Спосіб реалізації цифровізації релейного захисту та автоматики для електроенергетичних об'єктів розподілення з напругою 6-10 кВ

Abstract

У статті представлено нову концепцію проектування централізованої багатоканальної системи управління середньовольтовими розподільними пристроями, основна інновація якої полягає в інтеграції алгоритмів первинної та резервної релейної захисту в обчислювальну інфраструктуру підстанції, а саме в резервний або дублюючий серверний блок, відомий як Front-End Controller. Ця архітектура спрямована на підвищення економічної ефективності та практичної експлуатації рішень з релейного захисту та автоматизації для енергетичних компаній та операторів електромереж. Запропонований підхід особливо застосовний до найпоширеніших типів розподільних мереж середньої напруги, а також до систем електропостачання на промислових підприємствах. Завдяки переміщенню логіки захисту з розподілених апаратних реле до центрального обчислювального вузла, система забезпечує більш гнучке впровадження сучасних адаптивних алгоритмів релейного захисту та автоматизації, що полегшує їх інтеграцію в сучасну енергетичну інфраструктуру. Крім того, це рішення сприяє впровадженню технологій, що відповідають стандарту IEC 61850, забезпечуючи взаємодію та стандартизацію між системами автоматизації. У статті наведено детальну оцінку надійності та експлуатаційних характеристик запропонованої централізованої системи релейного захисту та автоматизації, яка призначена для виконання всіх основних функцій захисту середньовольтних розподільних пристроїв, включаючи захист ліній та шин. The paper presents a new concept for designing a centralized multi-channel control system for medium-voltage switchgear, the main innovation of which is the integration of primary and backup relay protection algorithms into the substation's computing infrastructure, namely, into a backup or redundant server unit known as the Front-End Controller. This architecture is aimed at improving the cost-effectiveness and practical operation of relay protection and automation solutions for energy companies and grid operators. The proposed approach is particularly applicable to the most common types of medium-voltage distribution networks, as well as to power supply systems at industrial enterprises. By moving the protection logic from distributed hardware relays to a central computing node, the system provides a more flexible implementation of modern adaptive relay protection and automation algorithms, which facilitates their integration into modern energy infrastructure. In addition, this solution promotes the implementation of IEC 61850-compliant technologies, ensuring interoperability and standardization between automation systems. The paper presents a detailed evaluation of the reliability and performance characteristics of the proposed centralized relay protection and automation system, which is designed to perform all the main protection functions of medium-voltage switchgear, including line and busbar protection.