisjon og beskrivelse av SPS klasse logisk kjede omfatter egenskaper stVal, kvalitet - Q, og parametrene i den aktuelle tiden t -.

Således transformasjonen blir utført over en Ethernet-tilkobling teknologiske data og TCP / IP-protokollen direkte til objekt variable MMS, som først senere identifisert med navnet, som resulterer i en sann verdi i alle involvert ved denne tidsindeks.

Dessuten er det IEC 61850-protokollen bare en generalisert og til og med en abstrakt modell. Men basert på det gjort beskrivelse av strukturen til et hvilket som helst element av kraftsystemet, som tillater mikro chips nøyaktig identifisere hver enhet som er involvert i dette området, inkludert de som bruker energisparende teknologier.

Teoretisk protokollen format kan konverteres til alle typer data, basert på MMS og standarder for ISO 9506. Men hvorfor da ble valgt leder av IEC 61850 standarden?

Det er forbundet utelukkende med påliteligheten av parametrene og en enkel prosess med tildeling av komplekse navn eller mønstre av tjenesten.

En slik prosess uten innblanding protokollen MMS er svært arbeidskrevende, selv i dannelsen av slike forespørsler "lese-skrive-statement". Nei, selvfølgelig kan du gjøre en konvertering av denne typen, selv for UCA arkitektur. Men som praksis viser, er det anvendelse av IEC 61850 gjør det mulig å gjøre dette uten mye innsats og tid kostnader.

Spørsmål av data verifisering

Imidlertid er dette systemet ikke begrenset til overlevering. Faktisk kan integrerte mikroprosessor-systemer utveksle data ikke bare på stasjoner og sentrale styringssystemer. De kan håndtere data sammen med riktig utstyr.

EKSEMPEL enkel: den elektroniske brikken sender strømstyrke eller spenning i ansvarlige sektor. Følgelig kan hvilket som helst annet undersystem på basis av spenningsfallet aktivere eller deaktivere ytterligere kraftforsyningssystemet. Alt dette er basert på standard fysikkens lover og elektroteknikk, men det avhenger av strømmen. For eksempel har vi en standard spenning på 220 V. I Europa - 230 V.

Hvis du ser på kriteriene for avvik, i det tidligere Sovjetunionen er +/- 15%, mens i utviklede europeiske land, er det ikke mer enn 5%. Det er ikke overraskende at vestlige merket utstyr bare mislykkes bare på grunn av overspenning.

Og sannsynligvis ikke nødvendig å si at mange av oss ser på gårdsstrukturen i form av en transformatorstasjon, bygget i dagene av Sovjetunionen. Tror du det kan være en databrikke sett eller koble til kablene for å få informasjon om tilstanden i transformatoren? Her er hva det er det ikke!

De nye systemer basert på IEC 61850 standarden tillater en fullstendig kontroll over alle parametere, men det er åpenbart at det kan ikke omfattende bruk av hensiktsmessige tjenester avviser som "kraftsalg" i form av engasjement av lags protokoller.

Det er ikke noe overraskende i dette. Selskaper som distribuerer elektrisitet blant forbrukere kan rett og slett miste fortjeneste eller fordeler i markedet.

i stedet utfallet

Generelt protokollen på den ene siden, er en enkel, men på den andre - er svært vanskelig. Problemet er ikke engang det faktum at til dags dato, ingen passende programvare, og at hele det elektriske power control system, arvet fra Sovjetunionen, er dette rett og slett ikke forberedt. Og hvis du tar hensyn til den lave kvalifisering av de ansatte, så spørsmålet kan ikke være at noen er i stand til å kontrollere eller eliminere problemet på en riktig måte. Vi har begge gjort? Problemet? Avmagnetiserer nabolaget. Det er alt.

Men bruken av denne standarden for å unngå denne typen situasjon, for ikke å nevne alle slags rullende blackouts.

Dermed kan vi bare trekke en konklusjon. At sluttbrukeren har bruken av IEC 61850? I den enkleste forstand - er uavbrutt strømforsyning til manglende strømbrudd. Legg merke til at hvis dataterminal eller laptop ikke er tilveiebragt anvendelse av en avbruddsfri strømforsyning eller spenningsregulator, slipp eller hoppe kan utløse umiddelbar avslutning av systemet. Ok, hvis du trenger å gjenopprette på programvaren nivå. Og hvis du vil brenne RAM strimler eller en harddisk svikter, så hva gjør jeg?

Dette, selvfølgelig, er et eget fag for å studere, men standardene selv, blir nå brukt i kraftverk med tilhørende "jern" og programvarediagnostikk er i stand til å kontrollere alle parametere for nettverk, hindre situasjonen med bruk av kritiske feil som kan føre ikke bare til skade på hvitevarer men til svikt i hele den elektriske installasjonen (det er kjent, er beregnet på ikke mer enn 2 kW ved en standard spenning på 220 V). Derfor, på samme tid, inkludert et kjøleskap, vaskemaskin eller vannkoker for oppvarming av vann, tror hundre ganger så mye som berettiget.

Hvis versjonen av protokollen data involvert, vil delsystemet innstillingene brukes automatisk. Og i størst grad dreier det utløser den samme 16-ampere sikring, som innbyggerne i 9-etasjes hus noen ganger etablere sin egen, utenom tjenesten, er ansvarlig for dette. Men prisen på problemet, som det viser seg, er mye høyere, siden det gjør det mulig å omgå noen av begrensningene knyttet til ovennevnte standard og tilhørende forskrifter.