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

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 ИСО , 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 ИСО .

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 (Франция , Германия , 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 ИСО : 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 Франция , США, Германия , 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:

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.

МЭК принято более 2 тыс. международных стандартов. По содержанию они отличаются от стандартов ИСО 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 ИСО .

Придавая большое значение разработке международных стандартов на безопасность, ИСО совместно с МЭК приняли Руководство ИСО /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 равновесия 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, ИСО 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, окружающую среду , 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, взрывоопасность , химическая опасность, биологическая опасность, опасность излучений оборудования (звуковых, инфракрасных, радиочастотных, ультрафиолетовых, ионизирующих, радиационных и др.).

Процедура разработки стандарта МЭК аналогична процедуре, используемой в ИСО . 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 судов , двигателей внутреннего сгорания, люминесцентных ламп, телевизоров и т.п.

)

Международная электротехническая комиссия (МЭК) была основана в 1906 году в результате решения Международного электротехнического конгресса в Сант Луисе (США, 1904 год), т.е. задолго до образования ИСО, и является одной из старейших и наиболее авторитетных неправительственных научно-технических организаций. Основателем и первым президентом МЭК был известный английский физик лорд Кельвин (Уильям Томсон). МЭК объединяет более 60 экономически развитых и развивающихся стран.

Основная цель МЭК, определенная его Уставом, – содействие международному сотрудничеству по стандартизации в области электротехники, включая электронику, магнетизм и электромагнетизм, электроакустику, мультисредства, удаленную связь, производство и распределение энергии, а также связанных общих дисциплин типа терминологии и символов, электромагнитной совместимости, измерений, безопасности и защиты окружающей среды.

Основные задачи деятельности МЭК это:

• эффективно отвечать требованиям мирового рынка;
• гарантировать первенство и максимальное использование своих стандартов и схем соответствия по всему миру;
• оценивать и улучшать качество изделий и услуг через разработку новых стандартов;
• создавать условия для взаимодействия комплексных систем;
• способствовать росту эффективности промышленных процессов;
• вносить вклад в деятельность по совершенствованию здоровья человека и безопасности;
• вносить вклад в деятельность по защите окружающей среды.

Для реализации основных задач МЭК издает международные стандарты – публикации. Национальные и региональные организации призваны использовать публикации в своих работах по стандартизации, что в значительной мере улучшает эффективность и развитие мировой торговли. МЭК – один из органов, признанных Всемирной торговой организацией (WTO – World Trade Organization), чьи нормативные документы используются как основа для национальных и региональных стандартов с целью преодоления технических барьеров в торговле. Стандарты МЭК представляют собой ядро Соглашения Всемирной торговой организации по техническим барьерам.

В МЭК реализуются две формы активного участия в работах по международной стандартизации. Это – действительные члены – национальные комитеты, имеющие полное право голоса, и – партнеры – национальные комитеты стран с ограниченными ресурсами, имеющие ограниченное право голоса. Ассоциированные члены имеют статус обозревателя и могут участвовать на всех встречах МЭК. Они не имеют право голоса. На 1 июля 2001 года действительными членами МЭК являлись национальные комитеты 51 страны, партнерами – национальные комитеты 4 стран, статус ассоциированных членов имели 9 стран. СССР участвовал в работе МЭК с 1921 года, его правопреемником стала Российская Федерация, которую представляет Госстандарт России. С 1974 по 1976 год президентом МЭК избирался представитель СССР – профессор В.И. Попков. Премии лорда Кельвина, присуждаемой за выдающийся вклад в развитие стандартизации в области электротехники, в 1997 году был удостоен В.Н.Отрохов – представитель Госстандарта России.

Высший руководящий орган МЭК – Совет, который является Генеральной ассамблеей национальных комитетов стран-участников. В управлении работой МЭК участвуют исполнительные и консультативные органы, а также руководители высшего звена – Президент, помощник Президента, вице-президенты, казначей и Генеральный секретарь.

Совет определяет политику МЭК и долгосрочные стратегические и финансовые задачи. Совет – законодательный орган, собирающийся один раз в год. Исполнительным органом, управляющим всей работой МЭК, является Правление Совета. Оно готовит документы для встреч Совета; рассматривает предложения Комитета действий и Правления органа по оценке соответствия; при необходимости основывает консультативные органы и назначает их председателей и членов. Правление Совета собирается на свои заседания по крайней мере три раза в год.

В распоряжении Правления Совета находятся четыре консультативных комитета управления:

• Президентский консультативный комитет по будущим технологиям, в его задачи входит информировать Президента МЭК о новых технологиях, которые требуют предварительных или немедленных работ по стандартизации;
• Комитет маркетинга;
• Комитет коммерческой политики;
• Комитет финансов.

Функции управления разработкой стандартов, включая создание и роспуск технических комитетов, связи с другими международными организациями возложены на Комитет действий.

Комитет действий координирует работу:

• Правлений трех секторов: по оборудованию подстанций с высоким напряжением, промышленных систем автоматизации и инфраструктур систем удаленной связи;
• 200 технических комитетов и подкомитетов, 700 рабочих групп;
• четырех технических консультативных комитетов: по электронике и удаленной связи (ACET – Advisory Committee on Electronics and Telecommunications), безопасности (ACOS – Advisory Committee on Safety), электромагнитной совместимости (ACEC – Advisory Committee on Electromagnetic Compatibility), по аспектам окружающей среды (ACEA – Advisory Committee on Environmental Aspects), в задачу которых входит координировать работы по включению необходимых требований в стандарты МЭК.

Бюджет МЭК, как и бюджет ИСО, складывается из взносов стран-участников и поступлений от продажи публикуемых документов.

Основная деятельность МЭК заключается в развитии и издании международных стандартов и технических отчетов. Международные стандарты в области электротехники служат основой для национальной стандартизации и как рекомендации при составлении международных предложений и контрактов. Публикации МЭК двуязычны (на английском и французском языке). Национальный комитет Российской Федерации готовит рускоязычные издания. Официальными языками МЭК являются английский, французский и русский.

МЭК признает необходимость развития международных стандартов, основанных на рыночном спросе в свете быстрой смены технологий и сокращающихся циклов жизни изделия. МЭК сокращает время разработки стандартов при поддержании их качества.

За разработку стандартов в различных областях деятельности МЭК отвечают технические комитеты (ТК), в которых принимают участие национальные комитеты, заинтересованные в работе того, или иного ТК. Если технический комитет находит, что спектр его работы слишком широк, организуются подкомитеты (ПК) с более узкой тематикой действий. Например, ТК 36 " Изоляторы " , ПК 36В " Изоляторы для воздушной сети " , ПК 36С " Изоляторы для подстанций " .

МЭК – ключевая организация в подготовке международных стандартов по информационным технологиям. В этой области работает объединенный технический комитет по информационным технологиям – СТК1 (JTC 1), сформированный в 1987 году в соответствии с соглашением между МЭК и ИСО. СТК1 имеет 17 подкомитетов, чья работа охватывает все разработки от программного обеспечения до языков

программирования, компьютерной графики и обработки изображения, взаимосвязи оборудования и методов безопасности.

Подготовка новых стандартов МЭК основывается на нескольких стадиях.

На предварительной стадии (IEC - PAS – publicly available specification) определяется необходимость в разработке нового стандарта, ее продолжительность не более двух месяцев.

Стадия предложения. Предложения о новой разработке осуществляются представителями промышленности через национальные комитеты. На изучение предложений в технических комитетах отводится не более трех месяцев. Если результат положителен и минимум 25 процентов участников комитета обязуются активно участвовать в работе, это предложение включается в программу работы технического комитета.

Подготовительная стадия заключается в разработке рабочего проекта стандарта (WD – working draft) в пределах рабочей группы.

На стадии технического комитета документ предоставляется национальным комитетам для комментариев как проект технического комитета (CD – committee draft).

Стадия запроса. Перед принятием к стадии одобрения двухязычный проект технического комитета для голосования (CDV – committee draft for vote) предоставляется всем национальным комитетам для утверждения. Продолжительность этой стадии не более пяти месяцев. Это последняя стадия, на которой могут быть учтены технические комментарии. CDV одобрен, если за него проголосовало более двух третей членов технического комитета и количество отрицательных голосов не превышает 25 процентов. Если запланировано, что документ станет технической спецификацией, а не международным стандартом, пересмотренная версия посылается в центральный офис для издания. Для выработки заключительного проекта международного стандарта (FDIS – final draft international standard) отводится четыре месяца. Если CDV одобрен всеми членами технического комитета, он направляется в центральный офис для публикации без стадии FDIS.

Стадия одобрения. Заключительный проект международного стандарта направляется на двухмесячный период в национальные комитеты для утверждения. FDIS одобрен, если за него проголосовало более двух третей национальных комитетов и количество отрицательных голосов не превышает 25 процентов. Если документ не одобрен, он отправляется для пересмотра в технические комитеты и подкомитеты.

На международных стандартах МЭК основаны многосторонние схемы оценки соответствия, которые сокращают торговые барьеры, вызванные различными критериями сертификации изделий в различных странах; снижают затраты на испытание оборудования на национальном уровне при сохранении соответствующего уровня безопасности; сокращают время продвижения изделий на рынок. Оценка соответствия МЭК и схемы сертификации изделий призваны подтвердить, что изделие соответствует критериям международных стандартов, в том числе стандартам серии ИСО 9000. Правление органа по оценке соответствия МЭК координирует работу:

• Системы оценки качества электронных компонентов (IECQ – IEC Quality assessment system for electronic components);
• Системы проверки соответствия и сертификации электрического оборудования (IECEE – IEC System for conformity testing and sertification of electrical equipment);
• Схемы сертификации электрического оборудования для взрывоопасных сред (IECEx – IEC Scheme for Certification to Standards for safety of electrical equipment for explosive atmospheres).

МЭК сотрудничает со многими международными организациями. Наибольшее значение имеет сотрудничество МЭК с ИСО.

С учетом общности задач ИСО и МЭК, а также возможности дублирования деятельности отдельных технических органов между этими организациями в 1976 году заключено соглашение, направленное как на разграничение сферы деятельности, так и на координацию этой деятельности. Многие документы приняты совместно ИСО и МЭК, в том числе Руководство ИСО/МЭК 51 "Общие требования к изложению вопросов безопасности при подготовке стандартов". В этом руководстве рассматриваются вопросы, связанные с учетом требований безопасности в разрабатываемых международных стандартах.

Созданный Совместный технический консультативный комитет ИСО/МЭК направляет в Техническое руководящее бюро ИСО и Комитет действий МЭК предложения по устранению дублирования в деятельности обеих организаций и разрешению спорных вопросов.

В перспективе деятельность МЭК и ИСО будет постепенно сближаться. На первом этапе – это разработка единых правил подготовки МС, создание совместных ТК.

На втором этапе – возможное слияние, поскольку большинство стран представлено в ИСО и МЭК одними и теми же органами – национальными организациями по стандартизации.

ИСО, МЭК и МСЭ, сферы деятельности которых в области стандартизации дополняют друг друга, образуют целостную систему добровольных международных технических соглашений. Эти соглашения, публикуемые в виде МС или рекомендаций, призваны помочь в обеспечении совместимости технологий во всем мире. Их внедрение может придать дополнительный вес как крупному, так и мелкому бизнесу во всех секторах экономической деятельности, в частности, в области развития торговли. Международные соглашения, разрабатываемые в рамках ИСО, МЭК и МСЭ, способствуют торговле без границ.

7.4. Деятельность Секретариата по международной стандартизации Госстандарта России, www . gost . ru

Согласно Правилам по стандартизации " Организация и проведение работ по международной стандартизации в Российской Федерации " (ПР 50.1.008-95) Госстандарт России является национальным органом по стандартизации и представляет Российскую Федерацию в международных, региональных организациях, осуществляющих деятельность по стандартизации, в том числе в:

• Международной организации по стандартизации (ИСО);
• Международной электротехнической комиссии (МЭК);
• Европейской Экономической Комиссии (ЕЭК ООН) (в Рабочей группе ЕЭК ООН по политике в области стандартизации);
• СЕН и СЕНЕЛЕК в соответствии с Соглашением ИСО с СЕН и МЭК с СЕНЕЛЕК .

Госстандарт России организует проведение работ по международной стандартизации в Российской Федерации в соответствии с Уставом и Правилами Процедуры вышеуказанных организаций, а также с учетом основополагающих государственных стандартов Государственной системы стандартизации Российской Федерации.

Основными задачами международного и регионального научно-технического сотрудничества в области стандартизации являются:

• гармонизация государственной системы стандартизации Российской Федерации с международными и региональными системами стандартизации;
• совершенствование фонда отечественной нормативной документации по стандартизации на основе применения международных и региональных стандартов и иных международных документов по стандартизации;
• содействию повышения качества отечественной продукции, ее конкурентоспособности на мировом рынке и устранение технических барьеров в торговле;
• защита экономических интересов России при разработке международных и региональных стандартов;
• содействие взаимному признанию результатов сертификации продукции и услуг на международном и региональном уровнях.

Госстандарт России осуществляет деятельность по международной и региональной стандартизации (далее – международная стандартизация) в тесном взаимодействии с другими федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, российскими ТК по стандартизации, субъектами хозяйственной деятельности, научными, научно-техническими и другими общественными объединениями.

Организационно-техническую работу по международной стандартизации в Российской Федерации осуществляет Национальный Секретариат по международной стандартизации Госстандарта России (далее – Национальный Секретариат).

Ведение Национального Секретариата осуществляет подразделение Всероссийского научно-исследовательского института стандартизации (ВНИИСтандарт) Госстандарта России по международному сотрудничеству в области стандартизации.

Основными задачами Национального Секретариата являются:

• организационно-методическое обеспечение и координация деятельности по международной стандартизации в Российской Федерации;
• учет и контроль за своевременным и качественным выполнением обязательств Российской Федерации в технических органах международных организаций, осуществляющих деятельность по стандартизации;
• обеспечение представителей Российской Федерации в международных организациях информацией о результатах деятельности руководящих и технических органов, международных организаций и о мероприятиях, проводимых Российской Федерацией по линии международных организаций по стандартизации;
• осуществление мероприятий по совершенствованию форм и методов деятельности представителей Российской федерации в технических отделах международных организаций;
• участие в подготовке и проведении заседаний, семинаров и совещаний представителей Российской Федерации в технических органах международных организаций;
• пропаганда идей и достижений международной стандартизации в Российской Федерации.

Непосредственную работу по подготовке документов по международной стандартизации в Российской Федерации осуществляют российские ТК по стандартизации, субъекты хозяйственной деятельности, научные, научно-технические и другие общественные объединения.

Организации, являющиеся исполнителями работ по международной стандартизации в Российской Федерации (далее - организации-исполнители), участвуют в разработке проектов международных стандартов, формировании и представлении позиции Российской Федерации в технических органах международных организаций в соответствии с Директивами по технической работе ИСО/МЭК, а также Правилами по стандартизации РФ.

Организации-исполнители в технических органах международных организаций проводят следующую работу:

• подготавливают и через Госстандарт России (Национальный Секретариат) направляют в технические органы международных организаций предложения по разработке новых стандартов, пересмотру и внесению изменений в действующие международные стандарты;
• принимают участие в подготовке проектов международных стандартов;
• ведут по поручению Госстандарта России секретариаты технических органов ИСО и МЭК, закрепленных за Российской Федерацией;
• формируют и подготавливают технические задания и другие документы для делегаций Российской Федерации на заседания технических органов ИСО и МЭК и согласовывают их с Госстандартом России (Минстроем России);
• организуют проведение заседаний технических органов ИСО, МЭК и ЕЭК ООН в Российской Федерации;
• подготавливают предложения по применению в Российской Федерации международных стандартов, в том числе содержащих ссылки на другие международные стандарты.

Организации-исполнители ведут работы на предварительных стадиях разработки международных стандартов (стадии 1, 2, 3 "Директив по технической работе ИСО/МЭК") непосредственно в российских ТК по стандартизации, которые могут по разрешению Госстандарта России осуществлять переписку по этим вопросам самостоятельно.

В случае, если Госстандарт России является ведущим разработчиком проекта международного стандарта, российский ТК по стандартизации назначает руководителя разработки проекта и информирует об этом Госстандарт России. Руководитель разработки проекта организует и несет ответственность за подготовку, согласование и своевременное направление проекта международного стандарта в технические органы международных организаций.

Организации-исполнители, ответственные за подготовку заключения по проекту международного стандарта, при его получении (на английском и/или французском языках) должны:

• организовать перевод проекта международного стандарта на русский язык и направить его на заключение заинтересованным организациям;
• обеспечить ответственное хранение контрольного экземпляра перевода проекта международного стандарта с целью его использования на последних этапах работы;
• организовать рассмотрение проекта международного стандарта в порядке, установленном для проектов государственных стандартов Российской Федерации по ГОСТ Р 1.2;
• подготовить проект заключения Госстандарта России по проекту международного стандарта.

Окончательную позицию Госстандарта России по техническому содержанию проекта международного стандарта организации-исполнители формируют на стадии 3 "проект комитета" "Директив по технической работе ИСО/МЭК".

Для голосования по проекту международного стандарта, поступившему из центрального органа международной организации после его рассмотрения в порядке, установленном для рассмотрения окончательной редакции проекта ГОСТ Р, организация-исполнитель направляет в Госстандарт России следующие документы:

• перевод проекта международного стандарта на русский язык;
• проект заключения Госстандарта России по проекту международного стандарта.

В сопроводительном письме должны быть указаны результаты рассмотрения проекта международного стандарта на заседании ТК или технических совещаний предприятия (организации), предложения по применению международного стандарта в Российской Федерации, информация о наличии или отсутствии аналогичного российского стандарта или другого нормативного документа.

Госстандарт России рассматривает документы и принимает окончательное решение о голосовании по проекту международного стандарта. Бюллетень голосования по проекту международного стандарта, оформленный в соответствии с "Директивами по технической работе ИСО/МЭК", направляется в центральный орган соответствующей международной организации.

Госстандарт России после получения из центрального органа международной организации официально изданного международного стандарта осуществляет:

• публикацию информации об официально изданных международных стандартах в ежемесячном информационном указателе "Государственные стандарты" (ИУС);
• уточнение перевода международного стандарта на русский язык;
• публикацию информации о выполненных переводах;
• передачу оригинала поступившего международного стандарта в Федеральный фонд стандартов Госстандарта России;
• обеспечение опубликования переводов официально изданного международной организацией международного стандарта на русском языке и его направление в центральный орган международных организаций.

Распространение официально изданного международной организацией международного стандарта в Российской федерации осуществляет Госстандарт России.

Применение международного стандарта в Российской Федерации осуществляется в соответствии с требованиями, установленными ГОСТ Р 1.0 и ГОСТ Р 1.5.

).
Члены рабочей группы 10 Технического комитета 57 «Управление электроэнергетическими системами и сопутствующие технологии обмена информацией» МЭК, занимающейся разработкой стандарта, Алексей Олегович Аношин и Александр Валерьевич Головин сегодня рассматривают основной протокол обмена сигналами - GOOSE.

СТАНДАРТ МЭК 61850
Протокол GOOSE

Протокол GOOSE, описанный главой МЭК 61850-8-1, является одним из наиболее широко известных протоколов, предусмотренных стандартом МЭК 61850. Дословно расшифровку аббревиатуры GOOSE - Generic Object-Oriented Substation Event - можно перевести как «общее объектно-ориентированное событие на подстанции». Однако на практике не стоит придавать большое значение оригинальному названию, поскольку оно не дает никакого представления о самом протоколе. Гораздо удобнее понимать протокол GOOSE как сервис, предназначенный для обмена сигналами между РЗА в цифровом виде.

ФОРМИРОВАНИЕ GOOSE-СООБЩЕНИЙ

В предыдущей публикации мы рассмотрели информационную модель устройства, организацию данных и остановились на формировании наборов данных - Dataset. Наборы данных используются для группировки данных, которые будут отправлять с использованием механизма GOOSE-сообщения. В дальнейшем в блоке управления отправкой GOOSE указывается ссылка на созданный набор данных. В таком случае устройство знает, какие именно данные отправлять (рис. 1).

Рис. 1. Формирование данных для GOOSE-сообщения

Следует отметить, что в рамках одного GOOSE-сообщения может отправляться как одно значение (например, сигнал пуска МТЗ), так и одновременно несколько значений (например, сигнал пуска и сигнал срабатывания МТЗ и т.д.). Устройство-получатель при этом может извлечь из пакета лишь те данные, которые ему необходимы.

Передаваемый пакет GOOSE-сообщения содержит все текущие значения атрибутов данных, внесенных в набор данных. При изменении какого-либо из значений атрибутов устройство моментально инициирует посылку нового GOOSE-сообщения с обновленными данными (рис. 2).

Рис. 2. Передача GOOSE-сообщений

По своему назначению GOOSE-сообщение призвано заменить передачу дискретных сигналов по сети оперативного тока. Рассмотрим, какие требования при этом предъявляются к протоколу передачи данных.

ЦИФРОВЫЕ КОММУНИКАЦИИ ВЗАМЕН АНАЛОГОВЫХ

Для разработки альтернативы цепям передачи сигналов между устройствами релейной защиты были проанализированы свойства информации, передаваемой между устройствами РЗА посредством дискретных сигналов:

Малый объем информации: между терминалами фактически передаются значения «истина» и «ложь» (или логический «ноль» и «единица»);
- Требуется высокая скорость передачи информации. Больша´я часть дискретных сигналов, передаваемых между устройствами РЗА, прямо или косвенно влияет на скорость ликвидации ненормального режима, поэтому передача сигнала должна осуществляться с минимальной задержкой;
- Требуется высокая вероятность доставки сообщения для реализации ответственных функций, таких как подача команды отключения выключателя от РЗА, обмен сигналами между РЗА при выполнении распределенных функций. Необходимо обеспечение гарантированной доставки сообщения как в нормальном режиме работы цифровой сети передачи данных, так и в случае ее кратковременных сбоев;
- Возможность передачи сообщений сразу нескольким адресатам. При реализации некоторых распределенных функций РЗА требуется передача данных от одного устройства сразу нескольким;
- Необходим контроль целостности канала передачи данных. Наличие функции диагностики состояния канала передачи данных позволяет повысить коэффициент готовности при передаче сигнала, тем самым повышая надежность функции, выполняемой с передачей указанного сообщения.

Перечисленные требования привели к разработке механизма GOOSE-сообщений, отвечающих всем предъявляемым требованиям.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

В аналоговых цепях передачи сигналов основную задержку при передаче сигнала вносит время срабатывания дискретного выхода устройства и время фильтрации дребезга на дискретном входе принимающего устройства. Время распространения сигнала по проводнику в сравнении с этим мало.

Аналогично в цифровых сетях передачи данных основную задержку вносит не столько передача сигнала по физической среде, сколько его обработка внутри устройства.

В теории сетей передачи данных принято сегментировать сервисы передачи данных в соответствии с уровнями модели OSI (табл. 1), как правило, спускаясь от «Прикладного», то есть уровня прикладного представления данных, к «Физическому», то есть к уровню физического взаимодействия устройств.

Таблица 1. Стандартная семиуровневая модель OSI

Модель OSI
Тип данных	Уровень (layer)	Функции
Данные	7. Прикладной (application)	Доступ к сетевым службам
	6. Представительский (presentation)	Представление и шифрование данных
	5. Сеансовый (session)	Управление сеансом связи
Сегменты	4. Транспортный (transport)	Прямая связь между конечными пунктами и надежность
Пакеты	3. Сетевой (network)	Определение маршрута и логическая адресация
Кадры	2. Канальный (data link)	Физическая адресация
Биты	1. Физический (physical)	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными

В классическом представлении модель OSI имеет всего семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной. Однако реализуемые протоколы могут иметь не все указанные уровни, то есть некоторые уровни могут быть пропущены.

Наглядно механизм работы модели OSI можно представить на примере передачи данных при просмотре WEB-страниц в сети Интернет на персональном компьютере.

Передача содержимого страниц в Интернет осуществляется по протоколу HTTP (Hypertext Transfer Protocol), являющемуся протоколом прикладного уровня. Передача данных протокола HTTP обычно осуществляется транспортным протоколом TCP (Transmission Control Protocol). Сегменты протокола TCP инкапсулируются в пакеты сетевого протокола, в качестве которого в данном случае выступает IP (Internet Protocol). Пакеты протокола TCP составляют кадры протокола канального уровня Ethernet, которые в зависимости от сетевого интерфейса могут передаваться с использованием различного физического уровня. Таким образом, данные просматриваемой страницы в сети Интернет проходят как минимум четыре уровня преобразования при формировании последовательности битов на физическом уровне и затем столько же шагов обратного преобразования.

Такое количество преобразований ведет к возникновению задержек как при формировании последовательности битов с целью их передачи, так и при обратном преобразовании с целью получения передаваемых данных. Соответственно для уменьшения времени задержек количество преобразований должно быть сведено к минимуму. Именно поэтому данные по протоколу GOOSE (прикладного уровня) назначаются непосредственно на канальный уровень - Ethernet, минуя остальные уровни.

Вообще в главе МЭК 61850-8-1 представлены два коммуникационных профиля, которыми описываются все протоколы передачи данных, предусмотренные стандартом:

• Профиль MMS;
• Профиль Non-MMS (то есть не-MMS).

Соответственно сервисы передачи данных могут быть реализованы с использованием одного из указанных профилей. Протокол GOOSE (равно как и протокол Sampled Values) относится именно ко второму профилю.

Использование «укороченного» стека с минимальным количеством преобразований - это важный, однако не един-ственный способ ускорения передачи данных. Также ускорению передачи данных по протоколу GOOSE способствует использование механизмов расстановки приоритетов данных. Так, для протокола GOOSE используется отдельный идентификатор кадра Ethernet - Ethertype, который имеет заведомо больший приоритет по сравнению с остальным трафиком, например передаваемым с использованием сетевого уровня IP.

Помимо рассмотренных механизмов, кадр Ethernet GOOSE-сообщения также может снабжаться метками приоритета протокола IEEE 802.1Q и метками виртуальных локальных сетей протокола ISO/IEC 8802-3. Такие метки позволяют повысить приоритет кадров при обработке их сетевыми коммутаторами. Подробнее эти механизмы повышения приоритета будут рассмотрены в последующих публикациях.

Использование всех рассмотренных методов позволяет значительно повысить приоритет данных, передаваемых по протоколу GOOSE, по сравнению с остальными данными, передаваемыми по той же сети с использованием других протоколов, тем самым сводя к минимуму задержки как при обработке данных внутри устройств источников и приемников данных, так и при обработке их сетевыми коммутаторами.

ОТПРАВКА ИНФОРМАЦИИ НЕСКОЛЬКИМ АДРЕСАТАМ

Для адресации кадров на канальном уровне используются физические адреса сетевых устройств - MAC-адреса. При этом Ethernet позволяет осуществлять так называемую групповую рассылку сообщений (Multicast). В таком случае в поле MAC-адреса адресата указывается адрес групповой рассылки. Для многоадресных рассылок по протоколу GOOSE используется определенный диапазон адресов (рис. 3).

Рис. 3. Диапазон адресов многоадресной рассылки для GOOSE-сообщений

Сообщения, имеющие значение «01» в первом октете адреса, отправляются на все физические интерфейсы в сети, поэтому фактически многоадресная рассылка не имеет фиксированных адресатов, а ее MAC-адрес является скорее идентификатором самой рассылки и не указывает напрямую на ее получателей.

Таким образом, MAC-адрес GOOSE-сообщения может быть использован, например, при организации фильтрации сообщений на сетевых коммутаторах (MAC-фильтрации), а также указанный адрес может служить в качестве идентификатора, на который могут быть настроены принимающие устройства.

Поэтому передачу GOOSE-сообщений можно сравнить с радиотрансляцией: сообщение транслируется всем устройствам в сети, но для получения и последующей обработки сообщения устройство-приемник должно быть настроено на получение этого сообщения (рис. 4).

Рис. 4. Схема передачи GOOSE-сообщений

ГАРАНТИРОВАННАЯ ДОСТАВКА СООБЩЕНИЙ И КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ КАНАЛА

Передача сообщений нескольким адресатам в режиме Multicast, а также требования к высокой скорости передачи данных не позволяют реализовать при передаче GOOSE-сообщений получение подтверждений о доставке от получателей. Процедура отправки данных, формирования получающим устройством подтверждения, прием и обработка его устройством-отправителем и последующая повторная отправка в случае неудачной попытки заняли бы слишком много времени, что могло бы привести к чрезмерно большим задержкам при передаче критических сигналов.

Вместо этого для GOOSE-сообщений был реализован специальный механизм, обеспечивающий высокую вероятность доставки данных.

Во-первых, в условиях отсутствия изменений в передаваемых атрибутах данных пакеты с GOOSE-сообщениями передаются циклически через установленный пользователем интервал (рис. 5а). Циклическая передача GOOSE-сообщений позволяет постоянно диагностировать информационную сеть. Устройство, настроенное на прием сообщения, ожидает его прихода через заданный интервал времени. В случае если сообщение не пришло в течение времени ожидания, принимающее устройство может сформировать сигнал о неисправности в информационной сети, оповещая диспетчера о возникших неполадках.

Во-вторых, при изменении одного из атрибутов передаваемого набора данных, вне зависимости от того, сколько времени прошло с момента отправки предыдущего сообщения, формируется новый пакет, который содержит обновленные данные. После чего отправка этого пакета повторяется несколько раз с минимальной выдержкой времени (рис. 5б), а интервал между сообщениями (в случае отсутствия изменений в передаваемых данных) вновь увеличивается до максимального.

Рис. 5. Интервал между отправками GOOSE-сообщения

В-третьих, в пакете GOOSE-сообщения предусмотрено несколько полей-счетчиков, по которым также может контролироваться целостность канала связи. К таким счетчикам, например, относится циклический счетчик посылок (sqNum), значение которого изменяется от 0 до 4 294 967 295 или до изменения передаваемых данных. При каждом изменении данных, передаваемых в GOOSE-сообщении, счетчик sqNum будет сбрасываться. При этом увеличивается на 1 другой счетчик - stNum, также циклически изменяющийся в диапазоне от 0 до 4 294 967 295. При потере нескольких пакетов при передаче эту потерю можно будет отследить по двум указанным счетчикам.

Наконец, в-четвертых, важно отметить, что в посылке GOOSE, помимо самого значения дискретного сигнала, может содержаться признак его качества, который идентифицирует определенный аппаратный отказ устройства-источника информации, нахождение устройства-источника информации в режиме тестирования и ряд других нештатных режимов. Таким образом, устройство-приемник, прежде чем обработать полученные данные согласно предусмотренным алгоритмам, должно выполнить проверку этого признака качества. Это может предупредить неверную работу устройств-приемников информации (например, их ложную работу).

Следует иметь в виду, что некоторые из заложенных механизмов обеспечения надежности передачи данных при их неправильном использовании могут приводить к негативному эффекту. Так, в случае выбора слишком короткого максимального интервала между сообщениями нагрузка на сеть увеличивается, хотя с точки зрения готовности канала связи эффект от уменьшения интервала передачи будет крайне незначительным.

При изменении атрибутов данных передача пакетов с минимальной выдержкой времени вызывает повышенную нагрузку на сеть (режим «информационного шторма»), которая теоретически может приводить к возникновению задержек при передаче данных. Такой режим является наиболее сложным и должен приниматься за расчетный при проектировании информационной сети. Однако следует понимать, что пиковая нагрузка очень кратковременна и ее многократное снижение, согласно проводившимся нами опытам в лаборатории по исследованию функциональной совместимости устройств, работающих по условиям стандарта МЭК 61850, кафедры РЗиАЭС НИУ МЭИ, наблюдается на интервале в 10 мс.

НАЛАДКА И ПРОВЕРКА

При построении систем РЗА на основе протокола GOOSE изменяются процедуры их наладки и тестирования. Теперь этап наладки заключается в организации сети Ethernet энергообъекта с включением в нее всех устройств РЗА, между которыми требуется осуществлять обмен данными. Для проверки того, что система настроена и включена в соответствии с требованиями проекта, становится возможным использование персонального компьютера со специальным предустановленным программным обеспечением (Wireshark, GOOSE Monitor и др.) или специального проверочного оборудования с поддержкой протокола GOOSE (РЕТОМ 61850, Omicron CMC).

Важно отметить, что все проверки можно производить, не нарушая предварительно установленные соединения между вторичным оборудованием (устройствами РЗА, коммутаторами и др.), поскольку обмен данными производится по сети Ethernet. При обмене дискретными сигналами между устройствами РЗА традиционным способом (подачей напряжения на дискретный вход устройства-приемника при замыкании выходного контакта устройства, передающего данные), напротив, часто требуется разрывать соединения между вторичным оборудованием для включения в цепь испытательных установок с целью проверки правильности электрических соединений и передачи соответствующих дискретных сигналов.

ВЫВОДЫ

Протокол GOOSE предусматривает целый комплекс мер, направленных на обеспечение необходимых характеристик по быстродействию и надежности при передаче ответственных сигналов. Применение данного протокола в сочетании с правильным проектированием и параметрированием информационной сети и устройств РЗА позволяет в ряде случаев отказаться от использования цепей с медными проводниками для передачи сигналов, обеспечивая при этом необходимый уровень надежности и быстродействия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аношин А.О., Головин А.В. Стандарт МЭК 61850. Информационная модель устройства // Новости ЭлектроТехники. 2012. № 5(77).
2. Информационно-вычислительные сети: учебное пособие. Капустин Д.А., Дементьев В.Е. Ульяновск: УлГТУ, 2011.- 141 с.

Международная электротехническая комиссия (МЭК)

Работы по международному сотрудничеству в области электротехники были начаты в 1881 г., когда был созван первый Международный конгресс по электричеству. В 1904 г. на заседании правительственных делегатов Международного конгресса по электричеству в Сент-Луисе (США) было принято решение о необходимости создания специального органа, занимающегося вопросами стандартизации терминологии и параметров электрических машин.

Формальное создание такого органа - Международной электротехнической комиссии (МЭК) - состоялось в 1906 г. в Лондоне на конференции представителей 13 стран.

Сферы деятельности ИСО и МЭК четко разграничены - МЭК занимается стандартизацией в области электротехники, электроники, радиосвязи, приборостроения, ИСО - во всех остальных отраслях.

Официальные языки МЭК - английский, французский и русский.

Целями МЭК, согласно ее Уставу, является содействие международному сотрудничеству в решении вопросов стандартизации и смежных с ним проблем в области электротехники и радиоэлектроники.

Основной задачей комиссии является разработка международных стандартов в названной области.

Высшим руководящим органом МЭК является Совет, в котором представлены все национальные комитеты стран (рис. 4.2). Выборными должностными лицами являются президент (избираемый на трехлетний период), вице-президент, казначей и генеральный секретарь. Совет собирается ежегодно на свои заседания поочередно в различных странах и рассматривает все вопросы деятельности МЭК как технического, гак и административного и финансового характера. При Совете действует финансовый комитет и комитет по вопросам стандартизации потребительских товаров.

При Совете МЭК создан Комитет действия, который по поручению Совета рассматривает все вопросы. Комитет действия подотчетен в своей работе Совету и представляет ему свои решения на утверждение. В его функции входят: контроль и координация работы технических комитетов (ТК), определение новых направлений работ, решение вопросов, связанных с применением стандартов МЭК, разработка методических документов по технической работе, сотрудничество с другими организациями.

Бюджет МЭК, как и бюджет ИСО, складывается из взносов стран и поступлений от продажи международных стандартов.

Структура технических органов МЭК такая же, как и ИСО: технические комитеты (ТК), подкомитеты (ПК) и рабочие группы (РГ). В целом в МЭК создано более 80 ТК, часть которых разрабатывает международные стандарты общетехнического и межотраслевого характера (например, комитеты по терминологии, графическим изображениям, стандартным напряжениям и частотам, климатическим испытаниям и др.), а другая - стандарты на конкретные виды продукции (трансформаторы, изделия электронной техники, бытовая радиоэлектронная аппаратура и др.).

Процедура разработки стандартов МЭК регламентируется ее Уставом, Правилами процедуры и Общими директивами по технической работе.

В настоящее время разработано более двух тысяч международных стандартов МЭК. Стандарты МЭК являются более полными, чем стандарты ИСО, с точки зрения наличия в них технических требований к продукции, методам ее испытаний. Это объясняется тем, что требования по безопасности являются ведущими в требованиях на продукцию, входящую в сферу деятельности МЭК, а опыт работы, накопленный в течение многих десятилетий, позволяет более полно решать вопросы стандартизации.

Международные стандарты МЭК являются более приемлемыми для применения в странах-членах без их переработки.

Стандарты МЭК разрабатываются в технических комитетах или подкомитетах. Правила процедуры МЭК устанавливают порядок разработки стандартов МЭК, который идентичен порядку разработки стандартов ИСО.

Стандарты МЭК носят рекомендательный характер, и страны имеют полную независимость в вопросах их применения на национальном уровне (кроме стран, входящих в ГАТТ), однако они приобретают обязательный характер в случае выхода продукции на мировой рынок.

Основными объектами стандартизации МЭК являются материалы, применяемые в электротехнике (жидкие, твердые и газообразные диэлектрики, магнитные материалы, медь, алюминий и его сплавы), электротехническое оборудование общепромышленного назначения (двигатели, сварочные аппараты, светотехническое оборудование, реле, низковольтные аппараты, распределительные устройства, приводы, кабель и т. д.), электроэнергетическое оборудование (паровые и гидравлические турбины, ЛЭП, генераторы, трансформаторы), изделия электронной промышленности (дискретные полупроводниковые приборы, интегральные схемы, микропроцессоры, печатные платы и схемы), электронное оборудование бытового и производственного назначения, электроинструмент, электротехническое и электронное оборудование, применяемое в отдельных отраслях промышленности и в медицине.

Одно из ведущих направлений стандартизации в МЭК - разработка терминологических стандартов.

---