Комплексы информационно-измерительные и управляющие STCE

Назначение

Комплексы информационно-измерительные и управляющие STCE (далее - комплексы) предназначены для измерения и контроля параметров технологических процессов энергетических объектов, выполнения функций локальной автоматизации и защиты, хронологической регистрации событий, формирования сигналов управления и регулирования, передачи данных с использованием протоколов передачи данных в соответствии с МЭК 61850.

Описание

Комплексы STCE обеспечивают выполнение следующих основных функций:

- измерение действующих значений переменного напряжения и тока вторичных обмоток измерительных трансформаторов напряжения и тока, активной, реактивной и полной мощности, cos ф, частоты;

- измерение сигналов от датчиков с выходом аналогового сигнала напряжения или силы постоянного тока с представлением в значениях измеряемого физического параметра датчика;

- сбор и первичная обработка дискретных сигналов, хронологическая регистрация событий;

- синхронизация работы всех компонентов комплекса с точностью до 1 мс;

- разграничение прав доступа пользователей к функциям и данным с использованием паролей;

- контроль состояния и дистанционное управление объектами автоматизации в режиме реального времени;

- мониторинг выключателей, контроль синхронизма;

- формирование предупредительных и аварийных сигналов и сообщений;

- формирование архивов событий и параметров, их визуализация на экране в табличной и графической форме (тренды, отчеты) по запросу оператора;

- протоколирование событий и действий оператора;

- динамическое представление режимов работы объекта в реальном масштабе времени;

- автоматическое и полуавтоматическое выполнение заранее разработанных последовательностей переключений с контролем правильности операций;

- реализация механизма блокировки от ошибочных действий при управлении устройствами;

- автоматическая самодиагностика состояния оборудования комплекса;

- возможность централизованного управления параметрами и конфигурацией комплекса;

- формирование осциллограмм и отправка их по запросу в формате COMTRADE;

- выполнение программ локальной автоматики в соответствии со стандартом МЭК 61131-3.

Комплексы STCE проектно-компонуемой многоуровневой структуры реализованы на базе программно-технических решений фирмы SELTA S.p.A.: контроллеров серий STCE-SA, STCE-RTU, работающих в реальном масштабе времени технологического процесса, и содержат средства сбора, обработки, отображения, регистрации, хранения и передачи информации, программного обеспечения, коммуникационных средств и протоколов передачи данных в соответствии с МЭК 61850 и МЭК 61870.

Нижний уровень комплексов состоит из:

• контроллеров серий STCE-SA, STCE-RTU со средствами ввода-вывода сигналов телеизмерений и телесигнализации;

• средств передачи информации по протоколам Profibus, Ethernet, МЭК 60870-5101, МЭК 60870-5-104, объединяющих компоненты нижнего уровня комплекса;

• комплектов источников питания (в том числе резервированных);

• средств самодиагностики комплекса и его компонентов;

• приемника сигналов астрономического времени и источника сигналов точного

времени для синхронизации компонентов комплекса.

Верхний уровень комплексов содержит:

• сервер комплекса STCE, обеспечивающий архивацию данных измерений;

• автоматизированные рабочие места оперативного персонала (АРМ ОП).

Компоненты верхнего и нижнего уровней комплексов объединяются при помощи стандартных интерфейсов связи RS-232, RS-485, Ethernet, Profibus.

Система точного времени обеспечивает синхронизацию времени контроллеров, серверов комплекса и АРМ ОП с астрономическим временем.

Для визуализации и архивации всех данных, регистрируемых комплексом, на АРМ ОП используется специализированный программный пакет eXPert.

В комплексах реализованы функциональные приложения, требующиеся для системы автоматизации подстанции в целом и каждого присоединения в частности (защита, контроль, мониторинг и т.д.).

Программно-аппаратные средства комплекса содержат:

• блоки контроля ячейки (BCU) на базе контроллера STCE-SA100, предназначенные для выполнения текущих измерений параметров электрической сети, контроля состояния силового оборудования и формирования сигналов управления;

• блоки мониторинга ячейки (BMU) на базе контроллера STCE-SA200 для выполнения функций осциллографической регистрации сигналов и событий во время аварийных режимов;

• блоки защиты ячейки (BPU) по задаваемым параметрам.

Примечание - в зависимости от решаемых задач функции блоков ячеек могут модифицироваться.

Блоки выполняют свои функции автономно; каждый соединен с локальной вычислительной сетью (ЛВС) подстанции и с первичным оборудованием независимо от других.

Все блоки ячейки способны поддерживать связь типа точка-точка через ЛВС подстанции посредством сообщений GOOSE (т.н. «быстрые» сообщения), как в случае, когда связь осуществляется между средствами ввода-вывода сигналов телеизмерений и телесигнализации одной ячейки, так и различных ячеек.

Отдельные ячейки сообщаются с системой-супервизором (уровень подстанции) по протоколу связи согласно МЭК 61850 в режиме клиент-сервер для приема данных и передачи команд.

Комплекс позволяет реализовать функции управления ячейкой, мониторинга ячейки, защиты ячейки посредством чтения значений цифровых сигналов и последовательности событий, измерения сигналов на аналоговых входах и формирования сигналов управления в цифровом и аналоговом виде, управления последовательностями событий, удаленной диагностики первичного оборудования и конфигурирования оборудования комплекса STCE.

В качестве АРМ ОП в комплексе используется рабочая станция SA-MAN, посредством которой осуществляется

• конфигурирование комплекса (с определением логических и физических узлов, web-страниц, пользовательских профилей, характеристик ввода/вывода, логических функци-ий автоматизации, параметрирование каналов связи для передачи телеинформации,

• просмотр текущих характеристик ячейки, журналов событий, визуализация данных в виде таблиц и графиков.

Общий вид комплексов приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид комплексов

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) комплексов STCE включает в себя ПО верхнего уровня «Система диспетчерского управления SCADA eXPert», ПО контроллеров серии STCE-SA «внутренняя микропрограмма STCSAuc-regime» и ПО контроллеров серии STCE-RTU «внутренняя микропрограмма STCE-RTU-regime».

Идентификационные данные ПО приведены в таблицах 1 - 3.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО «Система диспетчерского управления SCADA eXPert»

ПО верхнего уровня «SCADA eXPert» не является метрологически значимым, т.к. функциями ПО является архивирование и отображение информации, полученной от контроллеров.

ПО «SCADA eXPert» содержат серверную часть для сбора, передачи и архивирования информации от контроллеров, а так же содержит клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ и обеспечивающую запрос и визуализацию информации из базы данных.

Для защиты информации от несанкционированного доступа предусмотрен физический контроль доступа (отдельные запираемые помещения серверной) и программный контроль доступа (по логину и паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе).

Защита ПО «SCADA eXPert» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные ПО «внутренняя микропрограмма STCSAuc-regime» контроллеров серии STCE-SA представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО контроллеров серии STCE-SA

Идентификационные данные ПО «внутренняя микропрограмма STCE-RTU-regime» контроллеров серии STCE-RTU представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО контроллеров серии STCE-RTU

Защита внутреннего ПО контроллеров STCE-SA и STCE-RTU от изменения обеспечивается на этапе программирования микропроцессора. Несанкционированное изменение внутреннего ПО, конфигурационных параметров, калибровочных коэффициентов защищено паролем.

Метрологические характеристики контроллеров нормированы с учётом влияния на них ПО.

Защита ПО «STCSAuc-regime» и «STCE-RTU-regime» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Основные метрологические характеристики комплексов представлены в таблицах 4, 5.

Таблица 4

Таблица 5

Примечания к таблицам 4, 5:

*) Для измерительных каналов с контроллерами STCE-SA;

** ) Для измерительных каналов с контроллерами STCE-RTU.

Пределы допускаемой погрешности временной метки результата измерений ±20 мс (аналоговые входы переменного тока); при синхронизации по GPS/ГЛОНАСС-приемнику ±10 мс (аналоговые входы постоянного тока).

Рабочие условия применения компонентов комплексов:

• температура окружающего воздуха, °С:

- адаптеры, компьютеры                    от плюс 15 до плюс 35;

- контроллеры STCE-SA                    от минус 25 до плюс 55;

- контроллеры STCE- RTU                 от минус 10 до плюс 55;

• относительная влажность от 10 до 90 % во всем диапазоне рабочих температур;

• напряжение питания переменного тока, В   230+20% частотой (50+1) Гц

• напряжение питания постоянного тока, В   220+20%, 110 +20%

Условия хранения:

от минус 25 до плюс 65; 90% без конденсации.

• диапазон температур, ° С

• относительная влажность, не более

Знак утверждения типа

наносится на титульные листы эксплуатационной документации на комплекс типографским способом.

Комплектность

Комплектность комплексов определяется проектом и может включать в себя:

- средства вычислительной техники на базе компьютеров Pentium и выше;

- оборудование связи;

- приемник точного времени GPS/ГЛОНАСС;

- устройства нижнего уровня согласно проекту;

- программный пакет eXPert;

- программный пакет OpenPCS;

- комплект проектной и конструкторской документации на комплекс;

- запасные части, инструмент и принадлежности (ЗИП);

- программные средства для наладки и диагностики контроллеров,

- комплект эксплуатационных документов согласно ведомости эксплуатационных документов;

- инструкция «Комплексы информационно-измерительные и управляющие STCE». Методика поверки».

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП 40455-09 «Комплексы информационноизмерительные и управляющие STCE. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС» в декабре 2008 г.

Перечень основного оборудования для поверки:

- калибратор переменного тока «Ресурс-К2М» (воспроизведение напряжения переменного тока в диапазоне от 0,01 UH0M до 1,5 ином (фазн.) с пределами основной относительной погрешности ±(0,03+0,01-(|ином/и-1|)) %; воспроизведение силы переменного тока в диапазоне от 0,001 1ном до 1,5 1ном с пределами основной относительной погрешности ±(0,03+0,0003^(|1ном/1-1|)) % (для 1ном=5 А) или ±(0,03+0,01-(|]ном/1-1|)) % (для 1ном=1 А); частота основного сигнала от 42,5 до 69 Гц с пределами основной абсолютной погрешности ±0,003 Гц, угол фазового сдвига между фазными напряжениями от -180° до 180°, пределы основной абсолютной погрешности ±0,03°);

- калибратор-вольтметр универсальный В1-28 (пределы допускаемой основной погрешности: в диапазоне от 0 до 24 мА ± (0,01 %1и + 0,0015 %1д) - в режиме измерений; ± (0,006 %1и + 0,002 %1д) - в режиме воспроизведений; в диапазоне от 0 до 20 В ± (0,003 %Uu + 0,0003 %ид) в режиме измерений и воспроизведений).

Сведения о методах измерений

Методы измерений изложены в документах «Общее техническое описание STCE/SA», «Общее техническое описание STCE/RTU».

Нормативные документы

ГОСТ Р 51841-2001

( МЭК 61131-2)

ГОСТ IEC 60870-4-2011

ГОСТ Р МЭК 61850-3-2005

ГОСТ Р МЭК 60870-5-1-95

Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний

Устройства и системы телемеханики. Часть 4. Технические требования

Сети и системы связи на подстанциях. Часть 3. Основные требования

Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 1. Форматы передаваемых кадров.

Рекомендации к применению

- при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.