IEC 61850 тоон дэд станц: GOOSE мессеж ба процессын шинийн архитектур

IEC 61850 стандартын мөн чанар

Уламжлалт дэд станцад реле хамгаалалт, хэмжүүр, удирдлагын төхөөрөмжүүд хооронд зэс кабелийн олон зуун судлаар холбогдож ажилладаг. IEC 61850 олон улсын стандарт нь энэ холболтыг Ethernet сүлжээн дэх тоон мессежээр орлуулж, дэд станцын хоёрлолт (secondary) хэсгийг бүхэлд нь дижитал болгодог. Ингэснээр кабелийн зардал, угсралтын хугацаа буурч, өөр өөр үйлдвэрлэгчийн төхөөрөмжийн харилцан ажиллагаа (interoperability) хангагдана.

Стандартын гол давуу тал нь өгөгдлийн нэгдсэн загвар-т оршино. Таслуур, гүйдлийн трансформатор, хамгаалалтын функц бүрийг логик зангилаа (Logical Node) хэлбэрээр стандартчилсан нэрээр тодорхойлдог — жишээ нь таслуурын байрлалыг XCBR, зайн хамгаалалтыг PDIS гэх мэт. Ингэснээр өөр өөр үйлдвэрлэгчийн терминал нэг ижил "хэлээр" харилцаж чадна.

Логик зангилаа ба SCL тохиргоо

Дэд станцын бүх төхөөрөмжийн бүтэц, холболтыг SCL (Substation Configuration Language) гэсэн XML суурьтай хэлээр тайлбарлаж, нэг файлд (.scd) төвлөрүүлдэг. Энэ нь төслийн баримтжуулалт, инженерчлэлийг ил тод болгож, дараагийн өргөтгөл, засварыг хялбарчилна.

GOOSE мессеж — хамгаалалтын хурдан харилцаа

GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) нь хамгаалалтын терминалууд хооронд таслах команд, блоклолт, байрлалын мэдээллийг маш богино хугацаанд дамжуулах механизм юм. Энэ мессеж Ethernet-ийн 2-р түвшинд (Layer 2) multicast хэлбэрээр тархах бөгөөд таслах (trip) команд дамжих нийт хугацаа 3 миллисекунд орчим байх шаардлагатай.

GOOSE-ийн онцлог нь "нийтлэгч/захиалагч" (publisher/subscriber) зарчим. Нэг терминал мессежийг нийтэлж, түүнийг захиалсан бусад бүх төхөөрөмж хүлээн авна. Энгийн үед мессеж тодорхой давтамжтайгаар давтагдаж, сүлжээ эрүүл эсэхийг байнга шалгадаг (heartbeat). Харин үйл явдал (жишээ нь богино залгаа) тохиолдмогц дараалсан хэд хэдэн мессежийг өсөх зайтайгаар яаралтай дахин илгээж, төлөвийн дугаар (stNum) болон дарааллын дугаараар (sqNum) найдвартай хүргэлтийг баталгаажуулна.

Процессын шин ба дээж авсан утга

Уламжлалт схемд гүйдэл, хүчдэлийн трансформаторын аналог дохио зэс кабелиар терминал руу шууд ирдэг. Тоон дэд станцад энэ дохиог нэгтгэгч төхөөрөмж (Merging Unit) тоон утга болгон хувиргаж, процессын шин (process bus)-ээр дамжуулна. Энэ технологийг Sampled Values (SV) буюу IEC 61850-9-2 хэсэг зохицуулдаг.

Процессын шин нь хамгаалалтын зорилгоор нэг үеийн хугацаанд 80 дээж, хэмжилтийн зорилгоор 256 дээж авдаг. Ингэснээр өндөр хүчдэлийн талбайд байрлах нэгтгэгч төхөөрөмжөөс удирдлагын байр хүртэл ганц шилэн кабель татахад хангалттай болж, зэс кабелийн хэрэглээ эрс багасна. Мөн оптик болон Роговскийн ороомогт суурилсан шинэ төрлийн трансформатор ашиглах боломж нээгдэнэ.

Уламжлалт ба тоон дэд станцын харьцуулалт

Монголын нөхцөлд нэвтрүүлэх нь

Монголын төвийн эрчим хүчний системийн 110/220 кВ-ын шинэ болон шинэчлэгдэж буй дэд станцуудад IEC 61850 архитектурыг үе шаттай нэвтрүүлж байна. Гэвч −40°С хүрэх өвлийн хүйтэнд Ethernet шилжүүлэгч, нэгтгэгч төхөөрөмжийн ажиллах температурын хязгаарыг анхаарах, удирдлагын шкафд халаагуур суурилуулах шаардлагатай. Түүнчлэн шилэн кабелийн холболт, тоон сүлжээг зохион байгуулах чадвартай инженер техникийн боловсон хүчин бэлтгэх нь энэ шилжилтийн амжилтын түлхүүр болно.