Быстродействующее автоматическое включение резервного питания в электрических сетях 0,4 кВ
Малышкин С.А., Алексеев Е.С., Булычев А.В. - ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: проведен анализ требований технологических установок и норм качества электрической энергии в системах электроснабжения. Разработана испытательная установка и проведены эксперименты с целью определения минимально допустимого времени перерыва электропитания для технологических установок, также определена эффективность применения устройства быстродействующего автоматического ввода резерва (БАВР) для обеспечения бесперебойной работы. Рассмотрены особенности реализации устройств БАВР в сетях 0,4 кВ. Приведен пример успешной работы устройства БАВР в сети 0,4 кВ в комплексе с небыстродействующими выключателями.

Ключевые слова: быстродействующий автоматический ввод резерва, БАВР, качество электрической энергии, повышение надежности.

High-speed automatic transfer switch in 0,4 kV electrical networks
Malyshkin S.A., Alekseev E.S., Bulichev A.V. - «NPP Bresler» LLC, Cheboksary, Russia.

Abstract: the analysis of requirements of technological installations and standards of quality of electric energy in power supply systems is carried out. A test installation is developed and experiments are carried out in order to determine the minimum permissible time of interruption of power supply for technological installations, and the efficiency of using the HSATS device to ensure uninterruptible operation is also determined. Features of the implementation of HSATS devices in 0,4 kV networks are considered. An example of successful operation of the HSATS device in a 0,4 kV network in combination with slow-acting switches is given.

Keywords: high-speed automatic transfer switch, HSATS, high-quality electrical energy, increased reliability.

Эксплуатация комплекса волнового определения места повреждения: практический опыт в сетях с изолированной нейтралью
Козлов В.Н., Ермаков К.И. - ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: в статье описан опыт эксплуатации устройств волнового определения места повреждения на линиях электропередачи с изолированной нейтралью. Изложены меры, предпринятые для повышения эффективности волнового определения места повреждения. Результаты рассмотрены на реальных аварийных осциллограммах.

Ключевые слова: линия электропередачи, определение места повреждения, короткое замыкание, однофазное замыкание на землю.

Operation of wave-based fault location complex: practical experience in electric networks with isolated neutral
Kozlov V.N., Ermakov K.I. - «NPP Bresler» LLC, Cheboksary, Russia.

Abstract: the article describes the experience of wave fault location devices operation on power lines with isolated neutral. Measures taken to improve the efficiency of wave fault location are described. The results are considered on real emergency oscillograms.

Keywords: power line, fault location, short circuit, single-phase ground fault.

Методика определения требуемого для корректной работы устройств релейной защиты времени точной трансформации тока в переходных режимах, сопровождающихся насыщением магнитопроводов трансформаторов тока
Панащатенко А.В. (1), Яблоков А.А. (1), Бобров С.Е. (2) - 1) Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина (ИГЭУ), 2) АО «РАДИУС Автоматика», г. Иваново, Россия.

Аннотация: существенное увеличение погрешности преобразования тока при переходном процессе короткого замыкания (КЗ) связано с насыщением магнитопровода трансформатора тока (ТТ). Вероятность возникновения насыщения магнитопровода ТТ в последнее время возросла в связи с развитием энергосистем, сопровождающимся ростом значений токов КЗ, изготовлением ТТ под конкретный энергообъект («с минимальным запасом» в части насыщения), применением встроенных ТТ, имеющих ограниченные габаритные размеры магнитопровода, высоким значением остаточной намагниченности магнитопроводов ТТ из современных сталей. Искажение формы тока из-за насыщения магнитопровода ТТ может привести к излишнему срабатыванию устройств релейной защиты и автоматики (УРЗА) при внешних КЗ или замедлению их действия при внутренних КЗ. Две крупные аварии в энергосистеме России и другие случаи неправильной работы УРЗА стали причиной инициализации ряда работ по разработке новой и изменению существующей нормативно-технической документации (НТД), предусматривающей обеспечение правильной работы УРЗА не только в установившихся, но и в переходных режимах КЗ. Целью данной работы является исследование и разработка методики определения требуемого для корректной работы УРЗА времени точной трансформации тока в переходных режимах, сопровождающихся насыщением магнитопроводов ТТ. Научная новизна выполняемого исследования обуславливается тем, что подобные исследования начали выполняться с 2022 г. и по ним ещё не представлено большого количества практических результатов в научно-технической литературе. В качестве метода исследования используется имитационное моделирование ТТ, УРЗА и электроэнергетических объектов. В статье представлен анализ факторов, оказывающих влияние на правильность работы систем УРЗА при насыщении магнитопроводов ТТ, данные об исследованиях и верификации разработанных имитационных моделей ТТ, анализ критериев насыщенного состояния ТТ, описание и обоснование подходов к созданию тестовых осциллограмм вторичного тока и анализу поведения защит. Специальная методика, использующая средства параллельных вычислений на нескольких ядрах процессора компьютера, разработана, запрограммирована и опробована на УРЗА производства АО «РАДИУС Автоматика». Полученные результаты могут быть использованы при тестировании УРЗА с целью определения требуемого времени точной трансформации тока для последующей аттестации и модернизации используемых алгоритмов в целом.

Ключевые слова: релейная защита, насыщение, время точной трансформации тока, методика тестирования

Methodology for determining the time of accurate current transformation required for the correct operation of relay protection devices in transient conditions accompanied by saturation of the magnetic circuits of current transformers
Panaschatenko A.V. (1), Yablokov A.A. (1), Bobrov S.E. (2) - 1) Ivanovo State Power Engineering University (ISPU), 2) JSC «RADIUS Avtomatika», Ivanovo, Russia.

Опыт проектирования конфигурации цифрового обмена высокоавтоматизированной подстанции
Трофимов А.В. (1) , Трофимов В.А. (1) , Доброхотов Д.С. (1) , Медведев П.А. (2) - 1) Национальный исследовательский университет «МЭИ», 2) ООО «ПиЭлСи Технолоджи», г. Москва, Россия.

Аннотация: рассматривается процесс разработки проектной и рабочей документации на цифровой обмен систем автоматизации высокоавтоматизированных подстанций. Разработка проектной текстовой и графической документации ведётся в соответствии с отраслевыми методическими указаниями в рамках системы автоматизированного проектирования цепей вторичной коммутации. На первом этапе используется альтернативный подход, позволяющий формировать модель
SCD-файла на основе текстовых электронных таблиц с перечнями сигналов интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ), их распределением по наборам данных физических и логических устройств. Далее, в рамках конфигуратора, ведётся привязка логических узлов главной схемы, уточняются издатели и подписчики SV, GOOSE и MMS пакетов, параметры цифровой сети. Так как модельный SCD-файл формируется в соответствии с правилами языка конфигурирования подстанций (SCL), информация из него может использоваться при конфигурировании ICD и CID-файлов конкретных ИЭУ с последующим замещением на них предварительных описаний ИЭУ в SCD-файле. Результат работы – SCD-файл описания конфигурации подстанции.

Ключевые слова: высокоавтоматизированные подстанции, автоматизация проектирования, интеллектуальные электронные устройства, SCD-файл.

Experience in designing the configuration of digital communication for a digital substation
Trofimov A.V. (1), Trofimov V.A. (1), Dobrohotov D.S. (1), Medvedev P.A. (2) - 1) National Research University «MPEI», 2) PLC Technology LLC, Moscow, Russia.

Abstract: this paper addresses the process of developing design and operational documentation for digital communication in automation systems of highly automated substations. The creation of textual and graphical design documentation follows industry guidelines using computer-aided design systems for secondary circuit design. At the initial stage, an alternative approach is employed to generate an SCD file model based on spread sheets containing lists of signals from intelligent electronic devices (IEDs) and their distribution across Data Sets (as defined in IEC 61850) of physical and logical devices. Subsequently, within the configuration tool, logical nodes of the main schematic are mapped, and publishers/subscribers of SV, GOOSE and MMS packets are defined, along with digital network parameters. Since the SCD file model is structured in compliance with the Substation Configuration Language (SCL) rules, its data can be utilized to configure ICD and CID files for specific IEDs, replacing the preliminary IED descriptions in the SCD file. The final output is the SCD file describing the substation configuration.

Keywords: digital substations, computer aided design, intelligent electronic devices, substation configuration language.

Унифицированная структура стандарта по активным распределительным сетям низкого напряжения с распределенными энергоресурсами
Вольный В.С., Илюшин П.В. - Институт энергетических исследований Российской академии наук (ИНЭИ РАН), г. Москва, Россия.

Аннотация: тренд на децентрализацию электроэнергетики реализуется в виде массовой интеграции в распределительные сети низкого напряжения (НН) разнородных распределенных энергоресурсов (РЭР). Распределенное производство электроэнергии на базе местных энергоресурсов, включая возобновляемые, внедрение систем накопления электроэнергии (СНЭЭ) и технологий управления нагрузкой способствуют преобразованию пассивных распределительных сетей в активные распределительные сети (АРС). Развитие информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) способствует широкому внедрению современных систем автоматического управления (САУ) в распределительные сети, открывая широкие функциональные возможности. При этом возникают новые вызовы, требующие корректировки подходов к планированию развития AРС, выбору их структурных схем, а также принципов эксплуатации, защиты и управления. В АРС имеются технические ограничения на объемы интеграции РЭР, что связано с их конструктивными особенностями, режимами работы, требованиями к параметрам распределительной сети и др. Это приводит к существенному усложнению структуры и алгоритмов САУ АРС и даже к невозможности корректного управления ими. Одним из способов решения проблемы является применение технологий microgrids – совокупности РЭР и потребителей электроэнергии, сосредоточенных на ограниченной электрически и географически территории, которые функционируют по отношению к АРС НН как единый объект. Для широкого внедрения microgrids в России требуется разработка новых нормативно-технических документов (НТД), а также унифицированного стандарта, определяющих порядок их интеграции и функционирования в составе АРС НН. Авторами разработана и представлена унифицированная структура стандарта по АРС НН с РЭР.

Ключевые слова: активная распределительная сеть, распределенные энергоресурсы, инвертор, режимы работы, технические требования, стандарт, microgrid, nanogrid.

Unified structure of the standard for low voltage active distribution networks with distributed energy resources
Volnyi V.S., Ilyushin P.V. - Energy Research Institute of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.

Abstract: the trend towards decentralization of the electric power industry is realized in the form of mass integration of heterogeneous distributed energy resources (DER) into low-voltage (LV) distribution networks. Distributed electricity generation based on local energy resources, including renewable ones, the introduction of electricity storage systems (ESS) and load management technologies contributes to the transformation of passive distribution networks into active distribution networks (ADN). The development of information and communication technologies (ICT) contributes to the widespread introduction of modern automatic control systems (ACS) in distribution networks, opening up wide functionality. At the same time, new challenges arise that require adjustments to approaches to planning the development of ADNs, the choice of their structural schemes, as well as the principles of operation, protection and management. The ADNs has technical limitations on the amount of DERs integration, which is related to their design features, operating modes, requirements for the parameters of the distribution network, etc. This leads to a significant complication of the structure and algorithms of ACS ADNs and even to the impossibility of their correct management. One of the ways to solve the problem is to use microgrids technologies, which are a combination of DERs and electric power consumers concentrated on a limited electrically and geographically limited area that function as a single object in relation to the LV ADN. The widespread adoption of microgrids in Russia requires the development of new regulatory and technical documents (RTD), as well as a unified standard defining the procedure for their integration and functioning as part of the LV ADNs. The authors have developed and presented a unified structure of the standard for LV ADN with DER.

Keywords: active distribution network, distributed energy resources, inverter, operating modes, technical requirements, standard, microgrid, nanogrid.

Влияние нарушения синхронизации цифровых потоков данных на поведение релейной защиты и автоматики
Булычев А.В. (1), Рыжов Э.П. (2), Шалимов А.С. (2) - 1) ООО «НПП Бреслер», г. Чебоксары, Россия , 2) ООО «НПП «Динамика», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: рассматриваются особенности функционирования интеллектуальных электронных устройств релейной защиты и автоматики с подведёнными аналоговыми величинами от двух и более потоков Sampled Values (SV) МЭК 61850-9-2 при нарушении их синхронизации. Выполняется оценка поведения специальных алгоритмов интеллектуальных электронных устройств по компенсации сетевых задержек. Предлагаются способы физического моделирования несинхронной работы издателей SV-потоков при помощи программно-аппаратного комплекса для испытаний релейной защиты и автоматики.

Ключевые слова: релейная защита, МЭК 61850, SV-потоки, сетевые искажения, нарушение синхронизации времени, тестирование.

The impact of desynchronization of digital data streams for relay protection and automation
Bulychev A.V. (1), Ryzov E.P. (2), Shalimov A.S. (2) - 1) «SPE Bresler» LLC, Cheboksary, Russia., 2) NPP «Dinamika», Cheboksary, Russia.

Abstract: this paper considers the behavior of intelligent electronic devices in relay protection and automation using analog measurements from
IEC 61850-9-2 Sampled Values (SV) streams during desynchronization. The effectiveness of dedicated intelligent electronic devices algorithms for network delay compensation is assessed. Methods of physical modeling of the non-synchronous operation of SV stream publishers using a hardware-software test system for relay protection and automation are proposed.

Keywords: relay protection, IEC 61850, Sampled Values, network distortions, time-desynchronization, protection testing.

Опыт импортозамещения программных и аппаратных средств автоматизированных систем управления технологическими процессами
Григорьев А.Г., Иванова Л.А., Прокопьев В.В. - ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.

Аннотация: за последние 20 лет в России на объектах критической информационной инфраструктуры (КИИ) большое распространение получили программно-технические комплексы (ПТК) зарубежных производителей. Закупка и поддержка иностранного программного обеспечения (ПО) и оборудования в настоящее время затруднена или невозможна по причине ухода иностранных производителей с рынка Российской Федерации (РФ), что не только создает трудности в части эксплуатации подобных систем, но и увеличивает потенциальный риск возникновения киберугроз при использовании импортного оборудования.

Ключевые слова: импортозамещение, SCADA, АСУ ТП, ЛВС, шина процесса, подстанционная шина, шина управления, шина ДМЗ, кибербезопасность.