Статус документа

ГОСТ Р МЭК 61850-5-2011 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств (Переиздание)

11 Список логических узлов

Большинство функций состоит, как минимум, из трех логических узлов, то есть из самого LN с основными функциональными возможностями, LN технологического интерфейса и LN HMI (человеко-машинного интерфейса), обеспечивающего доступ человека к функции. При отсутствии технологической шины LN система удаленного ввода-вывода данных назначается другому физическому устройству (в примере, показанном на рисунке 5, это физическое "защитное устройство").

Рисунок 5 - Функция защиты, состоящая из трех LN

Если пользователь вызывает функцию, например "функция защиты", он в большей степени обращается только к ее основным функциональным возможностям. Поэтому список функций, приведенный, например, Рабочей группой CIGRE 34.03 (он опубликован в виде Технического отчета CIGRE, рег. N 180), представляет собой список LN, соответствующих определениям в серии стандартов МЭК 61850. Стандартизация функций на подстанциях не является объектом стандартизации серии стандартов МЭК 61850. Но если какие-либо из этих функций используются, их взаимодействие должно базироваться на структуре LN. Все сведения, необходимые для моделирования связи на основе определенных в данной публикации логических узлов, приведены и стандартизованы в МЭК 61850-7-1 - МЭК 61850-7-4.

Три LN (IHMI-интерфейс оператора, Р.. - защита, XCBR - размыкаемый выключатель) резидентно находятся в трех физических устройствах (станционная вычислительная машина, защитное устройство и система удаленного ввода-вывода данных). Сокращенные наименования обозначения LN те же, что и в таблицах раздела 11.

Таблицы раздела 11 содержат следующие графы:

- логический узел - для общего понимания приведено краткое описание задачи, которую выполняет LN. Для полного понимания также должны учитываться обмениваемые данные;

- стандарт МЭК 61850 - приведена аббревиатура/акроним с систематическим синтаксисом, применяемым в серии стандартов МЭК 61850;

- IEEE C37.2-1996 - приведены номера функций устройств и обозначения контактов, применяемые в IEEE, если это возможно;

- описание или комментарий - описание номера устройства IEEE, если это возможно, и/или другое текстовое описание.

Следует обратить внимание, что в контексте настоящего стандарта ссылка на номер устройства IEEE не означает соответствующее устройство, а скорее указывает на его основные функциональные возможности (см. определение LN и рисунок 5).

11.1 Логические узлы для функций защиты

11.1.1 Защита


Логический узел	Стандарт МЭК 61850	IEEE С37.2-1996	Описание или комментарий
Защита от неустановившегося короткого замыкания на землю	PTEF		Неустановившееся короткое замыкание на землю происходит при наличии замыкания на землю (пробой изоляции) в компенсированных сетях. Неисправность исчезает очень быстро в связи с недостаточностью тока питания. Размыкания сети не происходит, но для ремонта поврежденной части должно быть установлено направление/местоположение дефекта. Регистрируется, по меньшей мере, неисправность пострадавшей линии/кабеля
Защита от нулевой скорости и пониженной скорости	PZSU	14	Устройство защиты от пониженной скорости представляет собой устройство, которое срабатывает, когда скорость машины падает ниже заранее заданного значения
Дистанционная защита	PDIS	21	Реле дистанционной защиты представляет собой реле, которое срабатывает при повышении или понижении проводимости, полного сопротивления или реактивного сопротивления цепи сверх заранее определенного значения. Изменение полного сопротивления, отмечаемое PDIS, вызвано коротким замыканием. Характеристика полного сопротивления представляет собой замкнутую линию в комплексной плоскости полных сопротивлений. Зона действия дистанционной защиты, как правило, делится на различные зоны (например, от 1 до 4 - в прямом направлении и 1 - в обратном), представленные определенными характеристиками
Защита "напряжение-к-частоте"	PVPH	24	Реле защиты "напряжение-к-частоте" представляет собой реле, которое срабатывает при превышении заданного значения отношения напряжения к частоте. Это может быть реле мгновенного действия или реле с выдержкой времени
Защита от понижения напряжения (с выдержкой времени)	PTUV	27	Реле минимального напряжения представляет собой реле, которое срабатывает, когда его входное напряжение меньше заранее определенного значения
Защита направления мощности/обратной мощности	PDPR	32	Реле направления мощности представляет собой реле, которое срабатывает по заранее определенному значению потока мощности в заданном направлении или по потоку обратной мощности, как в случае прокручивания генератора при потере его первичного двигателя
Направленная защита от замыкания на землю для компенсированных сетей на основе принципа работы ваттметра	PWDE	32	Реле направления мощности представляет собой реле, которое срабатывает по заранее определенному значению мощности короткого замыкания в компенсированных сетях. В зависимости от концепции защиты и качества преобразователей тока используется только как индикатор неисправности или также для размыкания сети (см. приложение J)
Защита минимального тока/минимальной мощности	PUCP	37	Реле минимального тока или минимальной мощности представляет собой реле, которое срабатывает при понижении тока или мощности ниже заранее определенного значения
Защита от потери возбуждения/ недовозбуждения	PUEX	40	Реле возбуждения представляет собой реле, которое срабатывает по данному или аномально низкому значению или потере тока возбуждения механизма либо по избыточному значению реактивной составляющей тока в якоре электрической машины переменного тока, что указывает на аномально низкое возбуждение магнитного поля. Недовозбуждение приводит к снижению мощности
Защита от обратного чередования фаз или несимметрии фаз	PPBR	46	Токовое реле обратного чередования фаз или несимметрии фаз представляет собой реле, которое срабатывает при обратном чередовании фаз многофазных токов или когда многофазные токи являются токами дисбаланса либо содержат составляющие обратной последовательности фаз, уровень которых превышает заданное значение
Защита от фазового напряжения многофазовой системы или защита с блокировкой при несимметрии напряжения	PPBV	47	Реле защиты от фазового напряжения или выравнивающее реле напряжения представляет собой реле, которое срабатывает по заранее определенному значению многофазового напряжения в необходимой последовательности фаз, или когда многофазные напряжения не уравновешены, либо напряжение обратной последовательности превышает заданное значение
Защита от пуска двигателя	PMSU	48, 49, 51, 66	Контролируя пуск двигателя, эта защита предотвращает любую перегрузку двигателя
Защита от тепловой перегрузки	PTTR	49	Тепловое реле электрической машины или трансформатора представляет собой реле, которое срабатывает при превышении заранее определенного значения температуры обмоток якоря электрической машины или обмоток других нагрузок либо элемента электрической машины или силового трансформатора
Защита от тепловой перегрузки ротора	PROL	49R	См. выше PTTR/49
Защита от тепловой перегрузки статора	PSOL	49S	См. выше PTTR/49
Максимальная токовая защита без выдержки времени или защита по нарастанию параметров	РIOС	50	Реле максимального тока без выдержки времени или по нарастанию параметров представляет собой реле, которое срабатывает без выдержки времени при значительном превышении значения тока или при значительном нарастании величины тока
Максимальная токовая защита в цепях переменного тока с выдержкой времени	РТОС	51	Максимальное токовое реле в цепях переменного тока с выдержкой времени представляет собой реле, которое срабатывает при превышении заранее определенного значения входного переменного тока и когда входной ток и время срабатывания обратно пропорциональны фактической доле производительности
Управляемая напряжением максимальная токовая защита/с зависимой от времени характеристикой	PVOC	51V	См. РТОС/51, управляемое напряжением/с зависимой характеристикой
Защита по коэффициенту мощности	PPFR	55	Реле защиты по коэффициенту мощности представляет собой реле, которое срабатывает при повышении или понижении коэффициента мощности в цепи переменного тока выше или ниже заранее определенного значения
Защита от повышения напряжения (с выдержкой времени)	PTOV	59	Реле максимального напряжения представляет собой реле, которое срабатывает при повышении входного напряжения сверх заранее определенного значения
Защита от повышения напряжения в цепи постоянного тока	PDOV	59DC	См. выше PTOV/59
Дифференциальная защита по току/напряжению	PVCB	60	Дифференциальное реле тока или напряжения представляет собой реле, которое срабатывает при заданной разнице входных или выходных значений напряжения или тока двух цепей
Защита от замыкания на землю/Обнаружение замыкания на землю	PHIZ	64	Реле обнаружения замыкания на землю представляет собой реле, которое срабатывает при замыкании на землю изоляции электрической машины или другого аппарата
Защита обмотки ротора от замыкания на землю	PREF	64R	См. выше PHIZ/64
Защита от замыкания на землю в цепи статора	PSEF	64S	См. выше (PHIZ/64)
Защита от межвиткового короткого замыкания	PITF	64W	См. выше (PHIZ/64)
Направленная максимальная токовая защита в цепи переменного тока	PDOC	67	Направленное реле максимального тока в цепи переменного тока представляет собой реле, срабатывающее по заданному значению максимального переменного тока, который течет в заранее определенном направлении
Направленная защита от замыкания на землю	PDEF	67N	См. выше PDOC/67
Максимальная токовая защита с выдержкой времени в цепи постоянного тока	PDCO	76	Реле максимального тока в цепи постоянного тока представляет собой реле, которое срабатывает при превышении заданного значения тока в цепи постоянного тока
Защита по величине фазового угла или защита от выпадения из синхронизма	PPAM	78	Реле измерения фазового угла или защиты от выпадения из синхронизма представляет собой реле, которое срабатывает по заранее определенному фазовому углу между двумя напряжениями, или между двумя токами, или между напряжением и током
Защита по частоте	PFRQ	81	Реле частоты представляет собой реле, которое реагирует на частоту энергосистемы и срабатывает по частоте или изменению частоты в сторону повышения или уменьшения заранее определенного значения
Дифференциальная защита	PDIF	87	Реле дифференциальной защиты представляет собой защитное реле, которое срабатывает по разнице процентного соотношения или фазового угла либо другой количественной разнице двух токов или некоторых других электрических величин
Дифференциально-фазная защита	PPDF	87Р	См. PDIF/87
Дифференциальная защита линии	PLDF	87L	См. выше PDIF/87
Ограниченная защита от короткого замыкания на землю	PNDF	87N	См. выше PDIF/87
Дифференциальная защита трансформатора	PTDF	87Т	См. PDIF/87. Специфичными для трансформаторов являются броски пускового тока с доминирующей третьей гармоникой, которые должны учитываться дифференциальной защитой трансформатора
Защита сборных шин	PBDF	87В	См. PPDF/87. Сложность узла сборных шин с меняющейся топологией вплоть до разделения на два или более узла требует специальных средств, таких как динамическое отображение сборной шины. Следует учитывать, что существует по меньшей мере второй алгоритм защиты сборных шин, который основан на сравнении направления короткого замыкания во всех присоединениях
Дифференциальная защита двигателя	PMDF	87М	См. выше PDIF/87
Дифференциальная защита генератора	PGDF	87G	См. выше PDIF/87
Для связи внутри станции используется логический узел дифференциальной защиты линии (PLDF). Связь между двумя реле двух станций (интерфейс 2) не является объектом стандартизации серии стандартов МЭК 61850. Децентрализованная защита сборных шин состоит кроме экземпляра принятия центрального решения PBDF из экземпляра на присоединение с необходимой первичной обработкой и выходом отключения. И защита двигателя, и защита генератора не являются простыми функциями, каждая из них представлена не одним LN, а совокупностью связанных LN. Наиболее важным компонентом является упомянутый здесь дифференциальный LN.

Все основные LN защиты имеют структуру связи, показанную на рисунке 6.

Рисунок 6 - Основные каналы связи логического узла основного типа защиты

Данные от процесса и к процессу (распредустройство XCBR, трансформатор тока TCTR, трансформатор напряжения TVTR) относятся к интерфейсу 4 и/или 5 (см. рисунок 2).

Данные к LN на том же уровне относятся к интерфейсу 3 и/или 8.

Данные к LN - например, IHMI-интерфейс на уровне станции - относятся к интерфейсу 1.

11.1.2 Логические узлы для функций, относящихся к защите


Логический узел	Стандарт МЭК 61850	IEEE С37.2-1996	Описание или комментарий
Регистрация нарушений нормального режима (уровень присоединения/процесса: сбор)	RDRE		Функции накопления форм кривой напряжения и тока из процесса мощности (СТ-трансформаторы, VT-трансформаторы) и для индикации положения двоичных входов. Эта функция может при необходимости регистрировать также расчетные значения, такие как мощность и расчетные двоичные сигналы
Регистрация нарушений нормального режима (уровень станции: оценка)	RDRS		Оценка регистрации нарушений необходима как сервер для HMI-интерфейса на уровне станции (или на более высоком уровне) или для вычисления объединенных записей о нарушениях
Автоматическое повторное включение	RREC	79	Включающее реле сети переменного тока представляет собой реле, которое управляет автоматическим повторным включением и блокировкой прерывателя цепи переменного тока (см. IEEE C37.2-1996). После любого успешного отключения защиты автоматическое повторное включение осуществляется попытками (от одной до трех) снова включить разомкнутый выключатель с различной выдержкой времени в связи с возможностью появления неустойчивых отказов
Резервирование отказов выключателей	RBRF	50BF	Реле максимального тока без выдержки времени или нарастания последнего представляет собой реле, которое срабатывает без выдержки времени при значительном превышении значения тока или при значительном нарастании величины тока (см. IEEE C37.2-1996). В случае отказа выключателя неисправность не устраняется, поэтому соседние выключатели должны быть отключены
Высокочастотная защита или защита линии контрольными проводами	RCPW	85	Реле высокочастотной защиты или защиты линии контрольными проводами представляет собой реле, которое срабатывает или блокируется сигналом, используемым в соединении с релейной защитой с высокочастотной блокировкой или релейной защитой от короткого замыкания на землю со вспомогательными проводами в цепи постоянного тока (см. IEEE C37.2-1996).
Локализатор неисправностей	RFLO		Локализатор неисправностей на основе информации защиты (например, полное сопротивление в месте короткого замыкания дистанционной функции LN) вычисляет место нахождения повреждения в км
Контроль синхронизации/реле контроля синхронизации или реле синхронизма	RSYN	25	Устройство контроля синхронизации или синхронизма представляет собой устройство, которое срабатывает при нахождении двух цепей переменного тока в необходимых пределах частоты, фазового угла и напряжения, что создает условия или приводит к параллельности этих двух цепей (IEEE C37.2-1996). Во избежание нагрузки на коммутационное устройство и сеть включение выключателя допускается только после контроля синхронизации, если разности напряжения, частоты и фазового угла находятся в пределах определенных значений
Блокировка при качании мощности	RPSB	78	Реле измерения фазового угла или защиты от выпадения из синхронизма представляет собой реле, которое срабатывает по заранее определенному фазовому углу между двумя напряжениями или между двумя токами, либо между напряжением и током
Устройство связи, которое устанавливает аналоговое соединение между двумя реле (например, дистанционной или дифференциальной защиты) на двух соседних подстанциях. Если это соединение не является последовательным, оно не является объектом стандартизации серии стандартов МЭК 61850; если же оно является последовательным, оно относится к интерфейсу 2, что также не является объектом стандартизации серии стандартов МЭК 61850. Все включенные PICOM данные относятся к соответствующим LN, например PLDF и PDIS.