До последнего времени для передачи информации с подстанций 35—110 кВ на диспетчерские пункты всех уровней управления на предприятии использовались устройства телесигнализации типа «Микрон», УТТ-1 и УТТ-2, выпускаемые ОЗАП Мосэнерго. Аппаратура «Микрон» давала возможность передавать с контролируемого объекта 3 сигнала, УТТ-2 — до 24 сигналов.
В настоящее время все подстанции 35—110 кВ предприятия укомплектованы однотипной аппаратурой — устройствами телемеханики типа TM-800 В. Устройство предназначено для телеуправления двухпозиционным и объектами, телесигнализации о состоянии этих объектов и телеизмерений текущих значений параметров по вызову по выделенной двухпроводной линии связи или дуплексному каналу тонального телеграфирования. Работа устройств TM-800 В на предприятии осуществляется в основном по высокочастотным (ВЧ) каналам связи по линии электропередачи.
Информационная емкость устройства составляет 20 телесигналов, 20 команд телеуправления и 15 телеизмерений. Передача телесигналов обеспечивается при использовании в датчиках (контакты реле, вспомогательные контакты приводов и т. п.) только одного замыкающего или размыкающего контакта, а передача команд ТУ—ТС — от бесконтактных датчиков при регламентированном уровне выходных сигналов. Телесигналы могут воспроизводиться на схеме мнемонического щита или на световом диспетчерском пульте. Телесигналы, принятые без запроса с пункта управления, сопровождаются световыми или звуковыми сигналами.
При телеизмерении по вызову однозначно указываются точка измерения и приемный прибор. Операция вызова ТИ обеспечивает автоматическую отмену предыдущего ТИ.
Телеуправление предусматривает выполнение двух операций: подготовительной, при которой осуществляется ключом выбор объекта управления, и исполнительной, которая выражается в посылке команды на управляемый объект нажатием одной кнопки, при этом устройство обеспечивает возможность передачи до 20 команд управления одновременно.
Кроме перечисленных функций устройство осуществляет автоматический контроль исправности канала связи и основных узлов обоих полукомплектов устройства.
Конструктивно устройство TM-800 В состоит из двух полу комплектов: аппаратуры пункта управления (ПУ), размещаемой, как правило, на диспетчерском пункте или в непосредственной близости от него, и аппаратуры контролируемого пункта (КП), которая устанавливается на подстанции. Каждый полукомплект аппаратуры размещен в навесном шкафу размером 800X590X290 мм. Внутри шкафа на поворотной раме закреплены два блочных каркаса, в которых устанавливаются субблоки — функциональные узлы аппаратуры. Основные функциональные узлы выполнены на микросхемах серий К 172 и К 190.
На рис. 9 показана функциональная схема устройства TM-800 В без телеизмерений. Приемопередатчик /7/7 служит для усиления принимаемых и передаваемых сигналов и гальванической развязки цепей аппаратуры ТМ с каналом связи.
Формирователь тактовых импульсов ФТИ состоит из генератора стабильной частоты, делителя частоты для изменения скорости передачи и корректирующего устройства с дискретным управлением. Он обеспечивает формирование тактовых импульсов и коррекцию фазового рассогласования.
Рис. 9. Функциональная схема аппаратуры телемеханики типа TM-800 В
Алгоритм работы всех узлов аппаратуры Л У и КП и временное распределение сигналов ТС и ТУ задаются блоком режима работы БРР, основным узлом которого является координатный распределитель. Последний состоит из семиразрядного двоичного счетчика и дешифраторов выбора группы и объектов в группе.
Для повышения достоверности ТС и ТУ, служит кодер-декодер КД, в котором используется код, обнаруживающий ошибки. Он формирует команду на перенос информации с промежуточной памяти к выходным реле BP только при правильном приеме. Регистр КД, кроме того, используется для формирования передачи и приема кодовой информации «старт», определяющей начало цикла приема— передачи. Для промежуточного хранения принятой информации во время проверки ее достоверности кодером-декодером КД служит промежуточная память ПрП, содержащая триггеры на микросхемах. В качестве BP в устройстве используются поляризованные реле типа РПС-20, которые сохраняют свое состояние при отключении напряжения питания. Для согласования триггеров памяти с выходными реле BP используются выходные усилители ВУ.
Бесконтактными ключами БК осуществляется ввод информации ТС и ТУ в устройстве. Входы микросхем БК зашунтированы резисторами и стабилитронами для защиты ох импульсных помех и статических потенциалов более 15 В.
Цикл обмена информацией между ПУ и КП происходит за 112 тактов, в течение которых ПУ передает на К Л и принимает с него по семь восьмиразрядных групп информации. Первой группой является кодовая посылка «старт», определяющая начало цикла передачи—приема. Пять следующих групп содержат информацию ТУ и ТИ, седьмой группой передается проверочная последовательность, формируемая КД. Координатный распределитель ПУ работает непрерывно, а кодовый распределитель КП запускается кодовой посылкой КД.
Рассмотрим на примере передачи команд ТУ и приема ответной сигнализации ТС работу устройства. При замкнутом ключе управления на ПУ ключ БК данной команды открыт и от элементов координатного распределителя (выбор группы и объекта в группе), закрепленных за данным объектом, в кодер-декодере КД и через передатчик в канал связи выдаются сигналы. В цикле работы устройства будет выдана серия импульсов. Избирающие импульсы передаются в канал связи без распределительных пауз, т. е. импульсы соседних команд сливаются. Кодер-декодер формирует проверочную последовательность делением передаваемой информации.
На КП информация о переданных командах ТУ принимается приемником и координатным распределителем, записывается в индивидуальные триггеры памяти. Состояние триггеров памяти после записи опрашивается импульсами координатного распределителя с передачей результата опроса на вход КД, куда поступает также проверочная последовательность. Кодер-декодер проверяет правильность приема информации и в случае правильного приема осуществляет перенос информации от индивидуальных ячеек памяти через выходные ВУ и BP управления. Информация о выполнении команд управления и сигналы ТС передаются с КП на ПУ аналогично передаче команд с ПУ на КП.
Б устройстве TM-800 В применена кодоимпульсная система телеизмерения. На КП датчики ТИ. подключаются к времяимпульсному преобразователю (ВИП) через БК, выполненные также на микросхемах. Времяимпульсный преобразователь представляет собой одно-вибратор, разряд времязадающего конденсатора которого осуществляется стабилизированным током. Времяимпульсный преобразователь преобразует аналоговую величину, представленную в виде постоянного напряжения, в пропорциональный временной интервал.
Полученный временной интервал заполняется импульсами генератора стабильной частоты, которые подсчитываются двоичным счетчиком. Записанный счетчиком код передается на ПУ аналогично ТС. На ПУ код преобразуется в аналоговую величину цифро-аналоговым преобразователем.
Средства сбора и передачи информации с объектов распределительных сетей 6—10 к В. В связи с повышением требований к надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в распределительных сетях проводится работа по обеспечению трансформаторных подстанций ответственных потребителей и распределительных пунктов 6—10 кВ двусторонним питанием. Линии основного и резервного питания при необходимости секционируются [8]. В качестве секционирующих аппаратов используются, как правило, масляные выключатели специально устанавливаемых секционирующих пунктов и выключатели комплектных распределительных устройств ЗТП. Отдельные выключатели оборудуются устройствами АВР. На предприятии широко применяют-- ся схемы автоматического выделения поврежденного участка электросети [8] с использованием в них устройств релейной защиты, АПВ и АВР.
Автоматизированные ТП, РП и секционирующие пункты, как правило, удалены не только от диспетчерских пунктов, но и от питающих центров. Поэтому очень важным и необходимым является получение своевременной информации о положении выключателей этих электроустановок после повреждения в сети. Отсутствие такой информации и возможности телеуправления снижает не только эффект от автоматизации распределительных сетей, так как увеличивается время, необходимое для обнаружения отключенного выключателя, но и уменьшает надежность электроснабжения в целом,
В [8] освещены некоторые вопросы и принципы организации телесигнализации с объектов распределительных сетей, рассмотрены схемы некоторых устройств ТС, простых и сложных.
В настоящее время на предприятиях Мосэнерго для сбора и передачи информации из распределительных сетей используется устройство телемеханики типа КТМ-50, разработанное Государственным научно-исследовательским энергетическим институтом (ЭНИН) им. Г. М. Кржижановского. Изготовление КТМ-50 налажено на ОЗАП Мосэнерго.
Применение аппаратуры КТМ-50 позволяет передавать на питающий центр, а при условии ретрансляции — и на ДПР, с объектов распределительных сетей (РП, РТП, ЗТП, пункты секционирования и АВР) четыре сигнала ТС о положении коммутационной аппаратуры и аварийно-предупредительной телесигнализации с каждого контролируемого пункта. Такими сигналами могут быть:
положение вводных и секционных MB на РП, РТП и ЗТП;
положение MB отходящих линий от РП, РТП и ЗТП;
положение MB пункта секционирования или АВ Р типа КРН;
положение MB с АВР в РП, РТП и ЗТП;
работа защиты;
неисправность в питающей сети (сигнал об исчезновении напряжения на шинах 0,4 к:В РТП, ТП);
неисправность на РП, РТП (сигнал о перегорании предохранителей ТН и ТСН).
Выбор комбинации сигналов (не более четырех) осуществляется, исходя из необходимости передачи каждого из них и важности с точки зрения получения первоочередной информации.
Наибольшее распространение получили следующие комбинации сигналов:
РП — один общий сигнал о положении MB, один сигнал о положении MB с АВР, «земля» в сети б—10 кВ; один сигнал о неисправности (перегорании предохранителей в цепях управления, ТН);
ЗТП —один сигнал о положении MB, один сигнал о положении MB с АВР или перегорании предохранителей в цепях управления, по одному сигналу об исчезновении напряжения на каждой секции 0,4 кВ.
Секционирующий пункт и пункт АВР — один сигнал о положении MB, один сигнал о перегорании предохранителя в цепях управления.
Система телесигнализации КТМ-50 работает по симплексному тональному каналу на одной несущей частоте. На рис. 10 показана структурная схема комплекта ТМ типа КТМ-50.
Рис. 10. Структурная схема комплекта аппаратуры телемеханики типа КТМ-50
Система КТМ-50 состоит из одного ДП и десяти КП. Каждый из КП содержит устройство присоединения к сети 6—10 кБ УП—КП, фильтр тональных частот ФТЧ (см. рис. 11), преобразователь тональных частот ПТЧ—КП и устройство телемеханики и модулятор КП (УТМ—КП), позволяющий передавать с контролируемого пункта четыре сигнала АПТС и один сигнал «неисправность» КТМ-50 КП. Модулятор и устройство телемеханики выполняются с общим блоком питания.
*На рис. 11 и далее приведены обозначения, соответствующие применяемой в эксплуатации документации.
На подстанции 35—110 кВ система КТМ-50 имеет ПУ, состоящий из устройства присоединения приемника УППр-ПУ к линиям 6—10 кВ, отходящим от этой подстанции, нескольких (не более пяти) демодуляторов ДМ, обеспечивающих выделение сигнала в любой контролируемой линии, и устройства телемеханики ПУ УТМ-ПУ.
Демодуляторы и устройство телемеханики выполняются также с общим блоком питания.
Каналы связи по линиям б—10 кВ на тональных частотах для передачи информации с КП на подстанцию 35—110 кВ организуются по схеме «фаза—фаза». Это обеспечивает работоспособность аппаратуры ТС при однофазных замыканиях в сети 6—10 кВ, что очень важно для ускорения отыскания места повреждения и предупреждения дальнейшего развития аварии. Аппаратура канала связи подключена к линиям 6—10 кВ на контролируемых пунктах по параллельной схеме, а на подстанции 35—110 кВ к контролируемой линии — по последовательной схеме. В процессе эксплуатации отдельные КП могут менять привязку к контролируемой линии так, что информация от одного и того же КП может приходить на подстанцию 35—110 кВ по разным линиям (этовозможно при соединении линий в кольцо). Поэтому ПУ выполнены таким образом, что прием информации от каждого КП обеспечивается по любой из линий, отходящей от подстанции. Вместе с тем, если один и гот же КП может питаться от разных подстанций 35—110 кВ, то ПУ каждой из указанных подстанций обеспечивает прием и расшифровку сигнала. Для этого КП должен сохранять один и тот же адресный номер на ПУ разных подстанций.
Симплексный канал для ТС в сетях 6—10 кВ организовывается в диапазоне 500—1200 Гц, где в качестве рабочей используется частота 1003 Гц. Полоса пропускания камертонного фильтра для этой частоты составляет 15 Гц, что обеспечивает передачу сигналов со скоростью не более 5 Бод. Для обеспечения требуемого соотношения сигнал — помеха (не менее трех) за выходом фильтра несущей частоты с полосой пропускания, равной 15 Гц на частоте 1003" Гц, необходимо иметь ток сигнала в контролируемой линии подстанции 35—110 кВ не менее 100 мА.
Схема подключения к электрической сети КП КТМ- 50 представлена на рис. 11 . Наиболее важной частью УП—КП является элемент, обеспечивающий надежное подключение аппаратуры к электрической сети. В качестве элементов используются имеющиеся в контролируемых пунктах (РП, ТП, РТЩ сетевые трансформаторы (рис. 11, а, б).
Рис. 11. Схема подключения к электрической сети КП КТМ-50:
а — ТП с одним трехфазным сетевым трансформатором; б — ТП с двумя трансформаторами; 9 — КРН с использованием однофазного трансформатора
При отсутствии последних КП присоединяется к электрической сети через специально устанавливаемый однофазный трансформатор типа ОМ -1,2?/10 кВ (рис. 11, в). В случае использования сетевого трансформатора общего назначения схема УП (рис. 11, а и б) включает в себя, кроме того, два трансформатора связи ТСв, два фильтра тональной частоты ФТЧ и компенсирующую емкость. Трансформаторы связи линейными обмотками включены в рабочие фазы последовательно с нагрузкой. Начало каждой линейной обмотки подключено к выходу соответствующей фазы сетевого трансформатора, конец — к нагрузке трансформатора. Аппаратные обмотки ТСв включены последовательно-встречно; ФТЧ включаются между соответствующей фазой и нулевым проводом.
Преобразователь тональной частоты контролируемого пункта (ПТЧ—КП) предназначен для преобразования напряжения промышленной частоты в напряжение сигнала несущей частоты. Он состоит из генератора тональной частоты, управляемого модулятором, и подключается к однофазному трансформатору со стороны низшего напряжения через емкость, компенсирующую индуктивность рассеяния трансформатора и защищающую ПТЧ—Ки от воздействия напряжения промышленной частоты.
Модулятор предназначен для получения прямоугольных импульсов длительностью 40 мкс с частотой следования 1003 Гц, которые управляют тиристором в генераторе тональной частоты преобразователя.
Устройство присоединения приемника (рис. 12) на подстанции 35—110 кВ (УППр-ПУ) обеспечивает съем тока сигнала с контролируемой линии и согласование входных параметров демодулятора с каналом связи. Схема рис. 12, а включает два измерительных трансформатора тока контролируемой линии ТТ, входной согласующий трансформатор ТВС и компенсирующую емкость Си, настроенную в резонанс на частоте сигнала. Вторичная обмотка ТВС выполняется с отпайками, число которых равно числу типов трансформаторов тона (по коэффициенту трансформации). На рис. 12, б приведен вариант подключения двух линий 6—10 кВ на один демодулятор при условии, что на подстанции контролируемых линий больше, чем демодуляторов.
Рис. 12. Устройство присоединения приемника КТМ-50 на подстанции 35 кВ
