10. Выбор средств автоматизации диспетчерского управления

Для рассматриваемой в проекте энергосистемы необходимо выбрать устройства телемеханики и обоснованно определить объём телеметрии, т.е. число каналов телеизмерений (ТИ) и телесигнализации (ТС) для каждого объекта системы, выбрать средства связи и показать общую схему информационного обеспечения, полагая, что диспетчерский пункт энергосистемы находится в районе нагрузочного узла 1. Выбор ТС и ТИ может быть различным, но должен быть максимально информативным и отвечать требованиям отображения режима объекта в оперативно-информационном комплексе (ОИК) для диспетчера энергосистемы.

На каждом КП устройств телемеханики необходимо показать число каналов ТИ и ТС. При определении линий связи между объектами для передачи телеметрии следует учитывать возможность использования КП для ретрансляции телеинформации, поступающей от других КП.

Один из объектов энегосистемы задаётся преподавателем для более детальной разработки и выбора технических средств диспетчерского и технологического управления.

Для заданного объекта надо привести упрощённую схему электрических соединений, выбрав её в соответствии с рекомендациями «Норм технологического проектирования». Для КЭС и ГЭС, например, необходимо показать все блоки и отходящие ЛЭП. В качестве схемы выполнения ОРУ можно принять двойную систему шин с обходной. На схеме показать блочные трансформаторы и трансформаторы собственных нужд (ТСН), а также пускорезервный ТСН. Для одного из блоков показать секции 6 кВ КРУ СН и отходящие от них фидера к двигателям механизмов собственных нужд и к трансформаторам 6/0,4.

Для понизительной подстанции необходимо показать схему РУ высокого напряжения, силовые трансформаторы, РУ низкого напряжения с отходящими фидерами, трансформаторы собственных нужд. На схемах РУ объектов кроме основного силового оборудования следует изобразить также выключатели и разъединители, трансформаторы тока и напряжения, для которых выбрать номинальные первичные параметры.

Для рассматриваемого объекта необходимо предложить вариант экранной страницы для отображения телеметрии. На цифровых индикаторах экрана следует показать значения параметров режима, которые получены по результатам расчёта режима в часы наибольших нагрузок. Привести расчёт этих показаний с учетом процесса квантования и оценить ошибку квантования по каждому параметру.

Как известно, масштабы квантов по току и мощности для 8-и разрядного АЦП выбираются по следующим формулам

, .

Масштаб кванта по напряжению зависит от модификации вторичного преобразователя типа Е-855, определяющей тип его шкалы.

Для Е-855/1, имеющего полную шкалу, начинающуюся при ,

,

для Е-855/2, имеющего усечённую шкалу,

.

Номенклатура выпускаемых измерительных преобразователей приведена в табл. 11.

Таблица 11

№	Измеряемый параметр	Тип	Входной сигнал	Класс точности	Выходн. ток, mА	Потребл. ВА
	Напряжение	Е-855	0 – 125 В 75 – 125 В	0,5	0 – 5, 0–20	0,2
	Ток	Е-842	0 – 1 А 0 – 5 А	1	0 – 5, 0–20	1,0 1,5
	Активная мощность трёхфазная	Е-848	0 – 1, 0 – 5 А 0 – 120 В 80 – 120 В	0,5	0 – 5,  5, 0–20	0,6 по АС,АВ,СВ 0,2
	Активная и реактивная мощность трёхфазная	Е-849	0 – 1, 0 – 5 А 0 – 120 В 80 – 120 В	1	0 – 5,  5, 0–20	4,0 по АС, 0,2 по ост., 0,2
	Реактивная мощность трёхфазная	Е-860	0 – 1, 0 – 5 А 0 – 120 В 80 – 120 В	0,5	0 – 5,  5, 0–20	4,0 по АС, 0,2 по ост., 0,2
	Частота	Е-858	45 – 52 Гц	0,02 Гц	0–5,0–20	2,0

Для применения в разрабатываемых системах телеметрии сегодня рекомендуется использовать преобразователи с выходным током 0…20 мА. На рис. 11 приводятся схемы подключения всех вторичных измерительных преобразователей типа Е, представленных в таблице.

Преобразователи Е849, Е859, Е860 имеют модификацию, в которой питание осуществляется от сети 220 В и подключается к клеммам 7 и 8. При этом сокращается потребление мощности от измерительных цепей.

Для всех каналов ТИ необходимо выбрать типы вторичных преобразователей и определить масштабы квантов.

Для установки на объектах энергосистемы можно рекомендовать такие устройства телемеханики как «Гранит», КОМПАС, «Уктус» и другие с 8-и или 12-и разрядным АЦП [1,2].

Рис. 11

Рассмотрим подробнее сравнительно новое устройство телемеханики КОМПАС, которое разработано и выпускается в г. Краснодаре предприятием АОЗТ «ЮГ-СИСТЕМА».

КОМПАС ТМ – комплект программно-аппаратных средств телемеханики предназначен для построения телемеханических комплексов различной конфигурации для сбора информации и управления объектами энергетического хозяйства.

Структура комплекта показана на рис. 12.

Основными элементами комплекта являются устройства контролируемого пункта малогабаритные (УКПМ), предназначенные для ввода сигналов от датчиков телесигнализации (ТС), аналоговых измерительных преобразователей типа Е (ТИТ), ввода импульсных сигналов от датчиков и счёта числа импульсов (ТИИ), вывода сигналов телеуправления (ТУ) и для обмена информацией с устройствами пункта управления (ПУ).

Объём телеметрии для выпускаемых УКПМ представлен в табл. 12.

Таблица 12

Исполнение устройства	Информационная ёмкость, не менее
	ТС	ТИТ	ТУ	ТИИ
УКПМ-3	64	30	32	8
УКПМ-4	128	30	32	–
УКПМ-5	64	30	64	–
УКПМ-6	64	30	32	31
УКПМ-7	64	30	32	–

УКПМ имеет аппаратный блок (АБ), блок клеммных соединений (БКС) и блок реле повторителей (БРП), который предназначен для усиления и распределения управляющих сигналов и коммутации исполнительных цепей приводов механизмов. Контакты исполнительных реле обеспечивают на напряжении 220 В включение нагрузки с установившимся током до 2 А.

Рис. 12

Аппаратный блок пункта управления (АБПУ-М) предназначен для обмена информацией с устройствами КП, устройствами ПУ нижележащих, смежных и вышележащих уровней, с ПЭВМ рабочих станций (РС) и с блоками отображения телеметрии на мнемоническом диспетчерском щите (ДЩ).

Комплект совместим со старыми устройствами телемеханики типа ТМ-120-1, ТМ-120-1.М, ТМ-512 и др. Максимальное число обслуживаемых УКПМ до 128, что позволяет обеспечивать сбор информации и управление в больших и сложных системах.

Разветвитель канальный (РК) предназначен для объединения в единый канал до восьми приёмных каналов тональной частоты (ТЧ).

Аналогичную архитектуру и элементную базу имеет и телекомплекс «Уктус», разработанный и выпускаемый в Екатеринбурге.

Приведем также некоторые данные по телекомплексу «Гранит», который выпускается уже более 20 лет и сегодня в системе АСДУ является наиболее распространенным. В этот комплекс впервые для обработки информации были введены две микро-ЭВМ, что позволило назвать его интеллектуальным. Встроенные в шкаф ПУ эти ЭВМ в режиме взаимного резервирования обеспечивают программную обработку, прием, передачу и отображение разнородной информации. Шкафы КП устанавливаются на объектах без обслуживающего и с обслуживаемым персоналом и обеспечивают ввод, вывод и ретрансляцию разнообразной телеметрии от однотипных или других устройств телемеханики без предоставления ее местному персоналу.

Комплекс может включать любое количество КП в пределах 128 комплектов и несколько ПУ, для связи между которыми могут применяться радиальные и магистральные каналы связи. Возможность организации связи между ПУ позволяет создавать многоуровневые иерархические системы.

В проекте необходимо также выбрать устройства телемеханики и на остальных объектах системы, ориентировочно наметить объем телеметрии на каждом и показать на схеме связь всех контролируемых пунктов с оперативно-информационным комплексом АСДУ энергосистемы.

Пример такой схемы приведен на рис.13, где показана также и техника оперативно-информационного комплекса типа КИО-3, включающая приемные устройства телемеханики, мостовой компьютер (МК), файл-сервер (ФС), циклический компьютер (ЦК) и рабочие станции (РС), объединенные локальной сетью.

В завершение рассмотрим еще одну возможную схему построения АСУ ТП, которая может быть интегрирована в АСДУ предприятия электрических сетей или энергосистемы. Базой для этой системы является технический комплекс «НЕВА», первые версии которого предназначались для регистрации электрических сигналов.

В современной модификации все технические средства комплекса в соответствии с назначением разделены на следующие составные части:

• блок регистрации и контроля нормальных и аварийных режимов и учета электроэнергии (БРКУ) – основной блок системы;

• датчики аналоговых и дискретных сигналов;

• персональный компьютер (ПК);

• источник бесперебойного питания (ИБП).

Рис. 13

Структурная схема комплекса показана на рис. 14. Один блок БРКУ позволяет контролировать 32, 64 или 96 параметров нормального режима, осциллографировать до 64 мгновенных значений тока и напряжения, контролировать до 288 дискретных сигналов от устройств РЗА, блок-контактов коммутационных аппаратов, счетчиков электроэнергии и других устройств.

Рис. 14

Подключенные к БРКУ сигналы от выключателей и разъединителей позволяют отображать текущее состояние схемы объекта на экране ПК, а сигналы с преобразователей типа Е дают возможность отобразить и текущие параметры нормального режима.

Записанные осциллограммы позволяют проводить всесторонний анализ аварийных событий, используя для этой цели построение векторных диаграмм, расчет фаз, симметричных составляющих тока и напряжения в любой момент доаварийного, аварийного и послеаварийного режима.

Возможность подключения к дискретным входам импульсных выходов счетчиков электрической энергии позволяет использовать систему «НЕВА» для автоматизации контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ).