CC BY
65
УДК 621.311.4-52
Гаврилов Ф.В. студент магистрант 2 курса факультет «Энергетический» Амурский Государственный Университет
Россия, г. Благовещенск ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ
Аннотация: Цифровая подстанция - электрическая подстанция, оборудованная комплексом цифровых устройств для решения задач релейной защиты, автоматики и автоматизированной системы управления технологическим процессом, регистрации аварийных событий, учёта и контроля качества электроэнергии, телемеханики. В статье обоснована целесообразность цифровой электрической подстанции. Выявлены основные преимущества и недостатки её применения.
Ключевые слова: цифровая подстанция, релейная защита и автоматика, качество электрической энергии, электрические сети, электроснабжение, напряжения, надежность.
Gavrilov F. V.
Graduate student 2year, Faculty "Energy" Amur State University Russia, Blagoveshensk
MAIN ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF THE DIGITAL
ELECTRIC SUBSTATION
Аннотация: Digital substation is an electric substation equipped with a complex of digital devices for solving problems of relay protection, automation and automated process control system, registration of emergency events, accounting and quality control of electricity, telemechanics. The article substantiates the feasibility of a digital electrical substation. The main advantages and disadvantages of its application are revealed.
Ключевые слова: digital substation, relay protection and automation, quality of electrical energy, electricity of the net, power supply, voltage, reliability.
Актуальность выбраной темы обусловлена тем, что в настоящее время в отрасли существует большое разнообразие точек зрения и подходов к тому, что понимать под термином «цифровая подстанция». Для успешного развития автоматизации процессов передачи, преобразования и распределения электроэнергии, сейчас разрабатывается общая концепция программно-аппаратного комплекса цифровой подстанции.
Согласно определению цифровая подстанция - электрическая подстанция, оборудованная комплексом цифровых устройств (терминалов)
для решения задач релейной защиты, автоматики (РЗА) и автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП), регистрации аварийных событий (РАС), учёта и контроля качества электроэнергии, телемеханики. Все оборудование общается между собой и центральным сервером объекта по последовательным каналам связи на единых протоколах [1].
Переход к передаче сигналов в цифровом виде на всех уровнях управления подстанцией позволит создать технологическую инфраструктуру для внедрения информационно-аналитических систем, снизить ошибки недоучета электроэнергии, уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты на обслуживание подстанции, а также повысить электромагнитную безопасность и надежность работы микропроцессорных устройств.
Внедрение цифровых подстанций позволяет получить целый ряд преимуществ в сравнении с традиционными подстанциями.
Доступ ко всей информации на цифровой подстанции осуществляется с помощью унифицированных типов данных и методов доступа, сведенных в единый коммуникационный стандарт. Подсистемы защиты, измерения, управления, мониторинга состояния оборудования, учета и контроля качества электроэнергии - все они при выполнении свих функций используют одну и ту же коммуникационную сеть, по которой получают данные о значениях токов, напряжений, положениях коммутационных аппаратов, принимают или передают управляющие команды. Нет необходимости в наличии индивидуальных устройств измерения, коммуникации и обработки информации для каждой из перечисленных подсистем. На традиционных подстанциях различные подсистемы используют различные коммуникационные стандарты (протоколы) и информационные модели. Для передачи аналоговых данных между первичным и вторичным оборудованием на таких подстанциях используются медные кабельные связи. Для функций защиты, измерения, учета, контроля качества должны быть построены индивидуальные системы измерений и информационного взаимодействия, что значительно увеличивает как сложность реализации системы автоматизации на подстанции, так и ее стоимость [2].
Первым преимуществом применения цифровой подстанции будет то, для выполнения различных функций на цифровой подстанции используются одни и те же источники информации, что приводит к уменьшению общего количества оборудования на ней.
Современные цифровые коммуникационные технологии применяются для взаимодействия между первичным и вторичным оборудованием подстанции, а также для взаимодействия вторичных устройств между собой. Один физический кабель может передавать информацию по нескольким информационным каналам. Применение современных сетевых технологий обеспечивает наличие только одного информационного кабеля от одной единицы оборудования. За счет этого система вторичных кабелей на
цифровой подстанции значительно упрощается [3].
Схематично основное оборудование цифровой подстанции представлено на рисунке 1.
1|М*гф<ф*м1п|1ы 1Р1К1! (ирнвиф Гни шнни. III 1ик шип и Ь НТ -«иИ»11.И НИИ 1Ы1 II £ I
ЛИМрВПИиЫШ П-1РНИ ихИ1|*Мт !!**Н
Рисунок 1 - оборудование цифровой подстанции
Вторым преимуществом будет то, что на цифровых подстанциях сложная, запутанная система контрольных кабелей традиционной подстанции заменяется современными коммуникационными сетями на базе оптоволоконных кабелей, значительно сокращая количество кабеля в целом на подстанции и упрощая всю систему коммуникаций.
На цифровых подстанциях применяются электронные измерительные преобразователи с цифровым выходом. Во время передачи цифрового выходного сигнала, а также во время его обработки во вторичном оборудовании не добавляется никаких дополнительных погрешностей. Этим обеспечивается соответствие требованиям, как по защите, так и по измерению [4].
Третье преимущество это повышение точности измерений на цифровых подстанциях.
Передача сигналов на цифровой подстанции обеспечивается с помощью цифровых, защищенных технологий. В поток данных при передаче информации добавляются проверочные коды и диагностическая информация. Этим обеспечивается защита от ошибок в передаваемом потоке данных с одной стороны, а также выявление неисправностей в сети передачи данных с другой. Кроме того, цифровые сигналы могут передаваться по оптическим кабелям, исключая влияние электромагнитных помех.
Четвертое преимущество это повышенная надежность передачи данных.
На цифровых подстанциях применяется интеллектуальное первичное оборудование, и все функции по управлению им могут выполняться удаленно. На них обеспечивается более полный состав собираемой и передаваемой информации, в разы увеличивается производительность систем связи. За счет этого цифровые подстанции могут выполнять большее
количество сложных функций, увеличивая общий уровень автоматизации подстанции. Все первичное, вторичное и коммуникационное оборудование имеет встроенные средства диагностирования, что позволит обеспечить проведение ремонтов по состоянию оборудования.
Пятое преимущество это возможность обеспечивать дальнейшее увеличение уровня автоматизации и управляемости.
В то же время, при реализации проектов цифровых подстанций выявился ряд недостатков.
Во-первых, несмотря на заявления о полной поддержке IEC 61850 [5], аппаратное и программное обеспечение различных производителей бывает несовместимо между собой. Если в систему построенную целиком на продукции SIEMENS (включая программное обеспечение верхнего уровня) добавить терминал от ABB, то технические специалисты сталкиваются с трудностями при интеграции этого терминала в SCADA.
Во-вторых, отмечается повышенная сложность и новизна стандарта IEC 61850. У разработчиков, интеграторов и обслуживающего персонала на подстанциях мало опыта построение подобных систем. Но очевидно, что этот недостаток исчезнет с течением времени.
В третьих, остаются нерешенными следующие вопросы:
- надежность цифровых подстанций;
- вопросы конфигурирования устройств, как на уровне подстанции, так и на уровне предприятия в целом;
- вопросы создания общедоступных инструментальных средств проектирования подстанций на базе IEC 61850, ориентированных на разных производителей первичного и вторичного оборудования.
Применение новых технологий измерения, управления и передачи данных для строительства умной подстанции позволит коренным образом пересмотреть структуры и средства обеспечения надежности защиты силового оборудования, повысить эффективность и сократить время технического обслуживания оборудования. Приведенные примеры преимуществ применения цифровых подстанция показывают высокие перспективы развития данной технологии построения подстанций электрических сетей.
Использованные источники:
1. Цифровая подстанция. Определение URL: 1Шр://\у1к12.^^о1о^у.ш/\у1к1/цифровая подстанция (дата обращения 20.11.2017).
2. Моржин, Ю.И. Цифровая подстанция - важный элемент интеллектуальной энергосистемы. / Ю.И. Моржин // ОАО «НТЦ электроэнергетики» г. Москва. - 2012 г..
3. Материалы VI региональной научно-практической студенческой конференции, г. Камышин, 17-18 мая 2012 г. В 6 т. - Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2012.
4. АО «НТЦ ФСК ЕЭС». «Цифровая подстанция». URL:
http://www.ntcpower.ru/innovative projects/digital substation and its main frag ments/mdex.php?sphrase_id=18368 (дата обращения 10.11.2017). 5. ГОСТ Р МЭК 61850-7-1-2009. Сети и системы связи на подстанциях. -Москва: Стандартинформ, 2010. - 25 с.
УДК 621.313
Гайбатов Р. С. студент магистрант 2 курса кафедра «Вакуумная и компрессорная техника» научный руководитель: Очков А.А.
ассистент
кафедра «Вакуумная и компрессорная техника»
МГТУ им. Н. Э. Баумана Россия, г. Москва
МЕТОД РАСЧЕТА РАДИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОПОРЫ ТУРБОМОЛЕКУЛЯРНОГО ВАКУУМНОГО НАСОСА
Магнитные подшипники все чаще используются в различных областях промышленности. Их уникальные особенности делают их привлекательными для решения проблем подвеса ротора и позволяют найти новые подходы в проектировании вращающихся узлов машин. Турбомолекулярные вакуумные насосы(ТМН) работают при высоких частотах вращения вала и применяются в высоковакуумных системах, что подтверждает актуальность применения магнитных подшипников в ТМН. В настоящей статье приведен метода расчета радиальной электромагнитной опоры ТМН, представлены графические зависимости основных характеристик подшипника.
Ключевые слова: электромагнитная опора, турбомолекулярный вакуумный насос, метод расчета, бесконтактный подвес
Gaybatov R.S.
Student of magistracy 1st course, department " Vacuum and compressor equipment" Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow Scientific supervisor: Ochkov A.A.
Assistant, department " Vacuum and compressor equipment" Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow
CALCULATION METHOD OF A RADIAL ELECTROMAGNETIC SUPPORT OF A TURBOMOLECULAR VACUUM PUMP
Magnetic bearings are increasingly used in various industries. Their unique features make them attractive for solving the problems of the rotor suspension and allow finding new approaches in the design of rotating machine components. Turbomolecular vacuum pumps (TMP) operate at high speeds of shaft and are
