Общие сведения. Логическим развитием систем технологической защиты, автоматизации энергетических процессов, оперативно-диспетчерского управления являются автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ), технологическую основу которых составляют информационно-вычислительные и управляющие комплексы.
Построение АСДУ по принципу «электрическая сеть — вычислительный комплекс — диспетчер» предусматривает передачу информации о состоянии электрической сети в вычислительный комплекс при помощи устройств ТМ по соответствующим каналам связи. Переработанная в соответствии с заданными программами в вычислительном комплексе информация в виде выходных данных отображается непосредственно на диспетчерском щите, дисплее или регистрируется на алфавитно-цифровом печатающем устройстве (АЦПУ), В зависимости от назначения и состава вычислительный комплекс может выполнять функции советчика диспетчера или автоматически управлять оборудованием в нормальном и аварийном режимах электрических сетей.
Одной из основных задач АСДУ является предупреждение и ликвидация аварийных ситуаций в электрических сетях. Для решения этой задачи АСДУ должна осуществлять:
непосредственный ввод телеинформации в память ЭВМ. о состоянии оборудования и режиме работы контролируемой сети, определяя при этом параметры (отклонение напряжения, перегрузка трансформаторов и линий электропередачи и т.п.), вышедшие за допустимые пределы, с командой на их автоматическое регулирование и с сигнализацией оперативному персоналу;
отключать с помощью устройств ТМ коммутационную аппаратуру поврежденных элементов электрической сети, анализируя при этом происшедшие и возможные аварийные ситуации с целью предотвращения развития аварии;
автоматический поиск места повреждения на линиях электропередачи с определением расстояния до места повреждения;
выдачу рекомендаций по очередности восстановления схем электроснабжения потребителей в зависимости от их важности, а также по восстановлению оптимальных режимов работы электросети в послеаварийном режиме;
выдачу необходимой для оперативно-диспетчерского управления всевозможной справочной информации.
Развитие АСДУ ПЭС в перспективе должно предусматривать приближение ЭВМ к объекту управления, в частности установку микро-ЭВМ непосредственно на подстанциях 220—110 кВ или в районах распределительных сетей, расположенных близко от подстанций, и мини-ЭВМ на предприятиях электрических сетей. Информационной базой задач, решаемых на микро-ЭВМ, в этом случае является телеинформация, получаемая с ТП и РП распределительных сетей, а также из отдельных узлов электрических сетей. При этом микро-ЭВМ должна обеспечивать возможность получения информации от различных видов аппаратуры передачи данных и автономной работы, решая минимальный объем задач, включая телеуправление.
Другим вариантом внедрения АСДУ в РРС можно считать вынос удаленного от мини-ЭВМ дисплея в РРС в случае, если вся телеинформация с подстанций 35—110 кВ собирается на ДП ПЭС.
Для контроля за состоянием оборудования и режимами электрических сетей могут использоваться различные устройства телемеханики, находящиеся в эксплуатации, а также выпускаемые промышленностью ТМ-120, ТМ-320, TM-800 и др.
Для передачи информации от устройства ТМ в ЭВМ могут использоваться воздушные и кабельные линии электропередачи, кабели связи с применением каналообразующей аппаратуры типов КМК-64, СПИ-244, АСК-1, АСК-3, ТН-12ТКЕ и др.
Сбор первичной информации с объектов электросетей может осуществляться также с помощью УКВ радиостанций, имеющих блоки телесигнализации, например, типа ФМ-10/160Т.
Надежность и эффективность работы АСДУ зависят от качества технических средств, обеспечивающих функционирование комплекса, и квалификации оперативно-диспетчерского персонала, а также персонала, обслуживающего технические средства АСДУ,
Оперативно-информационный комплекс РРС. Серийное производство микропроцессоров и микро-ЭВМ, освоенное отечественной промышленностью, создает предпосылки для их широкого использования для автоматизации и диспетчерского управления. Невысокая стоимость, компактность, простота в эксплуатации и высокая надежность являются достоинствами оперативно-информационного комплекса (ОИК) на базе микро-ЭВМ.
На предприятиях некоторых энергосистем в течение нескольких лет находятся в эксплуатации разработанные Всесоюзным государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом энергетических систем и электрических сетей «Энергосетьпроект» ОИК на базе микро-ЭВМ «Электроника-60».
Оперативно-информационный комплекс обеспечивают выполнение следующих функций:
прием информации от устройства телемеханики и от местных датчиков;
обработку информации — масштабирование значений параметров, сглаживание, суммирование, интегрирование, контроль нарушения заданных пределов, логическую обработку сигналов и т. п.;
отображение на экране дисплея по запросу с клавиатуры списков текущих параметров режима и состояния коммутационной аппаратуры, списков параметров, отклонившихся от заданных пределов, и списки переключений в электрических сетях с указанием текущего астрономического времени н даты;
автоматическую регистрацию на алфавитно-печатающем устройстве (АЦПУ) списков параметров с отклонениями от заданных пределов, коммутационные аппараты, которые изменили свое положение, сообщения о неисправности устройств телемеханики и др.
На рис, 18 приведена структурная схема ОИК, используемого на предприятии. Комплекс включает стандартную модель микро-ЭВМ «Электроника-60» на базе двух субблоков, дополнительные платы оперативного (ОЗУ) и перепрограммируемого (ППЗУ) запоминающих устройств, внешние устройства перфоленточного ввода- вывода, электрическую пишущую машинку (ЭПМ) «Консул-260», подсистему отображения.
Процессор микро-ЭВМ "Электроника-60" в качестве основного функционального блока содержит микропроцессорный набор больших интегральных схем (БИС), включающий БИС управления, БИС арифметико-логического устройства и две БИС постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). На плате Ml центрального процессора расположен блок резидентной оперативной памяти.
Платы памяти П1 и ПЗ аналогичны резидентной памяти, однако последняя имеет большую емкость. Постоянная память ПП1 предназначена для хранения информации в течение неопределенно долгого времени и построена на интегральных схемах (ИС) с электрической записью информации, В качестве перепрограммируемой памяти используется плата ПП2. Перепрограммируемая память предназначена для длительного хранения информации (время хранения не менее 2000 ч) с возможностью электрической перезаписи (стирания) информации. Постоянная память используется, как правило, для размещения отлаженных программ.
Рис, 18. Структурная схема оперативно-информационного комплекса
При этом отладка или опытная эксплуатация комплекса может производиться с помощью перепрограммируемой памяти.
В оперативном запоминающем устройстве (платы П1, ПЗ, резидентная память) хранятся рабочие массивы или программы, переписываемые из ПЗУ.
К внешним устройствам относятся:
ЭПМ «Консул-260», предназначенная для ввода алфавитно-цифровой информации и печати данных и подключаемая к каналу при помощи устройства В1;
фотосчитыватель ФС-1501, который подключается к каналу также с помощью устройства В1\
перфоратор ПЛ-150, предназначенный для ввода и вывода данных на перфоленту через устройство В2.
Эти устройства обеспечивают ввод информации в центральный процессор с клавиатуры ФК, ввод информации с перфоленты с постоянной и переменной скоростью, вывод информации на печать и перфоратор, ввод информации со считывателя с одновременным выводом на перфорацию и печать. В качестве устройства связи с объектом (УСО) используются стандартные модули ввода—вывода ЭВМ серии АСВТ-М (М-6000, СМ-1, СМ-2). Устройство связи с объектом содержит разветвитель сопряжений PC 21С, подключаемый к ЭВМ через две платы И1 (устройство параллельного обмена) и две платы устройства согласования УС, разработанного Энергосетьпроектом. Устройство согласования (сопряжения) УС обеспечивает преобразование интерфейса Общая шина в интерфейс 2/(, используемый в ЭВМ серии АСВТ-М.
Разветвитель сопряжений предназначается для подключения к. вычислительному комплексу терминалов, которыми могут быть различные внешние устройства или модули, выходящие на сопряжение 2К. В- рассматриваемом комплекте это модули ввода цифро-аналоговой информации, необходимые для приема сигналов аппаратуры телемеханики типа TM-800 В, дополнительные внешние устройства (алфавитно-цифровое печатающее устройство, магнитофон, функциональная клавиатура, таймер).
Для ввода дискретной информации служат модули ввода дискретной информации МБ в ДИ и ввода инициативных сигналов MB в ИС\ МБ в ДИ предназначается для ввода информации от двухпозиционных датчиков. Назначение МБ в ИС такое же, однако в отличие от МБ в ДИ здесь имеется регистр для запоминания принятой информации и вырабатывается сигнал готовности при изменении состояния датчиков.
Для ввода аналоговых сигналов используются модули аналого-цифрового преобразователя АЦП, аналого-цифрового сравнения АЦС и коммутатора бесконтактного КБ. Модуль АЦС осуществляет сравнение поступающего от КБ или непосредственно от датчика аналогового сигнала с значением кода, полученного от процессора. Модуль АЦП программно выполняет функции аналого-цифрового преобразователя. Коммутаторы КБ предназначаются для коммутации сигналов напряжения постоянного тока для последующего преобразования с помощью АЦС и АЦП.
Модуль МКУБ служит для управления коммутатором телеизмерений в телемеханике TM-800 В.
Устройство АЦПУ предназначается для вывода текстовой информации из вычислительного комплекса. Кассетный магнитофон МАГ, который управляется модулем кассетной памяти, предназначается для записи, хранения и выдачи информации на магнитной ленте. Использование кассетного магнитофона МАГ служит для существенного расширения массива данных, а также создания информационно-поисковой системы инструктивно-справочной информации (схем сети, таблиц, инструкций и т.п.). Вместе с тем для других задач, например для хранения статистической части динамически обновляемых схем энергообъектов, использование кассетной памяти мало перспективно из-за невысокой надежности и малой скорости магнитофона. Подключение АЦПУ и МАГ к вычислительному комплексу осуществляется при помощи двух интерфейсных блоков БИФ, которые также выходят на сопряжение 2К.
К разветвителю PC 2К подключена также функциональная клавиатура ФК, позволяющая диспетчеру быстрее и удобнее вводить команды в ЭВМ по сравнению с полноклавишной клавиатурой и получать на экране дисплея информацию о текущем и ретроспективном режиме контролируемой сети. Печатающее устройство АЦПУ при этом автоматически регистрирует требуемую информацию.
Для учета времени в ЭВМ «Электроника-60» используется таймер ТМР, расположенный на плате центрального процессора Ml. Источником временных меток в таймере является напряжение сети.
Отличительной особенностью ОИК, используемого на предприятии, является применение в качестве видеотерминалов (ВТ) цветных графических дисплеев, информация на экранах которых может отображаться в алфавитно-цифровом, псевдографическом или графическом виде. Это значительно расширяет возможности представления диспетчерской информации и позволяет в более удобной; и привычной форме для оперативного персонала осуществлять отображение реального состояния управляемых объектов. Групповое устройство управления видеотерминалами, рассчитанное на подключение до восьми цветных дисплеев и клавиатур, через устройство УВТ подключается к общей шине микро-ЭВМ. Для вызова на экран дисплея того или иного вида информации используется стандартная клавиатура ФК, работающая в функциональном режиме: одна клавиша — один вид. информации.
Другой отличительной особенностью является использование для сбора информации со всех контролируемых объектов однотипной аппаратуры телемеханики Т-800 В, что значительно уменьшает набор управляющих программ в комплексе.
Оперативно-информационный комплекс в указанном объеме технических средств обеспечивает:
ввод информации с аппаратуры телемеханики типа TM-800 В; отображение на экране цветного дисплея схем девяти подстанций 35 кВ и одной подстанции 110 кВ с указанием положения коммутационной аппаратуры в каждый момент времени. При изменении положения аппаратов автоматически фиксируется время отключения и время обратного включения. Отклонение положения коммутационных аппаратов от нормального отображается мигающей меткой на экране дисплея. На экране отображается также АПТС;
ввод директив оперативного персонала с полноклавишной клавиатуры с ЭПМ или функциональной клавиатуры ФК;
вызов на экран дисплея схем отдельных участков сети 35— 110 кВ с указанием мест пересечений и переходов линий электропередачи через другие линии и инженерные сооружения. При этом на экране графически показывается само место пересечения или перехода и указываются расстояния до ближайших опор линии, а также расстояния от проводов линии до другого инженерного сооружения и земли по вертикали, даются рекомендации в текстовой форме по организации безопасности проведения ремонтных работ на этих характерных и особо опасных участках линии;
вызов на экран различного справочно-информационного материала в виде таблиц (график АЧР, график аварийной разгрузки и т. п.);
печать сообщений на ЭПМ;
перезагрузку программного комплекса с магнитофона на экран видеотерминала (дисплея) ВТ\
возможность работы со стандартными устройствами ввода — вывода на перфоленте при использовании поставленного общего математического обеспечения.
Использование ОИК дало возможность:
повысить своевременность и достоверность информации о состоянии оборудования подстанций 35—110 кВ и распределительных сетей РРС;
обеспечить получение информации в виде, пригодном для непосредственного использования в управлении, и обоснованность н оперативность управленческих решений;
повысить оперативную осведомленность руководства ПЭС и РРС о состоянии оборудования и схем электрических сетей.
Опыт эксплуатации на предприятии ОИК позволяет утверждать о необходимости широкого внедрения подобных комплексов на диспетчерских пунктах РРС. Вместе с тем незначительный объем оперативной памяти микро-ЭВМ «Электроника-60» ограничивает объемы хранения и отображения схем электрических сетей. Поэтому требуется укомплектованность, как вариант, микро-ЭВМ магнитными дисками большого объема.
Другим недостатком ОИК является несовершенство организации перезапуска комплекса при перерывах электропитания или при снижении напряжений до уровней, при которых ЭВМ «теряет» память. Такие режимы возникают нередко при коротких замыканиях в электросетях, вблизи места установки комплекса.
Оперативно-информационный комплекс ПЭС.
В настоящее время в Мосэнерго разработан и внедряется на предприятиях электрических сетей комплекс технических средств и программного обеспечения на базе типового УВКС (управляющего вычислительного комплекса специфицированного), состоящего из одной мини-ЭВМ типа
СМ-4 я двух микро-ЭВМ типа CM-J 800. Сигналы телемеханики от устройств телемеханики поступают на две микро-ЭВМ типа СМ-1800, где предварительно обрабатываются. Микро-ЭВМ СМ-1800 соединены между собой через специальное устройство связи, а с мини- ЭВМ типа СМ-4 — через устройство сопряжения с общей шиной. Одна из двух СМ-1800 выполняет функции рабочей ЭВМ, другая находится в резерве. В случае отказа рабочей резервная ЭВМ берег на себя ее функции. Упорядоченные массивы текущей телеинформации поступают в СМ-4 только от рабочей микро-ЭВМ, резервная ЭВМ при этом по выводу в СМ-4 блокируется. Весь УВКС работает в режиме реального времени. Отображение псевдографической а алфавитно-цифровой информации осуществляется с помощью цветных дисплеев модуля отображения, построенного на базе микро-ЭВМ типа С М-1300, которая присоединяется к СМ-4. Кроме того, алфавитно-цифровая информация отображается с помощью пяти дисплеев, входящих в комплект поставки СМ-4.
Типовой комплекс задач, которые решаются на ЭВМ СМ-1800, предусматривает:
прием и передачу телеинформации с устройств телемеханики; сбор телеинформации с подстанций, передачу команд телеуправления и вывод на диспетчерский щит;
первичную обработку ТИ и ТС; контроль физических пределов ТИ и на достоверизацию ТИ, ТС;
контроль работоспособности устройств телемеханики; контроль оперативной информации и ввод команд телеуправления дисплей—«Диалог»;
межмашинный обмен информацией СМ-4 — СМ-1800. Контроль работоспособности связи «Обмен — живучесть». На СМ-4 решаются следующие задачи:
вывод АПТС о сбоях устройств телемеханики; переключениях н нарушениях ТС, нарушениях пределов ТИ;
оперативный и часовой расчет недостающих режимных параметров ;
ведение учета телеизмерений и коммутационных изменений в сети за сутки;
ведение архива телеинформации на магнитной ленте; выдача суточной сводки оперативной диспетчерской информации;
отображение оперативных схем подстанций, участков сети; телеуправление выключателями через ЭВМ с дисплея; расчет расстояния до места повреждения по показаниям фиксирующих импульсов приборов (ФИП).
Безусловно, перечень задач, решаемый ОИК этого вида, постоянно расширяется.
Для ОИК на базе одной мини-ЭВМ и двух микро-ЭВМ разработана система гарантированного электроснабжения которая включает. в себя:
агрегат бесперебойного питания типа АБП-3-16, рассчитанный па потребляемую комплексом ЭВМ мощность, равную 16 кВ-А;
аккумуляторную батарею СК-3 напряжением 220 В, которая выбирается из расчета питания номинальной нагрузки в течение 0,25 ч;
два независимых питающих ввода от внешних сетей 380/220 В} устройство автоматического включения резерва,
