ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПЕРЕДАЧИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 0,4 - 10 КВ.
1. Введение.
Данный телемеханический комплекс использует силовые линии электрической
сети в качестве канала связи. Упомянутый канал связи формируется в существующих
электрических сетях без каких либо изменений существующего силового оборудования
электрической сети путем наложения несущей частоты тонального диапазона
передачи информации на частоту 50 Гц. Линия электропередачи одна из наиболее
сложных сред для передачи информации. Изначально электрическая сеть предназначена
для передачи электрической энергии низкой частоты - 50 Гц. С точки зрения
системы связи по электрической сети на нее воздействуют сильные помехи
от промышленных потребителей электрической энергии. В дополнение, информация
должна быть передана по сети на значительные расстояния, а достоверность
передачи должна быть гарантирована при достаточно сильном затухании сигнала
и сильном уровне помех. К тому же главным условием возможности функционирования
канала связи с использованием тональных частот является отсутствие отрицательного
влияния на качество электроснабжения потребителей.
Телемеханический комплекс разработан с учетом всех требований данной
среды передачи.
2. Области применения.
Преимущественно применение канал связи в распределительных сетях
с использованием несущих частот тонального диапазона находит в распределительных
сетях, выполненных как воздушными, так и кабельными линиями, схема которых
может существенно изменяться в процессе эксплуатации по соображениям надежного
и качественного обеспечения потребителей напряжением промышленной частоты.
Указанная особенность распределительных электрических сетей не позволяет
применить широко распространенную технику высокочастотной связи по линиям
электрических сетей, так как невозможно провести выделение и специальную
высокочастотную обработку тракта передачи сигнала.
Из наиболее актуальных областей применения комплекса могут быть:
Электроэнергетика:
-
Повышение надежности электроснабжения за счет ускорения отыскания и локализации
мест повреждения в электрических сетях.
-
Повышение надежности и безопасности работы за счет наличия достоверной
информации о состоянии схемы автоматизированной электрической сети.
-
Выравнивание графика потребления путем дистанционного управления потребителями-регуляторами
и изменение уставок многотарифных счетчиков.
-
Обеспечение качества электроснабжения потребителей путем дистанционного
контроля и управления элементами регулирования (компенсирующие емкости,
реакторы и т.д.)
-
Дистанционное управление коммутационными аппаратами в нормальных режимах
работы при изменении схемы электроснабжения.
-
Контроль за электропотреблением и перетоками мощности в отдельных узловых
точках электрических сетей.
-
Билинг счетчиков потребления энергии
Газопроводный и нефтепроводный транспорт:
Электрохимзащита.
Контроль работоспособности электрооборудования на компрессорных станциях.
Промышленные предприятия:
Учет потребления электроэнергии, диспетчерский контроль внутренних электрических
сетей.
Дистанционный контроль и управление технологическими процессами на объектах,
связанных единой схемой электроснабжения.
Организация мероприятий по сбережению электрической и тепловой энергии.
Городское коммунальное хозяйство:
Контроль и управление потреблением энергии в тепловых сетях.
Дистанционное управление объектами коммунального хозяйства.
Организация мероприятий по сбережению электрической и тепловой энергии.
3. Структура комплекса.
Телемеханический комплекс состоит из двух систем:
-
телеконтроля, предназначенной для передачи информации от распределенных
объектов контроля на один или несколько диспетчерских пунктов;
-
телеуправления, предназначенной для передачи команд телеуправления
с одного или нескольких диспетчерских пунктов на распределенные объекты
управления.
В обоих системах предусмотрено 2 уровня передачи информации :
-
канал связи с использованием либо физической линии, либо радиоканала, либо
ВЧ - связи через ЛЭП и т.д.;
-
канал связи с использованием электрической сети.
Первый канал связи - уровень I - используется для передачи информации
от центров питания (ЦП) до диспетчерского пункта (РДП) и обратно (от опорной
подстанции (ОП) до диспетчерского пункта соответственно в сельских электрических
сетях) и может быть единым для обоих систем. На данном уровне имеется возможность
использовать имеющийся в наличии канал связи.
Второй канал связи - уровень II - используется для передачи информации
от объектов контроля - трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных
подстанций (РП) - до центров питания (от ТП и РП до опорной подстанции
соответственно в сельских электрических сетях) и обратно по сети 0,4 -
10 кВ.
3.1. Структура уровня I.
В состав аппаратуры уровня I входят следующие устройства:
-
устройства отображения информации на РДП;
-
интерфейсные модули РДП;
-
модемы РДП;
-
модемы ОП или ЦП;
-
интерфейсные модули ЦП;
-
концентраторы ЦП;
3.1.1. Устройства отображения информации на РДП.
Устройства отображения информации предназначены для представления оператору
принимаемой информации в удобной для него форме. Основу устройств составляет
персональный промышленный компьютер. На экране монитора компьютера отображаются
мнемосхемы контролируемых участков электрической сети с указанием параметров,
передаваемых с КП. Вся полученная информация хранится в базе данных компьютера
30 дней. Из нее формируются требуемые оператору отчеты, например, суточная
ведомость. Отчеты по требованию оператора могут быть распечатаны. По желанию
заказчика могут быть поставлены несколько рабочих мест диспетчера, рабочее
старшего диспетчера, рабочее место главного инженера, соединенные в локальную
сеть.
3.1.2. Интерфейсные модули РДП.
Интерфейсные модули предназначены для стыковки устройств отображения информации
с модемами, используемыми для передачи информации.
3.1.3. Модемы РДП, ОП или ЦП.
Модемы предназначены для передачи информации между центрами питания (опорными
подстанциями) и диспетчерским пунктом. Могут быть с использованием радиоканала,
оптоволокна и т.д.. Модемы работают в 2-х режимах:
-
пакетном режиме, когда нет информации, которая должна быть немедленно быть
передана на РДП;
-
немедленной передачи.
Модемы являются серийными покупными изделиями.
3.1.1. Интерфейсные модули ЦП.
Интерфейсные модули предназначены для стыковки концентратора ЦП с модемами,
используемыми для передачи информации.
3.1.2. Концентраторы ЦП.
Концентраторы ЦП предназначены для накопления информации, принимаемой приемниками
ОП уровня II, отсчет реального времени, сортировка принятой информации
и передачи ее в модемы ЦП. Концентратор определяет режим работы модемов,
в зависимости от характера передаваемой из приемников ОП информации. Если
нет информации для экстренной передачи концентратор заполняет буфер емкостью
2 кБайта для каждого адресата передачи и при его заполнении передает ее
в требуемый модем для передачи. Если появилась информация, требующая немедленной
передачи, концентратор не дожидаясь заполнения буфера, передает ее в модем.
Каждую принятую информацию из приемников ОП концентратор снабжает меткой
реального времени прихода информации для последующей ее обработки в устройствах
отображения информации на РДП. Конструктивно концентратор располагается
в крейте с приемниками ОП.
3.2. Структура уровня II.
В состав аппаратуры уровня II входят следующие устройства:
-
передатчики КП системы телеконтроля А и Б;
-
приемники ОП системы телеконтроля;
-
передатчики ОП системы телеуправления;
-
приемники телеуправления;
-
модули расширения.
Передатчики КП выполняют следующие функции:
-
сбор сигналов дискретных и аналоговых датчиков;
-
формирование кодовой последовательности;
-
формирование кодовой посылки на тональной частоте;
-
ввод кодовой посылки в сеть 50 Гц;
-
формирование заданных временных интервалов передачи кодовых посылок.
Для предотвращения наложения информации, передаваемой КП с ТП или РП, питающихся
с одного фидера, используется частотное и временное разделение каналов.
Для этого предусмотрено 4 частоты передачи информации для системы телеконтроля
Б и 3 частоты передачи информации для системы телеконтроля А и временное
расстояние между посылками одного КП определяется законом случайных чисел.
Передача информации с КП осуществляется в трех случаях:
-
при включении питания;
-
при изменении состояния дискретных датчиков;
-
при истечении контрольного времени с момента последнего запуска, что необходимо
для периодического контроля исправности аппаратуры и линии связи.
Передача информации с каждого КП осуществляется в первых двух случаях четырьмя
одинаковыми посылками с временным расстоянием, определяемым законом случайных
чисел для обеспечения прохождения информации при наложениях посылок с других
КП. Для защиты информации от различного рода сбоев используется код Хемминга.
Комплекс включает 2 модификации передатчиков КП: КП-А, устанавливаемые
на РП, и КП- В, устанавливаемые на ТП . Передатчики КП подключаются к трансформаторам
собственных нужд со стороны напряжения 0.4 кВ.
Приемники ОП предназначены для:
-
выделения полезного сигнала на фоне помех;
-
декодирования принятой информации;
-
передачи ее на модули ретрансляции.
Приемник ОП построен на базе сигнального процессора и реализует
полностью цифровой синхронный фильтр с полосой пропускания 0,5- 1 Гц на
восьми частотах передачи информации. Приемник ОП устанавливается на опорной
подстанции или центре питания и подключается к имеющимся на подстанции
стандартным трансформаторам тока через согласующий входной трансформатор.
Приемник ОП постоянно находится в ждущем режиме.
Передатчики ОП выполняют следующие функции:
-
формирование кодовой посылки команды телеуправления;
-
ввод кодовой посылки в сеть 50 Гц;
-
прием команды телеуправления с концентратора ОП;
Приемники телеуправления (ТУ) предназначены для регулирования электрической
энергии (переключения тарифов, управление потреблением ) управления приборами
освещения или для целей сигнализации и оповещения как внутри целой области
распределительной системы энергетических предприятий, так и внутри закрытых
распределительных систем отдельных предприятий. Приемник ТУ выполняет следующие
функции:
-
прием кодовой посылки с сети 50 Гц;
-
фильтрация помех и напряжения сети;
-
выделение информации;
-
проверка искажения информации;
-
исполнения принятой команды телеуправления.
Приемники телеуправления устанавливаются на объектах контроля трансформаторных
и распределительных подстанциях, любых удаленных (расстояние не влияет
на работоспособность приемников) объектах, связанных с подстанциями сетью
0,4 кВ и подключаются по схеме нуль-фаза к сети 0,4 кВ. Контроль кодовой
комбинации в приемнике ТУ производится микропроцессором. Программирование
этих приемников осуществляется простым адаптером подключенным к компьютеру
типа РС ХТ/АТ. EEPROM память приемника запоминает данные необходимые для
модификации его функций и свойств, т.е. тип командного кода, управляющую
частоту, чувствительность управляющих сигналов и различные временные функции.
Выход приемника ТУ - нормально закрытые или нормально открытые контакты
реле.
Микропроцессорные модули расширения ввода предназначены для увеличения
количества входных аналоговых и дискретных датчиков, а также для ввода
информации со специальных устройств измерения, выходной сигнал которых
не является либо аналоговым либо дискретным. К последним относятся счетчики
электрической мощности, выходным сигналом которых является либо электрический
импульс либо канал связи типа ИРПС.
Модули расширения имеют следующие модификации:
Микропроцессорные модули расширения ввода подключаются к передатчику КП
через канал связи RS-485.
4. Параметры комплекса.
Параметр |
Значение |
Количество передатчиков КП-А в зоне одного ЦП , до |
30
|
Количество передатчиков КП-Б в зоне одного ЦП , до |
500 |
Количество ЦП или ОП в зоне одного РДП , до |
30 |
Время передачи информации с КП-А до ЦП ( 40 бит), сек |
10,6 |
Количество дискретных сигналов принимаемых одним КП-А |
40 |
Количество аналоговых сигналов принимаемых одним КП-А |
20 |
Возможность расширения аналоговых и дискретных сигналов |
есть |
Количество частот передачи информации КП-А |
3 |
Время передачи информации с КП-Б до ЦП ( 8 бит), сек |
29 |
Количество дискретных сигналов принимаемых одним КП-Б |
8 |
Количество дискретных сигналов принимаемых одним КП-Б |
8 |
Возможность расширения аналоговых и дискретных сигналов |
есть |
Количество частот передачи информации КП-А |
3 |
Режим передачи информации на уровне II |
спорадический |
Режим передачи информации на уровне I |
пакетный |
Адрес для связи:
140700, г.Шатура, Московской обл, ул.Святоозерская, 1,
Контактное лицо: Колпаков А.А.
[Вернуться ]