Международная электротехническая комиссия (МЭК). Смотреть что такое "МЭК" в других словарях Означает мэк

Международная электротехническая комиссия (МЭК) является основной международной организацией по стандартизации в области электрических, электронных технологий и всех связанных с этой областью технологий, включая разработку и производство датчиков температуры. МЭК была основана в Лондоне в 1906 г. Первым президентом МЭК был знаменитый британский ученый лорд Келвин. В ее состав входят представители 82 стран (60 стран - полноправные члены, 22 страны - ассоциированные члены). Россия, Украина и Белоруссия являются полноправными членами МЭК. Представители НК РФ входят в состав многих технических комитетов и рабочих групп МЭК. Стандарты по температурным датчиках разрабатываются в основном в рамках ТК 65В/РГ5 (SC 65B - Measurement and control devices, WG5 - Temperature sensors and instruments). На базе НК РФ МЭК создана Российская группа экспертов по температуре (РГЭ), задачей которой является активное участие в разработке стандартов МЭК по температуре. Подробности - в разделе РГЭ . Вся информация о действующих и вновь разрабатываемых стандартах МЭК получена с портала МЭК: www.iec.ch

Действующие стандарты:

Об участии Российских специалистов в разработке стандартов МЭК - в разделе

Рисунок 1. Принципы работы Международной электротехнической комиссии (МЭК). Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Задолго до возникновения лидера международной стандартизации – ISO была создана Международная электротехническая комиссии (МЭК). Это событие произошло в американском Сент-Луисе в 1906 году.

Замечание 1

В настоящее время МЭК является старейшей международной научно-технической организацией, чей авторитет распространяется на все экономически развитые страны мира.

Неправительственная Международная электротехническая комиссия сегодня объединяет под своим крылом более 60 мировых держав. Одни из создателей организации был знаменитый британский ученый-физик Уильям Томсон (Кельвин). Он являлся первым президентов МЭК.

Цели и задачи МЭК

Замечание 2

Главной целью создания и существования интернациональной организации стало содействие межгосударственному сотрудничеству по стандартизации в области электротехники.

Содействие осуществлялось в отношении электроники, электроакустических систем, в области магнетизма и электромагнетизма, удаленной связи, мультисредств, в том числе при выработке и распределении электроэнергии. Сотрудничество предполагало содействие в сфере использования общей терминологии, символов, графических изображений, электромагнитной совместимости, безопасности, измерений, а также защиты окружающей среды.

В задачи Международной электротехнической комиссии входило:

• поиск оптимального и эффективного ответа на требования мирового рынка;
• использование на максимальном уровне собственных стандартов, включая схемы соответствия во всем мире;
• улучшение и оценка качества изделий и услуг при помощи разработки новых стандартов;
• создание условий для взаимодействия комплексных систем;
• гарантия роста эффективности в развитии промышленных процессов;
• создание новых методов по совершенствованию безопасности жизнедеятельности людей;
• создание перспективных способов по защите окружающей среды.

Все эти задачи осуществляются при помощи издания специальных публикаций – стандартов. Региональные и национальные организации могут использовать публикации в обеспечении собственной стандартизации. Это в значительной степени улучшило качество выпускаемой продукции, скорректировало технологические процессы, повлияло на эффективность и развитие мировой торговли.

Работу МЭК полностью признали во Всемирной торговой организации. Нормативные документы МЭК используются в качестве основы для многих региональных и национальных стандартов, что необходимо для преодоления возникающих технических барьеров в международной торговле.

Структура МЭК

Международная электротехническая комиссия активно участвует в работе по стандартизации и при этом использует две основные формы. МЭК формирует национальные комитеты, которые имеют полное право голоса. Они являются действительными членами организации. Партнеры – это национальные представители тех стран, которые обладают ограниченным составом ресурсов. Они имеют ограниченное право на голос. Не могут голосовать только ассоциированные члены МЭК. Они находятся в статусе обозревателей, что дает им возможность присутствовать на заседаниях комиссии.

Замечание 3

СССР стал полноправным участником МЭК в 1921 году. Сегодня правоприемником СССР является Россия. На заседаниях организации присутствует представитель от Госстандарта РФ.

Высшим органом, который осуществляет руководство МЭК, является Совет. Управление работой МЭК осуществляют:

• исполнительные комитеты;
• консультативные органы;
• Президент;
• помощник Президента МЭК;
• вице-президенты;
• казначей;
• Генеральный секретарь.

Совет призван формировать политику МЭК, а также строить долгосрочные планы и финансовые задачи.

Совет является законодательным органом и собирается на заседания примерно раз за год. Правление Совета – исполнительный орган МЭК, поэтому он управляет всей работой комиссии. Правление подготавливает документы для Совета, рассматривает различные предложения и занимается при необходимости основанием консультативных органов.

Правление Совета отдает распоряжения четырем консультативным комитетам управления:

1. Президентский консультативный комитет по будущим технологиям информирует главу МЭК о новых технологических решениях, которые требуется рассмотреть в качестве предварительных работ по стандартизации.
2. Комитет финансов осуществляет функции управления разработкой стандартов, в том числе вопросами о создании или роспуске технических комитетов.
3. Комитет действий направляет работу 200 технических комитетов и подкомитетов, а также 700 рабочих групп.
4. Комитеты маркетинга и коммерческой политики.

Деятельность МЭК

Непосредственной деятельностью в МЭК занимаются технические комитеты. Они отвечают за разработку различных стандартов, которые применяются в зоне ответственности организации. В работе технических комиссий МЭК могут принимать участие национальные комитеты стран-участников организации, если они заинтересованы в результате деятельности по опубликованию определенных стандартов.

Международные нормативы в области электротехники служат основой для национальной стандартизации и выступают как рекомендации при составлении международных предложений и контрактов. Все публикации МЭК оформляются на двух официальных языках международной организации – английском и французском. Национальные комитеты стран-участников готовят собственные издания.

Новые стандарты формируются во время нескольких стадий подготовки. На предварительной стадии идет определение необходимости и актуальности разработки нового стандарта. Продолжительность предварительной стадии обычно не превышает двух месяцев. На стадии предложения изучаются документы в технических комитетах. Продолжительность стадии – 3 месяца. Затем в пределах рабочей группы проходит подготовительный этап, в ходе которого идет разработка рабочего проекта стандарта.

На стадии запроса проект нового стандарта на двух языках предоставляется для изучения и корректировки всем национальным комитетам. Они должны утвердить документ и направить для одобрения в центральный офис организации. После одобрения проводится публикация нового стандарта. Он должен быть опубликован не позже двух месяцев с момента одобрения правлением.

МЭК сотрудничает со многими международными организациями. Наибольшее значение имеет сотрудничество МЭК с Международной организацией по стандартизации ISO.

Релейная защита. МЭК 61850

Продолжаем цикл публикаций «Релейная защита. МЭК 61850», в рамках которого будут рассмотрены все части стандарта и описываемых им протоколов (начало цикла - см. ).
Члены рабочей группы 10 Технического комитета 57 «Управление электроэнергетическими системами и сопутствующие технологии обмена информацией» МЭК, занимающейся разработкой стандарта, Алексей Олегович Аношин и Александр Васильевич Головин сегодня рассказывают о структуре документа.

СТАНДАРТ МЭК 61850
Структура документа

Основной набор глав стандарта МЭК 61850 первой редакции был опубликован в 2002-2003 гг. В 2003-2005 гг. 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.

Виды документов МЭК

Прежде всего определим терминологию. В Международной электротехнической комиссии различают следующие виды документов:

• International Standard (IS) - Международный стандарт;
• Technical Specification (TS) - Технические требования;
• Technical Report (TR) - Технический отчет.

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» .

Технические требования (TS)
Технические требования приближаются к Международному стандарту в части детализации и полноты и публикуются в тех случаях, когда стандарт находится в разработке или когда для официального принятия международного стандарта не достигнуто необходимое согласие.

Технический отчет (TR)
Технический отчет содержит информацию, отличающуюся от той, что обычно публикуется в международных стандартах. Например, данные, полученные из исследований, проведенных среди национальных комитетов, результаты работы других международных организаций или данные по передовым технологиям, полученные от национальных комитетов и имеющие отношение к предмету стандарта.
TR носят чисто информативный характер и не выступают в качестве нормативных документов.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ ГЛАВЫ СТАНДАРТА МЭК 61850

Рассмотрим содержание глав стандарта по порядку.

IEC/TR 61850-1 ред. 1.0. Введение и общие положения
Эта глава выпущена в виде технического отчета и служит введением в серию стандартов МЭК 61850.

Установлены базовые принципы, положенные в основу системы автоматизации, работающей в соответствии с МЭК 61850.

Определена трехуровневая архитектура системы автоматизации, включающая уровень процесса, уровень присоединения и уровень станции. Изначально стандартом была определена лишь система автоматизации в рамках одного объекта, а связи между несколькими подстанциями (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 ПС. Внутри каждого из уровней, а также между уровнями описана структура информационного обмена.

Рис.1. Уровни и логические интерфейсы на подстанциях

Перечень интерфейсов и их назначение.

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 рамках уровня присоединения.
4. Передача мгновенных значений тока и напряжения от измерительных преобразователей (уровень процесса) к 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 описаны:

• концепция моделирования данных;
• концепция наименования данных с представлением логических узлов, объектов и атрибутов данных;
• набор абстрактных коммуникационных сервисов;
• язык описания конфигурации системы.

Описание стандарта здесь представлено в достаточно сжатом виде и предназначено лишь для ознакомительных целей.

IEC/TS 61850-2 ред. 1.0. Термины и определения
Содержит глоссарий терминов, сокращений и аббревиатур, используемых в контексте автоматизации подстанций в серии стандартов МЭК 61850.

IEC 61850-3 ред. 1.0. Общие требования
Является единственной главой из серии, которая определяет требования к физическому оборудованию. В числе таких требований в первую очередь описаны требования к электромагнитной совместимости устройств, к допустимым условиям работы, надежности и т.п.

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 расчет наработки до отказа системы в целом.

IEC 61850-4 ред. 2.0. Системный инжиниринг и управление проектами
Определяет все субъекты, участвующие в реализации системы автоматизации ПС, и распределение ответственности между ними. Так, установлены следующие участники: заказчик в виде электроэнергетической компании, проектная организация или проектировщик, монтажно-наладочная организация и производитель оборудования и программных инструментов.

Документ также содержит базовые принципы выполнения проекта, наладки и испытаний, дает концепцию распределения различных функций между программными и аппаратными инструментами.

IEC 61850-5 ред. 1.0. Требования к функциям и устройствам в части передачи данных
Детализирует концептуальные принципы разделения системы автоматизации на уровни, описанные в первой главе, а также расшифровывает концепцию 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 трех 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).

Также нормированы допустимые временные задержки для различных видов сигналов, включая дискретные сигналы, оцифрованные мгновенные значения токов и напряжений, сигналы синхронизации времени и т.п.
Следует отметить, что во второй редакции пятой главы, официальная публикация которой намечена на осень 2012 года, 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
В главе 6 представлен 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 четких правил формирования файлов формата SCL, а также простоты проверки правильности их составления была разработана XSD-схема. 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 ее 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 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 этих данных. Седьмой раздел стандарта определяет подходы к моделированию систем и данных в виде классов. Все 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
Введены базовые методы моделирования систем и данных, представлены принципы организации передачи данных и информационные модели, используемые в других частях МЭК 61850-7.

Описан принцип представления физического устройства со всеми имеющимися в нем функциями в виде набора логических устройств, состоящих в свою очередь из набора логических узлов. Также представлена технология группировки данных в наборы данных с последующим назначением этих данных на коммуникационные сервисы.

В данной главе дано описание принципов передачи данных, осуществляющейся 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)
Описывается так называемый «абстрактный коммуникационный интерфейс» для систем автоматизации электроэнергетических объектов.

В главе приводятся схемы классов и сервисов передачи данных. Концептуальная схема связей классов приведена на рис. 2. Подробнее об этой схеме будет рассказано в одной из будущих публикаций в рамках рубрики.

Рис. 2. Базовая модель классов ACSI

В главе рассматриваются свойства каждого из классов, а в разделе сервисов передачи данных представлена связь указанных классов с возможными сервисами, такими как отчеты, журналы событий, чтение/запись данных или файлов, многоадресная рассылка и передача мгновенных значений.

Таким образом, здесь в абстрактном виде подробно определена вся структура коммуникаций, начиная от описания самих данных как класса и заканчивая сервисами для их передачи.

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 их которых в свою очередь описан определенным классом. В главе 7-3 описаны все возможные классы данных и классы атрибутов данных.

Классы данных включают несколько групп для:

• описания информации о состоянии;
• описания измеренных значений;
• управляющих сигналов;
• дискретных параметров;
• непрерывных параметров;
• описательных данных.

Эти классы позволяют моделировать всевозможные данные в рамках системы автоматизации ПС с целью дальнейшего обмена этими данными между устройствами и системами.

По сравнению с первой редакцией, 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 использующихся за рамками систем автоматизации ПС.

IEC 61850-7-4 ред. 2.0. Основная структура коммуникаций - Классы логических узлов и объектов данных
Описывает информационную модель устройств и функций, относящихся к ПС. В частности, она определяет имена логических узлов и данных для передачи данных между устройствами, а также взаимосвязь логических узлов и данных.

Имена, определенные в документе, используются для построения иерархических ссылок на объекты с целью дальнейшего обращения к данным при коммуникациях. Здесь также применяются правила формирования имен, определенные главой 7-2.

Все классы логических узлов имеют наименования, состоящие из четырех букв, причем первая буква в названии класса логического узла указывает на группу, к которой он относится (табл. 1).

Табл. 1. Перечень групп логических узлов

Указатель группы	Наименование группы
	Автоматическое управление
	Зарезервировано
	Диспетчерское управление
	Распределенные источники энергии
	Зарезервировано
	Функциональные блоки
	Общие функции
	Гидроэнергетика
	Интерфейсы и архивирование
	Зарезервировано
	Механическое и неэлектрическое оборудование
	Системные логические узлы
	Учет и измерения
	Зарезервировано
	Зарезервировано
	Функции защиты
	Контроль качества электрической энергии
	Функции защиты
	Диспетчерское управление и мониторинг
	Измерительные трансформаторы и датчики
	Зарезервировано
	Зарезервировано
	Ветроэнергетика
	Коммутационные аппараты
	Силовые трансформаторы и связанные функции
	Иное электротехническое оборудование

a: Логические узлы этих групп существуют в выделенных ИЭУ при условии что используется шина процесса. Если шина процесса не используется, 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.

Технический отчет IEC/TR 61850-7-510 дает пояснения к 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 путем назначения абстрактных коммуникационных сервисов (ACSI) на протокол MMS и кадры ISO/IEC 8802-3, протоколы для обмена как 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 счет 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 отчетов и журналов с удаленных устройств.

В этой главе, помимо протокола MMS, рассматривается назначение данных, требующих быстрой передачи. Семантика этого протокола определена в МЭК 61850-7-2.

Также в документе описывается синтаксис протокола, определяется назначение в кадры данных и процедуры, относящиеся к использованию ИСО/МЭК 8802-3. Указанный протокол известен специалистам как протокол GOOSE. За счет того, что данные в этом протоколе назначаются непосредственно в кадр Ethernet, минуя модель OSI и в обход стека TCP, передача данных в нем 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 61850-9-2 ред. 2.0. Назначение на определенный коммуникационный сервис - Передача мгновенных значений по интерфейсу IEC 8802-3
Рассматривает методы передачи мгновенных значений от ТТ и ТН по интерфейсу IEC 8802-3, то есть определяется назначение класса сервиса передачи мгновенных значений от измерительных ТТ и ТН МЭК 61850-7-2 на протокол ISO/IEC 8802-3.

Эта глава распространяется на измерительные трансформаторы тока и напряжения с цифровым интерфейсом, устройства сопряжения с шиной процесса и интеллектуальные электронные устройства (ИЭУ) с возможностью приема 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 определяет его взаимосвязь с классом данных 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 четко 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 пользователей 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 оборудование. Однако следует понимать, что данный документ сам по себе не является стандартом, а лишь конкретизирует требования МЭК 61850-9-2.

IEC 61850-10 ред. 1.0. Проверка соответствия
Определяет процедуры испытаний на соответствие устройств и программного обеспечения требованиям стандарта и спецификаций, в частности, 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
Потребность в данной главе определена необходимостью интеграции систем на базе МЭК 61850 с системами, работающими по МЭК 61850-5-101 и -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 ПС. 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 ПС, в связи с чем 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 отчет 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, 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 этого TR 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 отчет также представляет профили для маршрутизации пакетов GOOSE (МЭК 61850-8-1) и SV (МЭК 61850-9-2).

РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ ДОКУМЕНТЫ МЭК 61850

В настоящее время разрабатывается еще 21 документ, которые войдут в состав серии стандартов МЭК 61850. Большая их часть будет опубликована в форме технических отчетов:

• 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 ПС, 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 технологии 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 этот стандарт будет иметь всё большее практическое распространение.

ЛИТЕРАТУРА

1. Implementation Guideline for Digital Interface to Instrument Transformers Using IEC 61850-9-2. UCA International Users Group. Modification Index R2-1.

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. На рисунке 1 показана эмблема МЭК.

Рисунок 1. Эмблема МЭК

Большинство стран-членов МЭК представлены в ней своими национальными организациями по стандартизации (Россию представляет Ф.А. по Т.Р. и М.), 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.

В настоящее время разработано свыше 5200 стандартов, технических отчетов, рекомендаций. Следует отметить важность проводимых МЭК работ по установлению требований безопасности для бытовых электроприборов и машин. В связи с различным подходом к обеспечению безопасности в разных странах ТК 61 «Безопасность бытовых электроприборов» выпущено более 40 МС, устанавливающих требования практически ко всем электробытовым приборам и машинам. Разработка МС в этой области имеет особенно важное значение в связи с созданием в МЭК системы сертификации электробытовых приборов и машин на соответствие их МС МЭК.

В перспективе, по прогнозу отдельных специалистов, деятельность МЭК и ИСО будет постепенно сближаться: на первом этапе - это разработка единых правил подготовки МС, создание совместных ТК (такой опыт имеется по вопросам информационной технологии), а на втором этапе - возможное слияние, тем более что большинство стран представлено в ИСО и МЭК одними и теми же органами - национальными организациями по стандартизации.

Актуальной задачей является сокращение сроков подготовки МС ИСО и МЭК, так как в настоящее время разработка их занимает в среднем четыре-пять лет. Тенденция к сокращению сроков морального старения продукции, необходимость оперативного реагирования на запросы международной торговли в стандартах ставят задачу резкого сокращения сроков разработки МС. Все чаще начинает практиковаться процедура обсуждения проектов МС в рамках телеконференций. В отличие от традиционных заседаний рабочих органов по стандартизации, на которые командируются специалисты из разных стран, телеконференции могут проводиться чаще, организованнее и оперативнее. По оценкам специалистов, проведение телеконференций экономит 80% средств и 60% времени, затрачиваемых на разработку МС в рамках традиционных процедур.

Структура МЭК

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 Технических комитетов и Подкомитетов 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 (рисунок 2).

Рисунок 2. Схема структуры МЭК

Настоящее время является периодом прорыва в сфере развития цифровых технологий, наряду с этим исключением не является электротехническое оборудование, работу которого все время пытаются усовершенствовать производители. Все новые разработки должны соответствуют международному стандарту качества ИСО, но, тем не менее, отечественные производители были заинтересованы в собственном стандарте качества и такой был создан – это МЭК 61850, который характеризует системы и сети электроподстанций.

Предистория создания стандарта МЭК 61850

Компьютерные технологии идут нога в ногу с электрическими сетями, от надежности которых зависит их дальнейшая эффективная функциональность. В 2003 году новый отечественный стандарт, о котором идет речь, был представлен как необходимость современности, хотя его целесообразность оговаривалась еще в далеких шестидесятых. Основная суть, заложенная в стандарт, заключается в применении специальных протоколов, с помощью которых удается управлять электрическими сетями, как таковыми. Именно за счет их внедрения удается сегодня выполнять слежку за беспрерывным функционированием всех электросетей.

Внедрение на практике стандарт МЭК 61850 привело к тому, что разработчики компьютерного оборудования стали уделять внимание не только его модернизации, но и способствовать созданию систем, которые позволяют быстро и качественно выявить возможные неполадки, с которыми сталкивается конечный пользователь компьютерной техники.

Испытание стандарта МЭК 61850

Применяемый протокол стандартизации прошел испытание в восьмидесятых годах. Тогда были протестированы такие его модификации, как МЭК 61850-1, она оказалась безрезультатной. В отечественный просторах было остановлено испытание, а вот в западной Европе эту модификацию взяли за основу создания протокола UCA2, который приобрел весьма широкую популярность в девяностых годах.

Как работает отечественный стандарт МЭК 61850?

Давайте немного поговорим о том, что же на самом деле представляет собой МЭК 61850 и как он работает. Люди, начинающие осваивать компьютер вряд ли знают, что это такое.

Основная суть стандарта заключается в том, что в эксплуатируемую подстанцию внедряется микропроцессорный чип, обуславливающий передачу данных о работоспособности всей системы на центральный пункт, называемый терминалом, который и осуществляет основное управление сетью. Речь идет о высокоскоростном соединении. Иными словами, осуществляется сцепление чипа с ЛВС ближайшего типа.

Так называемая DAS – система сбора информации работает на основе 64-битной передачи, при этом используется определенный алгоритм зашифровки данных. На протяжении испытаний было установлено, что эти условия работы системы в принципе тоже являются весьма уязвимыми. Эта уязвимость имеет глобальный характер. Поломка в одном месте выводит из строя всю линию, как в сюжетах интересных американских триллеров. Если уж гаснет свет, то во всем квартале сразу.

Управлять электросетями, благодаря протоколу стандарта МЭК 61850 можно посредством любого источника извне, почему будет рассмотрено немного ниже. Ну, а сейчас перейдем к системным требованиям протокола МЭК 61850.

Отечественный стандарт управления электросетями – основные системные требования

Рассматриваемый протокол был широко применим в линиях телефонной связи, то есть сигнал передавался посредством них непосредственно к центру. Сегодня разработки шагнули далеко вперед. Современные модели чипов передают данные независимо от провайдеров, которые и предоставляют стандартную услугу подключения к той или иной линии связи.

Встроенный в систему чип работает на основании собственного протокола, не привязываясь к общепринятому стандарту TCP/IP. Однако это еще не все особенности отечественного стандарта управления сетями.

Так вот сам стандарт и является протоколом передачи данных, который использует чип, он имеет при этом защищенное соединение. То есть он может беспрепятственно подключаться к Интернету, мобильной связи и прочим видам передачи данных. Используемый специфический способ передачи данных стал востребованным в наши дни, как никогда ранее.

В настройках протокола передачи данных задействованы параметры безопасные параметры прокси-серверов.

Сфера применения стандарта МЭК 61850

Где применим на практике созданный стандарт? Естественно, что согласно требованиям ГОСТ он не может быть практически применен в обычной трансформаторной будке. Для этого как минимум нужно было бы обеспечить наличие системы ввода-вывода БИОС и коммуникацию для передачи данных.

Но вот если применять чип в центре управленческого элемента общей сетью, то можно получить доступ к функционалу абсолютно всех электростанций, которые включены в сеть. Если показать это на примере, то лучшим вариантом является фантастический фильм «Земное ядро», в сюжетной линии которого хакеру удается вывести из строя все электростанции, отвечающие за подпитку ядра планеты.

Многие могут спросить о том, причем здесь фантастика. Однако именно о таком фантастическом функционале и подмывали создатели стандарта МЭК 61850, хотя на эту тему впрямую вряд ли кто-то говорит. Но примитивный механизм работы оного показывает именно такую модель действий. Благодаря внедрению такой виртуализации можно было бы избежать многих земных катастроф, с которыми пришлось столкнуться человечеству в современное время. Да хотя бы оценить масштабы катастрофы, произошедшей на Чернобыльской атомной электростанции. Ведь ее можно было бы избежать, если в систему еще тогда был внедрен, пусть и примитивный, стандарт МЭК 61850-1.

Последствия происшествия оказались куда масштабнее, чем предполагалось. Сегодня мало кто уже вспоминает о трагедии, но она все равно продолжает действовать, ведь период распада плутония и урана не происходит за несколько десятков лет.

А вот применение стандарта могло позволить избежать катастрофы, если бы он был вовремя внедрен в системы станции.

Как происходит моделирование реальных протоколов, их преобразование

Все сети являются проводными. Но сами железные провода не передают никаких сигналов. Для этой цели в систему встраиваются специальные ретрансляторы, которые способны принимать информацию и ее расшифровывать. Вот по этому принципу и работает стандарт МЭК 61850.

Прием сигнала является простейшим действием. Но для того, чтобы его расшифровать, требуется немало усилий.

При использовании в сети протокола МЭК 61850 для расшифровки сигналов используются такие системы как P3A, SCADA, называемые системами визуализации. Они применяют проводные средства для считывания получаемых сигналов, поэтому основными протоколами, обуславливающими их работу, являются MMS, GOOSE, которые не имеют ничего общего с мобильным трафиком.

Сперва в ход вступает MMS, после чего наступает очередь GOOSE, что в итоге дает возможность сделать информацию отображаемой благодаря Р3А.

Конфигурации подстанций – основные виды

Подстанции, работающие с рассматриваемым протоколом, должны обладать минимальным набором элементов для передачи сигналов. А это ничто иное, как использование физического устройства с логическими модулями. То есть само устройство должно концентрировать информацию за счет шлюза или некого посредника, передающего данные. Так называемые логические узлы перераспределения информации могут относиться к определенному классу, это могут быть:

• автоматизированные системы управления (А);
• измерительные системы (М);
• управление телеметрическое (С);
• параметры настройки или модули общего функционала (G);
• архивация данных или средства установки связи (I);
• системные сегменты (L);
• датчики (S);
• трансформаторные подстанции (Т);
• коммуникационная блочная аппаратура (Х);
• защита (P);
• сеть защитных элементов (R)…

При внедрении протокола МЭК 61850 при создании сетевых линий применимо меньшее количество проводов и кабеля, что является приемлемым преимуществом его использования. Однако, несмотря на возможность расшифровки данных и своевременную их передачу, на практике все же удается не всю информацию считать даже при использовании современных программных приложений. Разработчики МЭК 61850 считают, что это временная актуальна задача, решение которой найдется в скором времени.

Программное обеспечение стандартного протокола

Несмотря на некоторое несовершенство сопоставления стандарта МЭК с современными программными приложениями, это не дает повода не использовать его эффективно в операционных системах любого вида и даже в мобильной, заметьте. Почему используют МЭК? Да потому что он дает возможность тратить на обработку поступающей информации гораздо меньше времени, чем это происходило без него. Речь идет о простейшей информации локальных сетей с последующей ее расшифровкой. Такие системы очень широко применимы и главный их недостаток – высокая стоимость, поскольку они применяют оборудование Р3А, то есть считаются так называемыми микропроцессорными системами.

Все, о чем говорилось выше – это сплошная теория фактов, как же все работает на самом деле?

Тестирование работы МЭК 61850 на практике

Давайте детально разберем принцип работы МЭК на конкретном примере, чтобы в итоге понять смысл и необходимость его применения.

Давайте возьмем за основу силовую подстанцию, обладающую трехфазным питанием и несколькими измерительными входами, к примеру, двумя. Пусть стандартный логический узел называется MMXU. В таком случае мы имеем дело с MMXU1 и MMXU2.

Каждый из них может включать еще и некий дополнительный префикс. Основные элементы, которые будут входить в каждый из узлов:

• подсчет выполняемых операций (OpCnt);
• определение местоположения в сети – удаленного или локального (Loc);
• оператор сети (Pos);
• включение блокировки (BlkCls);
• отключение блокировки (BlkOpn);
• срабатывание режима переключения (CBOpCap).

Итак, мы имеем дело с системой модифицированной версии 7-3, конфигурация которой имеет ряд признаков:

• наличие одной контрольной точки;
• ограничения функционала;
• расширенное определение наделенных параметров системы.

Логический процесс обработки информации системой – приема и ее расшифровки – включает такие составляющие, как качество (q), время (t) и свойства (stVal). В итоге выходит подключение типа Ethernet, которое использует эффективно протоколы TCP, IP с интерпретацией информации в MMS, что дает в итоге информацию считать в виде визуализированных данных.

Стандартный протокол МЭК 61850 – это абстрактная модель обработки и передачи информации, как таковой. Но именно он является основой всех происходящих в сети процессов передачи информации. А это позволят электронным чипам видеть все устройства создаваемых и существующих сетей, даже те, которые подключены к системе энергосбережения.

Теория создания протокола заключается в том, что используемый механизм можно преобразовать в любой тип электронных данных, если речь идет о стандарте MMS и ISO 9506. Почему тогда на практике речь зашла именно о новом стандарте МЭК? Оказалось, что именно МЭК снижает затраты времени при необходимости передачи и расшифровки любых данных. Тогда как привычные методики являются более трудоемкими и бюджетнозатратными.

Верификация данных – ответы на основные вопросы

Применение стандарта МЭК подразумевает не только прием и передачу зашифрованной информации. Встраиваемые в энергосети электронные чипы позволяют выполнять обмен информационными данными и на уровне подстанций, и на уровне центральных систем управления, и даже между собой, если задействовать специальное дополнительное оборудование в сети.

К примеру, чип считывает данные о сите напряжения на определенном участке. На основе получаемой информации другие участки сети либо отключают питание, либо пытаются выпрямить напряжение, задействуя для этого специальные резервы. Успешность этого мероприятия все же в большей мере зависит от уровня скачка напряжения. Если стандарт 220 Вольт или 230 Вольт по европейским меркам, то допустимый предел изменений либо 15 %, либо 5% соответственно. Теперь становится понятным, почему импортная техника при незначительным по нашим меркам перепадам напряжения выходит из строя.

Естественно, что конечный потребитель электроприборов не имеет защиты от таких казусов, поскольку практически в каждом дворе эксплуатируется трансформаторная будка советских времен, которая ничего общего с чипам не имеет и иметь не может.

Отечественные энергосбыты не могут широко применять существующий отечественный протокол МЭК 61850, хотя он уже существует в силу несовершенного оборудования линий электропередача. Причем речь идет не просто о несовершенстве оборудования, но и возможном банкротстве оных при внедрении системы, которая урежет большую часть потребления населением электротехнической продукции. Вот вам и вся невыгода внедрения и реализации стандарта на практике как такового.

Подведем итоги

Теоретически сам отечественный стандартный протокол прост, но практически – очень сложен. Проблемы заключаются не в отсутствии необходимого совершенного программного обеспечения, а в том, что вся сегодня работающая энергосистема страны функционирует по принципам советского времени и совсем не приспособлена к каким-либо изменениям. Если придется менять что-то в отношении повсеместного распространения МЭК, то придется менять абсолютно все и вся.

В придачу к этому добавляется низкая квалификация тех лиц, которые обслуживают все участки энергоснабжения, поэтому что-то говорить о повсеместном внедрении электроники пока что очень рано. Менталитет наших электриков – устранять проблемы как можно позже и причем некачественно, обеспечивая постоянный рабочий процесс – сегодня, завтра, послезавтра…

Если бы на практике был применим стандарт МЭК, то причина поломок устранялась именно в месте поломки, а все остальные участки оставались жизнеспособными. А так выполняется отключение всего микрорайона или города.

Для конечного потребителя энергоресурса МЭК 61850 – это беспрерывное энергоснабжение. Представляете, что такое в принципе возможно? При этом о перепадах напряжения в сети можно было бы забыть навсегда. А это сохранение работоспособности бытовой и компьютерной техники, которые очень чувствительны к таким вот непредсказуемым сюрпризам электросетей. Тогда бы речь ни шла об эксплуатации бесперебойников питания, стабилизаторов напряжения в принципе.

Сейчас люди сталкиваются не только с поломками бытовой техники в результате скачков напряжения тока, но и с выходом проводки по всему дому.

Но пока идут теоретические и практические дебаты целесообразности расширения горизонтов внедрения отечественного протокола МЭК 61850, никто не предпринимает никаких телодвижений в направлении что-то сдвинуть с места, а конкретно изменить систему энергоподачи электричества на корню.

Сам протолок МЭК рассчитан на эффективный поиск участков поломок и устранение дефектов в пределах оных, не затрагивая иные участки энергосетей. Логический принцип стандарта вполне понятен, то при этом понятна и логика того, почему так мало уделяется внимания его внедрению в жизнь.

На данный момент рассчитана как выгода его применения, так и будущие убытки, связанные с его внедрением. Пока что стандартному устою энергопредприятий этот протокол весьма невыгоден. От его реализации выигрывает лишь конечный потребитель энергоресурса.