4. Средства телемеханики, диспетчерского и технологического управления

Категория: Д.Т. Комаров "Автоматизация электрических сетей 0,38-35 кВ в сельских районах"

Автоматизация распределительных электрических сетей предусматривает широкое использование средств теле­механики и, в первую очередь, устройств телесигнализа­ции о состоянии рассредоточенных энергообъектов — пунктов секционирования линий, ЗТП, пунктов АВР, распределительных пунктов, наиболее ответственных трансформаторных подстанций, к которым подключены потребители I категории, и др.

Одним из наиболее простых устройств телесигнализа­ции об отключении секционирующих выключателей ли­ний 6—10 кВ является устройство типа СВС. Оно дей­ствует по принципу фиксации на питающей подстанции бросков токов КЗ за секционирующими выключателями и расшифровки информации, которую несут бестоковые паузы циклов АПВ секционирующих выключателей при КЗ за ними. При этом в сети на секционирующих выклю­чателях не нужно устанавливать никакой дополнитель­ной аппаратуры. Устройство выполняется с использоваием серийно выпускаемых реле и при необходимости его можно собирать из отдельных элементов непосредст­венно на подстанциях. Устройство сигнализирует об ава­рийном отключении одного-двух секционирующих вы­ключателей на каждой из отходящих линий 6—10 кВ от секции шин подстанции, что вполне достаточно для рас­пределительных сетей сельскохозяйственного назначения.
Устройство ТСК-10 предназначено для передачи ин­формации о состоянии объектов распределительных се­тей 10 кВ и приема ее на подстанциях 110—35/10 кВ. Устройство состоит из диспетчерского и контролируемых полукомплектов.
Контролируемые полукомплекты (КП) устройства устанавливаются в шкафах КРУ и КРУН непосредствен­но на объектах телесигнализации и подключаются к по­нижающим трансформаторам 10/0,38—0,22 кВ, имею­щимся на этих объектах.
Диспетчерский полукомплект (ДП) устанавливается на питающей подстанции 110—35/10 кВ. Входные цепи ДП присоединяются ко вторичным цепям трансформато­ров тока линий, на которых установлены КП, а цепи пи­тания — к трансформатору собственных нужд.
При изменении состояния объекта телесигнализации запускается КП, который через определенную выдержку времени начинает вырабатывать серии импульсов несу­щей частоты со строго фиксированной длительностью импульса и паузы между ними. Время передачи инфор­мации определяется регламентатором. На ДП при по­ступлении сигналов несущей частоты на выходе фильтра-усилителя появляются серии сигналов, которые детекти­руются и расшифровываются в логической части применяемого устройства. В системе ТСК-Ю предусмот­рен контроль канала связи. В отличие от аналогичных образцов устройство используется в качестве канала связи линии электропередачи без высокочастотной обра­ботки; в качестве несущих частот используются частоты тонального диапазона.
Устройство телесигнализации типа УТС-10 предназна­чено для передачи сообщений телесигнализации о со­стоянии энергетического оборудования при телемехани­зации диспетчерского контроля, а также для применения в автоматизированной системе диспетчерского управле­ния.
Устройство УТС-10 работает по симплексному частотному каналу или по физической двухпроводной линии. Для организации такого канала в устройстве имеются блоки частотного управления и полосовые фильтры, ра­ботающие в надтональном диапазоне. При использова­нии симплексного частотного канала обеспечивается сохранение телефонного канала по той же паре прово­дов, по которой работает устройство.
Схема устройства позволяет осуществлять питание от источников напряжения 100 В частоты 50 Гц. Пред­усмотрена также возможность аварийного питания уст­ройства по постоянному току от источника с номиналь­ным напряжением 24 В.
Устройство состоит из двух полукомплектов: КП, устанавливаемого на контролируемом пункте, и ДП, устанавливаемого на диспетчерском пункте.
Телесигнализация с КП обеспечивается одним замы­кающим контактом выходных реле телесигнализируемых объектов. Для ретрансляции телесигналов на диспетчер­ский пункт в полукомплекте ДП выведены на выходные разъемы контакты объектных и контрольных реле.
В устройстве применен распределительный метод избирания с временным импульсным признаком. Для выбо­ра объектов используется удлинение пауз. Устройство УТС-10 — непрерывного действия с пошаговой синхро­низацией. Вся поступившая информация в течение цикла воспроизводится на удлиненном синхронизирующем им­пульсе после проверки синхронного хода распределите­лей.
Генератор импульсов на КП (рис. 28) работает в ре­жиме непрерывной генерации. Импульсы с выхода гене­ратора подаются на распределитель, состоящий из счет­чика и дешифратора. Одновременно генератор управляет работой линейного триггера. На тех шагах распредели­теля, где разомкнуты контакты выходных реле сигнали­зации, закрывается транзисторный ключ удлинения пауз, и генератор импульсов создает удлиненные паузы в импульсной серии. После 11-й контрольной удлиненной паузы триггер синхронизирующего импульса переводит­ся в положение, когда линейный триггер создает в линии связи удлиненный синхронизирующий импульс. После 16-го шага триггер синхронизирующего импульса пере­водится в исходное состояние, и в линию поступает но­вая импульсная серия.
Импульсная серия по линии связи поступает на вход ной узел полукомплекта ДП, а затем на распределитель, состоящий из счетчика и дешифратора, на селкторы уд­линенной плузы и синхронизирующего имиупульса. При выделении селектором удлиненных пауз срабатывают соответствующие объектные триггеры и реле, которые самоблокируются. В начале удлиненного синхронизирующего импульса срабатывает триггер синхроназюующего импульса, закрывается выходной транзистор узла самоблокировки сигнальных реле, что приводит их положение в соответствие с положением объектных триггеров.

Рис. 28. Структурная схема полукомплекта КП устройста УТС-10; К1-К10 контакты датчиков телесигнализации

Если распределители КП и ДП работают синхронно и на 11-й удлиненной паузе открылся контрольный триг­гер, то при срабатывании триггера синхронизирующего импульса узел включения телесигналнзации разрешает воспроизведение пришедшей за цикл информации на диспетчерском щите или пульте.
По окончании удлиненного синхронизирующего им­пульса все счетные и объектные триггеры, а также конт­рольный триггер сбрасываются в исходное состояние. В начале следующего цикла выходной транзистор узла самоблокировки сигнальных реле открывается.
Комплект дистанционной сигнализации замыканий на землю типа КДСЗ предназначен для автоматического ввределения присоединения с устойчивым замыканием фазы на землю в радиальных распределительных элект­росетях 6—20 кВ с последующей передачей информации но каналам телемеханики на диспетчерский пункт.
Комплект определяет поврежденное присоединение в сетях е током замыкания на землю более 10 А по макси­мальному суммарному уровню высших гармоник токов нулевой последовательности. Комплект автоматически запускается при напряжении нулевой последовательно­сти, составляющей 20—30 % и более номинального на­пряжения сети.
Комплект подключается к любым системам телемеха­ники, имеющим не менее восьми сигналов телесигнализа­ции и двух свободных вызывных сигналов телеизмерения (телеуправления); позволяет получать информацию о поврежденном присоединении неоднократно как с дис­петчерского пункта, так и непосредственно на подстан­ции; дает возможность производить поиск поврежденного присоединения вручную непосредственно на подстанции, при потере питания, отказе автоматики или при необхо­димости дополнительного контроля; возвращается в ис­ходное положение при исчезновении замыкания на землю.
Питание комплекта осуществляется от однофазной сети переменного напряжения 220 В частотой 50 Гц и допускает колебания напряжения питания от 85 до 110% номинального.
При появлении замыкания на землю срабатывает пусковой орган (рис. 29), запускается автоматический коммутатор, который поочередно присоединяет транс­форматоры нулевой последовательности к блоку изме­рения. Блок измерения определяет присоединение с мак­симальным уровнем высших гармоник. Информация об этом присоединении преобразуется в блоке кодирования в двоично-десятичный код, который по каналам телеме­ханики передается на диспетчерский пункт, и воспроиз­водится в виде цифровых показаний блока индикации. Комплект КДСЗ, выполненный на базе современной интегральной микроэлектроники, является устройством сигнализации замыканий на землю, предназначенным специально для телемеханизированных подстанций.

Рис. 29. Структурная схема комплекта дистанционной сигнализации замыканий на землю типа КДСЗ

Устройство телемеханики малоканальное УТМ-7пред­назначено для передачи и приема оперативно-режимной информации, а также команд управления в системах те­леуправления и автоматики в энергосистемах.
При количестве информационных каналов до семи устройство обеспечивает возможность передачи по каж­дому каналу одного телеизмерения текущего значения (ТИТ) или четырех ТС.
Устройство является составной частью информацион­ных комплексов автоматизированных и автоматических систем управления для энергосистем. Оно состоит из приемника и передатчика.
Отличительной особенностью устройства УТМ-7 яв­ляется применение метода апертурного контроля досто­верности сообщений, что позволило существенна сократить число передаваемых символов по каналу свя..н при одновременном повышении точностных и достоверных характеристик. Для повышения надежности в УТМ-7 применено резервирование основных узлов, схем, контак­тов.
Все входы и выходы передатчика и приемника галь­ванически не связаны между собой. По каждому анало­говому входу передатчика установлены аналого-цифровые преобразователи; имеется возможность подключения одного аналогового сигнала на два входа, при этом автоматически путем сравнения проверяется работа двух АЦП. Дискретность телепередачи по времени зави­сит от числа используемых для этого информационных каналов. Например, при скорости передачи 50 Бод дис­кретность телепередачи одного ТИТ составит 200 мс; при использовании устройства для передачи менее семи ТИТ для каждого из них можно установить индивидуаль­ную дискретность опроса с учетом активности источника информации.
Выходные цепи передатчика, предназначенные для ввода информации ТИТ, рассчитаны на подключение датчиков с унифицированным выходным сигналом постоянного (выпрямленного) тока. Помехоподаватели, установленные на входах цепей ТИТ, позволяют подклю­чать датчики неэкранированными проводами.
Устройство может осуществлять контроль значения одного из телеизмеряемых параметров в заданных пре­делах с точностью ±0,4 % диапазона его измерения.
Входные цепи ТС передатчика рассчитаны на под­ключение замыкающего (или размыкающего) контакта, при этом в устройстве телемеханики имеется схема для определения обрыва или короткого замыкания прово­дов ТС с устройством. Выходные цепи приемника ТС контактные. Передатчик и приемник имеют в своем составе реле, с помощью которых, при необходимости, на месте эксплуатации составляются простейшие схемы автоматики. Передатчик имеет два гальванически не связанных между собой линейных выхода. Приемник может вести прием информации как с одного, так и с двух каналов связи, работающих параллельно.
В первом случае работа входных узлов, схем синхро­низации, контроля достоверности дублируется и путем сравнения, автоматически, проверяется их исправность. Во втором случае принятое сообщение воспроизво­дится, если по одному из каналов оно поступило без ошибок. Для повышения достоверности в случае возник­новения необнаруживаемых ошибок (их вероятность ма­ла) или при выходе сообщений за апертуру путем срав­нения сообщений, поступающих из разных каналов связи, приемник принимает решение о выдаче (или за­прете выдачи) информации в выходные узлы. Устройстве может осуществлять ретрансляцию по методам: код— код, аналог—код, код—аналог, аналог—аналог. Преду­смотрена возможность приема и выдачи сигналов связи с двумя ЦВМ как в передатчике, так и в приемнике.
Передатчик и приемник устройства УТМ-7 имеют в своем составе контрольно-имитационные органы, обеспе­чивающие визуальный контроль информации по каждо­му каналу, сигнализацию и индикацию неисправностей,, а также возможность имитации в передатчике и прием­нике любого сообщения по выбранному каналу без прек­ращения нормальной передачи сообщений по другим каналам, т. е. обеспечивается возможность ручного селек­тивного ввода данных.
Конструктивно УТМ-7 состоит из двух приборных корпусов — передатчика и приемника, в каждом из которых размещены блоки питания и субблоки. Элементы коммутации и индикации расположены на передних па­нелях субблоков; соединительные платы и разъемы для подключения внешних цепей установлены на задних панелях корпусов. Конструкция передатчика и приемни­ка иредусматривает их крепление на панелях щитов; имеется возможность крепить устройства в виде стойки (один на другой).
Комплекс аппаратуры системы «Сигнал-2» предна­значен для автоматизации распределительных электрических сетей 6—10 кВ (рис. 30).

Рис. 30. Структурная схема присоединения аппаратуры "Сигнал-2":
Л1—Л4 — отходящие линии 10 кВ; ЗВС-100 — заградмтель ВЧ связи; С—конденсатор связи СММ20 ; ФП — фильтр присоединения; АТ-10ДП — аипаратура телемеханики диспетчерского пункта; АТ-80К.П—аппаратура контролнруемого пункта; АТ-80ПС — аппаратура пульта сигналваацим

В состав комплекса входят: аппаратура телесигнализации типа АТ-80, фильтр присоединения типа ФП-ФФ-80, датчик однофаз­ных замыканий на землю ДОЗ-80.
Аппаратура телесигнализации АТ-80 предназначена для передачи по воздушным линиям электропередачи информации о положении двухпозиционных объектов, а также приема и воспроизведения ее на диспетчерском пункте РЭС или опорной подстанции с помощью спе­циального пульта АТ-80 подстанции или диспетчерского щита.
Аппаратура АТ-80 может устанавливаться на пунктам секционирования (СП), пунктах автоматического вводи, резерва (АВР), распределительных пунктах 10 кВ (РП), трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ и других энергообъектах, а также может использовать для. пе­редачи аварийно-предупредительной телесигнализации с подстанций 35/10 н 110/10 кВ.
Для присоединения аппаратуры АТ-80 к воздушным линиям напряжением 6-10 кВ по схеме фаза-фаза защиты обслуживающего персонала н аппаратуры oт высокого напряжения промышленной частоты притесня­ется фильтр присоединения типа ФП-ФФ-80. Присоеди­нение аппаратуры АТ-80 к воздушным линиям других классов напряжения может осуществляться с помощью иных серийно выпускаемых фильтров присоединения.
Датчик ДОЗ-80 предназначен для селективного опре­деления однофазного замыкания на землю воздушной сети 6 — 10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью на паралельных линиях и линиях с двухсто­ронним питанием.
Телеинформационная система ТРМС-10 предназначена для- телемеханизации контролируемых энергообъектов (КП) распределительных электрических сетей 6-10 кВ: пунктов секционирования, пунктов автоматическогоского ввода резерва, распределительных пунктов 10 кВ, потребительских трансформаторных подстанций 10/0.4 кВ (ЗТП 10/0,4 кВ, КТПП 10/0,4 кВ) объектов
Система ТМРС-10 состоит из аппаратуры тонального канала связи АТКС-10; комплекса устройств никиТРС-1.
Аппаратура АТКС-10 предназначена для образовання канала связи по воздушным линиям электропереда­чи (ВЛ) напряжением 10 кВ на тональных частотах, В качестве несущей частоты используется тональная ча­стота 1000 Гц.
Аппаратура АТКС-10 выполнена для опорных под­станций 110/35/10, 110/10, 35/10 кВ мощностью до 16 MBА. При этом фазное полное входное сопротивле­ние указанных подстанций должно быть не менее 60.
Телекомплекс ТРС-1 предназначен для сбора, обра­ботки и передачи информации по тональному каналу СВЯЗИ.
Система ТМРС-10 обеспечивает передачу и прием сообщений телесигнализации (ТС), подачу телеуправле­ния (ТУ), ретрансляцию информации ТС(РТ—ТС) и ТУ(РТ—ТУ).
Система радиотелесигнализации типа РТС-80 пред­назначена для передачи и приема воспроизведения ин­формации с контролируемых объектов распределитель­ных электрических сетей 6—10 кВ по радиоканалу связи о состоянии коммутационного оборудования (включе­но—выключено), о работе защит и автоматики, установ­ленных на пунктах секционирования, пунктах автомати­ческого ввода резерва, распределительных пунктах 10 кВ, закрытых трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ, а также для телеуправления коммутационным оборудованием, установленным на СП, РП, АВР, ЗТП.
Аппаратура РТС-80 применяется для комплексной автоматизации, распределительных электрических сетей 6—10 кВ, а также может использоваться для телемеха­низации подстанций 35/10 кВ и 110/10 кВ с централизо­ванным обслуживанием и ретрансляции сигналов ТС на диспетчерский пункт РЭС, приходящих на опорную под­станцию с контролируемых объектов сетей 10 кВ по лю­бым каналам связи.
Система радиотелесигнализации РТС-80 состоит из радиооборудования РТС-80 и телекомплекса ТРС-1Р. Радиооборудование РТС-80 состоит из диспетчерской радиостанции и радиостанций для контролируемых объ­ектов. Телекомплекс ТРС-1Р состоит из диспетчерского комплекса (пункт управления) и устройств телемехани­зации, устанавливаемых на контролируемых объектах.
Комплекс телемеханики типа ТМ-120-1Мпредназна­чен для телемеханизации диспетчерского управления и контроля в системах с распределенными контролируемы­ми пунктами (КП), управляемыми с одного диспетчер­ского пункта.
В состав комплекса входят: приемно-передающее устройство контролируемых пунктов (УП-КП.М), которое предназначено для пере­дачи с контролируемого пункта на приемно-передающее устройство пункта управления (УП-ПУ.М) телесигнали­зации состояния объекта, текущих непрерывных телеиз­мерений и приема команд телеуправления, передавае­мых е УП-ПУ.М на контролируемый пункт;приемно-передающее устройство пункта управления (УП-ПУ.М), которое выполняет операции циклического опроса всех УП-КП.М, входящих в комплекс ТМ-120-1М, и приема от всех в данном режиме текущих непрерывных телеизмерений, а в спорадическом режиме — приема телесигнализации; осуществляет передачу на УП-КП.М команд телеуправления; осуществляет ввод информации в ЭВМ и вывод из нее для передачи команд на УП-КП.М; выдачу информации в локальные устройства воспроизведения телесигнализации ЛУВИ-ТС.М и ло­кальное устройство воспроизведения телеизмерений ЛУВИ-ТИ.М, которые предназначены для воспроизведения соответственно телесигнализации о состоян;п: объ­ектов по двух- и одноламповой схеме и телеизмерений на аналоговых приемных приборах, имеют выход в дво­ичном коде.

Рис. 31. Структурная схема присоединения аппаратуры ТМРС-10:
Л1—Л4 — отходящие линии 10 кВ; ТА — трансформатор тока; УП-ТВС — устройство присоединения передатчика; УП-ОП —устройство присоединения — приемника; АТКС-10ПУ — каналообразующая аппаратура ДП; ТРС-1ПУ — аппаратура телемеханики ДП; УП~К.П-К. — конденсаторное устройство присо­единения; АТКС-10КП-К— каналообразующая аппаратура КП; ТРС-1-К.П — аппаратура телемеханики КП; АТКС-10КП-Т — каналообразующая аппаратура КП; ФН — фильтр несущей частоты; С — конденсатор связи С ММ 20 Т

Структурная схема комплекса устройств телемехани­ки ТМ-120-1М приведена на рис. 31.