При проектировании автоматизации фидеров необходимо заранее определить целевые параметры работы, состояния топологии, границы защиты и коммутации, режимы работы устройств и интерфейсы, непрерывность управления питанием, поведение связи и передачи данных, ответственность за кибербезопасность, а также локальный или ручной резервный режим до начала детальной закупки. Эти параметры взаимно ограничивают друг друга. Неопределенное состояние соединения изменяет логику защиты и управления; неполный список точек блокирует проверку связи; нерассчитанный энергетический бюджет делает выбор управляющего питания произвольным. Таким образом, однолинейная схема плюс название протокола не являются полной основой для проектирования. Данное руководство предоставляет структуру выпуска на системном уровне до того, как проект перейдет к назначению ролей устройств или закупке контроллеров в рамках комплекта оборудования интеллектуальной сети.
Начните с описания результата работы, который должна обеспечить данная схема, затем опишите каждое состояние фидера, необходимое для его достижения. Статическая однолинейная схема определяет местоположение оборудования, но не разрешаемые переходы, полномочия управления, изменения защиты или ухудшение характеристик.
| Дизайнерский портал | Требуемый ввод | Опубликовать доказательства | Удержание условия |
|---|---|---|---|
| Оперативная цель | Необходимые действия в нормальных условиях, при возникновении неисправностей, в процессе восстановления и в условиях ухудшения состояния. | Утвержденное функциональное описание | Цель остается вербальной или неоднозначной. |
| Нормальная топология | Нормально открытые и закрытые точки, границы источника, питающего трубопровода и ответвления. | Управляемый однолинейный и коммутационный регистр | Положение или состояние устройства не подтверждено. |
| Альтернативный или ничейный штат | Разрешенное состояние передачи, основание для погрузки, цель защиты и разрешение на закрытие сделки. | Диаграмма состояний и утвержденная последовательность | Ничья показана без правил перехода. |
| Реакция на ошибку | Граница изоляции, цель восстановления и владелец последовательности | Логическое повествование или описание последовательности | Действия определяются на основе местоположения устройства. |
| Состояние технического обслуживания | Изоляция, обход, блокировка автоматизации и состояние возврата в эксплуатацию. | Примечание к проектированию состояния технического обслуживания | Техническое обслуживание помешало бы внедрению смежных систем автоматизации. |
| Защита права собственности | Владелец зоны и передача управления на каждой точке переключения | Основа координации или матрица ответственности | Границы подразумеваются, а не устанавливаются. |
| Резервное состояние | Поведение после потери связи, возможности управления или автоматизации | Определенное состояние для каждой точки | Отсутствие случаев прекращения предоставления услуг отсутствует. |
Каждому штату также необходим владелец. В проекте необходимо различать автономные действия, команды, подтвержденные оператором, действия, выполняемые только локально, и запрещенные переходы. Это предотвращает ошибочное принятие символа на чертеже за утвержденную последовательность действий. Это также позволяет выявлять конфликты на ранней стадии: предлагаемая точка может быть правильно расположена, но при этом не иметь командного, сенсорного, блокировочного или энергетического интерфейса, необходимого для ее предполагаемой последовательности.
Перед присвоением названия семейству устройств необходимо преобразовать каждую позицию питателя в системные задачи. Цель состоит в том, чтобы определить, что должна делать данная позиция и какие доказательства подтвердят способность предлагаемого комплекта выполнять эти задачи.
| Положение подающего устройства | Обязанность определить | Входы интерфейса | Доказательства перед выпуском |
|---|---|---|---|
| Выход источника | Источник зоны защиты, прерывание неисправности и намерение повторного включения (где это применимо). | Основа анализа нагрузки и неисправностей, датчики, срабатывание/замыкание, состояние, последовательность. | Исследование неисправностей и основа координации |
| Точка промежуточного питания | Изоляция, секционирование и поддержка при перемещении | Режимы коммутации, режимы выдерживания, датчики, команды, состояние, блокировки | Утвержденная последовательность и распределение по зонам. |
| Боковая или ветвь | Изоляция ответвлений без непреднамеренной работы магистрали | Режим работы при нагрузке/неисправностях, локальная работа, датчики, состояние | Защита филиалов и операционная база |
| Обычно открытый галстук | Контролируемый перевод и разрешение на безопасное закрытие | Обеспечение работы, логика проверки напряжения там, где это необходимо, разрешение на отключение, обратная связь по состоянию. | Спецификация передачи и изменения защиты |
| Границы клиента | Разграничение территорий, передача защиты и мониторинг. | Пограничная обязанность, интерфейс поездки, статус, ответственность | Исследование границ и запись о праве собственности. |
| Точка обслуживания | Безопасная изоляция без нарушения работы смежных функций. | Видимая изоляция, обходной канал, интерфейс заземления при необходимости, блокировки. | Конструкция изоляции и байпаса |
Для каждой позиции необходимо зафиксировать напряжение и ток непрерывного действия; режимы работы (при возникновении и возникновении короткого замыкания, обрыве цепи или выдерживаемой нагрузке, в зависимости от ситуации); требования к переключению нагрузки или изоляции; последовательность действий; датчики; интерфейс управления; вспомогательное состояние; локальное/ручное управление; блокировки; изоляцию для технического обслуживания; условия окружающей среды; монтаж; и линейное или кабельное соединение. Автоматический вакуумный выключатель иллюстрирует необходимость отдельного рассмотрения коммутирующего элемента и уровня контроллера. Пользовательский граничный выключатель добавляет границу разграничения и координации, которую нельзя определить только по его местоположению. Основные термины см. в руководстве по защите и автоматизации с помощью выключателей.
В данной статье не назначаются роли автоматического выключателя, секционирующего выключателя, выключателя нагрузки или граничного выключателя. Этот выбор делается только после утверждения должностных обязанностей и интерфейсов.
Автоматизация может выйти из строя, даже если номинальная мощность основного коммутационного блока указана правильно. Для каждого объекта необходимы источник питания управления, проверенный диапазон рабочих параметров, расчет нагрузки и энергетического бюджета, целевые показатели непрерывности работы, метод контроля и определенное поведение при снижении доступной энергии.
| Загрузка или состояние | Требуемая функция | Ввод для расчета | Основа последовательности | Владелец доказательств |
|---|---|---|---|---|
| Нормальная нагрузка в положении стоя | Мониторинг, готовность к управлению и связь. | Все непрерывные нагрузки | Непрерывное рабочее состояние | Системный проектировщик |
| Первичные поставки потеряны | Необходимый мониторинг и доступность команд. | Складирование и оставшиеся грузы | Период резервного копирования, определенный проектом | Владелец проекта |
| Команда открытия или отключения | Выполните необходимую операцию | Требования к катушке, приводу и интерфейсу | Утвержденная последовательность действий при неисправности или изоляции. | поставщик корпусов устройств |
| Закрыть или восстановить команду | Закройте и подзарядите, где это применимо. | Потребность в механизмах и аксессуарах | Утвержденная последовательность восстановления | поставщик корпусов устройств |
| Коммуникация | Поддерживайте связь и обрабатывайте события. | Радио, модем, шлюз или сетевая нагрузка | Нормальное и деградированное состояния | дизайнер коммуникаций |
| Экологические аксессуары | Нагрев или другие необходимые нагрузки на корпус. | Данные об аксессуарах и окружающей среде | Рабочий цикл, специфичный для конкретного объекта | Проектировщик корпусов |
Рассчитайте стационарную нагрузку, пиковую потребность, требуемую энергию, режим перезарядки, а также любые требования к автономности или возможности работы в экстремальных условиях, исходя из выбранной архитектуры и последовательности. Не начинайте с универсального размера батареи или продолжительности автономной работы. Определите сигналы тревоги при низком уровне энергии, операции, которые становятся запрещенными, безопасное резервное состояние, ответственность за восстановление и доступ к обслуживанию элементов хранения. Проект может быть выпущен только тогда, когда бюджет и требуемая последовательность совпадают.
Название протокола идентифицирует лишь часть интерфейса. В проектном пакете должны быть определены функции, права собственности, точки доступа, состояния, временные параметры, доступ и поведение при сбоях.
| вход | Что необходимо заморозить | Опубликовать доказательства |
|---|---|---|
| Владелец системы и путь | Границы владения основным владельцем, средой, маршрутом, сегментом и обслуживанием. | Архитектура связи с маркировкой |
| Основа интерфейса | Протокол, версия/профиль, критерии соответствия и ответственность шлюза. | Спецификация управляемого интерфейса |
| Список пунктов | Команды, индикация, измерения, сигналы тревоги, единицы измерения, состояния качества и правила достоверности. | Проверенный список пунктов |
| Командная власть | Автоматические, подтвержденные оператором, локальные и заблокированные команды. | Утвержденная командная матрица |
| События и время | Приоритет события, хранение, извлечение, источник времени и класс точности проекта. | Спецификация события и времени |
| Класс производительности | Требования к доступности и задержке, определенные проектом, для каждого функционального подразделения. | Требования к функциональным характеристикам |
| владение кибербезопасностью | Подтверждение доступа, аутентификация, учетные данные, ключи/сертификаты, ведение журналов и обновления. | Матрица ответственности и доступа |
| Потеря обслуживания | Поведение после потери связи, потери основного канала, источника времени или при удаленном доступе. | Спецификация резервного варианта для каждого штата |
Стандарт IEC 61850-5:2013+AMD1:2022 рассматривает требования к связи для функций и моделей устройств в системах автоматизации энергоснабжения, включая связь за пределами подстанции. Эта область применения позволяет определить функциональные требования до выбора интерфейса. Она не определяет топологию фидеров, номинальные параметры коммутации, автономность управления и питания, а также политику кибербезопасности проекта. Для обеспечения совместимости по-прежнему необходимы согласованный профиль, модель данных или сопоставление точек, основа соответствия, право собственности и тестирование, специфичное для проекта.
Эти же принципы применяются независимо от того, используется ли в проекте интерфейс на основе IEC или другой протокол. Потеря связи не должна приводить к неопределенному состоянию переключения, а удаленный доступ к техническому обслуживанию не должен рассматриваться как неформальное удобство при вводе в эксплуатацию.
Даже устройство, имеющее подходящие электрические характеристики, может не пройти проверку на соответствие требованиям автоматизации. Необходимо одновременно проверить все интерфейсы, поскольку изменение параметров датчиков, питания управления, обратной связи по состоянию или связи может изменить границы корпуса.
| Интерфейс | Системные требования | Необходимые подтверждающие документы (пакет документов) | Типичная причина задержки |
|---|---|---|---|
| Основная обязанность | Применимые нагрузки, изготовление, разборка и выдерживание нагрузок. | Рейтинги и соответствующая документация по испытаниям. | Последовательность действий или режим работы не подтверждены. |
| считывание | На основе количества, местоположения, класса, объема производства и накладных расходов | Данные о датчиках и проводке | Выходные данные отсутствуют или несовместимы. |
| Команды | Тип сигнала, энергия, разрешительные параметры и состояние отказа. | Расписание интерфейса управления | Выходные данные контроллера и входные данные исполнительного механизма не совпадают. |
| Должность / статус | Определения штатов, контакты, качество и местные показания | Вспомогательный контактный и государственный график | Состояние SCADA неоднозначно. |
| Мощность управления | Диапазон, постоянный/пиковый спрос, непрерывность и контроль. | Проверенные данные о нагрузке | В бюджете отсутствует какой-либо механизм или аксессуар. |
| Общение/время | Профиль интерфейса, точки, события, поведение во времени | Подтверждение соответствия и конфигурации | Название протокола существует, но сопоставление отсутствует. |
| Локальное/ручное управление | Местные органы власти, показания, подавление и восстановление | Описание работы и блокировок | Удалённая потеря не оставляет определённого запасного варианта. |
| Установка/обслуживание | Окружающая среда, монтаж, подключение, изоляция и обход | Чертежи и границы технического обслуживания | Физический или изоляционный интерфейс не определен. |
Несоответствие в одной строке является основанием для приостановки выпуска, а не указанием на необходимость устранения неисправности при вводе в эксплуатацию. В ходе проверки также следует указать, кто является владельцем каждого интерфейса на этапах проектирования, заводской конфигурации, интеграции на объекте и обслуживания. Это предотвратит скрытую передачу недостающих данных между энергоснабжающей компанией, EPC-партнером, поставщиком связи, поставщиком контроллеров и поставщиком коммутационных устройств.
Выпускать детальные проектные и закупочные документы следует только в том случае, если один пакет документов, находящийся под контролем версий, содержит:
Рассматривайте этот контрольный список данных для утверждения как технический пакет данных для выпуска, а не как описательное резюме. Соответствующие параметры номинального напряжения, номинального тока, коммутации и катушек отключения должны соответствовать данным производителя; рабочие состояния и условия приемки — спецификации проекта; а причина неисправности — утвержденному исследованию короткого замыкания. Чертежи, схемы соединений, расчеты и любые соответствующие протоколы испытаний должны указывать на одну и ту же версию оборудования и условия его эксплуатации. Одного только названия документа недостаточно для подтверждения выпуска.
Типичный инженерный обзор, не относящийся к проекту заказчика XIYA. Радиальный фидер с нормально разомкнутой связью и запланированным дистанционным секционированием имеет однолинейный чертеж и предлагаемые места расположения устройств. Обзор показывает, что нормальное и аварийное состояния не полностью определены, ответственность за зону защиты не определена, отсутствует основа обеспечения непрерывности управления питанием, не назначен ответственный за связь, в списке точек отсутствуют состояния качества, отсутствует временная основа, а ручное резервирование не задокументировано. Правильное решение — приостановка проектирования. Каждому разрыву назначается ответственный за подтверждение и критерий выпуска; назначение роли устройства и закупка контроллера откладываются до тех пор, пока входные данные не совпадут. Этот пример не содержит заявленной оценки проекта, результатов заказчика, полевых измерений или результатов ввода в эксплуатацию.
Для начала проверки соответствия интерфейса отправьте в компанию XIYA POWER информацию о состоянии одной линии и топологии, схеме защиты от неисправностей/срабатывания, регистре коэффициента коммутации, таблице управления питанием, архитектуре связи, списке точек и условиях установки. В ходе проверки будут выявлены полные и открытые интерфейсы; проверка не гарантирует пригодность, соответствие или совместимость до тех пор, пока не будут проверены соответствующие данные.
Минимальный набор требований включает утвержденную операционную цель, состояния топологии, границы защиты и коммутации, обязанности и интерфейсы устройств для каждой позиции, непрерывность управления и электропитания, архитектуру связи, список точек, полномочия по управлению, поведение событий/времени, ответственность за кибербезопасность и локальный/ручной резервный режим. Все это должно составлять единый скоординированный и утвержденный пакет.
Топология определяет, какие точки изолируют неисправность, какие пути могут восстановить электроснабжение, как изменяются зоны защиты и кто может управлять каждым переходом. Поэтому для определения нормального состояния, состояния замкнутой линии, состояния неисправности, состояния технического обслуживания и состояния ухудшения необходимо четкое описание. Статическая однолинейная схема не предоставляет этих правил работы.
Укажите источник и диапазон рабочих нагрузок, все постоянные и пиковые нагрузки, управляемую энергию, нагрузки связи и вспомогательных устройств, требуемую непрерывность цепи, режимы контроля и работы при низком энергопотреблении, запрещенные операции, ответственность за восстановление и доступ для технического обслуживания. Рассчитайте значения, исходя из архитектуры и утвержденной последовательности, вместо применения универсального правила для батарей.
Включите информацию о владельцах основного канала и пути, границах среды и сегментов, протоколе/профиле и основе соответствия, адресации, полном списке точек и состояниях качества, матрице команд, событиях и источнике времени, классах производительности проекта, поведении при потере связи, удаленном доступе, владении учетными данными/ключами, ведении журналов и ответственности за обновление.
Сравните документированные системные требования с данными о корпусе устройства по следующим параметрам: основная функция, датчики, команды, состояние, управляющее питание, связь, время/события, блокировки, локальная работа, окружающая среда, монтаж, изоляция и документация. Отсутствие или несовместимость данных по любому требуемому интерфейсу является основанием для блокировки.
Зафиксируйте целевые параметры, диаграммы состояний, назначения защиты и переключения, основу нагрузки/неисправностей, регистр интерфейса устройства, таблицу управления питанием, пакет связи и списка точек, обязанности по управлению/времени/кибербезопасности, поведение резервного режима и данные установки. Закройте или явно устраните все открытые элементы, влияющие на объем закупок.
