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

18.08.2023

Основная задача блока нагрузки постоянного тока - тестирование различных источников электропитания: АКБ, блоков питания, преобразователей напряжения, регуляторов и стабилизаторов напряжения, солнечных батарей, генераторов и других устройств. Нагрузочный блок является, по сути, программируемой (динамической) нагрузкой.

12.04.2023

Когда идёт речь о вопросах безопасности людей предпочтительнее использовать методики измерений, хорошо зарекомендовавшие себя на протяжении десятилетий. Применительно к заземлению таким методом является измерение сопротивления с помощью комбинации амперметра и вольтметра (рекомендуемый ГОСТ Р 50571.16-2007). Иногда такой метод называют «трёхпроводным» (или «трёхзажимным»). Существует и более точная его модификация, именуемая «четырёхпроводным» («четырёхзажимным») методом. Как правило, оба метода могут быть реализованы в одном измерительном приборе.

27.03.2023

Требуется защита кабельных соединений от перегрева? У нас есть решение!  Огнестойкий мат изготовлен из органической керамической силиконовой резиновой композитной ленты и фарфорового неорганического материала, который придает изделиям защитные свойства: проявляет теплопроводность при комнатной температуре и теплоизоляцию при высокой температуре

01.03.2023

Для полного понимания влияния ветра (или принудительной конвекции) на поверхность необходимо понимать основной принцип теплопередачи. Тепловая энергия всегда перемещается из точки с более высокой температурой в точку с более низкой температурой, за исключением случаев, когда другая сила изменяет направление этого движения.

12.02.2023

Одним из важнейших параметров аккумуляторной батареи является объем энергии, который она может запасать/отдавать определенной нагрузке или, другими словами, емкость аккумуляторной батареи. Для проверки реальной емкости аккумуляторных батарей наиболее эффективным является метод разрядки батареи с помощью специального прибора - блока нагрузки. Чтобы оценка состояния АКБ была выполнена верно, очень важно выбрать правильную модель блока нагрузки для вашего конкретного случая. Прочитать подробнее о методе разрядки АКБ вы можете в нашей предыдущей статье. Чтобы помочь вам выбрать правильную модель блока нагрузки, у Kongter есть несколько рекомендаций.

02.02.2023

Компания «СвязьКомплект» начинает прием заказов на поставку трассоискателей известного мирового производителя RIDGID. Трассоискатели RIDGID – незаменимые инструменты при поиске различных подземных коммуникаций (трасс кабелей, трубопроводов), а также при проведении земляных работ. Узнай больше...

25.01.2023

Компания «СвязьКомплект» начинает поставки тепловизоров Guide Sensmart, внесенных в Госреестр СИ. В номенклатуре недорогие портативные модели, тепловизоры для смартфона, а также высокоэффективные профессиональные тепловизионные камеры (до 2000°C).

29.11.2022

Блок нагрузки переменного тока – это часть электрического испытательного оборудования, используемого для имитации электрической нагрузки для тестирования источника электроэнергии без подключения его к нормальной рабочей нагрузке. Во время тестирования блок нагрузки подключается к выходу источника питания, такого как электрогенератор, аккумулятор или фотоэлектрическая система, вместо его обычной нагрузки. Блок нагрузки обеспечивает поддержание параметров нагрузки с характеристиками, аналогичными стандартной рабочей нагрузке тестируемого прибора, в то же время рассеивая выходную мощность, которая в нормальном режиме потребляется нагрузкой.

27.10.2022

Компания «СвязьКомплект» начинает продажи муфт холодной усадки для кабельных линий среднего напряжения 6/10-35 кВ. Муфты производятся под маркой «ИМАГ» и поставляются на замену аналогичной продукции компании 3М.

20.09.2022

Воздушные ЛЭП весьма уязвимы для всевозможных воздействий. Но наиболее распространенным видом аварий на них являются однофазные замыкания на землю (ОЗЗ). Так называют вид повреждения, при котором одна из фаз трехфазной системы замыкается на землю или предмет, электрически связанный с землей. По статистике, на ОЗЗ приходится до 90% всех электрических повреждений ЛЭП.