Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах - Система телемеханики ТМРС-10 Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах

Страница 41 из 46

Основная область применения — телемеханизация распределительных сетей 10(6) кВ (в дальнейшем 10 кВ) сельскохозяйственного назначения [39]. Система ТМРС-10 состоит из комплекса устройств телемеханики типа ТРС-1 и каналообразующей аппаратуры АКТС-10, обеспечивающей передачу телемеханических сообщений по каналу тональной частоты, наложенной на электрическую сеть 10 кВ. Система обеспечивает телеконтроль и телеуправление объектами сетей электроснабжения потребителей, находящихся в зоне одной питающей (опорной) подстанции 35/10 кВ.

Передача информации от объектов телеконтроля (секционирующие выключатели, выключатели распределительных пунктов, пунктов АВР и пр.) осуществляется на опорную подстанцию (ОП) и далее ретранслируется на ДП РЭС. Телеуправление этими объектами производится с ОП (при наличии на ней дежурного персонала) либо ретрансляцией команд с ДП РЭС. Примерная структурная схема системы ТМРС-10 представлена на рис. 6.4.

Комплекс устройств телемеханики ТРС-1

Телекомплекс ТРС-1 разработан ВНИИЭ и СКВ завода ’’Электропульт”. Серийный выпуск ТРС-1 производится заводом ’’Электропульт” с 1985 г.

Устройства телемеханики ТРС-1 в комплексе с каналообразующей аппаратурой на тональных частотах АТКС-10 либо аппаратурой УКВ радиостанций* обеспечивают передачу и прием сообщений ТС из распределительных сетей 10 кВ сложной конфигурации и передачу команд ТУ к объектам этой сети. Кроме того, устройство ТРС-1 ПУ осуществляет ретрансляцию сигналов ТС (РТС) через устройство телемеханики КП верхнего ранга и ретрансляцию команд ТУ (РТУ) с ДП РЭС (см. рис. 6.1, а). В качестве УТМ верхнего ранга могут использоваться устройства КП-35 типов МКТ-2, МКТ-3, ГРАНИТ, АИСТ КП-PC, ТМ-120 М.

Состав комплекса ТРС-1.

Комплекс ТРС-1 содержит от одного до 15 устройств КП и одно устройство ПУ. Устройства КП выполняются двух моделей — КП-А и КП-Б, различающихся информационной емкостью. Устройство ПУ устанавливается в помещении опорной подстанции, устройства КП — непосредственно около выключателей мощности пунктов секционирования, распределительных пунктов 10 кВ, на энергообъектах нагрузки 0,4 кВ и т. п., как правило, на открытом воздухе либо в трансформаторных будках.

*Телекомплекс, состоящий из УТМ ТРС-1 и УКВ радиостанций типа 18Р22С, именуется РТС-80.

Рис. 6.3. Кодограммы телекомплекса ТРС-1:

а - маркерный сигнал МС с ПУ; б - вызывной сигнал ВС с КП; в - информационный подцикл ТС ("окно" КП 1001); г - команды ТУ ВК и ОТ, объект N10(1010)

Выполняемые функции, информационная емкость ТРС-1.

Аппаратура комплекса выполняет следующие функции:

периодический запрос с ПУ информации на всех КП;

передачу с КП и прием на ПУ сообщений ТС по запросу с ПУ, а также автоматически при переключении объектов ТС на КП;

передачу с ПУ и прием на КП двухпозиционных команд ТУ;

ретрансляцию сообщений ТС (РТС) в кодовой форме по запросу КП верхнего ранга;

ретрансляцию с ПУ на КП команд ТУ (РТУ), получаемых от КП верхнего ранга.

Информационная емкость устройства КП-А — 3 ТС, 1 ТУ; КП-Б — 9 ТС, 3 ТУ.

Общее число устройств КП модели А на одно ПУ — до 15. Общее число сигналов, принимаемых ПУ, — 60, из которых 45 — двухпозиционные ТС и 15 — контрольные сигналы о работоспособности устройств КП (по одному сигналу с каждого КП).

Общее число команд ТУ, передаваемых с ПУ, — до 15; ретранслируемых через ПУ: РТУ — 15, РТС — 60.

Принципы передачи информации.

Телекомплекс ТРС-1 является кодоимпульсной системой телемеханики с временным разделением общего канала связи между КП. Для обеспечения синхронной работы всех устройств КП и ПУ используется синхронная сеть 50 Гц. Синфазирование устройств КП и ПУ осуществляется стартовым (маркерным) сигналом (МС), посылаемым с ПУ на все устройства КП. Сигнал МС существенно отличается по длительности от всех остальных рабочих сигналов в канале связи. Его продолжительность составляет 8t, где t = 0,16 с — длительность информационного импульса (рис. 6.3). При приеме МС запускаются переключатели РИ (распределители импульсов) на всех КП, которые синхронно переключаются с распределителем импульсов в устройстве ПУ благодаря наличию на всех пунктах системы синхронной тактовой частоты. Синхронная тактовая частота образуется путем деления промышленной частоты 50 Гц на 16 с помощью электронных делителей частоты. Таким образом, синхронная тактовая частота переключения распределителей F = 50/16 = 3,125 Гц, длительность одного периода 320 мс.

Передача информации ТС. Каждому КП отводится свое информационное окно — по 8 периодов тактовой частоты (2,56 с). Номера периодов тактовой частоты, отведенных данному КП, строго фиксированы (распайкой соответствующих перемычек в аппарате КП). Цикл опроса всех 15 КП составляет 128 тактов (8 тактов МС и 15 х 8 информационных тактов), т. е. 40,96 с.

При переключении РИ данного КП в позицию, соответствующую его информационному окну, начинается передача информации с этого КП. За 8 периодов (8 импульсов по 160 мс, разделенных восемью паузами такой же длительности) передаются адрес КП (4 периода), состояние объектов ТС и сигнал исправности КП (3 периода), а также контрольный сигнал Р защиты по нечетности (1 период). Информационным импульсным признаком на каждом периоде является наличие или отсутствие импульса длительностью t = 160 мс. Адрес КП кодируется четырехразрядным двоичным кодом (рис. 6.3, в). Паузы между импульсами используются в качестве разделительных интервалов. Наличие разделительных пауз между информационными импульсами контролируется. Их число в ’’окне” всегда постоянно (8). В аппарате ОП при переключении РИ на соответствующих тактах также формируются адреса КП, которые побитно сравниваются с адресами КП, принимаемыми из канала связи. При несоответствии адресов КП (принимаемого из канала связи и сформированного в аппарате ОП), при нарушении нечетности числа принятых в ’’окне” единиц или числа разделительных пауз информация бракуется и опрос повторяется. При фиксации подряд пяти ошибок по одному и тому же КП выдается сигнал ’’неисправность” соответствующего КП, после чего осуществляется однократный запрос через 20 мин с последующей отменой неисправности по данному КП.

Стартовый сигнал МС посылается с ОП для запроса информации с КП в следующих случаях: а) автоматически для контроля каналов связи и аппаратуры комплекса периодически с интервалами, задаваемыми таймером в устройстве ОП (обычно 1 раз в 3 ч); б) вручную, по желанию диспетчера; в) в случае изменения информации на любом КП при получении вызывного сигнала ВС из канала связи; г) по запросу от УТМ верхнего ранга; д) при фиксации ошибок при приеме информации от КП.

Если в период между циклическими опросами возникает сигнал ВС, аппарат ПУ немедленно по получении этого сигнала вырабатывает стартовый сигнал МС и начинается внеочередной опрос всех КП.

При фиксации приема сигнала МС на КП запрещается передача вызывного сигнала ВС. Во время передачи с КП сигнала ВС осуществляется запрет на прием сигнала МС. При приеме сигнала МС все КП приводятся в исходное состояние, и по окончании МС начинается синхронная передача всех КП на ПУ, начиная с младшего адреса КП. В случае самопроизвольного отключения объекта ТС на КП посылка вызываемого сигнала ВС происходит с задержкой на 40 с, необходимой для срабатывания двухступенчатого АПВ. Если АПВ окажется успешным, изменение состояния объекта ТС аппаратом КП не фиксируется и сигнал ВС не посылается. Внеочередной опрос всех КП происходит также после передачи команды ТУ для какого-либо КП.

Ретрансляция сигналов ТС (РТС). Информация ТС, собираемая со всех КП устройством ПУ, может ретранслироваться на ДП РЭС (или ДП ПЭС). Передача РТС предусмотрена в кодовой форме по запросу от КП верхнего ранга как с общих узлов, так и от контактов индивидуальных реле ТС в устройстве ПУ ТРС-1. При ретрансляции в кодовой форме обмен сигналами между КП верхнего ранга и ТРС-1 ПУ производится по магистральным шинам. При наличии сигнала запроса на РТС от КП верхнего ранга устройство ПУ выдает импульс разрешения ретрансляции. Адрес запрашиваемого КП ТРС поступает по четырем адресным шинам в двоичном коде. Запрашиваемая информация ТС выводится на четыре информационные шины вместе с сигналом (импульсом) разрешения РТС. К моменту окончания импульса РТС на информационных шинах присутствует информация ТС по запрашиваемому адресу КП. При изменении состояния объектов ТС устройство ПУ посылает устройству КП верхнего ранга сигнал новой информации, который снимается сигналом запроса ретранслирующего устройства и вызывает передачу РТС.

Передача команд ТУ. Команда ТУ состоит из двух одинаковых подциклов (для большей надежности) и сигнала разрешения исполнения РИ (рис. 6.3, г). В каждом подцикле передается характер операции (включить ВК и отключить ОТ) и адрес КП. Сигналы ВК и ОТ являют» ся также функциональными признаками и стартовыми сигналами (маркерами) операции ТУ, а код адреса КП одновременно является й кодом номера объекта ТУ (поскольку на каждом КП имеется один объект ТУ). Каждый подцикл ТУ содержит по 8 периодов тактовой частоты (тактов) или по 16 полутактов длительностью Г =0,16 с. Сигнал ОТ равен 3 (0,48 с), сигнал ВК — 5t (0,8 с). Адрес КП передается четырехразрядным двоичным кодом с защитой по четности. Сигнал разрешения исполнения РИ (интервал длительностью 3, импульс Длительностью 2t) посылается после окончания двух подциклов ТУ. При приеме команды ТУ на КП адрес КП, полученный из канала связи, сравнивается с адресом данного КП. При совпадении адресов, фиксации защиты по четности и определенного числа разделительных пауз в 1-м подцикле дается разрешение на прием 2-го подцикла. При совпадении 1-го и 2-го подциклов дается разрешение на фиксацию сигнала РИ. После приема сигнала РИ на заданном месте импульсной серии выдается команда на управление. Время исполнительного импульса ТУ — о 2 до 2,5 с.

Сигнал общего опроса КП ВС после исполнения команды ТУ формируется сразу без выдержки 40 с, которая необходима при автоматическом переключении объектов ТС. В случае отсутствия ВС (если команда ТУ не выполнилась) устройство ПУ через интервал времени 7,68 с (три подцикла) посылает сигнал общего опроса МС.

Команды ТУ могут посылаться с ОП от блока БМВУ в устройстве ПУ ТРС-1 (ключи управления выведены на переднюю панель блока БМВУ) либо с пульта диспетчера РЭС через вышестоящее УТМ методом ретрансляции команд (РТУ). Для ввода команд ТУ в устройство ПУ РТС-1 предусмотрены 7 магистральных шин: 5 шин адреса КП (4 информационные и одна для защиты по четности), 6-я шина — для выбора характера операции (ВК — сигнал 1, ОТ — сигнал 0) и 7-я шина — сигнал пуска. По сигналу пуска набранная команда ТУ передается во входные злы ПУ и осуществляется кодирование команды ТУ. Для РТУ от вышестоящего КП предусмотрены дополнительно две магистральные шины, по которым устройства обмениваются сигналами запроса и разрешения РТУ. Передача и ретрансляция команд ТУ возможны только во время интервалов между опросами КП (предпочтение ТС перед ТУ). Поэтому устройство ПУ в ответ на запрос РТУ выдает сигнал занятости ПУ приемом информации ТС.

Элементная база, условия эксплуатации и надежности аппаратуры телекомплекса ТРС-1.

Логические узлы схемы устройств ТРС-1 выполнены на интегральных микросхемах К561 средней интеграции. Линейные цепи, узлы ретрансляции имеют гальваническую развязку на диодных оптронах А0Д101. Входные и выходные реле ТС — электромагнитные реле РЭС49 и РЭС60, выходные реле ТУ — РП21.

Питание устройств ПУ и КП должно производиться от синхронной сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц при допустимых изменениях напряжения питания на КП + 10 + -20%, на ПУ +10 + -15% номинального значения и изменении частоты питающей сети от 47,5 до 52,5 Гц.

Мощность, потребляемая устройством КП (модель А), — не более 25 В · А, устройством ПУ (при максимальной емкости) — не более 150В-А.

Устройства КП предназначены для эксплуатации на открытом воздухе при непосредственном воздействии солнечной радиации, дождя, пыли, влажности, допустимая температура — от —40 до +45 °C, влажность — до 100% при 25 °C. Устройство ПУ должно устанавливаться в закрытом помещении при отсутствии прямого попадания влаги, солнечной радиации, пыли и пр.; допустимая температура — от 1 до 40 °C, влажность — до 80% при 25 °C.

Завод-изготовитель гарантирует среднюю продолжительность работы до отказа одного КП не менее 10000 ч. Устройства КП размещены в герметизированных шкафах навесного типа с габаритами 560 х 560 х х 350 мм, массой 37 кг, устройства ПУ — в пылезащитном шкафу напольного типа с габаритами 2000 х 600 х 425 мм, массой 146 кг.

Среднее время восстановления работоспособности комплекса ТРС-1 — не более 2 ч. Для обеспечения этого времени в устройстве ПУ предусмотрен резервный блок ТМ устройства КП, что обеспечивает при выходе из строя одного из УТМ КП быструю замену его резервным блоком и восстановление работоспособности всего комплекса.

Для контроля исправности работы комплекса ТРС-1 и удобства его обслуживания и наладки на передние панели блоков устройства ПУ вынесены светодиоды для: индикации кода, принимаемого и выдаваемого в устройства канала связи; индикации сообщений ТС по каждому адресу КП; индикации состояния КП (исправлен, не исправлен) по каждому адресу.

В устройстве КП имеется встроенный индикатор для проверки работоспособности узлов ТС и ТУ.