Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-технический центр электроэнергетики" и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе аутентичного перевода на русский язык, который выполнен Обществом с ограниченной ответственностью "ЭКСПЕРТЭНЕРГО", международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 396 "Автоматика и телемеханика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1230-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61850-7-4:2003 "Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-4. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Совместимые классы логических узлов и классы данных" (IEC 61850-7-4:2003 "Communication networks and systems in substation - Part 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Compatible logical node classes and data classes").

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть предметом патентных прав. МЭК не несет ответственности за идентификацию любого или всех таких патентных прав

Серия стандартов МЭК 61850 состоит из следующих частей под групповым заголовком "Сети и системы связи на подстанциях", общим для всех стандартов серии:

- часть 1. Введение и краткий обзор;

- часть 2. Термины и определения;

- часть 3. Общие требования;

- часть 4. Управление системой и проектом;

- часть 5. Требования к связи для функций и моделей устройств;

- часть 6. Язык описания конфигурации для связи между интеллектуальными электронными устройствами на электрических подстанциях;

- часть 7-1. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Принципы и модели;

- часть 7-2. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Абстрактный интерфейс услуг связи (ACSI);

- часть 7-3. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Классы общих данных;

- часть 7-4. Базовая структура связи для подстанций и линейного оборудования. Совместимые классы логических узлов и классы данных;

- часть 8-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Схемы отображения на MMS (ISO 9506-1 и ISO 9506-2) и на ISO/IEC 8802-3;

- часть 9-1. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Выборочные значения в пределах последовательного однонаправленного многоточечного канала связи типа "точка-точка";

часть 9-2. Специфическое отображение сервиса связи (SCSM). Выборочные значения в соответствии с ИСО/МЭК 8802-3;

- часть 10. Испытания на соответствие.

Настоящий стандарт подготовлен на основе одного из серии стандартов МЭК 61850. Серия стандартов МЭК 61850 определяет архитектуру связи на подстанции. Эта архитектура была выбрана для предоставления абстрактных определений классов и сервисов таким образом, чтобы технические характеристики не зависели от отдельных стеков протоколов, от реализации и от операционных систем. Отображение таких абстрактных классов и сервисов на стеки коммуникационных протоколов не рассмотрено в МЭК 61850-7-1, МЭК 61850-7-2, МЭК 61850-7-3, МЭК 61850-7-4. Оно рассмотрено в МЭК 61850-8.1, МЭК 61850-9-1 и 61850-9-2. В МЭК 61850-7-1 представлен общий обзор данной архитектуры связи. В МЭК 61850-7-3 приведено определение типов общих атрибутов и классов общих данных, которые имеют отношение к приложениям подстанции. Доступ к атрибутам классов общих данных может быть получен при использовании сервисов, определение которых приведено в МЭК 61850-7-2. Такие классы общих данных в настоящем стандарте использованы с целью определить классы сопоставимых данных.

Для достижения функциональной совместимости необходимо иметь четкое определение всех данных модели данных с позиции синтаксиса и семантики. Семантика данных выражается в основном в именах, присваиваемых логическим узлам, и данных, которые в них содержатся, что определено в настоящем стандарте. Функциональная совместимость представляется легкодостижимой, если как можно большее количество данных определено в качестве обязательных. В связи с применением различных принципов и технических характеристик в настоящем стандарте установленные значения приняты произвольными. После того как будет наработан некоторый опыт по серии стандартов МЭК 61850, это решение может быть пересмотрено в исправленной версии или при следующей переработке настоящего стандарта.

Наличие данных с полным определением семантики представляет собой только один из элементов, необходимых для достижения функциональной совместимости. Поскольку данные и сервисы содержатся в интеллектуальных электронных устройствах (IED), требуется соответствующая модель устройств, помимо совместимых сервисов, отражающих специфику конкретной предметной области (см. МЭК 61850-7-2).

Определения имен совместимых логических узлов и имен элементов данных, которые представлены в настоящем стандарте и имеют отношение к семантике, приняты как неизменяемые. Применительно к синтаксису определения типов всех классов данных - это абстрактные определения, представленные в МЭК 61850-7-2 и МЭК 61850-7-3. Не все свойства логических узлов перечислены в настоящем стандарте. Например, наборы данных и журналы регистрации рассмотрены в МЭК 61850-7-2.

Настоящий стандарт описывает информационную модель устройств и функций, относящихся к приложениям подстанций. В частности, в нем представлены совместимые имена логических узлов и имена элементов данных для осуществления связи между интеллектуальными электронными устройствами (IED). Сюда входит соотношение между логическими узлами и данными.

Имена логических узлов и имена элементов данных, определения которых приведены в настоящем стандарте, представляют собой часть модели класса в соответствии с МЭК 61850-7-1, охарактеризованной в МЭК 61850-7-2. Имена, определения которых приведены в настоящем стандарте, использованы для составления ссылок на иерархические объекты, необходимые для осуществления связи между IED-устройствами подстанций и питающих линий. В настоящем стандарте использованы соглашения о присвоении имен, содержащиеся в МЭК 61850-7-2.

Во избежание частных несовместимых правил расширения в настоящем стандарте определены нормативные правила присвоения имен для множественных экземпляров и частных расширений классов логических узлов (LN) и имен элементов данных.

В приложении A все правила (с представлением примеров) приведены:

- для множественных экземпляров классов логических узлов при использовании идентификатора (ID) экземпляра LN (логического узла);

- для множественных экземпляров данных при использовании идентификатора экземпляра данных;

- в целях выбора данных, которые не входят в логический узел (LN), из полного набора имен элементов данных;

- в целях создания новых классов логических узлов и имен элементов данных.

В приложении B приведены примеры, касающиеся:

- применения логических узлов в сложных ситуациях, таких как схемы защиты линий;

- множественных экземпляров логических узлов, имеющих разные уровни функциональности.

Настоящий стандарт не содержит инструкций. Рекомендуется сначала ознакомиться с МЭК 61850-5 и МЭК 61850-7-1, а также МЭК 61850-7-3 и МЭК 61850-7-2. В настоящем стандарте вопросы, связанные с реализацией, не рассмотрены. Взаимосвязь между настоящим стандартом и МЭК 61850-5 рассмотрена в приложении C.

Настоящий стандарт предназначен для применения при описании моделей устройств и функций оборудования подстанций и питающих линий. Принципы, представленные здесь, могут быть также использованы для описания моделей устройств и функций в целях обмена информацией:

- между подстанциями;

- между подстанцией и пунктом управления;

- между электростанцией и пунктом управления;

- при распределенном производстве энергии;

- при распределенной системе автоматического управления;

- для снятия показаний.

На рисунке 1 представлен общий обзор настоящего стандарта.

Нижеприведенные нормативные документы представляют собой неотъемлемую часть настоящего стандарта. Для датированных ссылок применяют только ту версию, на которую имеется ссылка. Для недатированных ссылок применяют последнее издание указанного нормативного документа (включая все поправки).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие нормативные документы:

МЭК 60255-24 Электрические реле. Часть 24. Общий формат для обмена динамическими данными (COMTRADE) для энергосистем [IEC 60255-24, Electrical relays. Part 24. Common format for transient data exchange (COMTRADE) for power systems]

МЭК 61000-4-7 Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4. Методы проведения испытаний и измерений. Раздел 7. Общее руководство по измерению гармоник и интергармоник и измерительная аппаратура для систем энергоснабжения и связанного с ними оборудования (IEC 61000-4-7 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 7: General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation for power supply systems and equipment connected thereto)

МЭК/TS 61850-2 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 2. Словарь терминов (IEC/TS 61850-2 Communication networks and system in substations - Part 2: Glossary)

МЭК 61850-5 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 5. Требования связи к функциям и моделям устройств (IEC 61850-5 Communication networks and systems in substations - Part 5: Communication requirements for functions and device models)

МЭК 61850-7-1 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-1. Основная структура связи для подстанций и линейного оборудования. Принципы и модели (IEC 61850-7-1 Communication networks and systems in substations - Part 7-1: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Principles and models)

МЭК 61850-7-2 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-2. Основная структура связи для подстанций и линейного оборудования. Абстрактный интерфейс сервиса связи (ACSI) [IEC 61850-7-2 Communication networks and systems in substations - Part 7-2: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Abstract communication service interface (ACSI)]

МЭК 61850-7-3 Сети и системы связи на подстанциях. Часть 7-3. Основная структура связи для подстанций и линейного оборудования. Классы общих данных (IEC 61850-7-3 Communication networks and systems for power utility automation - Part 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment - Common data classes)

В настоящем стандарте использованы термины с соответствующими определениями, приведенные в МЭК/TS 61850-2 и МЭК 61850-7-2.

Следующие краткие формы терминов использованы для создания объединенных имен элементов данных. Например, термин ChNum состоит из двух компонентов: Ch, который обозначает Channel (канал), и Num, который обозначает Number (номер). Таким образом, сочетание означает "номер канала".

Логические узлы сгруппированы, как показано в таблице 1. Буква перед именами логических узлов обозначает группу, к которой принадлежит логический узел. При моделировании одной ступени (например, коммутаторы или измерительные трансформаторы) необходимо создавать один экземпляр на одну ступень.

Примечание - Другие технические комитеты рекомендуют использовать следующие обозначения: H - гидроэнергетика; F - топливные элементы; W - ветровая электростанция; O - солнечная электростанция; B - аккумуляторная батарея; N - электростанция.

Заголовки таблицы логических узлов пояснены в таблице 2.

Все имена атрибутов (имена элементов данных) перечислены в алфавитном порядке в разделе 6. Для удобства при чтении данные классов логических узлов сгруппированы по указанным ниже категориям. При такой группировке возможно частичное дублирование.

- Информация об общих логических узлах

Это информация, которая не зависит от специализированных функций, представленных классом логического узла. Обязательные данные (M) являются общими для всех классов логических узлов; дополнительные данные (O) действительны для соответствующих подмножеств классов логических узлов.

- Информация о статусе

Это данные, которые показывают либо состояние процесса, либо состояние функции, назначенной для класса логического узла.

Такая информация выдается по месту и не может быть изменена дистанционно, если нет подходящей замены.

Данные, такие как start (пуск) или trip (отключение), перечислены в этой категории. Большинство этих данных обязательные.

- Параметры настройки

Это данные, которые необходимы для того, чтобы функция действовала. Поскольку многие параметры настройки зависят от реализации функции, стандартизован только общепринятый минимум таких параметров. Они могут быть изменены дистанционно, но, как правило, это происходит редко.

- Измеренные значения

Это аналоговые данные, измеренные в ходе процесса или рассчитанные при выполнении функции, такие как значения тока, напряжения, мощности и т.п. Такая информация выдается по месту и не может быть изменена дистанционно, если нет подходящей замены.

- Данные по управлению

Это данные, которые изменяются с помощью команд, таких как команды изменения состояния коммутационного оборудования ON/OFF (включить/отключить), положения устройства РПН или счетчиков со сбросом. Как правило, они изменяются дистанционно и во время работы претерпевают более значительные изменения, чем параметры настройки.

- Показания приборов

Это аналоговые данные, которые представляют результаты измерения величины, выполненного в течение определенного времени, например измерения энергии. Данная информация выдается по месту и не может быть изменена дистанционно, если нет подходящей замены.

В настоящем подразделе приведено определение информации, относящейся к системе. Сюда входит информация об общих логических узлах (например, управление режимом логического узла, информация, указанная в паспортной табличке, информация о счетчике переключений), а также информация, касающаяся физического устройства (LPHD), на основе которого реализуются логические устройства и логические узлы. Данные логические узлы (LPHD или общие логические узлы) не зависят от конкретной предметной области. Все остальные логические узлы зависят от конкретной предметной области, но наследуют обязательные или дополнительные элементы данных от системных логических узлов.

Все классы логических узлов, которые определены в настоящем стандарте, наследуют свою структуру от класса абстрактных логических узлов (LN, см. рисунок 2), определение которых приведено в МЭК 61850-7-2. Помимо класса Physical Device Information (информация о физическом устройстве) (LPHD) все классы логических узлов (LLN0 и логические узлы, зависимые от предметной области), определенные в настоящем стандарте, наследуют, по крайней мере, обязательные элементы данных общего логического узла (общие LN).

В настоящем стандарте логический узел (LN) рассмотрен в целях моделирования общих вопросов физических устройств.

Классы совместимых логических узлов, определение которых приведено в настоящем стандарте, представляют собой конкретные объекты данного класса общих логических узлов.

При конкретизации данного класса общих логических узлов наследуются все данные, наборы данных, блоки управления и сервисы, которые определены как обязательные. Для дополнительных элементов данных существует три возможных варианта конкретизации:

- не наследовать данные элементы;

- наследовать данные элементы и оставить их в качестве дополнительных;

- наследовать данные элементы и определить их как обязательные.

Данный логический узел (LN) следует использовать для рассмотрения общих вопросов логических устройств.

В данном подразделе рассмотрено моделирование логических узлов для выполнения функций защиты и функций, связанных с защитой, и показана взаимосвязь между МЭК 61850-5 и определениями класса логических узлов в соответствии с настоящим стандартом (см. таблицу 3).

- Если в рамках одной функции предусмотрено выполнение нескольких шагов (например, для реле с покрытием нескольких зон), каждый шаг должен представлять собой отдельный экземпляр логического узла. Примером служит (n-е число зон) или узел PTOV (2 шага).

- Следует использовать многочисленные экземпляры, если логические узлы (LN) одного и того же класса работают параллельно с различными группами параметров настройки.

- Если необходимо использовать различные способы измерения, такие как измерение фазы или контура заземления, каждый из них должен быть представлен экземпляром одной и той же базовой функции. Примером служит логический узел PTOC (используемый для фазы или контура заземления в соответствующих экземплярах).

- Определение логических узлов приведено в МЭК 61850-5 на основании требований к защите, однако в целях моделирования некоторые логические узлы были разделены (см. таблицу ниже).

- Логические узлы, взятые из МЭК 61850-5, смоделированы с использованием совокупности логических узлов, определенных в настоящем стандарте (см. таблицу ниже).

- Для моделирования сложных устройств и схем защиты добавлены другие логические узлы (см. следующие пункты). В качестве примера для защиты линий используется логический узел PSCH для объединения выходов множественных логических узлов защиты.

- Функции защиты предоставляют (если это применимо) данные Str (пуск), включая информацию о направлении. В случае выполнения функции защиты, в которой информация о направлении не предоставляется, при передаче следует указывать неизвестное (unknown) направление. Данные Str (пуск) суммируются с помощью логического узла PTRC.

- Если в данных Srt (пуск) предоставляется неправильное направление, то направленная защита может быть смоделирована без элемента направления логического узла RDIR. Если необходимы какие-либо параметры настройки, предоставляемые логическим узлом RDIR, то следует использовать логический узел RDIR.

- Функции защиты предоставляют (если это применимо) данные Op (срабатывание) без информации о направлении. Данные Op определяются с помощью логического узла PTRC. В результате этого формируются данные Tr (реальное отключение). Таким образом, между каждым логическим узлом защиты и узлом выключателя XCBR должен быть логический узел PTRC.

См. МЭК 61850-5 (логические узлы PLDF, PNDF, PTDF, PBDF, PMDF, и PPDF). Данный логический узел (LN) используется для всех видов дифференциально-токовой защиты. Необходимо оформить подписку для получения требуемых выборок по току на соответствующее приложение.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Решение о выполнении операций основано на соглашении по сигналам о направлении тока короткого замыкания (далее - КЗ) ото всех сенсорных устройств КЗ направленного действия (например, реле направленного действия), расположенных рядом с участком короткого замыкания. Сравнение направлений мощности линий выполнено с помощью PSCH.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Начальное фазное значение и начальное значение нулевой последовательности - это минимальные пороговые значения, при которых должно быть начато измерение полного сопротивления в зависимости от характеристик функции расстояния, представленной алгоритмом и определяемой параметрами настройки. Параметры настройки заменяют график данных при их использовании в качестве характеристики в некоторых логических узлах защиты.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PDPR). Данный логический узел используется для той части PDPR, где выполняется защита при избыточной мощности. Помимо этого, используется PDOP для моделирования функции защиты при обратной избыточной мощности (IEEE, номер функции устройства 32R, см. IEEE 32R.2), когда режим DirMod установлен в режим обратного направления мощности.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PDPR). Данный логический узел (LN) используется для той части PDPR, где выполняется защита при минимальной мощности.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PFRQ). Данный логический узел (LN) используется для моделирования скорости изменения частоты в узле PFRQ. Для выполнения каждого шага следует использовать один экземпляр.

Данный логический узел (LN) используется для представления данных по подавлению гармоник в дифференциальной защите трансформатора (см. PDIF) в соответствующем узле. Может существовать множество конкретных экземпляров данного логического узла с различными параметрами настройки, а именно с различными данными по подавлению гармоник - HaRst.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Данный логический узел используется только в случае высокого импеданса при пробое изоляции.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Данный логический узел используется только в случае мгновенно действующей максимальной токовой защиты.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PMSU). Данный логический узел используется для моделирования той части соответствующего логического узла на основе узла PMSU, которая выполняет функцию защиты двигателя от перегрева во время его пуска.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PMSU). Данный логический узел (LN) используется для моделирования той части соответствующего логического узла на основе узла PMSU, которая выполняет функцию защиты двигателя от превышения времени пуска/блокировки ротора во время пуска.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PPFR). Данный логический узел (LN) используется в той части PPFR, которая выполняет функцию защиты от превышения коэффициента мощности.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Данная функция используется для моделирования режима защиты генераторов при выходе из синхронизма.

Данный логический узел (LN) используется для моделирования логической схемы координирования функции защиты линий. Схема защиты позволяет выполнять обмен между выходами operate различных функций и состояний защиты в схемах защиты линий. Сюда входят данные по телезащите, если таковая применима. В этом случае необходимо выполнить подписку на все соответствующие данные.

Общее описание направленной защиты от замыкания на землю приведено в МЭК 61850-5. Данный логический узел (LN) используется для управления направленной защитой в сетях с компенсированной и изолированной нейтралью. Использование элемента данных operate необязательно, поскольку зависит как от основных принципов защиты, так и от возможностей измерительного трансформатора. В сетях с компенсированной нейтралью данную функцию часто называют ваттметрической направленной защитой от замыкания на землю. Для получения большой точности измерения тока замыкания на землю в сетях с компенсированной нейтралью может потребоваться компенсация угла сдвига фазы, что реализуется в соответствующем логическом узле TCTR.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Данный логический узел (LN) используется для обнаружения (start) неустойчивого замыкания на землю в сетях с компенсированной нейтралью.

Условие C: Следует использовать, по крайней, мере один элемент данных информации о статусе (Str, Op).

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PTOC). Данный логический узел (LN) используется для моделирования направленной максимальной токовой защиты с выдержкой времени (PDOC/IEEE 67). Конкретная максимальная токовая защита с выдержкой времени (также и PTOC/IEEE 51) моделируется с помощью PTOC и выбора соответствующего графика.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PFRQ). Данный логический узел (LN) используется для моделирования той части PFRQ, где выполняется максимальная токовая защита. Для выполнения каждого шага следует использовать один экземпляр.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Для некоторых приложений, таких как контроль обмоток трансформатора, выполненных соединением "звезда" или "треугольник", элемент данных operate допускается не использовать.

Данный логический узел (LN) используется для соединения выходов operate одной или нескольких защитных функций в общий выход trip, чтобы выдать команду отключения на узел XCBR. В дополнение к этому или в качестве альтернативы любое сочетание выходов operate функций защиты может быть объединено в новый выход operate узла PTRC.

Условие C: Следует использовать, по крайней мере, один элемент данных информации о статусе (Tr, Op).

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логические узлы PROL, PSOL). Логический узел PTTR используется для выполнения всех функций защиты от перегрева. В зависимости от алгоритма в логическом узле представляются данные либо по температуре, либо по току (тепловая модель). Данные по температуре представляются также и в других логических узлах, например температура горячего участка в логическом узле YPTR или температура газовой изоляции в логическом узле SIMG.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PUCP). Данный логический узел используется для той части PUCP, в которой осуществляется минимальная токовая защита. Та часть функций логического узла PUCP, где осуществляется защита по минимальной мощности, уже реализована с помощью узла PDUP. Необходимо использовать различные экземпляры для фазы и для нулевой последовательности.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. При использовании соответствующего графика рабочих характеристик логический узел PTUV функционирует как реле напряжения нулевой последовательности.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PPFR). Данный логический узел (LN) используется в той части PPFR, которая выполняет функцию защиты при снижении коэффициента мощности.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5 (логический узел PFRQ). Данный логический узел (LN) используется для моделирования той части PFRQ, где выполняется защита при понижении частоты. Для выполнения каждого шага следует использовать один экземпляр.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5. Один экземпляр логического узла PVPH используется на шаге выполнения защиты.

Описание данного логического узла (LN) приведено в МЭК 61850-5.