Интерфейс IEEE C37.94 и другие — непрозрачные особенности прозрачных стандартов

Сигналы управления релейно-защитной автоматикой (РЗА) все чаще передаются через синхронные (SDH) или плезиохронные (PDH) цифровые сети связи. Применение для этой цели выделенных каналов волоконно-оптической связи является не только слишком дорогостоящим, но еще и недостаточно надежным решением. Не всегда у энергетической компании есть возможность обеспечить резервный канал связи, разнесенный в пространстве с основным. А вот у оператора связи такое резервирование предусмотрено.

Пример резервирования каналов в SDH сети оператора связи
Пример резервирования каналов в SDH сети оператора связи

Встают задачи максимально точной передачи данных от мультиплексора цифровой системы передачи информации (ЦСПИ) к аппаратуре РЗА и в противоположном направлении, а также обеспечения сопряжения ЦСПИ и РЗА. Интерфейсы, которые используются для решения данной задачи, являются прозрачными, т. е. не требуют изменения характеристик передаваемых через них сигналов и структуры данных. Теоретически это должно обеспечивать передачу сигналов переключения на резервную ЛЭП практически мгновенно.

Единая технологическая сеть связи электроэнергетики в России
Единая технологическая сеть связи электроэнергетики в России

В России пока нет норм на параметры каналов РЗА по ЦСПИ, поэтому получить возможность использования каналов оператора связи для нужд защитной автоматики можно, лишь произведя измерения параметров оборудования и линий связи. Принципиальный вопрос при выборе измерительной аппаратуры — какие интерфейсы она должны иметь. И здесь мы сталкиваемся с проблемой отсутствия некоторых стандартов.

Преимущества и недостатки IEEE C37.94

Наилучший вариант физической реализации линии связи — оптоволокно, которое не подвержено помехам от ЛЭП.

Интерфейс IEEE C37.94 представляет собой попытку стандартизации обмена информации между мультиплексором и РЗА. Соответствующий стандарт был опубликован еще в 2002 году. Передача стандартизирована для скоростей N*64 кбит/с, где N = 1 … 12.

IEEE C37.94 предусматривает связь на расстояние до 2 км с использованием многомодового оптоволокна. Такое оптоволокно стоит недорого, его рабочая длина волны составляет, как правило, 850 нм, что упрощает построение приемопередающих модулей. Для обнаружения и исправления ошибок добавляется избыточность в виде дополняющего бита для каждого передаваемого байта. Из-за низкой помехоустойчивости такой системы требуется точно устанавливать уровень передаваемого в оптоволокне сигнала.

На базе IEEE C37.94 производителями оборудования были созданы интерфейсы, использующие одномодовое оптическое волокно. Дальность передачи в этом случае достигает 150 км, что позволяет использовать линию IEEE C37.94 вместо обычной цифровой линии связи. Такие варианты интерфейса не стандартизированы.

IEEE C37.94 фактически стандартизирует только стык между РЗА и аппаратурой связи, в том числе и структуру фрейма для передачи данных. Но он, к сожалению, не стандартизирует построение мультиплексора. Поэтому нет гарантии совместимости на канальном уровне. Если на противоположных концах ЦСПИ стоит оборудование стандарта IEEE C37.94 от разных производителей, то возможны сбои в передаче информации от одного комплекта оборудования РЗА к другому.

Мультиплексоры доступа от ведущих зарубежных производителей часто поставляются со встроенной поддержкой IEEE C37.94. Но в современных условиях питающие подстанции могут иметь разных собственников, которые вольны выбирать закупаемое оборудование. В итоге, для нормальной работы систем IEEE C37.94 собственникам приходится взаимно согласовывать закупку оборудования. Это ограничивает их возможности в области конкуренции, так как, вместо того, чтобы приобретать оборудование для наиболее эффективных решений, собственник вынужден подлаживаться под оборудование, имеющееся на других подстанциях.

Ситуацию осложняет и тот факт, что, в отличие от США, где IEEE C37.94 принят как национальный стандарт, в России такого стандарта вообще нет. Поэтому соответствующие контролирующие органы не могут обязать производителей оборудования IEEE C37.94 поставлять в нашу страну продукты, совместимые друг с другом. А ведь именно поддержка  IEEE C37.94 в оборудовании ведущих зарубежных компаний и является главным аргументом в пользу выбора данной технологии российскими электроэнергетическими компаниями.

К другим недостаткам IEEE C37.94 можно отнести отсутствие поддержки в транспортных мультиплексорах SDH, а также невозможность реализации каналов с топологией типа «точка — несколько точек» средствами интерфейса, встроенного в мультиплексор.

Проблемы, свойственные IEEE C37.94, обычно решаются одним из двух способов. Первый — использование внешних модулей, реализующих интерфейс IEEE C37.94. К мультиплексору они подключаются через один из распространенных электрических интерфейсов, например, E1. Одним из производителей таких модулей является российская компания «Юнител-Инжиниринг». Собственникам подстанций гораздо легче договориться о закупке однотипных недорогих внешних модулей, чем координировать закупки мультиплексоров. Второй способ заключается в применении медиаконверторов одного из популярных электрических интерфейсов (E1, G703.1), чтобы можно было использовать оптоволокно.

Электрические интерфейсы

Интерфейс G.703.1 обеспечивает передачу информации на скорости 64 кбит/с по витой паре. Используется трехуровневое кодирование, при этом, если поменять местами провода в паре, то на передачу сигнала это никак не повлияет. Предусмотрено при необходимости помехоустойчивого кодирования CRC. Данный интерфейс наилучшим образом подходит к сетям PDH, но на этом его преимущества заканчиваются. Имеются те же проблемы, что и у IEEE C37.94: не стандартизированы мультиплексоры, не гарантируется совместимость оборудования разных производителей, нет поддержки интерфейса в транспортных мультиплексорах SDH.

Интерфейс E1 позволяет передавать информацию на скорости N*64 кбит/c, где N = 1 … 31. Как и в G.703.1, применяется трехуровневое кодирование. Опционально можно использовать помехоустойчивое кодирование CRC-4. Поддержка реализована как в SDH, так и в PDH мультиплексорах. Главное преимущество — стандартизация схемы мультиплексирования, что обеспечивает совместимость оборудования от разных производителей. Каналы связи могут строиться с топологией не только «точка-точка», но и «точка — много точек».

Заключение

Greenlee Datascout 1G
Greenlee Datascout 1G

Исходя из вышеизложенного, прибор для тестирования пригодности использования системы связи с РЗА, должен поддерживать работу с интерфейсами IEEE C37.94, G.703.1 и E1. Когда-то такие приборы существовали только в стационарном исполнении, соответственно, на место измерений приходилось доставлять целую лабораторию. Теперь же сотрудникам электроэнергетических и телекоммуникационных компаний доступен прибор Greenlee Datascout 1G в компактном и прочном корпусе. Это устройство, помещающееся в кармане рабочей спецовки, поддерживает перечисленные протоколы. Причем, если по каким-то причинам такая “всеядность” пока не требуется, можно сэкономить, приобретя вариант поддерживающий только один-два протокола. При возникновении новых задач за дополнительные деньги приобретаются дополнительные опции, пользователь сам вводит электронные ключи, активирующие программные модули, реализующие поддержку протоколов, отсутствовавших в базовом варианте. Никаких изменений в аппаратной части прибора при этом не производится. О том, как использовать Greenlee Datascout 1G в электроэнергетике, мы подробно расскажем в следующей статье.

Если вам нужна профессиональная консультация по Greenlee Datascout 1G, просто отправьте нам сообщение!

Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

Смотрите также:

 

Последние новости

21.11.2024

В след за тестерами АКБ Kongter BT-301, BT-302 и BT-3915 , которые были внесены в государственный реестр средств измерений (СИ) Российской Федерации в августе, очень скоро в реестре СИ появятся и нагрузочные блоки Kongter K-900. На данный момент выполнено 90% процентов всех необходимых испытаний.

24.10.2024

Сигнальные шары-маркеры (СШМ) играют важную роль в обеспечении безопасности воздушных линий электропередач (ЛЭП). Их основная задача — визуально обозначать линии для летательных аппаратов и других объектов, предотвращая аварии. Однако, не все сигнальные шары одинаково надежны и долговечны. Ключевую роль здесь играет материал, из которого они изготовлены.

23.10.2024

До конца года объявляем грандиозную распродажу на весь складской запас муфт холодной усадки, изоляционных материалов и огнезащитных материалов бренда ИМАГ. Сэкономьте до 25% при покупке!

23.08.2024

Тестеры АКБ Kongter BT-301, BT-302 и BT-3915 внесены в государственный реестр средств измерений Российской Федерации (регистрационный номер 92906-24).

28.06.2024

Для практического использования аккумуляторов имеют значение те измерения, которые были проведены под нагрузкой. Подключить к источнику питания конкретный прибор — не выход, поскольку параметры этого прибора в общем случае не калиброваны.

16.05.2024

В целях повышения квалификации работников промышленных предприятий в области монтажа электротехнического оборудования ЧОУ ДПО "ТУЛЬСКИЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР "ЭНЕРГЕТИК" провел соревнования по установке муфт холодной усадки.

21.02.2024

В этот раздел включены некоторые часто задаваемые вопросы (FAQ), которые обычно возникают у пользователей при выборе и эксплуатации нагрузочных блоков Kongter K-900. Эта информация поможет ближе познакомиться с нагрузочными блоками постоянного тока и более эффективно использовать оборудование для тестирования АКБ.  

15.02.2024

Комплекты муфт холодной усадки ИМАГ для одножильных и трехжильных кабелей со сплошной изоляцией на напряжение до 35 кВ успешно прошли испытания и получили сертификат соответствия требованиям ГОСТ 34839-2022.

31.01.2024

Обучение по установке муфт холодной усадки ИМАГтм на 6/10 кВ в компании ООО "Газпромнефть Энергосистемы" подразделения Приобскнефть.

28.12.2023

Плотность энергопотребления в современных мегаполисах постоянно растет. Поэтому сейчас активно внедряются кабельные распределительные сети на напряжение 20 кВ. Стоимость сети на 20 кВ (включая оборудование) всего на 25% выше, чем у сети 10 кВ. Но зато на одной и той же площади при равном суммарном энергопотреблении требуется вдвое меньше подстанций на 20 кВ, чем на 10 кВ, что с лихвой окупает расходы.