Исследование вариантов подключения микропроцессорных терминалов защит тяговых подстанций
Ключевые слова:
тяговая подстанция, микропроцессорные устройства защиты и автоматики, цифровой трансформатор тока, наработка на отказ, вероятность безотказной работыАннотация
В современной железнодорожной электроэнергетике используется широкий диапазон микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики в различных вариантах исполнения. На смену традиционным схемам подключения микропроцессорных устройств приходят новые схемы, надежность которых необходимо численно оценить путем поэтапного анализа и расчета вариантов возникновения функциональных отказов. Актуальность исследования обусловлена активной модернизацией железнодорожной энергетики за счет внедрения информационных технологий в системах управления технологическими процессами и перспективным расширением полигона использования цифровых технологий. В работе анализируются современные тенденции в области цифровизации тяговых подстанций железных дорог с применением микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики. Ввиду отсутствия в настоящее время в железнодорожной энергетике Российской Федерации базы данных показателей надежности цифровых систем релейной защиты и автоматики, в данной работе были взяты за основу схемы подключения и требования технологического проектирования для электроэнергетических цифровых подстанций, на основе чего был выполнен расчет показателей надежности для тяговых подстанций переменного тока железнодорожного транспорта. Результаты позволили провести сравнение новых и существующей (традиционной) схем по показателям надежности. Выявлено, что показатели надежности у новых схем не выше, чем у традиционной, что объясняется наличием в новых схемах нерезервируемых элементов, снижающих результирующие показатели надежности. Приводятся пошаговые примеры составления топологических схем замещения по надежности, выполнены моделирование и анализ деревьев отказов с учетом показателей надежности элементов на примере тяговой подстанции. Подчеркивается необходимость создания в ближайшем будущем базы данных нового цифрового и соединительного оборудования с указанием количественных значений показателей надежности устройств и комплексов релейной защиты и автоматики.
Библиографические ссылки
Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации : указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 89 с изм. и доп. от 16.12.2015.
Стратегия развития холдинга ОАО «РЖД» до 2030 года // ОАО «РЖД» : сайт. URL: https://company.rzd.ru/ru/9353/page/105104?id=804 (дата обращения 22.09.2021).
Ливинский П.А., Гвоздев Д.Б. Инновационная энергосистема России в 2050 году // Энергетическая политика. 2017. № 6. С. 16–21.
Galeeva G. Digital transformation of the energy industry in the Russian economy // Sustainable Energy and Power Engineering 2021 (SUSE-2021) : E3S Web Conf. 2021. Vol. 288 : international Symposium. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128801065.
Бойченко О.В., Дячук В.С. Построение информационной модели цифровой подстанции на основе стандарта МЭК 61850 // Междунар. науч.-техн. журн. 2016. № 4-2 (46). С. 39–42.
Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Куцый А.П. Мультиагентные технологии управления в системах электроснабжения магистральных железных дорог // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 1 (37). С. 56–65.
Закарюкин В.П., Крюков А.В., Черепанов А.В. Интеллектуальные технологии управления качеством электроэнергии. Иркутск : Изд-во ИрНИТУ, 2015. 218 с.
Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Intelligent Traction Power Supply System // The power grid of the future : proceeding № 2. Magdeburg : Otto–von–Guericke University Magdeburg, 2013. P. 44–48.
Liu N., Panteli M., Crossley P.A. Reliability Evaluation of a Substation Automation System Communication Network Based on IEC 61850 // 12th IET International Conference on Developments in Power System Protection (DPSP 2014), 2014, pp. 1–6. DOI: 10.1049/cp.2014.0057.
Агафонов А.И., Бростилова Т.Ю., Джазовский Н.Б. Современная релейная защита и автоматика электроэнергетических систем. Пенза : Изд-во ПГУ, 2017. 296 с.
Жуков А.В. Обобщение мировых тенденций развития техники и технологий электроэнергетики в области работы ИК В5 «Релейная защита и автоматика» релейной защиты и автоматики энергосистем (по итогам 47-ой сессии СИГРЭ 2018 г.) // CIGRE : сайт. URL: http://cigre.ru/47/pdf/B5_%D0%96%D1%83%D0%BA%D0%BE%D0%B2.pdf (дата обращения 22.09.2021).
Tutorial on Networking for Digital Substations / R. Hunt, M. Zapella, C. Pimentel et al. // 72nd Conference for Protective Relay Engineers (CPRE). USA. TX. College Station, 2019. P. 1–15. DOI: 10.1109/CPRE.2019.8765874.
On the mathematical simulation of digital substation technological processes / V.I. Dubrov, R.G. Oganyan, N.D Narakidze et. al // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. Т. 12. № 2. Р. 276–282.
Khrennikov A.Yu., Aleksandrov N.M. Approaches and experience in testing of digital substation primary equipment and relay protection // Elektroenergetika 2019 : рroceedings of the 10th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering. Slovakia : Technical University of Kosice, 2019. Р. 280–283.
Methodology for reliability indices determination in electric power substation / J.D. Barbosa, R. Santos, J.F. Romero et al. // IEEE Latin America Transactions. 2018. № 16. Р. 1959–1968. DOI: 10.1109/TLA.2018.8447363.
Макашёва С.И., Пинчуков П.С. Расчет показателей надежности цифровой подстанции // Вестник ЮУрГУ. Сер. Энергетика. 2019. Т. 19. № 4. С. 41–51. DOI: 10.14529/power190405.
Pinchukov P.S, Makasheva S.I. Estimation of Digital Substation Reliability Indices // Advances in intelligent systems and computing : VIII International scientific Siberian Transport Forum. 2020. Vol 1. Т. 1115. P. 3–14. DOI: 10.1007/978-3-030-37916-2_1.
Pinchukov P., Makasheva S. Improving methods for reliability assessment of electric power systems // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2017. Vol. 692. Р. 162–169.
