Проект применения управляемых коммутаторов AGENT-2 S30D в системе РЗА и АСУ ТП мини-ТЭЦ
При расширении распредустройства 10 кВ мини-ТЭЦ, обеспечивающей электро- и теплоснабжение промышленных и жилищно-коммунальных предприятий одного из подмосковных городов, был выявлен недостаток числа дискретных/входов выходов у микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики (РЗА) для организации требуемого состава функций РЗА – а именно, распределенных, таких как логическая защита шин и УРОВ.
Исходно на объекте применялись устройства фирмы Siemens модификации 7SJ62464EB003FD4, которые оснащаются 11 дискретными входами и 6 дискретными выходами. С учетом сложившейся ситуации все устройства энергообъекта были модернизированы при использовании модуля EN100 с электрическим интерфейсом Ethernet, который обеспечил поддержку протоколов GOOSE и MMS стандарта МЭК 61850.
Проектом модернизации было предусмотрено использование GOOSE-сообщений для реализации ЛЗШ и УРОВ. Интеграция в систему АСУ ТП (базирующейся на OPC с поддержкой МЭК 61850) производилась посредством использования механизма отчетов (reporting).
Для осуществления обмена данными по протоколу GOOSE согласно стандарту МЭК 61850 было произведено конфигурирование устройств-отправителей и устройств-получателей.
Для каждого устройства-отправителя было выполнено следующее:
- определен набор данных из информационной модели устройства для включения в передаваемое GOOSE-сообщение;
- создан блок управления передачей GOOSE-сообщением со ссылкой на созданный набор данных.
Для каждого устройства-получателя требуется:
- определен устройство-отправитель ожидаемого GOOSE-сообщения, определен ожидаемый набор данных (структуру и тип данных);
- определены адреса внутренних данных, которым будет присвоено значение данных GOOSE-сообщения.
Процедура конфигурирования осуществлялась при использовании фирменного ПО Siemens – DIGSI.
Использование коммуникаций по протоколам стандарта МЭК 61850 потребовало реализации сети Ethernet, образованной несколькими коммутаторами. Поскольку устройства Siemens оснащались модулем EN100 с электрическими интерфейсами, то было принято решение на каждую секцию выделить по одному коммутатору, к которому по схеме «звезда» выполнить подключение устройств РЗА отдельных присоединений. Коммутаторы же потребовалось соединить между собой оптической линией связи (многомод) по схеме «кольцо» с функционированием их согласно протоколу RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).
Для применения в проекте рассматривались две модели промышленных управляемых коммутаторов различных фирм-производителей: Hirschmann RS20 и PULLNET AGENT-2 S30D. С учетом числа устройств РЗА и возможного их распределения по промышленным управляемым коммутаторам выбор осуществлялся между 2 коммутаторами – Hirschmann RS20-0800M4M4SDAPHH и PULLNET AGENT-2 S30D AG2S30D-620-20B, оснащаемых 8 портами: 6 портами 10/100BASE-TX и 2 портами 100BASE-FX (разъем ST).
В результате был сделан выбран в пользу устройства AGENT-2 S30D AG2S30D-620-20B, поскольку оно:
- дешевле устройства Hirschmann RS20 на 150 – 200 долларов США;
- более устойчиво к воздействию электромагнитных помех. В частности, из таблицы 1 видно, что коммутатор AGENT-2 S30D обладает более высокой устойчивостью к разрядам статического электричества, к наносекундным импульсным помехам и к воздействию магнитного поля промышленной частоты (данный параметр вовсе не нормируется для данной модели коммутатора Hirschmann RS20).
- обладает более широким диапазоном рабочих температур: от -45° до +75° (для коммутатора Hirschmann RS20 диапазон рабочих температур: от 0° до +60°).
Таблица 1. Сравнение характеристик коммутаторов в части ЭМС.
| Вид электромагнитных воздействий и испытаний на помехоустойчивость | AGENT S30D | Hirschmann RS20 |
| На устойчивость к разрядам статического электричества (МЭК 61000-4-2) | 6 кВ контактный, 8 кВ воздушный | 4 кВ контактный, 8 кВ воздушный |
| На устойчивость к излучаемым радиочастотным электромагнитным полям (МЭК 61000-4-3) | 10 В/м | 10 В/м |
| На устойчивость к наносекундным импульсным помехам (МЭК 61000-4-4) | 4 кВ / 4 кВ | 2 кВ / 1 кВ |
| На устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии (МЭК 61000-4-5) | Сигнальные порты: 1 кВ
Порты электропитания:0,5 кВ (провод-провод)1 кВ (провод-земля) |
Сигнальные порты: 1 кВ
Порты электропитания:0,5 кВ (провод-провод)1 кВ (провод-земля) |
| На устойчивость к кондуктивным помехам в полосе частот от 150 кГц до 80 МГц (МЭК 61000-4-5) | 10 В | 10 В |
| На устойчивость к воздействию магнитного поля промышленной частоты (МЭК 61000-4-8) | 30 А/м (длительно) | Не нормирован |
Топология сети Ethernet, реализованная на объекте, представлена на рисунке ниже. Коммутаторы были настроены на работу с использованием протокола RSTP.
С момента ввода в эксплуатацию промышленные управляемые коммутаторы AGENT-2 серии S30D показали надежную и устойчивую работу.