Внешний вид

Устройствам присущ американский дух. Форм-фактор 5U, 19’’ в ширину — «большие устройства», 12 переконфигурированных управляющих кнопок, 26 сигнальных диодов и 6 кнопок для параметрирования устройств непосредственно через лицевую панель с помощью большого дисплея. Если мы можем объективно оправдать вес УСШ, так как в нем стоят промежуточные трансформаторы, то, взяв в руки терминал РЗА, принимающий 9-2, мы были удивлены тому, что вес обоих устройств сопоставим. Как оказалось, терминал РЗА, помимо подписки на потоки 9-2, может их и генерировать.

Галерея

Как видно из рис. 3 и 4, задние панели устройств выполнены одинаково. Верхний блок отдан под коммуникационные платы. Устройства могут оснащаться оптическими коммуникационными портами с поддержкой разной длины волн (1 550 нм и 1 300 нм), далее идет плата из двух разъемов под медь и двух под оптику, о них мы расскажем чуть позже, так как данная 4-портовая плата не опция, а обязательный коммуникационный модуль. Последняя плата используется для организации синхронизации по IRIG-B, а также оснащена тремя портами под IEA-232. Скажем сразу, что эти три порта используются для проприетарной технологии обмена данными между устройствами Mirrored Bits.

Галерея

Далее на 2 и 3-й ступеньке расположены дискретные входы и выходы. Последняя, 4-я ступень — цепи подключения ТТ и ТН, каждое устройство может быть подключено к двум ТТ и двум ТН. В правом нижнем углу — клеммник оперативного питания устройства, причем сразу на постоянный или переменный ток.

Зачем так много всего?

На самом деле, если какая-нибудь сетевая компания купит данные устройства, то ей не останется ничего другого, кроме как избавиться от предрассудков, касающихся разделения систем РЗА и АСУ ТП. Каждое из этих устройств обладает невероятным набором функций, и использовать только часть из них — расточительство.

Вы думаете, что MU от компании SEL умеет только генерировать 9-2 в разных форматах? Нет, вы сильно заблуждаетесь. 401U — это:

• терминал РЗА. УРОВ + КСЗ. Пригодится в случае потери информационного обмена между УСШ и РЗА;
• контроллер с функциями местного и удаленного управления коммутационными аппаратами, а также телесигнализацией;
• устройство сопряжения с шиной процесса. Способно генерировать 7 потоков 9-2, работать в сетях 50 и 60 Гц.

421SV — это:

• терминал РЗА — дистанционная защита линии, токовая направленная защита линии;
• контроллер с функциями, аналогичными 401U;
• УСШ. Да, терминал релейной за щиты может генерировать поток 9-2.

Из интересных особенностей обоих устройств:

• поддержка РТРv2, SNTP, IRIG-B;
• комбинированные токовые входы. Подключив два трансформатора тока, вы можете использовать данные для организации собственных функций, объединяя данные, при этом параллельно обеспечивать мониторинг аналоговых значений раздельно;
• поддержка на прием 128 GOOSE-сообщений, 8 на передачу;
• поддержка 7 клиентов MMS.

Коммуникации и интерфейсы

В SEL-401U существует основная интерфейсная плата, состоящая из двух медных и двух оптических портов. Порты соответственно имеют обозначения 5A, 5B, 5C, 5D.

Пользователю дается возможность выбирать, как будут работать данные порты, в особенности какие порты будут подключаться к шине станции (передача GOOSE и SV), а какие — к шине процесса (MMS и GOOSE). В рамках базовой настройки порты работают в режиме INDEPENDED, порты 5А и 5В подключаются к шине станции, а порты 5С и 5D к шине процесса. При этом, при включении режима работы портов MERGED, порты 5С и 5D отключаются, и все коммуникации (MMS, GOOSE, SV) проходят через порты 5А и 5B.

В то же время пользователь может поменять назначение портов 5А и 5B, 5C и 5D. Например, сделать порты C и D назначенными на шину станции, а А и В — на шину процесса. Для этого требуется использовать параметр NETPORT. Если данный порт имеет значение А или В, то порты 5А и 5В назначаются на шину станции, если NETPORT имеет значение C или D, то порты А и В будут назначены на шину станции.

Не забывайте про синхронизацию, в особенности PTP. УСШ поддерживает РТР только на портах А и В, следовательно, если вы хотите организовать синхронизацию по шине процесса, вам потребуется перевести порты А и В в режим работы в рамках шины процесса.

Между собой порты также могут работать в разных режимах:

• FIXED — пользователь выбирает один порт из четырех для организации коммуникаций;
• FAILOVER — холодное резервирование. Если в шину станции «смотрят» два порта — А и В, то работает только один, а при его отказе включается смежный порт;
• SWITCHED — все порты устройства работают по принципу портов коммутатора (недоступно при режиме INDEPENDED);
• PRP — поддерживается только на портах шины станции;
• ISOLATEIP — как следует из названия, коммуникационные порты можно разносить по разным локальным сетям.

Параметрирование устройств

Приступив к опробованию устройств, мы попытались их сконфигурировать, чтобы банально проверить подписку и передачу GOOSE-сообщений, потоков 9-2, cчитать информационную модель по MMS. Но у нас ничего не вышло, хотя полученные устройства обладают широкими возможностями для конфигурирования, поддерживая различные протоколы: Telnet, FTP, MMS — а также возможность использовать лицевую панель!

Например, FTP используется в рамках ПО Acselerator Architect, которое имеет шаблоны ICD-файлов всех устройств и используется для конфигурирования коммуникаций по IEC 61850, что нас и интересовало прежде всего. Также конфигуратор может выгружать CID-файл из терминала.

В итоге единственное, что на тот момент мы смогли использовать для настройки оборудования, — лицевая панель устройств, с помощью которой организовали передачу по IEC 61850-9-2 LE. Как оказалось, нам попалась тестовая версия ПО. Нам прислали новые прошивки устройств. Обновившись, мы смогли «побороть» устройства и принялись параметрировать коммуникации 61850.

Как видно на рис. 7 и 8, 4-й и 5-й терминалы отличаются друг от друга только разделом параметрирования потока 9-2. Для MU настраивается поле SV Transmit (рис. 6).

Галерея

Здесь стоит обратить внимание на то, что при параметрировании потока 9-2 необходимо указать ссылку на набор данных. В отличие от УСШ, которые мы видели ранее, настройка более гибкая. Причина данного преимущества — наличие возможности подключения устройства к двум трансформаторам тока и двум трансформаторам напряжения. Соответственно, набор данных собирается из логических узлов, отвечающих за токовые входы и выходы. Разумеется, мы кинулись проверять, а удастся ли создать свой набор данных из разных комбинаций токов и напряжений, однако можно использовать преднастроенные 4 варианта с комбинациями по 4 тока и 4 напряжения от разных аналоговых входов. На рис. 11 видно, что собранный нами NewDataset недоступен для выбора.

В рамках проекта при конфигурации приемника 9-2 ПО отображает все потоки 9-2, которые «генерируются» на УСШ (рис. 9). Как видно из рисунка, мы создали в проекте 2 MU, один из которых генерирует 3 потока 9-2 (MU_01), MU_02, соответственно, генерирует один поток данных. В настройке терминала отображаются все потоки, и атрибуты данных достаточно путем перетаскивания завести на устройство.

Важная особенность была также обнаружена при подписке на 9-2. Как говорилось ранее, у терминала два клеммника для токовых цепей и два клеммника для напряжения. Соответственно, 6 токов и 6 напряжений — итого 12 сигналов. При подписке на 9-2 вы, принимая 4 тока и 4 напряжения из одного потока, не можете их завести на 4 соответствующих тока и 4 напряжения в логике терминала. Таким образом, если вы хотите использовать «приходящий» ток НП в алгоритмах, вам останется завести его на один из трех входов второго виртуального клеммника. Мы не можем считать это серьезным недочетом со стороны производителя, ведь НП можно высчитать по общеизвестным формулам, которые заложены в требуемые алгоритмы, однако если ток НП уже приходит, почему под него не сделать отдельный виртуальный вход на терминале?

Когда производитель говорит, что терминал принимает 7 SV потоков, это не значит, что терминал будет использовать все атрибуты каждого потока. Производитель дает вам возможность завести на 12 логических входов атрибуты из 7 разных потоков. Как комбинировать эти данные, решать проектировщику.

В плане GOOSE-сообщений механизм аналогичный; что же касается отчетов, то каждое устройство поддерживает 7 буферизируемых и 7 небуферизируемых отчетов. Всего в устройстве можно создать 22 набора данных, а максимальный объем GOOSE-сообщений ограничен 1 261 байтом.

Галерея

Выводы

В результате можно сказать, что устройства 421SV и 401U прекрасно работают в паре, а также с другими устройствами, ведь Architect позволяет добавлять CID-файлы других устройств. Огромные функциональные возможности в очередной раз доказывают необходимость пересмотра разнесения функций РЗА и АСУ ТП, а именно — слияния функций в рамках одного устройства. Даже если всего лишь посмотреть на эти терминалы, кажется, что они просто не могут выйти из строя.

Рекомендуем данные устройства к использованию на цифровых подстанциях как отдельно, так и совместно с устройствами других вендоров!