Назначение и принцип действия телемеханики.
Для сбора и передачи информации о состоянии объектов электрической сети и передачи команд диспетчерского управления оборудованием этих объектов служит телемеханика. Устройства телемеханики в комплексе с каналами связи образуют систему телемеханики (рис. 7), позволяющую выполнять указанные функции на расстоянии. Передача команд от оперативного персонала или автоматических управляющих устройств на управление оборудованием объектов электрической сети и передача информации о состоянии оборудования объектов в обратном направлении осуществляются автоматически через канал связи.
Системы ТМ, как правило, включают в себя устройства циклического опроса объектов, сравнения измеряемых величии с заданными, контроля за режимом работы оборудования и исправностью собственно системы телемеханики, а также передачи команд управления оборудованием и проверки их выполнения и т. д., что позволяет диспетчеру иметь оперативную информацию о режиме сети и при необходимости активно вмешиваться в его изменение.
Рис 7. Схема системы управления с помощью средств телемеханики с двусторонней передачей сообщений
Принято говорить о телеуправлении (ТУ), если из пункта управления (ПУ) или диспетчерского пункта на удаленные объекты с помощью устройства телемеханики передаются команды на изменение оперативного состояния оборудования. Если информация об оперативном состоянии оборудования контролируемого объекта (КП) передается в обратном направлении, то говорят о телесигнализации и телеизмерении (ТС и ТИ). В зависимости от выполняемых функций устройства соответственно называются устройствами ТУ, ТС и ТИ. Для сокращения числа каналов связи широко используются комплексные системы телемеханики, в которых устройства ТУ—ТС объединяются с устройствами ТИ. Это достигается уплотнением каналов связи, организуемых в электрических сетях по воздушным и кабельным линиям электропередачи и кабельным линиям связи, а также применением радиоканалов.
Частными случаями системы телемеханики являются системы телеконтроля, предусматривающие ТС и ТИ или только ТС с контролируемых объектов, т. е. выполняющие функции телемеханики не в полном объеме.
При условии автоматизации объекта телемеханика позволяет осуществлять управление объектом без постоянного дежурного персонала.
Передача сообщений или команд в ТУ, ТС и ТИ имеет структуру, схожую со структурой передачи сообщений в связи (телефон, телеграф, телевидение и т. п.). На рис. 8 приведена структурная схема простейшей одноканальной системы ТУ, ТС и ТИ.
Рис. 8. Схема передачи сообщений
Она включает в себя последовательно включенные источник сообщений, передающее устройство, которое состоит из преобразователей и кодирующего устройства, канал связи, приемное устройство, состоящее из обратных преобразователей и декодирующего устройства, приемник сообщений. Поскольку системы телемеханики в электрических сетях применяются для обмена сообщениями между оперативным персоналом (или ЭВМ) и объектами (подстанциями), то на входе устройств ТИ и ТС включаются датчики (первичные преобразователи), дающие информацию без участия человека, а на выходе — устройства, преобразующие сообщения в форму, которую человек может воспринимать (записывающие или указывающие приборы, устройства световой или звуковой сигнализации) или которая удобна для ввода в ЭВМ. На входе устройств ТУ устанавливаются ключи, кнопки, реле или другие устройства, а на выходе — исполнительные органы (приводы выключателей, регуляторов).
Системы связи отличаются рядом особенностей, заключающихся, например, в характере и содержании входных и выходных устройств. В телефонной связи, в частности, входными и выходными устройствами служат микрофон и телефон, а источником и приемником информации является человек.
Классификация систем телемеханики проводится но многим признакам. Применяются системы с амплитудной, частотной и фазовой модуляцией, а также с время- импульсной и широтно-импульсной модуляцией импульсного тока. Различительными параметрами в них служат соответственно амплитуда, частота и фаза переменного тока или интервал времени между импульсами или длительностью импульсов передаваемых и принимаемых сигналов по каналу связи.
По характеру передаваемых сообщений системы телемеханики разделяются на системы для передачи непрерывных и дискретных сообщений. Последние, в частности, перелают дискретные команды ТУ (включить, отключить) или сообщения о состоянии оборудования (включено, отключено), а также дискретные значения измеряемых величин.
По характеру расположения контролируемых объектов системы телемеханики разделяются на системы для сосредоточенных и рассредоточенных объектов, при этом рассредоточение объектов может быть вдоль общей линии связи или по площади. Применительно к электрическим сетям в основном используются рассредоточенные системы телемеханики, которые предусматривают подключение к общему каналу связи нескольких КП.
Вопросы теории систем телемеханики и принципы их построения, а также основные сведения о каналах телемеханики достаточно полно изложены в [6].
Практическое использование телемеханики в электрических сетях связано с применением комплекса средств диспетчерского и технологического управления: связи, сигнализации и измерений, устройств отображения информации и устройств энергопитания этого комплекса и диспетчерского пункта в целом.
В соответствии с [7] на ДПР предусматриваются средства телемеханики для оперативно-диспетчерского контроля и управления подстанциями 35—110 кВ и объектами распределительных сетей, находящимися в зоне обслуживания РРС.
Объем передаваемой с подстанции 35—110 кВ на ДПР информации определяется перспективой развития электрических сетей и формой оперативно-эксплуатационного обслуживания объектов.
При централизованном оперативном обслуживании подстанций персоналом ОВБ и полном объеме телемеханизации, включающем телеуправление, телесигнализацию и телеизмерения, на подстанции могут предусматриваться:
а) телеуправление коммутационным оборудованием, имеющим существенное значение для работы подстанции и электрической сети;
б) телесигнализация положения масляных выключателей 110, 35, 10 (6) кВ;
в) аварийно-предупредительная сигнализация (АПТС):
работа защиты — один общий сигнал; работа АПВ, АВР, АЧР — один общий сигнал; авария трансформатора (работа газовой и дифференциальной защит на отключение)—один общ.ий сигнал для всех трансформаторов;
неисправности трансформатора (перегрузка, работа первой ступени газовой защиты, перегрев, понижение уровня масла)—один сигнал с трансформатора; «земля» на секции 35 кВ — один сигнал с секции; «земля» на секции 10 кВ — то же; неисправность на подстанции (во вторичных цепях, исчезновение напряжения на подстанции, выход из строя источника электропитания)—один общий сигнал;
г) телеизмерения по вызову:
ток на трех сторонах обмотки трехобмоточного трансформатора и на одной стороне двухобмоточного трансформатора;
ток отходящих линий 110, 35 и 10 кВ; напряжение на шинах 110, 35 и 10 кВ. При ограничениях в выборе объема телемеханизации, обусловленной недостаточной информационной емкостью устройства телемеханики или отсутствием вообще возможности ТУ или ТИ, могут предусматриваться:
при прибытии на подстанцию ОВБ в течение 1ч — два общих сигнала АПТС и до шести ГС положения коммутационного оборудования;
при прибытии ОВБ в срок более 1 ч — дополнительно телеуправление коммутационным оборудованием;
для подстанций с дежурством оперативного персонала на дому — два общих сигнала АПТС и ТС положения коммутационного оборудования, передаваемых на соответствующий ДПР.
Как отмечалось, объектами телемеханизации в распределительных сетях 6—20 кВ являются РП, отдельные
ТП и РТП, секционирующие пункты и пункты АВР. Для оперативного контроля и управления этими установками предусматриваются [7]:
телесигнализация с каждого объекта в объеме трёх сигналов: положение коммутационного аппарата, «земля» в сети, контроль канала связи;
телеуправление выключателями секционирующих пунктов и пунктов АВР.
Для ТП и РП допускается не предусматривать средства телемеханики, ограничиваясь применением вызывной местной сигнализации или сообщением от потребителя о нарушении электроснабжения.
Следует отметить, что если в сетях 35 кВ и выше вывод информации на ДПР с помощью устройств ТМ практически осуществляется, то в распределительных сетях 6— 10 кВ решение этой проблемы находится в начальной стадии. Хотя и имеется эффективное направление ее решения — использование для передачи телеинформации и управления радиостанций типа ФМ с телеприставками [8], реализация этого направления сдерживается недостаточным выделением ПЭС радиостанций такого типа.
Вместе с тем уровень и объем телемеханизации подстанций 35—110 кВ, в большей мере сельскохозяйственного назначения, даже в пределах одной энергосистемы далеко неодинаковы. Причиной этого является все та же нехватка аппаратуры телемеханики. Существующее положение, когда аппаратурой ТМ комплектуется только новое строительство, а нужды и потребности эксплуатации не учитываются, ненормально. Поэтому на практике положения, предусмотренные в [7], не всегда могут быть выполнены ПЭС. Разрабатываемые и изготовляемые в энергосистемах своими силами устройства ТМ, как правило, имеют только телесигнализацию, при этом информационная емкость их невелика.
Телемеханизация распределительных электрических сетей вызывает необходимость ретрансляции получаемой информации с опорной подстанции 35—110 кВ на ДПР. Это требует принятия дополнительных мер по расширению емкости устройств ТМ на этих подстанциях. Поэтому наиболее перспективным является использование устройств ТМ нового поколения на базе микропроцессорной техники, информационные возможности которой несоизмеримы с ныне используемыми устройствами ТМ.
Вопросы организации оперативно-диспетчерской связи рассмотрены в § 5.
