Камни

Комитеты мэк. Международная электротехническая комиссия IEC (МЭК). Основные типы конфигурирования подстанций

24.07.2019

В 1881 г. состоялся первый Международный конгресс по электричеству, а в 1904 г. правительственными делегациями конгресса было решено создать специальную организацию по стандартизации в этой области. Как Международная электротехническая комиссия она начала работать в

Советский Союз являлся членом МЭК с 1922 г. Россия стала правопреемником СССР и представлена в МЭК Госстандартом РФ. Российская сторона принимает участие более чем в 190 технических комитетах и подкомитетах. Штаб-квартира находится в Женеве, рабочие языки – английский, французский, русский.

Основными объектами стандартизации являются: материалы для электротехнической промышленности (жидкие, твердые, газообразные диэлектрики, медь, алюминий, их сплавы, магнитные материалы); электротехническое оборудование производственного назначения (сварочные аппараты, двигатели, светотехническое оборудование, реле, низковольтные аппараты, кабель и др.); электроэнергетическое оборудование (паровые и гидравлические турбины, линии электропередач, генераторы, трансформаторы); изделия электронной промышленности (интегральные схемы, микропроцессоры, печатные платы и т.д.); электронное оборудование бытового и производствен­ного назначения; электроинструменты; оборудование для спутников связи; терминология.

Организационная структура МЭК представлена на рис. 1.6. Высшим руководящим органом МЭК является Совет. Основным координационным органом является Комитет действий, в подчинении которого работают комитеты по направления и консультативные группы: АКОС - консультативный комитет по вопросам электробезопасности электробытовых приборов, радиоэлектронной аппаратуры, высоковольтного оборудования и др.; АСЕТ - консультативный комитет по вопросам электроники и связи занимается, так же, как и АКОС, вопросами электробезопасности; КГЭМС – координационная группа по электромагнитной совместимости; КГИТ - координационная группа по технике информации; рабочая групп по координации размеров.



Рис. 1.6. Организационная структура МЭК ]


Группы могут быть постоянно действующими или создаваться по необходимости.

Структура технических органов МЭК, непосредственно разрабаты-вающих международные стандарты, аналогична структуре ИСО: это тех-нические комитеты (ТК), подкомитеты (ПК) и рабочие группы (РГ).

МЭК сотрудничает с ИСО, совместно разрабатывая руководства ИСО/МЭК и директивы ИСО/МЭК по актуальным вопросам стандартизации, сертификации, аккредитации испытательных лабораторий и методическим аспектам.

Самостоятельный статус в МЭК имеет Международный специальный комитет по радиопомехам (СИСПР), так как является совместным комитетом участвующих в нем заинтересованных международных организаций (создан в 1934 г.).

Стандартизация измерения радиопомех, излучаемых от электрической и электронной аппаратуры, имеет большое значение в связи с тем, что почти во всех развитых странах на уровне законодательств регламентируются допустимые уровни радиопомех и методы их измерения. Поэтому любая аппаратура, которая может излучать радиопомехи, до пуска в эксплуатацию подвергается обязательным испытаниям на соответствие международным стандартам СИСПР.

Так как СИСПР является комитетом МЭК, то в его работе принимают участие все национальные комитеты, а также ряд заинтересованных международных организаций. В качестве наблюдателей в работе СИСПР принимают участие Международный консультативный комитет по радиосвязи и Международная организация гражданской авиации. Высшим органом СИСПР является Пленарная ассамблея, собираемая раз в 3 года.

Международная электротехническая комиссия создана в 1906 г. на международной конференции, в которой участвовали 13 стран, в наибольшей степени заинтересованных в такой организации. Датой начала международного сотрудничества по электротехнике считается 1881 г., когда состоялся первый Международный конгресс по электричеству. Позже, в 1904 г., правительственные делегаты конгресса решили, что необходима специальная организация, которая бы занималась стандартизацией параметров электрических машин и терминологией в этой области.

После Второй мировой войны, когда была создана , МЭК стала автономной организацией в ее составе. Но организационные, финансовые вопросы и объекты стандартизации были четко разделены. МЭК занимается стандартизацией в области электротехники, электроники, радиосвязи, приборостроения. Эти области не входят в сферу деятельности .

Большинство стран-членов МЭК представлены в ней своими национальными организациями по стандартизации (Россию представляет Госстандарт РФ), в некоторых странах созданы специальные комитеты по участию в МЭК, не входящие в структуру национальных организаций по стандартизации ( , Италия, Бельгия и др.).

Представительство каждой страны в МЭК облечено в форму национального комитета. Членами МЭК являются более 40 национальных комитетов, представляющих 80% населения Земли, которые потребляют более 95% электроэнергии, производимой в мире. Официальные языки МЭК - английский, французский и русский.

Основная цель организации, которая определена ее Уставом - содействие международному сотрудничеству по стандартизации и смежным с ней проблемам в области электротехники и радиотехники путем разработки международных стандартов и других документов.

Национальные комитеты всех стран образуют Совет - высший руководящий орган МЭК. Ежегодные заседания Совета, которые проводятся поочередно в разных странах-членах МЭК, посвящаются решению всего комплекса вопросов деятельности организации. Решения принимаются простым большинством голосов, а президент имеет право решающего голоса, которое он реализует в случае равного распределения голосов.

Основной координирующий орган МЭК - Комитет действий. Кроме главной своей задачи - координации работы технических комитетов - Комитет действий выявляет необходимость новых направлений работ, разрабатывает методические документы, обеспечивающие техническую работу, участвует в решении вопросов сотрудничества с другими организациями, выполняет все задания Совета.

В подчинении Комитета действий работают консультативные группы, которые Комитет вправе создавать, если возникает необходимость координации по конкретным проблемам деятельности ТК. Так, две консультативные группы разделили между собой разработку норм безопасности: Консультативный комитет по. вопросам электробезопасности (АКОС) координирует действия около 20 ТК и ПК по электробытовым приборам, радиоэлектронной аппаратуре, высоковольтному оборудованию и др., а Консультативный комитет по вопросам электроники и связи (АСЕТ) занимается другими объектами стандартизации. Кроме того, Комитет действий счел целесообразным для более эффективной координации работы по созданию международных стандартов организовать Координационную группу по электромагнитной совместимости (КГЭМС), Координационную группу по технике информации (КГИТ) и Рабочую группу по координации размеров (рис. 11.2).

Структура технических органов МЭК, непосредственно разрабатывающих международные стандарты, аналогична : это технические комитеты (ТК), подкомитеты (ПК) и рабочие группы (РГ). В работе каждого ТК участвуют 15-25 стран. Наибольшее число секретариатов ТК и ПК ведут , США, Великобритания, Италия, Нидерланды. Россия ведет шесть секретариатов.

Международные стандарты МЭК можно разделить на два вида: общетехнические, носящие межотраслевой характер, и стандарты, содержащие технические требования к конкретной продукции. К первому виду можно отнести нормативные документы на терминологию, стандартные напряжения и частоты, различные виды испытаний и пр. Второй вид стандартов охватывает огромный диапазон от бытовых электроприборов до спутников связи. Ежегодно в программу МЭК включается более 500 новых тем по международной стандартизации.

Основные объекты стандартизации МЭК:

Электротехническое оборудование производственного назначения (сварочные аппараты, двигатели, светотехническое оборудование, реле, низковольтные аппараты, и др.);

Электроэнергетическое оборудование (паровые и гидравлические турбины, линии электропередач, генераторы, трансформаторы);

Изделия электронной промышленности (интегральные схемы, микропроцессоры, печатные платы и т.д.);

Электронное оборудование бытового и производственного назначения;

Электроинструменты;

Оборудование для спутников связи;

Терминология.

МЭК принято более 2 тыс. международных стандартов. По содержанию они отличаются от стандартов большей конкретикой: в них изложены технические требования к продукции и методам ее испытаний, а также требования по безопасности, что актуально не только для объектов стандартизации МЭК, но и для важнейшего аспекта подтверждения соответствия - сертификации на соответствие требованиям стандартов по безопасности. Для обеспечения этой области, имеющей актуальное значение в международной торговле, МЭК разрабатывает специальные международные стандарты на безопасность конкретных товаров. В силу сказанного, как показывает практика, международные стандарты МЭК более пригодны для прямого применения в странах-членах, чем стандарты .

Придавая большое значение разработке международных стандартов на безопасность, совместно с МЭК приняли Руководство /МЭК 51 "Общие требования к изложению вопросов безопасности при подготовке стандартов". В нем отмечается, что безопасность представляет собой такой объект стандартизации, который проявляет себя при разработке стандартов во многих различных формах, на разных уровнях, во всех областях техники и для абсолютного большинства изделий. Сущность понятия "безопасность" трактуется как обеспечение между предотвращением опасности нанесения физического ущерба и другими требованиями, которым должна удовлетворять продукция. При этом следует учитывать, что абсолютной безопасности практически не существует, поэтому даже находясь на самом высоком уровне безопасности, продукция может быть лишь относительно безопасной.

При производстве продукции принятие решений, связанных с обеспечением безопасности, основывается обычно на расчетах рисков и оценке степени безопасности. Оценка риска (или установление вероятности причинения вреда) базируется на накопленных эмпирических данных и научных исследованиях. Оценка степени безопасности сопряжена с вероятным уровнем риска, и нормы безопасности почти всегда устанавливаются на государственном уровне (в ЕС - посредством Директив и технических регламентов; в РФ - пока обязательными требованиями государственных стандартов). Обычно на сами нормы безопасности влияет уровень социально-экономического развития и образованности общества. Риски зависят от качества проекта и производственного процесса, а также, в не меньшей степени, от условий использования (потребления) продукта.

Базируясь на такой концепции безопасности, и МЭК полагают, что обеспечению безопасности будет способствовать применение международных стандартов, в которых установлены требования безопасности. Это может быть стандарт, относящийся исключительно к области безопасности либо содержащий требования безопасности наряду с другими техническими требованиями. При подготовке стандартов безопасности выявляют как характеристики объекта стандартизации, которые могут оказать негативное воздействие на человека, так и методы установления безопасности по каждой характеристике продукта. Но главной целью стандартизации в области безопасности является поиск защиты от различных видов опасностей. В сферу деятельности МЭК входят: травмоопасность, опасность поражения электротоком, техническая опасность, пожароопасность, химическая опасность, биологическая опасность, опасность излучений оборудования (звуковых, инфракрасных, радиочастотных, ультрафиолетовых, ионизирующих, радиационных и др.).

Процедура разработки стандарта МЭК аналогична процедуре, используемой в . В среднем над стандартом работают 3-4 года, и нередко он отстает от темпов обновления продукции и появления на рынке новых товаров. С целью сокращения сроков в МЭК практикуется издание принятого по короткой процедуре Технического ориентирующего документа (ТОД), содержащего лишь идею будущего стандарта. Он действует не более трех лет и после публикации созданного на его основе стандарта аннулируется.

Применяется также ускоренная процедура разработки, касающаяся, в частности, сокращения цикла голосования, и, что более действенно - расширения переоформления в международные стандарты МЭК нормативных документов, принятых другими международными организациями, либо национальных стандартов стран-членов. Ускорению работы по созданию стандарта содействуют и технические средства: автоматизированная система контроля за ходом работы, информационная система "Телетекст", организованная на базе Центрального бюро. Пользователем этой системы стали более 10 национальных комитетов.

В составе МЭК несколько особый статус имеет Международный специальный комитет по радиопомехам (СИСПР), который занимается стандартизацией методов измерения радиопомех, излучаемых электронными и электротехническими приборами. Допустимые уровни таких помех являются объектами прямого технического законодательства практически всех развитых стран. Сертификация подобных приборов проводится на соответствие стандартам СИСПР.

В СИСПР участвуют не только национальные комитеты, но и международные организации: Европейский Союз радиовещания, Международная организация радио и телевидения, Международный союз производителей и распределителей электротехнической энергии, Международная конференция по большим электротехническим системам, Международный Союз железных дорог, Международный союз общественного транспорта, Международный союз по электротермии. В качестве наблюдателей в работе комитета участвуют Международный комитет по радиосвязи и Международная организация гражданской авиации. СИСПР разрабатывает как нормативные, так и информационные международные документы:

международные стандарты технических требований, которые регламентируют методики измерения радиопомех и содержат рекомендации по применению измерительной аппаратуры;

доклады, в которых представляются результаты научных исследований по проблемам СИСПР.

Наибольшее практическое применение имеют международные стандарты, в которых установлены технические требования и предельные уровни радиопомех для различных источников: автотранспортных средств, прогулочных , двигателей внутреннего сгорания, люминесцентных ламп, телевизоров и т.п.

Релейная защита. МЭК 61850

Продолжаем цикл публикаций «Релейная защита. МЭК 61850», в рамках которого будут рассмотрены все части стандарта и описываемых им протоколов (начало цикла - см. ).
Члены рабочей группы 10 Технического комитета 57 «Управление электроэнергетическими системами и сопутствующие технологии обмена информацией» МЭК, занимающейся разработкой стандарта, Алексей Олегович Аношин и Александр Васильевич Головин сегодня рассказывают о структуре документа.

СТАНДАРТ МЭК 61850
Структура документа

Основной набор глав стандарта МЭК 61850 первой редакции был опубликован в 2002-2003 гг. В 2003-2005 гг. были опубликованы остальные главы первой редакции. Всего первая редакция насчитывала 14 документов. Позднее часть глав была переработана и дополнена, а также в стандарт были добавлены некоторые документы.
Текущая редакция стандарта состоит уже из 19 документов.

Виды документов МЭК

Прежде всего определим терминологию. В Международной электротехнической комиссии различают следующие виды документов:

  • International Standard (IS) - Международный стандарт;
  • Technical Specification (TS) - Технические требования;
  • Technical Report (TR) - Технический отчет.

Международный стандарт (IS)
Международным стандартом является стандарт, официально принятый Международной организацией по стандартизации и официально опубликованный. Определение, данное во всех документах МЭК, гласит: «Нормативный документ, разработанный в соответствии с процедурами согласования, который был принят членами национальных комитетов МЭК ответственного технического комитета в соответствии с Главой 1 Директив ИСО/МЭК» .

Технические требования (TS)
Технические требования приближаются к Международному стандарту в части детализации и полноты и публикуются в тех случаях, когда стандарт находится в разработке или когда для официального принятия международного стандарта не достигнуто необходимое согласие.

Технический отчет (TR)
Технический отчет содержит информацию, отличающуюся от той, что обычно публикуется в международных стандартах. Например, данные, полученные из исследований, проведенных среди национальных комитетов, результаты работы других международных организаций или данные по передовым технологиям, полученные от национальных комитетов и имеющие отношение к предмету стандарта.
TR носят чисто информативный характер и не выступают в качестве нормативных документов.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ ГЛАВЫ СТАНДАРТА МЭК 61850

Рассмотрим содержание глав стандарта по порядку.

IEC/TR 61850-1 ред. 1.0. Введение и общие положения
Эта глава выпущена в виде технического отчета и служит введением в серию стандартов МЭК 61850.

Установлены базовые принципы, положенные в основу системы автоматизации, работающей в соответствии с МЭК 61850.

Определена трехуровневая архитектура системы автоматизации, включающая уровень процесса, уровень присоединения и уровень станции. Изначально стандартом была определена лишь система автоматизации в рамках одного объекта, а связи между несколькими подстанциями (ПС) не были включены в модель. Позднее модель была расширена, и на рис. 1 представлена архитектура системы связи, описанная второй редакцией стандарта, где предусмотрены также связи между ПС. Внутри каждого из уровней, а также между уровнями описана структура информационного обмена.

Рис.1. Уровни и логические интерфейсы на подстанциях

Перечень интерфейсов и их назначение.

  1. Обмен сигналами функций защиты между уровнями присоединения и станции.
  2. Обмен сигналами функций защиты между уровнем присоединения одного объекта и уровнем присоединения смежного объекта.
  3. Обмен данными в рамках уровня присоединения.
  4. Передача мгновенных значений тока и напряжения от измерительных преобразователей (уровень процесса) к устройствам уровня присоединения.
  5. Обмен сигналами функций управления оборудованием уровня процесса и уровня присоединения.
  6. Обмен сигналами функций управления между уровнем присоединения и уровнем станции.
  7. Обмен данными между уровнем станции и удаленным рабочим местом инженера.
  8. Прямой обмен данными между присоединениями, в частности, для реализации быстродействующих функций, таких как оперативная блокировка.
  9. Обмен данными в рамках уровня станции.
  10. Обмен сигналами функций управления между уровнем станции и удаленным диспетчерским центром.
  11. Обмен сигналами функций управления между уровнями присоединения двух различных объектов, например, дискретными сигналами для реализации оперативной блокировки или другой автоматики.

Кроме того, в первой главе МЭК 61850 описаны:

  • концепция моделирования данных;
  • концепция наименования данных с представлением логических узлов, объектов и атрибутов данных;
  • набор абстрактных коммуникационных сервисов;
  • язык описания конфигурации системы.

Описание стандарта здесь представлено в достаточно сжатом виде и предназначено лишь для ознакомительных целей.

IEC/TS 61850-2 ред. 1.0. Термины и определения
Содержит глоссарий терминов, сокращений и аббревиатур, используемых в контексте автоматизации подстанций в серии стандартов МЭК 61850.

IEC 61850-3 ред. 1.0. Общие требования
Является единственной главой из серии, которая определяет требования к физическому оборудованию. В числе таких требований в первую очередь описаны требования к электромагнитной совместимости устройств, к допустимым условиям работы, надежности и т.п.

Следует отметить, что одним из требований стандарта, например, является декларация производителем математического ожидания наработки до отказа (MTTF), а также описание методики, в соответствии с которой она рассчитана. Знание этого важного параметра позволит производить расчет наработки до отказа системы в целом.

IEC 61850-4 ред. 2.0. Системный инжиниринг и управление проектами
Определяет все субъекты, участвующие в реализации системы автоматизации ПС, и распределение ответственности между ними. Так, установлены следующие участники: заказчик в виде электроэнергетической компании, проектная организация или проектировщик, монтажно-наладочная организация и производитель оборудования и программных инструментов.

Документ также содержит базовые принципы выполнения проекта, наладки и испытаний, дает концепцию распределения различных функций между программными и аппаратными инструментами.

IEC 61850-5 ред. 1.0. Требования к функциям и устройствам в части передачи данных
Детализирует концептуальные принципы разделения системы автоматизации на уровни, описанные в первой главе, а также расшифровывает концепцию использования логических узлов, предлагает их классификацию в соответствии с функциональным назначением. Кроме того, в главе приведены примеры схем взаимодействия различных логических узлов при реализации ряда функций РЗА.

Здесь же упоминаются термины «функциональная совместимость» и «взаимозаменяемость». При этом сделан акцент на том, что стандарт не предполагает обеспечение взаимозаменяемости устройств, его назначение - обеспечить функциональную совместимость устройств. Эти два понятия часто путают при обсуждении стандарта МЭК 61850.

Важной частью данной главы также является описание требований к производительности системы в части допустимых временных задержек.

Стандарт нормирует полное время передачи сигнала, которое складывается из трех составляющих:

  • время кодирования поступившего от внутренней функции сигнала коммуникационным интерфейсом;
  • время передачи сигнала по сети связи;
  • время декодирования поступивших из сети связи данных и их передачи в функцию другого устройства.

Полное время передачи сигнала будет связано с полным временем передачи аналогичных сигналов при помощи аналоговых интерфейсов (например, дискретных входов/выходов реле или аналоговых входов цепей тока и напряжения).

Также нормированы допустимые временные задержки для различных видов сигналов, включая дискретные сигналы, оцифрованные мгновенные значения токов и напряжений, сигналы синхронизации времени и т.п.
Следует отметить, что во второй редакции пятой главы, официальная публикация которой намечена на осень 2012 года, введена новая система классов производительности. Однако фактически требования к допустимым задержкам при передаче сигналов определенных видов не изменились.

IEC 61850-6 ред. 2.0. Язык описания конфигурации для обмена данными
В главе 6 представлен формат файлов для описания конфигураций устройств, задействованных в обмене данными по МЭК 61850. Главная задача общего формата - обеспечить возможность конфигурирования устройства внешним программным обеспечением.

Указанный формат файлов описания известен как язык конфигурирования подстанций (SCL) и базируется на общепринятом в IT-среде языке разметки XML.

С целью определения четких правил формирования файлов формата SCL, а также простоты проверки правильности их составления была разработана XSD-схема. Первоначальная версия схемы была опубликована вместе с первой редакцией главы 6 в 2007 году. Позднее схема претерпела ряд изменений, связанных, в частности, с исправлением ошибок и рядом дополнений в SCL-файлах, и в 2009 году была опубликована ее новая редакция.

Таким образом, сейчас действуют две редакции схемы: 2007 и 2009 года, обычно именуемые как первая и вторая редакции. Несмотря на существующие между ними различия, предполагается, что устройства, совместимые со второй редакцией, должны иметь обратную совместимость с устройствами первой редакции. На практике это происходит, к сожалению, не всегда. Тем не менее это не мешает реализовать связь между устройствами, задавая каждому конфигурацию при помощи ПО производителя.

IEC 61850-7. Базовая структура коммуникаций
Стандарт МЭК 61850 определяет не только протоколы передачи данных, но и семантику этих данных. Седьмой раздел стандарта определяет подходы к моделированию систем и данных в виде классов. Все части взаимосвязаны между собой, а также с главами 5, 6, 8 и 9.

IEC 61850-7-1 ред. 2.0. Базовая структура коммуникаций - Принципы и модели
Введены базовые методы моделирования систем и данных, представлены принципы организации передачи данных и информационные модели, используемые в других частях МЭК 61850-7.

Описан принцип представления физического устройства со всеми имеющимися в нем функциями в виде набора логических устройств, состоящих в свою очередь из набора логических узлов. Также представлена технология группировки данных в наборы данных с последующим назначением этих данных на коммуникационные сервисы.

В данной главе дано описание принципов передачи данных, осуществляющейся по технологии «клиент-сервер» или «издатель-подписчик». Однако следует отметить, что данная глава, так же как и весь раздел 7, описывает лишь принципы и не описывает назначения сигналов на конкретные протоколы связи.

IEC 61850-7-2 ред. 2.0. Базовая структура коммуникаций - Абстрактный интерфейс коммуникаций (ACSI)
Описывается так называемый «абстрактный коммуникационный интерфейс» для систем автоматизации электроэнергетических объектов.

В главе приводятся схемы классов и сервисов передачи данных. Концептуальная схема связей классов приведена на рис. 2. Подробнее об этой схеме будет рассказано в одной из будущих публикаций в рамках рубрики.

Рис. 2. Базовая модель классов ACSI

В главе рассматриваются свойства каждого из классов, а в разделе сервисов передачи данных представлена связь указанных классов с возможными сервисами, такими как отчеты, журналы событий, чтение/запись данных или файлов, многоадресная рассылка и передача мгновенных значений.

Таким образом, здесь в абстрактном виде подробно определена вся структура коммуникаций, начиная от описания самих данных как класса и заканчивая сервисами для их передачи.

IEC 61850-7-3 ред. 2.0. Основная структура коммуникаций - Общие классы данных
Как видно из рис. 2, каждый класс данных (DATA) включает в себя один или более атрибутов данных (DataAttribute), каждый их которых в свою очередь описан определенным классом. В главе 7-3 описаны все возможные классы данных и классы атрибутов данных.

Классы данных включают несколько групп для:

  • описания информации о состоянии;
  • описания измеренных значений;
  • управляющих сигналов;
  • дискретных параметров;
  • непрерывных параметров;
  • описательных данных.

Эти классы позволяют моделировать всевозможные данные в рамках системы автоматизации ПС с целью дальнейшего обмена этими данными между устройствами и системами.

По сравнению с первой редакцией, во второй были учтены корректировки в соответствии с Tissues . Кроме того, были добавлены новые классы данных и атрибутов, потребовавшиеся в новых информационных моделях, построенных в соответствии с требованиями стандарта и использующихся за рамками систем автоматизации ПС.

IEC 61850-7-4 ред. 2.0. Основная структура коммуникаций - Классы логических узлов и объектов данных
Описывает информационную модель устройств и функций, относящихся к ПС. В частности, она определяет имена логических узлов и данных для передачи данных между устройствами, а также взаимосвязь логических узлов и данных.

Имена, определенные в документе, используются для построения иерархических ссылок на объекты с целью дальнейшего обращения к данным при коммуникациях. Здесь также применяются правила формирования имен, определенные главой 7-2.

Все классы логических узлов имеют наименования, состоящие из четырех букв, причем первая буква в названии класса логического узла указывает на группу, к которой он относится (табл. 1).

Табл. 1. Перечень групп логических узлов

Указатель группы

Наименование
группы

Автоматическое управление

Зарезервировано

Диспетчерское управление

Распределенные источники энергии

Зарезервировано

Функциональные блоки

Общие функции

Гидроэнергетика

Интерфейсы и архивирование

Зарезервировано

Механическое и неэлектрическое оборудование

Системные логические узлы

Учет и измерения

Зарезервировано

Зарезервировано

Функции защиты

Контроль качества электрической энергии

Функции защиты

Диспетчерское управление и мониторинг

Измерительные трансформаторы и датчики

Зарезервировано

Зарезервировано

Ветроэнергетика

Коммутационные аппараты

Силовые трансформаторы и связанные функции

Иное электротехническое оборудование

a: Логические узлы этих групп существуют в выделенных ИЭУ при условии что используется шина процесса. Если шина процесса не используется, то указанные логические узлы соответствуют модулям ввода/вывода и расположены в ИЭУ, подключенном медными связями к оборудованию и расположенном уровнем выше (например, на уровне присоединения) и представляют внешнее устройство по его входам и выходам (проекция процесса).

IEC 61850-7-410, -420 и -510
Стандарты МЭК 61850-7-410 и -420 являются расширениями главы 7-2 и содержат описания классов логических узлов и данных для гидроэлектростанций и малой генерации.

Технический отчет IEC/TR 61850-7-510 дает пояснения к использованию логических узлов, определенных в главе 7-410, а также в других документах серии МЭК 61850, для моделирования комплексных функций управления на электрических станциях, включая гидроаккумулирующие станции с изменяемой скоростью.

IEC 61850-8-1 ред. 2.0. Назначение на определенный коммуникационный сервис - Назначение на MMS и IEC 8802-3
Как отмечалось выше, раздел 7 стандарта описывает только принципиальные механизмы передачи данных. Глава 8-1 в свою очередь описывает методы обмена информацией по локальным сетям путем назначения абстрактных коммуникационных сервисов (ACSI) на протокол MMS и кадры ISO/IEC 8802-3, протоколы для обмена как данными, для которых критична временная задержка, так и данными, где задержка не критична.

Сервисы и протокол MMS работают на полной модели OSI поверх стека TCP, за счет чего передача данных по этому протоколу осуществляется с относительно большими временными задержками, поэтому использование протокола MMS позволяет решать задачи по передаче данных, для которых не критична задержка. Например, этот протокол может использоваться для передачи команд телеуправления, сбора данных телеизмерений и телесигнализации, а также для отправки отчетов и журналов с удаленных устройств.

В этой главе, помимо протокола MMS, рассматривается назначение данных, требующих быстрой передачи. Семантика этого протокола определена в МЭК 61850-7-2.

Также в документе описывается синтаксис протокола, определяется назначение в кадры данных и процедуры, относящиеся к использованию ИСО/МЭК 8802-3. Указанный протокол известен специалистам как протокол GOOSE. За счет того, что данные в этом протоколе назначаются непосредственно в кадр Ethernet, минуя модель OSI и в обход стека TCP, передача данных в нем осуществляется с заметно меньшими задержками по сравнению с MMS. Благодаря этому GOOSE может использоваться для передачи команд отключения выключателя от защиты и аналогичных быстрых сигналов.

IEC 61850-9-2 ред. 2.0. Назначение на определенный коммуникационный сервис - Передача мгновенных значений по интерфейсу IEC 8802-3
Рассматривает методы передачи мгновенных значений от ТТ и ТН по интерфейсу IEC 8802-3, то есть определяется назначение класса сервиса передачи мгновенных значений от измерительных ТТ и ТН МЭК 61850-7-2 на протокол ISO/IEC 8802-3.

Эта глава распространяется на измерительные трансформаторы тока и напряжения с цифровым интерфейсом, устройства сопряжения с шиной процесса и интеллектуальные электронные устройства (ИЭУ) с возможностью приема данных от ТТ и ТН в цифровом виде.

Фактически данная глава описывает формат кадра Ethernet в зависимости от того, какие данные на него назначены, то есть определяет его взаимосвязь с классом данных согласно МЭК 61850-7-2 и описанием согласно МЭК 61850-6.

Первой редакцией главы 9-2 не были предусмотрены такие важные моменты, как обеспечение резервирования. Во второй редакции были учтены эти недостатки, в связи с чем формат кадра 9-2 был дополнен полями для меток протоколов резервирования PRP или HSR.

Спецификация IEC 61850-9-2LE
Первая редакция стандарта МЭК 61850-9-2 была опубликована в 2004 году, однако отсутствие в ней четко прописанных требований по частотам выборок мгновенных значений и составу передаваемого пакета могло привести к потенциальной несовместимости решений разных производителей. Для того чтобы способствовать развитию совместимых решений на базе протокола МЭК 61850-9-2 группой пользователей UCA в дополнение к стандарту была также разработана спецификация , получившая наименование 9-2LE, которая конкретизировала состав передаваемого пакета данных, определила две стандартные частоты: 80 и 256 выборок за период промышленной частоты, то есть фактически установила стандартные требования к интерфейсу МЭК 61850-9-2 для всех устройств.

Появление этой спецификации вместе с документом в значительной степени повлияло на интенсивность проникновения протокола в оборудование. Однако следует понимать, что данный документ сам по себе не является стандартом, а лишь конкретизирует требования МЭК 61850-9-2.

IEC 61850-10 ред. 1.0. Проверка соответствия
Определяет процедуры испытаний на соответствие устройств и программного обеспечения требованиям стандарта и спецификаций, в частности, методику проверки соответствия фактических задержек при формировании и обработке пакетов сообщений заявленным параметрам и требованиям стандарта.

IEC/TS 61850-80-1 ред. 1.0. Руководство по передаче информации из модели общих классов данных с использованием МЭК 60870-5-101 или МЭК 60870-5-104
Потребность в данной главе определена необходимостью интеграции систем на базе МЭК 61850 с системами, работающими по МЭК 61850-5-101 и -104.

Документ описывает назначение общих классов данных МЭК 61850 на протоколы МЭК 60870-5-101 и -104.

IEC/TR 61850-90-1 ред. 1.0. Использование МЭК 61850 для организации связи между подстанциями
Изначально стандарт МЭК 61850 был рассчитан на обеспечение передачи данных между устройствами лишь в рамках ПС. Впоследствии предложенная концепция нашла применение и в других системах в электроэнергетике. Таким образом, стандарт МЭК 61850 может стать основой для глобальной стандартизации сетей передачи данных.

Существующие и разрабатываемые функции защиты и автоматики требуют наличия возможности передачи данных не только в рамках, но и между ПС, в связи с чем требуется расширение области действия стандарта на обмен данными между ПС.

Стандарт МЭК 61850 представляет базовые инструменты, однако для стандартизации протоколов передачи между объектами требуется ряд изменений. Технический отчет 90-1 содержит обзор различных аспектов, которые должны быть приняты во внимание при использовании МЭК 61850 для обмена данными между ПС. Области, в которых требуется расширение существующих документов, позднее будут включены в актуальные версии глав стандарта.

Одним из примеров необходимого расширения может служить передача GOOSE-сообщений между объектами. На сегодняшний день GOOSE-сообщения могут передаваться только в режиме широковещательной рассылки всем устройствам, включенным в локальную сеть, однако они не могут проходить через сетевые шлюзы.
В главе 90-1 описаны принципы организации туннелей для передачи GOOSE-сообщений между разными локальными сетями объектов.

IEC/TR 61850-90-5 ред. 1.0. Использование МЭК 61850 для передачи данных от устройств синхронизированных векторных измерений в соответствии с IEEE C37.118
Основная цель этого TR состояла в том, чтобы предложить метод передачи синхронизированных векторных измерений между PMU и системой СМПР. Данные, описанные стандартом IEEE C37.118-2005, передаются в соответствии с технологиями, предусмотренными МЭК 61850.

Однако помимо изначально поставленных задач, данный отчет также представляет профили для маршрутизации пакетов GOOSE (МЭК 61850-8-1) и SV (МЭК 61850-9-2).

РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ ДОКУМЕНТЫ МЭК 61850

В настоящее время разрабатывается еще 21 документ, которые войдут в состав серии стандартов МЭК 61850. Большая их часть будет опубликована в форме технических отчетов:

  • IEC/TR 61850-7-5. Использование информационных моделей систем автоматизации подстанций.
  • IEC/TR 61850-7-500. Использование логических узлов для моделирования функций систем автоматизации подстанций.
  • IEC/TR 61850-7-520. Использование логических узлов объектов малой генерации.
  • IEC/TR 61850-8-2. Назначение на веб-сервисы.
  • IEC/TR 61850-10-2. Испытания на функциональную совместимость оборудования гидроэлектростанций.
  • IEC/TR 61850-90-2. Использование стандарта МЭК 61850 для организации связи между подстанциями и центрами управления.
  • IEC/TR 61850-90-3. Использование МЭК 61850 в системах мониторинга состояния оборудования.
  • IEC/TR 61850-90-4. Руководящие указания по инжинирингу систем связи на подстанциях.
  • IEC/TR 61850-90-6. Использование МЭК 61850 для автоматизации распределительных сетей.
  • IEC/TR 61850-90-7. Объектные модели для электростанций на базе фотоэлементов, аккумуляторов и других объектов с использованием инверторов.
  • IEC/TR 61850-90-8. Объектные модели для электромобилей.
  • IEC/TR 61850-90-9. Объектные модели для батарей.
  • IEC/TR 61850-90-10. Объектные модели для систем планирования режимов работы объектов малой генерации.
  • IEC/TR 61850-90-11. Моделирование свободно программируемой логики.
  • IEC/TR 61850-90-12. Руководящие указания по инжинирингу распределенных сетей связи.
  • IEC/TR 61850-90-13. Расширение состава логических узлов и объектов данных для моделирования оборудования газотурбинных и паротурбинных установок.
  • IEC/TR 61850-90-14. Использование стандарта МЭК 61850 для моделирования оборудования FACTS.
  • IEC/TR 61850-90-15. Иерархическая модель объектов малой генерации.
  • IEC/TR 61850-100-1. Функциональное тестирование систем, работающих по условиям стандарта МЭК 61850.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стандарт МЭК 61850, изначально разработанный для применения в рамках систем автоматизации ПС, постепенно начинает распространяться и на системы автоматизации других объектов энергосистемы, о чем свидетельствует ряд недавно изданных и еще больший ряд готовящихся к публикации документов.
Новая техника и технологии сопровождаются их описанием в контексте стандарта МЭК 61850, в то время как разработка/модернизация других схожих по назначению стандартов не производится. Указанное позволяет сделать смелое предположение о том, что с каждым годом этот стандарт будет иметь всё большее практическое распространение.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Implementation Guideline for Digital Interface to Instrument Transformers Using IEC 61850-9-2. UCA International Users Group. Modification Index R2-1.

Основной набор глав стандарта МЭК 61850 первой редакции был опубликован в 2002 – 2003 г.г. Позднее в 2003 – 2005 г.г. были опубликованы остальные главы первой редакции. Всего первая редакция насчитывала 14 документов. Позднее часть глав была переработана и дополнена, а также в стандарт были добавлены некоторые документы. Текущая редакция стандарта состоит уже из 19 документов, список которых приведен ниже.

  • IEC/TR 61850-1 ed1.0
  • IEC/TS 61850-2 ed1.0
  • IEC 61850-3 ed1.0
  • IEC 61850-4 ed2.0
  • IEC 61850-5 ed1.0
  • IEC 61850-6 ed2.0
  • IEC 61850-7-1 ed2.0
  • IEC 61850-7-2 ed2.0
  • IEC 61850-7-3 ed2.0
  • IEC 61850-7-4 ed2.0
  • IEC 61850-7-410 ed1.0
  • IEC 61850-7-420 ed1.0
  • IEC/TR 61850-7-510 ed1.0
  • IEC 61850-8-1 ed2.0
  • IEC 61850-9-2 ed2.0
  • IEC 61850-10 ed1.0
  • IEC/TS 61850-80-1 ed1.0
  • IEC/TR 61850-90-1 ed1.0
  • IEC/TR 61850-90-5 ed1.0

Рассмотрим подробнее структуру стандарта и входящих в него документов. Но прежде всего определим терминологию, в соответствии с которой обозначаются документы.

Виды документов МЭК

В Международной электротехнической комиссии различают следующие виды документов:

  • International Standard (IS) – Международный стандарт
  • Technical Specification (TS) – Технические требования
  • Technical Report (TR) – Технический отчёт

Международный стандарт (IS)

Международным стандартом является стандарт, официально принятый Международной организацией по стандартизации и официально опубликованный. Определение, данное во всех документах МЭК гласит «Нормативный документ, разработанный в соответствии с процедурами согласования, который был принят членами национальных комитетов МЭК ответственного технического комитета в соответствии с Главой 1 Директив ИСО/МЭК .

Существует два условия для принятия международного стандарта:

  1. Две трети действующих членов технического комитета или подкомитета голосуют за принятие стандарта
  2. Против принятия стандарта подано не более одной четверти от всего количества голосов.

Технические требования (TS)

Технические требования часто публикуются в тех случаях, когда стандарт находится в разработке или когда для официального принятия международного стандарта не достигнуто необходимое согласие.

Технические требования приближаются к Международному стандарту в части детализации и полноты, но ещё не прошли через все стадии утверждения из-за того, что не было достигнуто согласие, или потому что стандартизация сочтена преждевременной.

Технические требования схожи с Международным стандартом и являются нормативным документом, разрабатываемым в соответствии с процедурами согласования. Технические требования утверждаются двумя третями голосов действующих членом Технического комитета или Подкомитета МЭК.

Технический отчёт (TR)

Технический отчёт содержит информацию отличающуюся от той, что обычно публикуется в международных стандартах, например, данные, полученные из исследований, проведённых среди национальных комитетов, результаты работы других международных организаций или данные по передовым технологиям, полученные от национальных комитетов и имеющие отношение к предмету стандарта.

Технические отчёты носят чисто информативный характер и не выступают нормативными документами.

Утверждение технического отчёта производится простым большинством голосов действующих членом технического комитета или подкомитета МЭК.

Опубликованные главы стандарта МЭК 61850

Рассмотрим содержание глав стандарта по порядку, а также разрабатываемые документы.

IEC/TR 61850-1 ред. 1.0 Введение и общие положения

Первая глава стандарта выпущена в виде технического отчёта и служит введением в серию стандартов МЭК 61850. В главе описаны базовые принципы, положенные в основу системы автоматизации, работающей в соответствии с МЭК 61850. Первой главой стандарта определена трёхуровневая архитектура системы автоматизации, включающая уровень процесса, уровень присоединения и уровень станции. Изначально стандартом была определена лишь система автоматизации в рамках одного объекта и связи между несколькими ПС не были включены в модель. Позднее модель была расширена и на рис. 1 представлена архитектура системы связи, описанная второй редакцией стандарта, где предусмотрены также связи между подстанциями (см. рис. 1). Внутри каждого из уровней, а также между уровнями описана структура информационного обмена.

Рис. 1. Архитектура системы связи.

Перечень интерфейсов и их назначение также приведены в первой главе стандарта и описаны в таблице 1.

Таблица 1 – Определения интерфейсов

№ Интерфейс
1 Обмен сигналами функций защиты между уровнями присоединения и станции
2 Обмен сигналами функций защиты между уровнем присоединения одного объекта и уровнем присоединения смежного объекта
3 Обмен данными в в рамках уровня присоединения
4 Передача мгновенных значений тока и напряжения от измерительных преобразователей (уровень процесса) устройствам уровня присоединения
5 Обмен сигналами функций управления оборудованием уровня процесса и уровня присоединения
6 Обмен сигналами функций управления между уровнем присоединения и уровнем станции
7 Обмен данными между уровнем станции и удаленным рабочим местом инженера
8 Прямой обмен данными между присоединениями, в частности, для реализации быстродействующих функций, таких как оперативная блокировка
9 Обмен данными в рамках уровня станции
10 Обмен сигналами функций управления между уровнем станции и удаленным диспетчерским центром
11 Обмен сигналами функций управления между уровнями присоединения двух различных объектов, например, дискретными сигналами для реализации оперативной блокировки или другой автоматики

Кроме того, в первой главе МЭК 61850 впервые описаны:

  • концепция моделирования данных;
  • концепция наименования данных с представлением логических узлов, объектов и атрибутов данных;
  • набор абстрактных коммуникационных сервисов;
  • язык описания конфигурации системы (System Configuration description Language).

Описание вышеобозначенного представлено в достаточно сжатом виде и в первой главе предназначено лишь для ознакомительных целей.

IEC/TS 61850-2 ред. 1.0 Термины и определения

Вторая глава стандарта содержит глоссарий терминов, сокращений и аббревиатур, используемых в контексте автоматизации подстанций в серии стандартов МЭК 61850. Глава утверждена в формате Технических требований.

IEC 61850-3 ред. 1.0 Общие требования

Третья глава стандарта является единственной главой из серии, которая определяет требования к физическому оборудованию. В числе таких требований, в первую очередь описаны требования к электромагнитной совместимости устройств, допустимым условиям работы, надёжности и т.п.

Основная часть требований дана в форме ссылок на стандарт МЭК 60870-2, -4 и МЭК 61000-4.

Следует отметить, что одним из требований стандарта, например, является декларация производителем математического ожидания наработки до отказа (MTTF), а также описание методики, в соответствии с которой она рассчитана. Знание этого важного параметра позволит производить расчёт наработки отказа системы в целом.

IEC 61850-4 ред. 2.0 Системный инжиниринг и управление проектами

Данная глава стандарта описывает все субъекты, участвующие в реализации системы автоматизации подстанции и распределение ответственности между ними. Так, в документе описаны следующие участники: заказчик в виде электроэнергетической компании, проектная организация или проектировщик, монтажно-наладочная организация и производитель оборудования и программных инструментов.

Документ также описывает базовые принципы выполнения проекта, наладки и испытаний. Кроме того, дана концепция распределения различных функций между программными и аппаратными инструментами. Более подробная информация по этой части дана в шестой главе.

IEC 61850-5 ред. 1.0 Требования к функциям и устройствам в части передачи данны х

Пятая глава стандарта детализирует концептуальные принципы разделения системы автоматизации на уровни, описанные в первой главе, а также даёт описание концепции использования логических узлов,предлагает их классификацию в соответствии с функциональным назначением Кроме того, в главе приведены примеры схем взаимодействия различных логических узлов при реализации ряда функций РЗА.

Здесь же упоминаются термины «функциональная совместимость» и «взаимозаменяемость». При этом сделан акцент на том, что стандарт не предполагает обеспечение взаимозаменяемости устройств, его назначение – обеспечить функциональную совместимость устройств. Эти два понятия часто путают при обсуждении стандарта МЭК 61850.

Важной частью данной главы также является описание требований к производительности системы в части допустимых временных задержек.

Стандарт нормирует полное время передачи сигнала, которое складывается из трёх составляющих:

  • время кодирования поступившего от внутренней функции сигнала коммуникационным интерфейсом,
  • время передачи сигнала по сети связи,
  • время декодирования поступивших из сети связи данных и их передачи в функцию другого устройства.

Полное время передачи сигнала будет связано с полным временем передачи аналогичных сигналов при помощи аналоговых интерфейсов (например, дискретных входов/выходов реле или аналоговых входов цепей тока и напряжения). Пятой главой стандарта нормированы допустимые временные задержки для различных видов сигналов, включая дискретные сигналы, оцифрованные мгновенные значения токов и напряжений, сигналы синхронизации времени и т.п.

Следует также отметить, что во второй редакции пятой главы, официальная публикация которой намечена на осень 2012, введена новая система классов производительности. Однако фактически требования к допустимым задержкам при передаче сигналов определенных видов не изменились.

IEC 61850-6 ред. 2.0 Язык описания конфигурации для обмена данными

Шестая глава стандарта описывает формат файлов для описания конфигураций устройств, задействованных в обмене данными по МЭК 61850. Главная задача общего формата обеспечить возможность конфигурирования устройства внешним программным обеспечением.

Указанный формат файлов описания известен как язык конфигурирования подстанций (SCL) и базируется на общепринятом в IT-среде языке разметки XML.

С целью определения чётких правил формирования файлов формата SCL, а также простоты проверки правильности их составления, была разработана XSD-схема, которая также описана в главе 6 и является неотъемлемой частью стандарта МЭК 61850.

Первоначальная версия схемы была опубликована вместе с первой редакцией главы 6 в 2007 году. Позднее схема претерпела ряд изменений, связанных, в частности, с исправлением ошибок и рядом дополнений в SCL-файлах, и в 2009 году была опубликована её новая редакция.

Таким образом, сейчас действуют две редакции схемы: 2007 и 2009 года, обычно именуемые как «первая» и «вторая» редакции. Несмотря на существующие между ними различия, предполагается, что устройства, совместимые со «второй редакцией» должны иметь обратную совместимость и с устройствами «первой редакции». На практике это происходит, к сожалению, не всегда. Тем не менее, это не мешает реализовать связь между устройствами, задавая каждому конфигурацию при помощи ПО производителя.

IEC 61850-7 Базовая структура коммуникаций

Стандарт МЭК 61850 определяет не только протоколы передачи данных, но и семантику, которой эти данные описаны. Седьмой раздел стандарта описывает подходы к моделированию систем и данных в виде классов. Все, входящие в седьмой раздел части взаимосвязаны между собой, а также с главами 5, 6, 8 и 9.

IEC 61850-7-1 ред. 2.0 Базовая структура коммуникаций – Принципы и модели

В разделе 7-1 стандарта введены базовые методы моделирования систем и данных, представлены принципы организации передачи данных и информационные модели, используемые в других частях МЭК 61850-7.

В данной главе описан принцип представления физического устройства со всеми имеющимися в нём функциями в виде набора логических устройств, состоящих, в свою очередь, из набора логических узлов. Также описана технология группировки данных в наборы данных с последующим назначением этих данных на коммуникационные сервисы.

В данной главе также дано описание принципов передачи данных, осуществляющихся по технологии «клиент-сервер» или «издатель-подписчик». Однако следует отметить, что данная глава, так же как и весь раздел 7 описывает лишь принципы и не описывает назначения сигналов на конкретные протоколы связи.

IEC 61850-7-2 ред. 2.0 Базовая структура коммуникаций – Абстрактный интерфейс коммуникаций (ACSI)

Глава 7-2 описывает так называемый «абстрактный коммуникационный интерфейс» для систем автоматизации электроэнергетических объектов.

В главе дано описание схемы классов и сервисов передачи данных. Концептуальная схема связей классов приведена на рис. 2. Подробнее описание этой схемы будет дано в одной из будущих публикаций в рамках рубрики.

Рис. 2. Схема связей классов.

В главе дано подробное описание свойств каждого из классов, а в разделе сервисов передачи данных представлена связь указанных классов с возможными сервисами, таким как отчёты, журналы событий, чтение/запись данных или файлов, многоадресная рассылка и передача мгновенных значений.

Таким образом главой в абстрактном виде подробно описана вся структура коммуникаций, начиная от описания самих данных, как класса, и заканчивая сервисами для их передачи. Однако, как уже сказано выше, всё это описание дано лишь в абстрактной форме.

IEC 61850-7-3 ред. 2.0 Основная структура коммуникаций – Общие классы данных

Как видно из рис. 2, каждый класс данных (DATA) включает в себя один или более атрибутов данных (DataAttribute). Каждый атрибут данных, в свою очередь, описан определенным классом атрибута данных. В главе 7-3 описаны все возможные классы данных и классы атрибутов данных.

Классы данных включают несколько групп:

  • Классы для описания информации о состоянии
  • Классы для описания измеренных значений
  • Классы для управляющих сигналов
  • Классы для дискретных параметров
  • Классы для непрерывных параметров
  • Классы для описательных данных

Описанные классы позволяют моделировать всевозможные данные в рамках системы автоматизации ПС с целью дальнейшего обмена этими данными между устройствами и системами.

По сравнению с первой главой, во второй были учтены корректировки в соответствии с Tissues , кроме того, были добавлены новые классы данных и атрибутов, потребовавшиеся в новых информационных моделях, построенных в соответствии с требованиями стандарта и использующимся за рамками систем автоматизации подстанций.

IEC 61850-7-4 ред. 2.0 Основная структура коммуникаций – Классы логических узлов и объектов данных

Настоящая глава стандарта описывает информационную модель устройств и функций, относящихся к подстанциям. В частности, она определяет имена логических узлов и данных для передачи данных между устройствами, а также определят взаимосвязь логических узлов и данных.

Имена логических узлов и данных, определенные главой 7-4, являются частью модели классов, предложенной в главе 7-1 и определенной главой 7-2. Имена, определенные в данном документе, используются для построения иерархических ссылок на объекты с целью дальнейшего обращения к данным при коммуникациях. В данной главе также применяются правила формирования имён, определённые главой 7-2.

Все классы логических узлов имеют наименования, состоящие из четырёх букв, причём первая буква в названии класса логического узла указывает на группу, к которой он относится (см. Табл. 3).

Таблица 3 – Перечень групп логических узлов

Указатель группы

Наименование группы
A Автоматическое управление
B Зарезервировано
C Диспетчерское управление
D Распределенные источники энергии
E Зарезервировано
F Функциональные блоки
G Общие функции
H Гидроэнергетика
I Интерфейсы и архивирование
J Зарезервировано
K Механическое и неэлектрическое оборудование
L Системные логические узлы
M Учёт и измерения
N Зарезервировано
O Зарезервировано
P Функции защиты
Q Контроль качества электрической энергии
R Функции защиты
S* Диспетчерское управление и мониторинг
T* Измерительные трансформаторы и датчики
U Зарезервировано
V Зарезервировано
W Ветроэнергетика
X* Коммутационные аппараты
Y* Силовые трансформаторы и связанные функции
Z* Иное электротехническое оборудование
* Логические узлы этих групп существуют в выделенных ИЭУ при условии что используется шина процесса. Если шина процесса не используются, то указанные логические узлы соответствуют модулям ввода/вывода и расположены в ИЭУ, подключенном медными связями к оборудованию и расположенном уровнем выше (например, на уровне присоединения) и представляют внешнее устройство по его входам и выходам (проекция процесса).

IEC 61850-7-410, -420 и -510

Стандарты МЭК 61850-7-410 и -420 являются расширениями главы 7-2 и содержат описания классов логических узлов и данных для гидроэлектростанций и малой генерации генерации.

Технический отчёт IEC/TR 61850-7-510 даёт пояснения по использованию логических узлов, определенных в главе 7-410, а также в других документах серии МЭК 61850, для моделирования комплексных функций управления на электрических станциях, включая гидроаккумулирующие станции с изменяемой скоростью.

IEC 61850-8-1 ред. 2.0 Назначение на определенный коммуникационный сервис – Назначение на MMS и IEC 8802-3

Как отмечалось выше, раздел 7 стандарта описывает только принципиальные механизмы передачи данных. Глава 8-1, в свою очередь, описывает методы обмена информацией по локальным сетям путём назначения абстрактных коммуникационных сервисов (ACSI) на протокол MMS и кадры ISO/IEC 8802-3.

Глава 8-1 описывает протоколы как для обмена данными, для которых критична временная задержка, так и данными, где задержка не критична.

Сервисы и протокол MMS работают на полной модели OSI поверх стека TCP, за счёт чего передача данных по этому протоколу осуществляется с относительно большими временными задержками, поэтому использование протокола MMS позволяет решать задачи по передаче данных, для которых не критична задержка. Например, этот протокол может использоваться для передачи команд телеуправления, сбора данных телеизмерений и телесигнализации, а также для отправки отчётов и журналов с удалённых устройств.

Помимо протокола MMS глава 8-1 описывает назначение данных, требующих быстрой передачи данных. Семантика этого протокола определена в МЭК 61850-7-2. Глава 8-1 описывает синтаксис протокола, определяет назначение данных кадры ИСО/МЭК 8802-3, а также определяет процедуры, относящиеся к использованию ИСО/МЭК 8802-3. Указанный протокол известен специалистам как протокол GOOSE. За счёт того, что данные в этом протоколе назначаются непосредственно в кадр Ethernet, минуя модель OSI и в обход стека TCP, передача данных в нём осуществляется с заметно меньшими задержками, по сравнению с MMS. Благодаря этому GOOSE может использоваться для передачи команд отключения выключателя от защиты и аналогичных быстрых сигналов.

IEC 61850-9-1 ред. 1.0 Назначение на определенный коммуникационный сервис – Передача мгновенных значений по последовательному интерфейсу

Данная глава описывала методы передачи мгновенных значений путем назначения данных на последовательный интерфейс по МЭК 60044-8. Однако в 2012 году указанная глава была исключена из серии стандартов МЭК 61850 и более не поддерживается.

IEC 61850-9-2 ред. 2.0 Назначение на определенный коммуникационный сервис – Передача мгновенных значений по интерфейсу IEC 8802-3

Глава 9-2 стандарта МЭК 61850 описывает методы передачи мгновенных значений от ТТ и ТН по интерфейсу IEC 8802-3, то есть определят назначение класса сервиса передачи мгновенных значений от измерительных ТТ и ТН МЭК 61850-7-2 на протокол ISO/IEC 8802-3.

Данная глава стандарта распространяется на измерительные трансформаторы тока и напряжения с цифровым интерфейсом, устройства сопряжения с шиной процесса и ИЭУ с возможностью приёма данных от ТТ и ТН в цифровом виде.

Фактически данная глава описывает формат кадра Ethernet в зависимости от того, какие данные на него назначены, то есть определят его взаимосвязь с классом данным согласно МЭК 61850-7-2 и описанием согласно МЭК 61850-6.

Первой редакцией главы 9-2 не были предусмотрены такие важные моменты, как обеспечение резервирования. Во второй редакции были учтены эти недостатки, в связи с чем формат кадра 9-2 был дополнен полями для меток протоколов резервирования PRP или HSR.

Спецификация IEC 61850-9-2LE

Первая редакция стандарта МЭК 61850-9-2 была опубликована в 2004 году, однако отсутствие в ней чётко прописанных требований по частотам выборок мгновенных значений и составу передаваемого пакета могло привести к потенциальной несовместимости решений разных производителей. Для того, чтобы способствовать развитию совместимых решений на базе протокола МЭК 61850-9-2 группой пользователе UCA в дополнение к стандарту была также разработана спецификация (получившая наименование «9-2LE»), которая конкретизировала состав передаваемого пакета данных, определила две стандартные частоты: 80 и 256 выборок за период промышленной частоты, то есть фактически установила стандартные требования к интерфейсу МЭК 61850-9-2 для всех устройств.

Появление этой спецификации вместе с документом в значительной степени повлияло на интенсивность проникновения протокола в оборудования. Однако, следует понимать, что данный документ сам по себе не является стандартом, а лишь конкретизирует требования стандарта, то есть представляет собой спецификацию стандарта.

IEC 61850-10 ред. 1.0 Проверка соответствия

Десятая глава стандарта определяет процедуры испытаний соответствия устройств и программного обеспечения требованиям стандарта и спецификаций.

В частности, глава определяет методику проверки соответствия фактических задержек при формировании и обработке пакетов сообщений заявленным параметрам и требованиям стандарта.

IEC/TS 61850-80-1 ред. 1.0 Руководство по передаче информации из модели общих классов данных с использованием МЭК 60870-5-101 или МЭК 60870-5-104

Документ описывает назначение общих классов данных МЭК 61850 на протоколы МЭК 60870-5-101 и -104.

IEC/TR 61850-90-1 ред. 1.0 Использование МЭК 61850 для организации связи между подстанциями

Изначально стандарт МЭК 61850 был рассчитан на обеспечение передачи данных между устройствами лишь в рамках подстанции. Впоследствии предложенная концепция нашла применение и в других системах в электроэнергетике. Таким образом стандарт МЭК 61850 может стать основой для глобальной стандартизации сетей передачи данных.

Существующие и разрабатываемые функции защиты и автоматики требуют наличия возможности передачи данных не только в рамках, но и между подстанциями, в связи с этим требуется расширение области действия стандарта на обмен данными между ПС.

Стандарт МЭК 61850 представляет базовые инструменты, однако для стандартизации протоколов передачи между объектами требуется ряд изменений. Технический отчёт 90-1 содержит обзор различных аспектов, которые должны быть приняты во внимание при использовании МЭК 61850 для обмена данными между ПС. Области, в которых требуется расширение существующих документов стандарта позднее будут включены в актуальные версии глав стандарта.

Одним из примеров необходимого расширения может служить передача GOOSE-сообщений между объектами. На сегодняшний день GOOSE-сообщения могут передаваться только в режиме широковещательной рассылки всем устройствам, включенным в локальную сеть, однако они не могут проходить через сетевые шлюзы. В главе 90-1 описаны принципы организации туннелей для передачи GOOSE-сообщений между разными локальными сетями объектов.

IEC/TR 61850-90-5 ред. 1.0 Использование МЭК 61850 для передачи данных от устройств синхронизированных векторных измерений в соответствии с IEEE C37.118

Основная цель технического отчёта 90-5 состояла в том, чтобы предложить метод передачи синхронизированных векторных измерений между PMU и системой СМПР. Данные, описанные стандартом IEEE C37.118-2005 передаются в соответствии с технологиями, предусмотренными МЭК 61850.

Однако помимо изначально поставленных задач данный отчёт также представляет профили для маршрутизации пакетов GOOSE (МЭК 61850-8-1) и SV (МЭК 61850-9-2).

Разрабатываемые документы МЭК 61850

Помимо рассмотренных документов в настоящее время рабочей группой 10, а также смежными рабочими группами разрабатываются ещё 21 документ, которые войдут в состав серии стандартов МЭК 61850.

Большая часть указанных документов будет опубликована в форме технических отчётов:

  • IEC/TR 61850-7-5. Использование информационных моделей систем автоматизации подстанций.
  • IEC/TR 61850-7-500. Использование логических узлов для моделирования функций систем автоматизации подстанций.
  • IEC/TR 61850-7-520. Использование логических узлов объектов малой генерации.
  • IEC/TR 61850-8-2. Назначение на веб-сервисы.
  • IEC/TR 61850-10-2. Испытания на функциональную совместимость оборудования гидроэлектростанций.
  • IEC/TR 61850-90-2. Использование стандарта МЭК 61850 для организации связи между подстанциями и центрами управления.
  • IEC/TR 61850-90-3. Использование МЭК 61850 в системах мониторинга состояния оборудования.
  • IEC/TR 61850-90-4. Руководящие указания по инжинирингу систем связи на подстанциях.
  • IEC/TR 61850-90-6. Использование МЭК 61850 для автоматизации распределительных сетей.
  • IEC/TR 61850-90-7. Объектные модели для электростанций на базе фотоэлементов, аккумуляторов и других объектов с использованием инверторов.
  • IEC/TR 61850-90-8. Объектные модели для электромобилей.
  • IEC/TR 61850-90-9. Объектные модели для батарей.
  • IEC/TR 61850-90-10. Объектные модели для систем планирования режимов работы объектов малой генерации.
  • IEC/TR 61850-90-11 Моделирование свободно программируемой логики.
  • IEC/TR 61850-90-12. Руководящие указания по инжинирингу распределенных сетей связи.
  • IEC/TR 61850-90-13. Расширение состава логических узлов и объектов данных для моделирования оборудования газотурбинных и паротурбинных установок.
  • IEC/TR 61850-90-14. Использование стандарта МЭК 61850 для моделирования оборудования FACTS.
  • IEC/TR 61850-90-15. Иерархическая модель объектов малой генерации.
  • IEC/TR 61850-100-1. Функциональное тестирование систем, работающих по условиям стандарта МЭК 61850.

Заключение

Стандарт МЭК 61850, изначально разработанный для применения в рамках систем автоматизации подстанций, постепенно начинает распространяться и на системы автоматизации других объектов энергосистемы, о чем свидетельствует ряд недавно изданных и еще больший ряд готовящихся к публикации документов. Новая техника и новые технологии, развивающиеся «под флагом» интеллектуализации энергосистемы, сопровождаются их описанием в контексте стандарта МЭК 61850, в то время как разработка/модернизация других схожих по назначению стандартов не производится. Указанное позволяет сделать смелое предположение о том, что с каждым годом стандарт будет иметь большее практическое распространение.

Список литературы

  1. http://www.iec.ch/members_experts/refdocs/governing.htm
  2. http://tissue.iec61850.com
  3. Implementation Guidline for Digital Interface to Instrument Transformers Using IEC 61850-9-2. UCA Internation Users Group. Modification Index R2-1. http://iec61850.ucaiug.org/implementation%20guidelines/digif_spec_9-2le_r2-1_040707-cb.pdf
  • 2.5. Процедура присоединения Республики Беларусь к вто
  • 2.6. Основные положения Соглашений вто по техническим барьерам в торговле (тбт) и санитарным и фитосанитарным мерам (сфс)
  • Международная организация по стандартизации исо (International Organization Standardization iso)
  • Цели, задачи и объекты стандартизации исо
  • 3.2. Категории членства в исо
  • 3.3. Организационная структура исо
  • Iso 1238:1998,
  • 3.4. Сотрудничество Республики Беларусь с исо
  • 4. Международная электротехническая комиссия мэк (International Electrotechnical Commission iec)
  • Цели, задачи и объекты стандартизации мэк
  • Организационная структура мэк
  • Iec 62255-5:2006,
  • Совместная деятельность исо и мэк
  • 4.4. Порядок и стадии разработки международных стандартов исо (мэк)
  • 4.5. Виды нормативных документов по стандартизации исо и мэк
  • 4.6. Сотрудничество Республики Беларусь с мэк
  • (International Telecommunication Union itu)
  • 5.1. Цели, задачи и классы членства мсэ
  • 5.2. Организационная структура мсэ
  • Itu-t g.782:2006,
  • Сотрудничество Республики Беларусь с мсэ
  • Тема 6. Международные организации, участвующие в международной стандартизации
  • 6.1. Продовольственная и сельскохозяйственная организация оон фао (Food and Agriculture Organization fao)
  • 6.2. Всемирная организация здравоохранения воз (World Health Organization who)
  • Деятельность воз осуществляется в следующих направлениях:
  • К основным задачам воз относятся:
  • 6.3. Комиссия Кодекс Алиментариус
  • 6.4. Основные требования системы анализа рисков и критических контрольных точек (хассп) (Hazard Analysis and Critical Control Points насср)
  • 6.5. Международная федерация пользователей стандартов мфпс (International Federation of Standards Users ifan)
  • Официальный сайт: www.Ifan.Org
  • 7.1.2. Организационная структура сен
  • 7.1.3. Виды нормативных документов сен и порядок их разработки
  • 7.1.4. Сотрудничество Республики Беларусь с сен
  • 7.2. Европейский комитет по стандартизации в электротехнике сенэлек (European Committee for Electrotechnical Standardization cenelec)
  • 7.2.1. Цели, задачи и объекты стандартизации сенэлек
  • 7.2.2. Организационная структура сенэлек
  • 7.2.3. Сотрудничество Республики Беларусь с сенэлек
  • 7.3.1. Цель, задачи и членство етси
  • 7.3.2. Организационная структура етси
  • 7.4. Европейская экономическая комиссия оон (еэк оон) (United Nations Economic Commission for Europе unece)
  • 7.5. Деятельность ес в области технического регулирования и стандартизации. Концепция Нового и Глобального подхода
  • 7.6. Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации (еасс, еаsс) (Межгосударственный совет по стандартизации (мгс))
  • 8. Национальная стандартизация за рубежом (опыт зарубежных стран в области стандартизации)
  • 8.3. Французская ассоциация по стандартизации (afnor)
  • 8.5. Японский комитет промышленных стандартов (jisc)
  • Учебно-методические материалы по дисциплине «Международная стандартизация» Основная литература
  • Дополнительная литература

    • 4. Международная электротехническая комиссия мэк (International Electrotechnical Commission iec)

      1. Цели, задачи и объекты стандартизации мэк

    Крупнейшим партнером ИСО в области стандартизации является Международная электротехническая комиссия (МЭК, IEC). Начало сотрудничества в области электротехники относится к 1881 г., когда состоялся 1-й Международный конгресс по электричеству.

    15 сентября 1904 г. делегаты конгресса, проводимого в г. Сент-Луисе (США), приняли решение о создании специальной организации по вопросам стандартизации терминологии и параметров электрических машин.

    В июне 1906 г. в г. Лондоне (Англия) состоялось официальное открытие головного офиса организации с участием представителей 13 стран мира.

    К 1914 году были сформированы четыре технические комитеты, которые занимались терминологией, обозначением и оценкой параметров электрических машин.

    Деятельность МЭК направлена на стандартизацию в области электротехники, электроники и смежных областях промышленного производства.

    Основными целью и задачей МЭК являются содействие международному сотрудничеству в вопросах стандартизации и унификации в сфере электротехники, электроники и смежных областях промышленного производства путем разработки и внедрения международных стандартов и документов по стандартизации, включая разработку и издание соответствующей технической литературы.

    К основным объектам стандартизации МЭК относятся:

    Материалы для электротехнической промышленности (например, диэлектрики, магнитные материалы и др.);

    Электротехническое оборудование производственного назначения (например, сварочные аппараты, светотехническое оборудование и др.);

    Электроэнергетическое оборудование (например, паровые и гидравлические турбины, генераторы, трансформаторы и др.);

    Изделия электронной промышленности (например, интегральные схемы, микропроцессоры и др.);

    Электронное оборудование бытового и производственного назначения;

    Электроинструменты;

    Оборудование для спутников связи;

    Терминология.

    По состоянию на 2012 г. в состав МЭК входят национальные органы по стандартизации 82 стран мира, в т.ч. 60 стран – комитеты-члены.

      1. Организационная структура мэк

    Организационная структура МЭК представлена на рисунке 3.

    В рамках организационной структуры МЭК высшим руководящим органом является Совет МЭК, состоящий из национальных комитетов всех стран. Ежегодные заседания Совета проводятся поочередно в разных странах-членах МЭК. Решения в МЭК принимаются простым большинством голосов, но президент имеет право решающего голоса в случае равного распределения голосов.

    Координирующий орган МЭК – Комитет действий , основной задачей которого является координация работы технических комитетов организации. Комитет действий определяет приоритетные направления работ в области стандартизации; разрабатывает методические документы, обеспечивающие техническую работу; участвует в решении вопросов сотрудничества с другими международными и региональными организациями, выполняет задания Совета МЭК.

    Комитету действий подчиняются 5 технических консультативных комитетов по аспектам безопасности:

    - АСО S (АКОС) – по безопасности;

    - АСТЕ L (АСТЕЛ) – по телекоммуникациям (электросвязи);

    -А C Е C (АКЕК) – по электромагнитной совместимости;

    -CISPR (СИСПР) – международный специальный комитет по радиопомехам;

    -АСЕА ( ACEA ) – по аспектам окружающей среды;

    - АСТА D (АКТАД) – по передаче и распределению электроэнергии.

    Деятельность данных консультативных комитетов направлена на поиск защиты от различных видов рисков (опасных факторов), например, пожарной опасности, взрывоопасности, опасности поражения электрическим током, химической и биологической опасности, опасности от излучений оборудования (звуковых, инфракрасных, ультрафиолетовых, радиационных и т.д.).

    A С OS занимается координацией и руководством работ в области безопасности электрооборудования. Состав консультативного комитета формируется из членов, назначенных Комитетом действий и членов соответствующих технических комитетов.

    АСТЕ L осуществляет руководство работой технических комитетов в области электросвязи, разъясняет сферы их деятельности, дает рекомендации по разработке новых стандартов и их применению. В состав консультативного комитета входят председатели и секретари технических комитетов, занимающихся вопросами в области телекоммуникаций. Данный комитет осуществляет обмен информацией между МЭК и Международным союзом электросвязи и занимается согласованием работ по разработке международных стандартов и документов на аналогичные объекты стандартизации во избежание их дублирования.

    А C Е C занимается координацией работ технических комитетов в области электромагнитной совместимости. В работе комитета принимают участие индивидуальные члены, члены CISPR и члены ТК 77 «Электромагнитная совместимость».

    К основным направлениям деятельности CISPR относятся:

    Защита радиотехнической аппаратуры от различных видов радиопомех;

    Разработка методов измерений радиопомех и соответствующего оборудования;

    Установление характеристик помех от различных источников и определение их предельных величин (например, помехи от промышленной, научной и медицинской радиочастотной аппаратуры, высоковольтной аппаратуры, радиоприемников, электробытовых приборов и др.);

    CISPR также принимает участие в разработке правил по технике безопасности в части требований к подавлению помех электрооборудования.

    В состав специального комитета входят представители национальных комитетов МЭК и другие международные организации, занимающиеся проблемами снижения радиопомех в различных видах электротехнической продукции.

    Примечание – Разработкой международных стандартов и нормативных документов по стандартизации занимаются 8 подкомитетов CISPR , а также такие международные организации, как Международная организация радио и телевидения, Международный союз производителей и распределителей электротехнической энергии, Международные союзы железных дорог и общественного транспорта и др.

    АСТА D занимается вопросами,связанными с передачей и распределением электроэнергии, в т.ч. определяет потребности рынка в разработке новых стандартов, выявляет технологии, нуждающиеся в стандартизации, и дает рекомендации техническим комитетам МЭК по повышению эффективности их работы с компаниями малого и среднего бизнеса.

    ACEA рассматривает аспекты, связанные с охраной окружающей среды, координирует и согласовывает деятельность технических комитетов МЭК во избежание дублирования их работ по экологическим вопросам при разработке международных стандартов. Данный консультативный комитет дает рекомендации по включению экологических требований в разрабатываемые стандарты, а также занимается вопросами экологической маркировки и декларирования электротехнической продукции. АСЕА занимается актуализацией руководства IEC Guide 109:2012 «Вопросы, касающиеся окружающей среды. Включение в стандарты на продукцию электротехнического назначения» и дает консультации по его применению.

    Совету МЭК подчиняются 4 комитета по управлению:

    - PACT – Президентский консультативный совет по технологиям будущего(President ’ s Advisory Committee on future Technology );

    - MC – комитет по маркетингу (Marketing Committee );

    - SPC – комитет по торговой политике (Sales Policy Committee );

    - CDF – финансовый комитет (Finance Committee ).

    Непосредственно разработкой и принятием международных стандартов занимаются технические комитеты, подкомитеты и рабочие группы.

    По состоянию на 2012 г. в МЭК работают 94 ТК и 80 ПК. В разработке международных стандартов и других публикаций МЭК участвуют более 10000специалистов.

    Официальными языками издания международных стандартов и документов МЭК являются: английский, французский и русский.

    Стандарты МЭК нумеруются в диапазоне от 60000 до 79999.

    Пример обозначения международного стандарта МЭК.