RTU och fjärrkontroll

C, <A S'VCIM.3 t- KRAFTNÄT ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE NK, Kontrollanläggning VAR BETECKNING TR02-04-3 DATUM 2013-12-13 SAMRAD AS, AFS, DP, I TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA 9 FASTSTÄLLD RTU och fjärrkontroll 1/11

Uppdateringar Utgåva Ändringsnot Datum H Ny dokumentmall 2008-07-14 9 Helt omarbetad 2013-12-13 2/11

Innehåll 1 Allmänt... 5 2 Funktionskrav... 5 2.1 Allmänt... 5 2.2 Övervakning... 5 2.3 Tidssynkronisering... 6 2.4 Kommunikation med överordnat system... 6 2.5 Strömförsörjning... 6 2.6 Stationsbuss... 6 2.7 Processinterface... 6 2.7.1 Indikeringar... 6 2.7.2 Mätvärden... 7 2.7.3 Manövrar... 7 2.7.4 Börvärden... 7 2.8 Konfiguration och backup... 7 2.9 IT-säkerhet... 8 3 Tekniska krav... 9 3.1 Övervakning... 9 3.2 Tidssynkronisering... 9 3.3 Kommunikation med överordnat system... 9 3.4 Strömförsörjning... 9 3.5 Stationsbuss... 9 3.6 Processinterface... 9 3.6.1 Tidskrav... 9 3.6.2 Ingångar... 10 3.6.3 Utgångar... 10 3.7 IT säkerhet... 10 4 Utformning... 11 4.1 Allmänt... 11 4.2 Standard och generella krav... 11 4.3 Montage... 11 3/11

5 Bilaga 1... 11 5.1 Objektsförteckning... 11 4/11

1 Allmänt Detta dokument innehåller krav på ändutrustningen i Svenska Kraftnäts fjärrkontrolloch datainsamlingssystem. Ändutrustningen ibland även kallad Remote Terminal Unit (RTU) benämns i detta dokument som utrustningen och ska hantera kommunikation mot Svenska Kraftnäts överordnade system så väl som underordnat system i kontrollanläggningen. Ett underordnat system kan bestå av antingen ett i utrustningen integrerat processinterface, som normalt är kopplat till en TFP-plint, eller en stationsbuss enligt standarden IEC 61850. Kommunikationen går över DDN som är ett TCP/IP baserat nätverk som knyter ihop Svenska Kraftnäts överordnade system ex. driftcentraler och stationer. Utrustningen ska förmedla manöver och börvärden till lokala kontrollobjekt, samt ta emot indikeringar och mätvärden från lokala givare för vidaresändning till överordnat system. 2 Funktionskrav 2.1 Allmänt Utrustningen får vara utformad på olika sätt men följande generella krav gäller: I enkelt utförande ska den vara oberoende av lokalt HMI för manöver av apparater och automatiker mm. I ett dubblerat utförande med hot standby får samma utrustning innehålla flera funktioner som t.ex. Gateway, HMI, signallistor och larmhantering. Denna utrustning får även innehålla eget processinterface. 2.2 Övervakning Det ska finnas inbyggd övervakningsfunktion för att kontrollera både hård- och mjukvara. Övervakningen ska även omfatta kommunikation med överordnat och underordnat system. All information om fel eller onormala tillstånd, även övergående, ska kunna sparas i utrustningen och överföras till överordnat system, stationens HMI och reservlarmsändare. 5/11

Information om följande fel ska kunna överföras: Hård och mjukvarufel Kommunikationsfel med överordnat system ska ge kommunikationsfel till reservlarmsändare Vid kommunikationsfel med underordnat system ska berörda objekt gammalmärkas mot överordnat system 2.3 Tidssynkronisering Det ska vara möjligt att synkronisera tiden mot lokal tidserver uppsatt inom stationen eller med central tidsserver på DDN. Utrustningen ska kunna användas som lokal tidsserver för eventuellt processinterface anslutet via stationsbuss. Vid utebliven tidssynkronisering ska utrustningen ge larm. 2.4 Kommunikation med överordnat system Kommunikation med överordnat system ska ske enligt protokollet IEC 60870-5-104 edition 2. Hur protokollet tillämpas finns beskrivet i Svenska Kraftnät Interoperability Specification for IEC 60870-5-104. Minst 8 samtidiga anslutningar ska kunna upprättas till utrustningen från överordnat system i dubblerat och redundant utförande. 2.5 Strömförsörjning Utrustningen ska kunna strömförsörjas med likspänning. Samma matningsdon bör kunna hantera flera inspänningar och enkelt kunna bytas ut vid reparation eller för att anpassa utrustningen till en annan spänning. 2.6 Stationsbuss Utrustningen ska kunna kommunicera med befintlig stationsbuss. 2.7 Processinterface Vid fel som påverkar ingång, digital eller analog, så ska motsvarande status sättas i telegram till överordnat system. 2.7.1 Indikeringar Indikeringar är antingen enkla eller dubbla. Exempel på enkelindikeringar är felsignaler. Dubbelindikeringar erhålls från två indikeringar, där den ena är till och den andra är från. Mellanläge uppträder om båda kontakterna är i läge från, medan felläge uppträder om båda kontakterna är i läge till. Exempel på dubbelindikeringar är brytarindikeringar. Utrustningen ska kunna hantera insignaler, som har en varaktighet av minst 5 ms så att information inte går förlorad vid kortvariga förändringar av läge på indikeringarna, t.ex. vid snabbåterinkoppling av brytare. 6/11

Det ska vara möjligt att gruppera felsignaler i utrustningen. För att filtrera bort fel av övergående natur och med kort varaktighet ska alla felsignaler kunna tidsfördröjas. Tidsfördröjningen ska vara individuellt valbar för samtliga signaler. Tidsmärkning av felsignaler ska vara tidpunkten då felet inträffar, d.v.s. före tidsfördröjningen. Fjärrsignaler ska ha samma tidsfördröjning som motsvarande lokala felsignaler. Felsignaler ska kunna överföras separat eller grupperade till driftcentralen. Grupper ska kunna väljas fritt, oberoende av strukturen på det lokala felsignalsystemet. Om en felsignalgrupp är aktiverad och det aktiveras en ny felsignal i samma grupp, ska grupplarmet tillfälligt upphöra några sekunder så att mottagaren blir uppmärksammad på att en ny felsignal har aktiverats. Grupperna ska vara felföljande, dvs. upphör ett fel i stationen ska grupplarmet återgå automatiskt. 2.7.2 Mätvärden Analoga och digitala mätvärden ska rapporteras med valbart integrerande dödband. Mätvärden för storheter som bestäms av mätetal och riktning, t.ex. effekter, deffinieras som positiva i riktning mot skenan. 2.7.3 Manövrar Manöverutgångar ska vara utformade för att styra mellanreläer som ingår i kontrollanläggningen. Utrustningen ska hantera både enstegsmanöver och tvåstegsmanöver. Vid tvåstegsmanöver ska det säkerställas att endast den utgång som adresseras i telegram från överordnat system aktiveras. 2.7.4 Börvärden Börvärden ska överföras till kontrollanläggningen via stationsbuss. 2.8 Konfiguration och backup Det ska vara möjligt att via ett centralt installerat system konfigurera och säkerhetskopiera hela systemet. Finns separat processinterface anslutet ska detta hanteras av samma programvara. Aktuell konfigurering ska kunna importeras i konfigureringsverktyg och därefter åter kunna laddas efter utförda ändringar. Konfigureringsverktyg ska kunna installeras i en standard PC. 7/11

En mall hur objektsförteckning kan utföras samt omfattning på de signaler som ska överföras finns i bilaga 1. Med den som grund ska leverantören av utrustningen ta fram en databaslista över aktuella objekt. Databaslistan för beställarens programmering av överordnat system ska som ett minimum innehålla: Revisionsnot där det framgår vilka punkter och vad som ändrats Signalernas littera/namn på objektet Status på digitala indikeringar Eventuella skalfaktorer, storhet samt min och max värdes begränsningar Protokolladress enligt Svenska Kraftnät Interoperability specification for IEC 60870-5-104 Signalbehandling så som t.ex. signalinvertering eller omformning av enkelindikering till dubbelindikering bör inte förekomma men ska dokumenteras om det förekommer Microsoft Excel 2010 ska användas för dessa listor 2.9 IT-säkerhet Generellt gäller TR4-02 och i de fall kraven däri inte kan realiseras ska undantagen hanteras enligt rutinen i samma dokument. Utöver dessa krav ska även följande funktioner implementeras: Portbaserad autentisering End-to-end kryptering Säker autentisering med unika användarnamn och lösenord Det får inte förekomma någon form av bryggning, nätadressöversättning eller routing mellan olika nätverksinterface för stationsbuss och DDN Det ska vara möjligt att begränsa vilken trafik som accepteras av nätverksinterfacet kopplat till DDN genom att i utrustningen konfigurera IP-adresser inklusive nätmask och port 8/11

3 Tekniska krav 3.1 Övervakning Vid fel i utrustningen ska felsignal erhållas lokalt med fri larmkontakt och via stationsbussen. Vid kommunikationsfel med överordnat system i mer än 2 minuter, ska felsignal aktiveras lokalt med fri larmkontakt samt larm via stationens HMI. Vid kommunikationsfel med underordnat system i mer än 2 minuter, ska felsignal aktiveras lokalt med fri larmkontakt, om möjligt via stationens HMI samt via fjärr. 3.2 Tidssynkronisering Det ska vara möjligt att tidsmärka händelser med en noggrannhet på minst ±5 ms. Utrustningen ska stödja synkronisering med NTP, med möjlighet att konfigurera minst två olika tidsservrar. Vid utebliven tidssynkronisering ska den interna klockans tidsavvikelse vara mindre än 2 min/år. 3.3 Kommunikation med överordnat system Utrustning i dubblerat utförande ska ha en Ethernet (100BASE-TX) kommunikationsport per system för anslutning till DDN. För utrustning i enkelt utförande ska det finnas minst två Ethernet (100BASE-TX) kommunikationsportar för anslutning till DDN. 3.4 Strömförsörjning Matningsspänningen ska normalt vara 48V DC. 3.5 Stationsbuss Utrustningen ska kunna integreras mot stationsbussar enligt standarden IEC 61850. Vid överföring av börvärden ska IEC 61850 MMS användas. 3.6 Processinterface 3.6.1 Tidskrav Maximala hanteringstider mellan det att en ingång påverkats till dess att detta rapporteras till överordnat system, eller från det att en manöver mottagits till dess att utgångskontakt växlat redovisas i Tabell 1. För en Gateway gäller hanteringstider från mottagande av datatelegram till sändning. 9/11

Tabell 1 Maximal hanteringstid Typ Tid [s] Indikering: 1 Manöver: 1 Mätvärden: 1 Börvärden 1 3.6.2 Ingångar Samtliga ingångar ska vara galvaniskt isolerade och indikeringar och digitala mätvärden hämtas från fria kontakter i kontrollanläggningen. Signalspänning ska normalt kunna väljas till 48V DC. Ingångarna ska även ha filter för undertryckning av kontaktstudsar (nominellt värde 5 ms). Filtret bör även kunna användas för att undertrycka signaler kortare än en sekund och ska då vara inställbart per ingång. Den totala onoggrannheten för det analoga mätsystemet, bestående av ingångskort och A/D-omvandlare, får om ej annat anges högst vara ±0,2 % av max mätvärde. En utrustning med analoga ingångar ska kunna hantera analoga signaler med följande mätområden: ±10 ma, ±20 ma, 4 20 ma, 0 ±5 V, 0 ±10 V. Om mätvärdet är definierat som 4-20 ma och insignalen understiger 3 ma ska mätvärdet rapporteras som felaktigt. Dödbandet för både analoga och digitala mätvärden ska vara integrerande och inställbart ned till 0,1 %. 3.6.3 Utgångar Manöverutgångar ska vara utförda som slutkontakter som är galvaniskt skilda från interna spänningskretsar och kan matas med extern manöverspänning. Manöverpulsens längd ska vara justerbar (nominellt värde 500 ms). Utgångar för börvärden ska vara kodade i BCD- eller binärkod. När ett nytt värde läggs ut på utgångskortet ska en digital utgång aktiveras som talar om att ett nytt värde inkommit. 3.7 IT säkerhet Autentisering mot nätverksporten i DDN-utrustningen ska ske med 802.1X och EAP- TLS med digitalt certifikat. 10/11

End-to-end kryptering för kommunikation mot överordnat system ska ske enligt IEC 62351-3 med TLS version 1.2 (2008) enligt RFC-5246. Kryptering av all annan trafik som t.ex. backup och konfigurering ska ske med TLS eller motsvarande. Finns inbyggd webserver ska denna trafik krypteras med HTTPS. Digitala certifikat i utrustningen ska hanteras av en Svenska Kraftnäts ägd PKIstruktur enligt X.509. 4 Utformning 4.1 Allmänt Utrustningen ska vara konstruerad så att felavhjälpning och utökningar kan göras på ett enkelt sätt. Utbyte av t.ex. matningsdon eller in/ut kort ska kunna ske utan att lossa förbindningar. Processinterface kan bestå av kort som sitter monterat direkt i utrustningen eller anslutas via processbuss. 4.2 Standard och generella krav Utrustningen ska minst uppfylla de krav som anges i TR02-03-2 och beräknad MTBF ska redovisas. 4.3 Montage Utrustningen ska mekaniskt kunna monteras i apparatskåp för kontrollutrustning och i 19 ramverk eller på DIN-skena. 5 Bilaga 1 5.1 Objektsförteckning 11/11

Objektsförteckning Enkelmanövrar Objekt/system Fjärrsignal Status Anmärkning FPS Littera annullera Manöverlarm Manöverlarm TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 1 av 8

Objektsförteckning Dubbelmanövrar Objekt/system Fjärrsignal Status Anmärkning Brytare Littera S eller F S Från/Till Brytare Littera F S Deblockera/Blockera DUBA Littera DUBA Vänteläge/I drift Per objekt Extremsp.automatik Littera extr.sp.auto Ur drift/i drift Frånskiljare Littera Fx Öppna/Slut Jordningsfrånskiljare Littera JxF Öppna/Slut Lindningskopplare Littera LK hand/auto Hand/Auto Lindningskopplare Littera LK minska/öka Minska/Öka Manöverhus Temperaturhöjning Från/Till Rak manöver Littera rak manöver Från/Till Seriekondensator Återinkoppling Ur drift/i drift Ställverksbelysning Stv. belysning Från/Till Systemvärn Littera ingång Sub1 Ur drift/i drift Manöver av ingång Systemvärn Littera ingång Sub2 Ur drift/i drift Manöver av ingång Systemvärn Littera utgång Sub1 Ur drift/i drift Manöver av utgång Systemvärn Littera utgång Sub2 Ur drift/i drift Manöver av utgång Återinkoppling Littera SÅI Ur drift/i drift Återinkoppling Littera ÅI Ur drift/i drift Återinkoppling Littera FÅI Ur drift/i drift Per objekt TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 2 av 8

Objektsförteckning Enkelindikeringar Objekt/system Fjärrsignal Status Anmärkning Allmänt Nödlarm Allmänt Stort larm Gruppsignal Allmänt Litet larm Gruppsignal Allmänt Manöverlarm Allmänt Utlöst säkring vs + ls Gruppsignal Brandlarm Brandlarm Brytare Brytarsynkroniseringsdon Brytarsynkroniseringsdon Driftformsomkopplare Driftformsomkopplare Driftformsomkopplare Brandlarm Brandlarmsutrustning fel Littera manöverdon fel Littera synkdon fel Littera synkdon återtändning Driftform fjärr Driftform fjärr med närsignal Driftform när DUBA DUBA blockerad Per objekt om möjligt DUBA DUBA pågår Per objekt om möjligt DUBA DUBA utrustning fel FPS FPS pågår Per brytare FPS FPS utrustning fel Inbrottslarm Inbrottslarm Inbrottslarm Inbrottslarm Inbrottslarm Inbrottslarm Inbrottslarm Inbrottslarm A larm Inbrottslarm B larm Inbrottslarm stängsel Inbrottslarm sabotage Inbrottslarm utrustning fel Inbrottslarm manöverhus urkopplat Inbrottslarm stängsel urkopplat Kontrollanläggning Datorfel kontrollanläggning stort larm Gruppsignal Kontrollanläggning Datorfel kontrollanläggning litet larm Gruppsignal Ledning Littera BFS utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Ledning Littera reläskydd utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 3 av 8

Objektsförteckning Enkelindikeringar Objekt/system Fjärrsignal Status Anmärkning Ledning Littera jordfel utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Ledning Littera reläskydd avställt Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Ledning Littera reläskydd fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Ledning Littera RSK sub1 idrift Ledning Littera RSK sub2 idrift Ledning Littera RSK fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Ledning Littera FUT sub1 idrift Ledning Littera FUT sub2 idrift Ledning Littera FUT fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Ledning Littera LDS kommunikation sub 1 OK Ledning Littera LDS kommunikation sub 2 OK Ledning Littera SÅI pågår Ledning Littera FÅI pågår Ledning Littera FÅI blockerad Lindningskopplare Littera LK fel LS system Jordfel Ett grupplarm per LS system LS system Onormal spänning Ett grupplarm per LS system LS system Mycket låg spänning Ett grupplarm per LS system Reaktor Littera ink. förbud Reaktor Littera kylutrustning fel Reaktor Littera oljenivå låg Reaktor Littera reläskydd avställt Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Reaktor Littera reläskydd utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Reaktor Littera reläskydd fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Reaktor Littera BFS utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Reaktor Littera Extremsp. automatik ingrepp Reservelverk DG idrift (varvtal OK) Vid flera dieslar i station DG1, DG2 osv Reservelverk DG inkopplad (DG 0,4 S Till) Reservelverk DG låg bränslenivå Reservelverk DG Stort larm Reservelverk DG litet larm Reservelverk DG brandlarm Reservlarmsändare Res.larmsändare fel TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 4 av 8

Objektsförteckning Enkelindikeringar Objekt/system Fjärrsignal Status Anmärkning Reservstyrning Littera reservstyrning aktiv Samlingsskeneskydd Littera SS skydd block Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Samlingsskeneskydd Littera SS skydd utlöst Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Samlingsskeneskydd Littera SS skydd fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Samlingsskeneskydd Littera SS skydd Avställt Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Seriekondensator Littera SSR skydd utl. Seriekondensator Littera reläskydd utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Seriekondensator Littera reläskydd avställt Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Seriekondensator Littera reläskydd fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Seriekondensator Littera Inkopplingsförbud Seriekondensator Littera Temporärt Inkopplingsförbud Seriekondensator Littera Tyristorfel Shuntkondensator Littera reläskydd utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Shuntkondensator Littera reläskydd avställt Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Shuntkondensator Littera reläskydd fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Shuntkondensator Littera BFS utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Shuntkondensator Littera ink. förbud Systemvärn Littera kanalfel sub1 Övervakning av kommunikation Systemvärn Littera kanalfel sub2 Övervakning av kommunikation Systemvärn Littera ingrepp pågår sub1 Signal skickad Systemvärn Littera ingrepp pågår sub2 Signal skickad Utlöst säkring ACC Temperatur larm Station bemannad Inbrottslarm Brandlarm Nollspänning lokalkraft Likriktare summalarm Likriktare modulfel Nätfel alla faser Mycket låg spänning Åskskydd utlöst TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 5 av 8

Objektsförteckning Enkelindikeringar Objekt/system Fjärrsignal Status Anmärkning DG summalarm A DG summalarm B DG nätkontaktorfel Transformator Littera ink. förbud Transformator Littera kylutrustning fel Transformator Littera oljenivå låg Transformator Littera skydd avställt Transformator Littera BFS utl Transformator Littera reläskydd utl Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Transformator Littera reläskydd avställt Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Transformator Littera reläskydd fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 Vindkraftsanslutning Littera FUT sub1 idrift Vindkraftsanslutning Littera FUT sub2 idrift Vindkraftsanslutning Littera FUT fel Gruppsignal för sub 1 och sub 2 VS system VHC Nollspänning TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 6 av 8

Objektsförteckning Dubbelindikeringar Objekt/system Fjärrsignal Status (värde 1/2) Anmärkning Brytare Littera S eller F S Från/Till Brytare Littera F S Deblockerad/Blockerad Extremsp.automatik Littera extr.sp.auto Ur drift/i drift Frånskiljare Littera Fx Öppen/Sluten Jordningsfrånskiljare Littera JxF Öppen/Sluten Lindningskopplare Littera LK hand/auto Hand/Auto Manöverhus Temperaturhöjning Från/Till Rak manöver Littera rak manöver Från/Till Systemvärn Littera ingång Sub1 Ur drift/i drift Övervakning av ingång Systemvärn Littera ingång Sub2 Ur drift/i drift Övervakning av ingång Systemvärn Littera utgång Sub1 Ur drift/i drift Övervakning av utgång Systemvärn Littera utgång Sub2 Ur drift/i drift Övervakning av utgång Ställverksbelysning Stv. belysning Från/Till Återinkoppling Littera SÅI Ur drift/i drift Återinkoppling Littera ÅI Ur drift/i drift Återinkoppling Littera FÅI Ur drift/i drift Per objekt TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 7 av 8

Objektsförteckning Analoga mätvärden Objekt/system Fjärrsignal Storhet Anmärkning Ledning Littera Aktiv effekt MW Ledning Littera Reaktiv effekt Mvar Ledning Littera Spänning kv Ledning Littera Ström A Lindningskopplare Littera LK Läge Reaktor Littera Reaktiv effekt Mvar Samlingsskena Littera Spänning kv Samlingsskena Littera Frekvens Hz Shuntkondensator Littera Reaktiv Effekt Mvar Station Utetemperatur C Transformator Littera Aktiv effekt MW Transformator Littera Reaktiv effekt Mvar Transformator Littera Spänning kv Transformator Littera Ström A Transformator Littera oljetemperatur C Transformator Littera lindningstemperatur C Vindkraftsanslutning Littera Aktiv effekt MW Vindkraftsanslutning Littera Reaktiv effekt Mvar Vindkraftsanslutning Littera Spänning kv Vindkraftsanslutning Littera Ström A Vindkraftsanslutning Vindhastighet m/s Vindkraftsanslutning Vindriktning grader Vindkraftsanslutning Utetemperatur C TEKNISK RIKTLINJE 2013 12 13 TR02 04 3 utg 9 Bilaga 1 Sida 8 av 8