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»
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | SCADA eXPert |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | Не ниже 9.2 |
| Цифровой идентификатор ПО | Не используется |
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 (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | STCSAuc_reg_4a4v | STCSAuc_reg_4v4v |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | Не ниже 3.0 | Не ниже 3.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | Не используется | Не используется |
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
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | STCE_RTU_reg_12AIAC | STCE_RTU_reg_8AIAC |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | Не ниже 3.0 | Не ниже 3.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | Не используется | Не используется |
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
| Измеряемый параметр | Номинальное значение | Диапазон измерений | Пределы допускаемой приведенной погрешности | Примечание |
| Сила переменного тока | 1н = 1 А 1н = 5 А | (от 0 до 200) % 1н | ±0,2 % Ih ±0,4 % Ih | при (+5...+55) ОС при (-25...+5) ОС* при (-10...+5)ОС** |
| Напряжение переменного тока (фазное) | Uh -= 57,7 В Uh =100 В | (от 0 до 150) % Uh | ±0,2 % Uh ±0,4 % Uh | при (+5...+55) ОС при (-25...+5) ос* при (-10...+5)оС** |
| Напряжение переменного тока (линейное) | Uh = 57,7 В Uh =100 В | (от 0 до 150) % % Uh | ±0,5 % U™ | U ■• % Uh |
| Мгновенная активная (P), реактивная (Q) и полная (S) мощность | Uh = 57,7 В Uh = 100 В 1н= 1 А 1н = 5А | (от -200 до +200) % Рн (от -200 до + 200) % Qh (от -200 до + 200) % Sh | ±0,5 % Ph ±0,5 % Qh ±0,5 % Sh | Мощность за период сети |
| cos ф | - | от -1 до 0, от 0 до +1 | ±0,005 (абс. погр.) | |
| Частота сети переменного тока, Гц | fH = 50 Гц | от 47 до 53 | ± 0,2% fH | при ^азн^^ Uh |
| Напряжение и сила постоянного тока | - | ±2,5 мА, ±3,75 мА, ±5 мА, ±6 мА, ±7,5 мА, ±10 мА, ±20 мА, от 4 до 20 мА, ±1 В, ±2,5 В, ±3,75 В, ±5 В, ±7,5 В, ±10 В | ±0,2 % диапазона (при 20 ОС); температурный коэф-т ±0,007%/К | Rbx=200 Ом Rbx > 1 МОм |
Таблица 5
| Выходная величина | Диапазоны выходных сигналов | Пределы допускаемой приведенной погрешности | Примечание |
| Напряжение и сила постоянного тока** | ±2,5 мА , ±3,75 мА, ±5 мА, ±7,5 мА, ±10 мА, ±20 мА, от 4 до 20 мА, ±1 В, ±2,5 В, ±3,75 В, ±5 В , ±7,5 В, ±10 В | ± 0,2 % диапазона (при 20 °С); температурный коэффициент +0,007%/К | Янагр < 500 Ом при I = ± 20 мА К-нагр<1 кОм при I = ± (1...10) мА |
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.
