Täielik juhend toitevõrgu lõppseadmete (FTU) ajakohastamise kohta

Elektrijaotuse automatiseerimine on vananevaid keskpingevõrke haldavate kommunaalettevõtete jaoks muutunud pikaajalisest soovist operatiivseks vajaduseks - ja toiteplokk on intelligentsuskihi, mis teeb selle automatiseerimise võimalikuks välitingimustes. Siiski jäävad FTU uuendamise projektid järjekindlalt alla nende töökindluse ja automatiseerimise eesmärkide, mitte sellepärast, et tehnoloogia on ebapiisav, vaid sellepärast, et FTU ja selle poolt juhitava SF6 koormuslüliti vahelist integratsiooni käsitletakse pigem juhtmestiku kui süsteemitehnilise väljakutsena. Kõige suurem viga FTU uuendamise projektides on FTU käsitlemine eraldiseisva seadmena, mis kinnitatakse olemasolevale SF6 LBS-paigaldisele, selle asemel, et käsitleda seda integreeritud komponendina, mille toimivus on lahutamatult seotud sellega jälgitava ja juhitava jaotusseadme mehaaniliste, elektriliste ja sideomadustega. Käesolev juhend annab täieliku raamistiku SF6 LBS-põhiste keskpinge jaotussüsteemide FTU uuendamise planeerimiseks, integreerimiseks, kasutuselevõtuks ja pikaajalise töökindluse haldamiseks.

Sisukord

• Mis on toiteplokk ja kuidas see integreeritakse SF6 LBSiga?
• Millised on FTU ja SF6 LBSi vahelised kriitilised integratsiooninõuded?
• Kuidas kavandada ja teostada SF6 LBS-süsteemide sujuvat FTU-uuendust?
• Kuidas võtta kasutusele, testida ja hooldada integreeritud FTU-SF6 LBS-süsteeme?
• Korduma kippuvad küsimused SF6 koormuslülitussüsteemide FTU uuendamise kohta

Mis on toiteplokk ja kuidas see integreeritakse SF6 LBSiga?

Feeder Terminal Unit (FTU) on mikroprotsessoril põhinev väliautomaatikaseade, mis on paigaldatud keskpinge lülitussõlmedesse - tavaliselt SF6 koormuslülitite rõngaspõhised peaseadmed (RMU) või mastile paigaldatud SF6 LBS-seadmed -, et pakkuda nelja integreeritud funktsiooni: kaitse, mõõtmine, juhtimine ja side. Elektrijaotuse automatiseerimise arhitektuuris on FTU liides füüsilise SF6 LBSi ja kommunaalteenuse SCADA või jaotuse juhtimissüsteemi (DMS) vahel, mis tõlgib reaalseid elektrisündmusi digitaalseteks andmeteks ja tõlgib kaugkäsklusi lülitusoperatsioonideks.

FTU neli põhifunktsiooni

Funktsioon 1: kaitse
FTU jälgib pidevalt toitevoolu ja -pinget, teostades ülevoolu, maavarade ja suunakaitse funktsioone, mida varem täitsid ainult alajaamade releed. SF6 LBS-põhiste jaotusvõrkude puhul võimaldab FTU kaitse järgmist:

• Rikke läbimise märguanne (FPI) - tuvastab ja tähistab rikke voolu läbimist läbi iga LBS-sõlme.
• Ülevoolukaitse kindla aja või pöördvoolukaitse (IDMT) karakteristikutega vastavalt IEC 60255-le.¹
• Maavea tuvastamine, sealhulgas tundliku maavea (SEF) tuvastamine suure impedantsiga rikete stsenaariumide jaoks.
• Automaatne rikkeisolatsioon mootoriga SF6 LBS toimimise kaudu, kui kaitsekriteeriumid on täidetud.

Funktsioon 2: mõõtmine
FTU saab reaalajas elektrilisi mõõtmisi voolutrafodelt (CT) ja pingetrafodelt (VT) või SF6 LBS-korpusesse integreeritud mahtuvuslikelt pingeanduritelt:

• Kolmefaasiline vool ($I_a, I_b, I_c$) ja nullsageduslik vool ($I_0$)
• Faas-faas ja faas-maa pinge
• Aktiivvõimsus ($P$), reaktiivvõimsus ($Q$), võimsustegur ($\cos \phi$)
• Energiamõõtmine (kWh, kVArh) fiiderkoormuse juhtimiseks
• SF6 gaasi tiheduse monitori olek - LBS gaasi tiheduse relee digitaalne sisend

Funktsioon 3: kontroll
FTU täidab mootoriga SF6 LBSi avamis- ja sulgemiskäske kas iseseisvalt kaitseloogika alusel või vastuseks kaugjuhtimissüsteemi SCADA käskudele:

• Binaarsed väljundkontaktid (BO), mis juhivad LBS-mootoriga kontrolleri avamis-/sulgemismähiseid.
• blokeerimisloogika, mis takistab ohtlikke lülitusjärjekordi (nt sulgemine rikutud fiidrile).
• Kohaliku/kaugrežiimi valik riistvaralise klahvi lülitiga
• Automaatne taaslülitamine ning vea isoleerimise ja teenuse taastamise (FISR) jada täitmine

Funktsioon 4: side
FTU edastab mõõteandmed, kaitsesündmused ja seadmete oleku standardiseeritud protokollide kaudu kommunaalteenuste SCADA-süsteemi või DMS-süsteemi:

• IEC 60870-5-101 (jadaühendus, punktist-punkti)
• IEC 60870-5-104 (TCP/IP üle Etherneti või mobiilside)
• IEC 61850 2. väljaanne (GOOSE + MMS üle kiu või Etherneti)²
• DNP3 (Põhja-Ameerika ja Aasia-Vaikse ookeani piirkonna kommunaalteenuste varasemad SCADA-süsteemid)

FTU-SF6 LBS integratsiooni arhitektuur

FTU ei tööta iseseisvalt - selle jõudlus on viie füüsilise liidese kaudu otseselt seotud SF6 LBSiga:

Kasutajaliides	Signaali tüüp	Eesmärk
CT sekundaarahelad	Analoogvool (1A või 5A)	Kaitse ja mõõtmise sisend
VT / mahtuvuslik andur	Analoogpinge (100 V või 110 V)	Pinge mõõtmine ja kaitse
Gaasi tiheduse monitor	Binaarne sisend (NO/NC kontakt)	SF6 rõhuhäire ja lukustus
Mootoriga kontroller	Binaarne väljund (avatud/suletud mähised)	Kaugvahetuskäskude täitmine
Positsiooninäidik	Binaarne sisend (lisakontaktid)	LBSi avatud/suletud staatuse tagasiside

Kõik need liidesed tuleb projekteerida spetsiaalselt uuendatava SF6 LBS-mudeli jaoks - eelmistest projektidest pärinevad üldised FTU juhtmestiku skeemid on uuendamisprogrammide peamine integratsioonivigade allikas.

Millised on FTU ja SF6 LBSi vahelised kriitilised integratsiooninõuded?

FTU-SF6 LBS-i integreerimise projekteerimine on koht, kus enamik uuendamisprojekte kõige kallimate probleemidega kokku puutub - mitte kasutuselevõtu ajal, vaid kuid hiljem, kui kaitsevigade, ebaõigete mõõtmiste või kommunikatsioonihäirete tõttu selgub, et integratsiooni ei ole algselt õigesti projekteeritud. Iga SF6 LBSi ajakohastamisprojekti puhul on vaja erilist tähelepanu pöörata neljale integratsioonivaldkonnale.

Integratsioonivaldkond 1: voolutrafode ühilduvus

FTU kaitse ja mõõtmise täpsus sõltub täielikult sellest, kas SF6 LBS-i sisseehitatud või väliselt paigaldatud vooluanduritelt saadakse õigesti skaleeritud ja faasitäpsed voolusignaalid. Kriitilised parameetrid, mida tuleb kontrollida:

• CT suhe: peab vastama FTU analoogsisendi vahemikule - 400/5A CT, mis on ühendatud 1A FTU sisendiga, küllastab sisendi 80A primaarvoolul.
• CT-täpsusklass: kaitsevoolu muundurid peavad olema klassi 5P20 või paremad vastavalt IEC 61869-2 nõuetele.³; mõõtmise CT-d peavad olema klassi 0,5 või paremad energiamõõtmise rakenduste jaoks.
• CT koormus: FTU CT sisendimpedants ei tohi ületada CT nimikoormust - ülemäärane koormus põhjustab kompuutertomograafia küllastumist ja kaitse mõõtmisvigu⁴
• voolujuhtmete polaarsus: vale voolujuhtmete polaarsus põhjustab suunakaitseelementide töötamist vales suunas - eriti ohtlik viga ringtoitelistes jaotussüsteemides, kus suunaline maasõidutõrje määrab vea suuna.

SF6 LBS-rõngaspõhiseadmete puhul, millel on sisseehitatud CT-d, tuleb alati nõuda LBS-i tootjalt CT-katsetuste sertifikaati ning kontrollida enne hankimist täpsusklassi ja koormuse hinnangut FTU spetsifikatsiooni alusel.

Integratsioonivaldkond 2: pingeandurite ühilduvus

SF6 LBS-üksused kasutavad ühte kolmest pingetundliku tehnoloogia kasutamisest, millest igaühel on erinevad FTU liidese nõuded:

Pinge tuvastamise tüüp	Väljundsignaal	FTU liidese nõue	Täpsus
Tavapärane VT (haav)	100V / 110V AC	Standardne VT sisend, 3VA-10VA koormus	Klass 0.5
Mahutav pingejagur	Madalpinge vahelduvvool (tavaliselt 1-10 V)	Spetsiaalne madalpinge sisendmoodul	Klass 1-3
Takistuslik pingejagur	Madalpinge vahelduvvool	Spetsiaalne sisend, kõrge sisendimpedantsiga	Klass 1-3
Rogowski mähis (ainult vool)	mV vahelduvvoolu väljund	Spetsiaalne Rogowski integraatori sisend	Klass 0.5-1

Pingeanduri tüübi sobimatus FTU sisendmooduliga on tavaline uuendusviga - eriti kui vahetatakse vanu FTUsid SF6 LBS-üksuste vastu, mis on varustatud mahtuvusliku pingejaoturiga, mis nõuab spetsiaalset signaalitöötlusmoodulit, mida paljud standardsed FTU platvormid vaikimisi ei sisalda.

Integratsioonivaldkond 3: motoriseeritud kontrolleri liides

FTU binaarsed väljundkontaktid peavad ühilduma mootoriga SF6 LBS kontrolleri mähise pinge- ja voolunõuetega:

• Mähise pinge: kontrollige, kas FTU BO kontaktide nimiväärtus vastab kontrolleri mähise pingele (DC 24V / 48V / 110V / 220V või AC 220V).
• Mähisvool: FTU BO kontaktid on tavaliselt arvestatud 5A-10A pidevale voolule - veenduge, et see ületab mootori kontrolleri sissevoolu töötamise ajal.
• Impulsi kestus: mõned motoriseeritud SF6 LBS kontrollerid nõuavad täieliku avamise või sulgemise lõpetamiseks minimaalset impulsi kestust 200-500 ms - FTU väljundi impulsi ajastus tuleb vastavalt konfigureerida.
• blokeeringu juhtmestik: FTU positsiooni tagasiside sisendid (LBS-i lisakontaktidelt) peavad olema ühendatud nii, et FTU ei saaks anda teist avamis- või sulgemiskäsku enne, kui esimene toiming on kinnitatud lõpetatuks - selle blokeeringu puudumine põhjustab topelttööde tõrkeid.

Integratsioonivaldkond 4: SF6 gaasi tiheduse monitori integreerimine

LBS-i SF6 gaasitiheduse monitor annab FTU-le binaarsete kontaktväljundite kaudu kriitilisi andmeid seadme töökorras oleku kohta. Korrektseks integreerimiseks on vaja:

• Häirekontakt: tiheduse jälgimise häire (tavaliselt 90% nimitäitevoolurõhu juures), mis on ühendatud FTU binaarse sisendiga - FTU peaks tekitama SCADA häire ja takistama automaatseid lülitustoiminguid.
• Lukustuskontakt: tihedusmonitori lukustus (tavaliselt 80% nimitäitevoolurõhu juures), mis on ühendatud FTU binaarsisendiga - FTU peab takistama kõiki lülitustoiminguid, nii kohalikke kui ka kauglülitusi, kui lukustus on aktiivne.
• Kontaktide tüübi kontrollimine: kinnitage, kas tihedusmonitori kontaktid on normaalselt avatud (NO) või normaalselt suletud (NC) - vale juhtmestik muudab häire loogika vastupidiseks, mistõttu FTU teatab gaasi kadumise korral normaalsest olekust.

Klientide juhtum - Lõuna-Hiina piirkondlik jaotusvõrk:
Jaotusautomaatika projektijuht võttis meiega ühendust kuus kuud pärast 34 SF6 LBS rõngaspõhise peaseadme FTU uuendamise lõpetamist 10 kV linna jaotusvõrgus. Kolm FTU-üksust tekitasid pidevalt valehäireid, mis üle ujutasid SCADA-süsteemi valesündmustega. Uurimine näitas, et nullasagedusvoolu sisendi CT-polaarsus oli nende kolme seadme paigaldamisel ümberpööratud - FTU mõõtis kolmefaasiliste voolude vektorsummat, kusjuures üks faas oli ümberpööratud, tekitades isegi tasakaalustatud koormustingimustes pideva näilise nullasagedusvoolu. Kolme mõjutatud seadme voolujuhtimise parandamine kõrvaldas valehäired täielikult. Seejärel lisas projektimeeskond CT polaarsuse kontrollimise kohustusliku käivituskatse sammuna kõigi ülejäänud FTUde uuendamise puhul.

Kuidas kavandada ja teostada SF6 LBS-süsteemide sujuvat FTU-uuendust?

Õmblusteta FTU uuendamine - mis tagab kavandatud automatiseerimisfunktsioonid ilma teenuse katkestuste, kaitsevigade või integratsioonihäirete tekkimiseta - nõuab struktureeritud projekti teostamist viies etapis. Igal etapil on konkreetsed tulemused, mis tuleb saavutada enne järgmise etapi algust.

1. etapp: asukoha uuring ja olemasoleva süsteemi dokumenteerimine

Kohapealne uuring on FTU uuendamisprojektide kõige alainvesteeritum etapp ja peamine allikas integratsiooniprobleemidele, mis ilmnevad kasutuselevõtu ajal. Nõutavad tulemused:

SF6 LBS dokumentatsioon:

• Tootja, mudel, seerianumber ja tootmisaasta iga LBS-seadme kohta
• Sisseehitatud CT suhe, täpsusklass ja koormusarv (nimesildilt või tootja andmetest).
• Pingeanduri tehnoloogia tüüp ja väljundsignaali spetsifikatsioon
• Mootoriga kontrolleri mudel, mähise pinge ja tööaeg
• Gaasitiheduse monitori kontaktide konfiguratsioon (NO/NC, häire- ja lukustusläved)
• Abikontaktide konfiguratsioon (positsiooni näitamise väljundid)
• FTU paigaldamiseks olemasolev paneelipind ja kaabli sissepääsupunktid

Olemasolev kaitse- ja automatiseerimisdokumentatsioon:

• Praegused kaitserelee seadistused iga fiidrit toitvas alajaamas
• Olemasolev SCADA-punktide nimekiri ja kasutatav sideprotokoll
• Feederi topoloogia kaart, millel on näidatud kõik LBS-sõlmed, nende omavahelised ühendused ja normaalsed/ebanormaalsed lülitusseisundid.
• Ajaloolised veateated iga fiidri kohta - tuvastab kõrge veahagedusega sõlmed, mis vajavad tõhustatud kaitse seadistusi.

Sideinfrastruktuuri uuring:

• Igas LBS-kohas olemasolevad sidetrassid: kiudoptiline, mobiilside, litsentseeritud raadio või pilootkaabel.
• Mobiilsidevõrgu leviala kontrollimine igas asukohas - ärge toetuge leviala kaartidele; viige läbi signaali tugevuse mõõtmine kohapeal.
• Olemasolevad RTU või sideseadmed igas tegevuskohas, millega FTU peab ühenduma.

2. etapp: FTU valik ja projekteerimine

Valige asukoha uuringu andmete põhjal FTU riistvara ja viige lõpule integratsioonitehnika:

FTU riistvara valikukriteeriumid:

Parameeter	Nõue	Kontrollimise meetod
CT sisendpiirkond	Vastab olemasolevale kompuutertomograafia sekundaarsele (1A või 5A)	CT nimeplaat + FTU andmeleht
Pinge sisendi tüüp	Match LBS pingeanduri väljund	LBS tehniline käsiraamat
Binaarsete sisendite arv	≥ gaasitiheduse häire + lukustus + asend (min. 4 BI)	I/O arvu arvutamine
Binaarväljundite arv	≥ avamine + sulgemine + näitamine (min. 3 BO)	I/O arvu arvutamine
Sideprotokollid	Vastab kommunaalteenuste SCADA-protokollile	SCADA süsteemi spetsifikatsioon
Töötemperatuur	Ületada asukoha maksimaalset ümbritsevat õhutemperatuuri	Andmed kohapealse uuringu kohta
Korpuse kaitse	Välitingimustes kasutatava RMU puhul vähemalt IP54	Andmed kohapealse uuringu kohta
Toiteallika sisend	Sobitamine olemasoleva lisavarustusega	Saidi abijõude uuring

Kaitse seadistamine Engineering:

• Arvutage ülevoolupüüdja seaded, mis põhinevad maksimaalsel koormusvoolul ja minimaalsel veavoolul igas sõlmes.
• Kooskõlastada ajaline liigitus eelpool asuva alajaama kaitsega - FTU tööaeg peab olema kiirem kui eelpool asuva relee tööaeg kaitstud fiiderilõigu rikete korral.
• Konfigureerige maavarade tundlikkus - SF6 LBS-söötjate puhul, mis teenindavad segakoormatüüpe, soovitatakse maavarade tundlikku tuvastamist (SEF) 10-20% nimivoolu CT primaarvoolu juures.
• FISR-loogika järjestuse määratlemine iga fiidertopoloogia jaoks - dokumenteerige lülitusjärjestus, mis isoleerib iga võimaliku rikkeosa ja taastab tervete osade varustuse.

3. etapp: Hanked ja tehase vastuvõtukatsetused

FTU uuendamise projektide puhul, mis hõlmavad mitut üksust, takistab representatiivse valimi tehases toimuv vastuvõtukatsetamine (FAT) enne kohaletoimetamist, et süstemaatilised integreerimisvead ei korduks kogu laevastikus:

FTU-SF6 LBS-i integreerimise FAT-testiülesanded:

1. CT sisendi täpsuse kontrollimine 10%, 50% ja 100% nimivoolu korral
2. Pinge sisendi täpsuse kontrollimine nimipinge ja 10% ülepinge korral
3. Binaarse väljundkontakti töö: kontrollige avatud ja suletud impulsi kestust ja kontakti nimiväärtust.
4. Binaarse sisendi lävendi kontrollimine: kinnitab häire ja lukustuse tuvastamist kindlaksmääratud pingetasemetel.
5. Sideprotokolli vastavuse test: IEC 60870-5-104 või IEC 61850 andmemudeli kontrollimine võrreldes kommunaalteenuste SCADA-punktide loeteluga.
6. Kaitsefunktsiooni testimine: testvoolude sisestamine ja ülevoolu ja maasirge korrektse toimimise kontrollimine.
7. Toiteallika vahemiku test: kontrollida FTU toimimist kogu abipinge vahemikus.

4. etapp: paigaldamine

Iga SF6 LBS-sõlme paigaldamise järjekord:

1. LBS-söötmeosa tuleb pingestada ja maandada vastavalt ohutule tööprotseduurile - FTU paigaldamine on sekundaarahela pinge all olev ülesanne ainult siis, kui CT-ühendused on korrektselt paigaldatud.
2. Paigaldage FTU korpus - kontrollige paigalduskoha IP-klassifikatsiooni; vältige kohti, kuhu pääseb otse vesi sisse või kus esineb liigset vibratsiooni.
3. Ühendage CT sekundaarahelad - enne olemasoleva sekundaarjuhtmestiku lahtiühendamist paigaldage CT lühisühendused; enne lühisühenduste eemaldamist kontrollige polaarsust.
4. Juhtme pingeandurite sisendid - kohaldage asjakohast kaitsevarustust vastavalt IEC 61869 nõuetele.
5. Juhtme binaarsed sisendid - gaasitiheduse häire, lukustus ja asendi näitamise kontaktid
6. Juhtmete binaarsed väljundid - avatud ja suletud mähiste ühendused mootoriga kontrolleriga
7. Ühendage lisatoiteallikas - kontrollige alalisvoolu toitevarustuse polaarsust.
8. Ühendage kommunikatsiooniliides - kiudoptiline, Ethernet või mobiilsideantenn vastavalt vajadusele.
9. Paigaldage kaablite identifitseerimissildid - iga juhe peab olema märgistatud mõlemas otsas vastavalt projekti juhtmestiku plaanile.

5. etapp: kasutuselevõtmine

Käivitamine on etapp, kus tuvastatakse ja parandatakse integreerimisvead enne FTU kasutuselevõtmist. Käivitamismenetlus, mille käigus jäetakse etapid vahele, et täita ajakavast tulenevat survet, on kasutuselevõtujärgsete rikete kõige usaldusväärsem ennustaja.

Kohustuslikud kasutuselevõtukatsed:

Test	Meetod	Vastuvõtukriteerium
CT polaarsuse kontrollimine	Esmane süsti või klambermeetri võrdlus	Õige faasi pöörlemine ja nullsuunaline suund
CT suhte kontrollimine	Esmane süstimine teadaoleva voolu juures	FTU mõõtmine ±1% piires sisestatud väärtusest
Pinge mõõtmise kontroll	Võrrelda FTU näitu kalibreeritud võrdlusnäitajaga	±0,5% piires võrdlusest nimipingel
Binaarse sisendi funktsionaalne test	Simuleerida iga kontakti seisundit allikas	FTU registreerib õige oleku muutuse 100 ms jooksul
Binaarväljundi funktsionaalne test	Anda käsk avada/sulgeda, kontrollida LBS-i toimimist.	LBS töötab ja asukoha tagasiside kinnitab 10s jooksul
Gaasi tiheduse monitori integreerimine	Simuleerib häire- ja lukustuskontaktide olekuid	FTU genereerib õige SCADA häire ja ümberlülitamise blokeerimise
Kaitsefunktsiooni test	Teisene ülevoolu ja maandumisvea süstimine	Õige tööaeg ±5% ulatuses seadistusest
SCADA side test	Kontrollida kõiki andmepunkte kommunaalteenuste SCADA-süsteemis.	Kõik punktid on olemas, õige skaala, õige staatus.
FISR jada test	Simuleerida veaolukord fiidritopoloogias	Õige isolatsiooni ja taastamisjärjekorra teostamine

Kuidas võtta kasutusele, testida ja hooldada integreeritud FTU-SF6 LBS-süsteeme?

FTU-SF6 LBS integreeritud süsteemide pikaajaline töökindlus sõltub hooldusprogrammist, mis käsitleb FTU-d ja SF6 LBS-i ühe integreeritud süsteemina, mitte kahe eraldi varana, millel on eraldi hooldusgraafikud ja mis on juhuslikult paigaldatud samasse kohta.

Integreeritud hooldusgraafik

Iga 6 kuu tagant:

1. ☐ FTU mõõtmise täpsuse kontrollimine: võrrelge FTU voolu ja pinge näitusid kalibreeritud kaasaskantava referentsiga koormuse all.
2. ☐ Kontrollige FTU sideühenduse staatust: kontrollige andmete edastamist SCADA-le, kinnitage, et sideaegade häireid ei ole.
3. ☐ Vaadake läbi FTU sündmuste logi: tuvastage kõik teatamata jäänud kaitseoperatsioonid, kommunikatsioonihäired või toiteallikate katkestused.
4. ☐ Kontrollige SF6 gaasi tiheduse monitori seisundit FTU binaarse sisendi kaudu - kinnitage, et häire- ja blokeerimiskünnised on aktiivsed.

Igal aastal:

1. ☐ Sekundaarsüüteekaitse test: kontrollige ülevoolu ja maasirge võtmist ja tööaega praeguste seadistuste suhtes.
2. ☐ Binaarne I/O funktsionaalne test: simuleerib kõik sisendseisundid ja kontrollib kõiki väljundoperatsioone.
3. ☐ FISR jada simulatsioon: täieliku vea isoleerimise ja taastamise jada testrežiimis teostamine
4. ☐ Sideprotokolli vastavuse kontroll: kontrollib FTU andmemudelit praeguse SCADA-punktide nimekirja suhtes - seadistused muutuvad pärast püsivara uuendusi.
5. ☐ FTU aku varukoopia test: ühendage abivool lahti ja kontrollige, et FTU säilitab töö ja side vähemalt 4 tundi.
6. ☐ CT sekundaarahela isolatsioonitakistuse test: kontrollige ≥1 MΩ CT sekundaarjuhtide ja maa vahel.

Iga 3-5 aasta tagant:

1. ☐ Täielik primaarsüsti test: süstida teadaolev primaarvool läbi LBS CTde ja kontrollida FTU mõõtmist ja kaitsereaktsiooni.
2. ☐ FTU püsivara läbivaatamine: hinnata olemasolevaid püsivara uuendusi turvaparanduste ja protokollile vastavuse paranduste jaoks.
3. ☐ CT täpsusklassi korduvkontroll: võrrelge tehase algse katsesertifikaadiga - CT täpsus halveneb vanuse ja rikkevooluga kokkupuute korral.
4. ☐ Täielik FTU konfiguratsiooni varukoopia: ekspordib ja arhiveerib kõik kaitse seaded, kommunikatsiooniparameetrid ja FISR-logika.

Levinumad kasutuselevõtujärgsed vead ja nende algpõhjused

Rike 1: püsivad valehäired maasirge kohta
Põhjus: CT polaarsuse viga nullsagedusliku sisendi puhul või CT koormuse ületamine, mis põhjustab küllastumist koormuse all.
Parandada: kontrollida CT polaarsust koos esmase süstimisega; mõõta CT sekundaarne koormus ja võrrelda seda CT nimikoormusega.

Rike 2: FTU kaotab aeg-ajalt side.
Põhjus: ebapiisav mobiilside signaalimarginaal kohapeal või FTU sidemooduli püsivara mitteühilduvus SCADA-kontsentraatoriga.
Parandus: viige läbi kohapealne signaalitugevuse uuring halvimates tingimustes; uuendage kahe SIM-kaardi mooduliks, millel on automaatne võrgu tagasilangus.

Rike 3: mootoriga LBS ei tööta FTU käsu peale.
Põhjus: FTU binaarse väljundimpulsi kestus on mootoriga kontrolleri jaoks liiga lühike või abipinge langus lülitustoimingu ajal.
Fix: pikendada FTU väljundimpulsi kestust konfiguratsioonis; kontrollida abipinge koormuse lülitusvoolu all.

Rike 4: FISR-järjekord käivitub valesti pärast söötja topoloogia muutmist.
Põhjus: FTU FISR-logika ei ole ajakohastatud, kui võrgu hoolduse ajal muudeti feederi lülituskonfiguratsiooni.
Parandada: kehtestada muudatuste haldamise menetlus, mis nõuab FTU FISR-loogika läbivaatamist iga kord, kui söötja topoloogiat muudetakse.

Rike 5: FTU kaitse seaded triivivad pärast püsivara uuendamist
Põhjus: mõne FTU platvormi püsivara uuendused nullivad mittetäielikud kaitseparameetrid tehasehoiatustele.
Parandus: eksportige ja arhiveerige alati kogu FTU konfiguratsioon enne püsivara uuendamist; kontrollige kõiki seadeid pärast uuendamise lõpetamist.

FTU elutsükli haldamine SF6 LBS-pargi jaoks

Suurte SF6 LBS-pargi haldamisel FTU automaatika abil on FTU platvormi elutsükli haldamine sama oluline kui lülitusseadmed ise:

• Firmware support horisont: kinnitage FTU tootja lubatud firmware toetusperiood - FTUd, mille firmware versioonid ei ole toetatud, tekitavad küberturvalisuse haavatavusi jaotusvõrgu automaatikasüsteemides.
• Varuosade kättesaadavus: säilitada laevastiku jaoks vähemalt 5% FTU varuosade varu - rikkis FTU peab olema võimalik asendada kohapeal 24 tunni jooksul, et täita turustuskindluse eesmärke.
• Protokolli areng: IEC 60870-5-104 alusel hangitud FTU-del peaks olema dokumenteeritud üleminekutee IEC 61850-le, kui kommunaalteenuste SCADA platvormi uuendatakse.
• Küberturvalisus: FTUd, mis on ühendatud IP-võrgu kaudu kommunaalteenuste SCADAga, peavad vastama IEC 62351 turvastandarditele.⁵ - kontrollida, kas FTU platvorm toetab krüpteeritud suhtlust ja rollipõhist juurdepääsu kontrolli.

Klientide juhtum - kommunaalteenuste uuendamise programm Ida-Euroopas:
Üks munitsipaaljaotusvõrk võttis meid tööle, et toetada kolmeaastast FTU-uuendusprogrammi, mis hõlmas 180 SF6 LBS-rõngassõlme kogu 20 kV linnavõrgu ulatuses. Elektriettevõtte peamine väljakutse seisnes selles, et olemasolev SF6 LBS-park koosnes nelja erineva tootja üksustest, mis olid paigaldatud 15 aasta jooksul - igaühel olid erinevad voolujuhtimissuhted, pingeandurite tüübid ja mootorikontrollerite spetsifikatsioonid. Selle asemel, et valida üks FTU mudel ja püüda seda kõigi nelja LBS-variandiga kohandada, töötasime välja struktureeritud ühilduvusmaatriksi, mis kaardistas iga LBS-variandi konkreetse FTU riistvarakonfiguratsiooni ja juhtmestiku malliga. Maatriks vähendas kasutuselevõtu aega seadme kohta keskmiselt 6 tunnilt (esimese 20 seadme puhul ilma maatriksita) 2,5 tunnini (ülejäänud 160 seadme puhul) ja vähendas kasutuselevõtujärgse defektide arvu 18%-lt 3%-le. Elektrijaam võttis ühilduvusmaatriksil põhineva lähenemisviisi standardmeetodina kasutusele kõigi tulevaste automaatika uuendamise projektide puhul.

Kokkuvõte

SF6 koormuslülitussüsteemide FTU uuendamine on süsteemi integreerimise projekt - mitte seadme paigaldamise projekt. Erinevus tõrgeteta uuenduse, mis tagab kavandatud automatiseerimistulemused, ja problemaatilise projekti vahel, mis tekitab aastatepikkuseid käivitamisjärgseid defekte, seisneb täielikult inseneriteadlikkuses, mida rakendatakse viies integratsioonivaldkonnas: CT ühilduvus, pingeandurite ühilduvus, mootorikontrolleri liides, gaasitiheduse monitori integreerimine ja sidearhitektuur. Peamine järeldus: investeerige inseneripingutusi asukoha ülevaatuse ja integreerimise projekteerimise etappidesse - iga paigaldamiseelsele projekteerimisele kulutatud tund kõrvaldab kolm kuni viis tundi kasutuselevõtujärgset veaotsingut ning iga FATis avastatud integratsiooniviga kõrvaldab võimaliku kaitsevigade tekkimise reaalajas.

Korduma kippuvad küsimused SF6 koormuslülitussüsteemide FTU uuendamise kohta

1. “IEC 60255: Mõõtereleed ja kaitseseadmed”, https://webstore.iec.ch/publication/60144. Määratleb toimivusnõuded jaotussüsteemides kasutatavatele pöördaja ja kindla ajaga ülevoolureleedele. Tõendusmaterjali roll: standard; Allikatüüp: standard. Toetab: Määratleb FTU kaitsefunktsioonide jaoks nõutavad täpsed talitlusomadused. ↩

2. “IEC 61850 - Elektrijaamade automaatika sidevõrgud ja -süsteemid”, https://en.wikipedia.org/wiki/IEC_61850. Üksikasjalikult kirjeldatakse kiirete automatiseeritud alajaamade ja fiiderite juhtimissüsteemide võrdlusarhitektuuri. Tõendusmaterjali roll: standard; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: Kinnitab GOOSE- ja MMS-protokollide kasutamist täiustatud jaotuse automatiseerimiseks. ↩

3. “IEC 61869-2: Mõõtevahendid - Osa 2”, https://webstore.iec.ch/publication/6168. Kehtestab kaitseskeemides kasutatavate voolutrafode tehnilised ja täpsusklassi spetsifikatsioonid. Tõendav roll: standard; Allikatüüp: standard. Toetab: Kinnitab klassi 5P20 täpsusnõudeid nõuetekohase rikkevoolu mõõtmiseks. ↩

4. “Voolutrafo”, https://en.wikipedia.org/wiki/Current_transformer. Selgitab instrumentaaltrafode magnetilisi põhimõtteid ja piiranguid suure koormuse tingimustes. Tõendusmaterjali roll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toetab: Kinnitab, et CT nimikoormuse ületamine toob otseselt kaasa südamiku küllastumise ja vigase kaitseloogika. ↩

5. “IEC 62351 turvastandard arukate võrkude side jaoks”, https://www.nist.gov/publications/iec-62351-security-standard-smart-grid-communications. Kirjeldatakse küberturvalisuse nõudeid elektrisüsteemi juhtimisprotokollide kaitsmiseks digitaalsete ohtude eest. Tõendite roll: general_support; Allikatüüp: valitsus. Toetab: Kinnitab IP-ühendusega kommunaalteenuste SCADA-seadmete kohustuslikku vastavust standardile IEC 62351. ↩