ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Автоматизация тяговой подстанции – важнейший фактор достижения цели – построить тяговую подстанцию нового поколения с повышенной надежностью оборудования, не требующего к себе пристального внимания, обеспечивающего минимальное участие оперативного персонала в оперативных переключениях, исключающего возникновения аварийноопасных ситуаций вследствие так называемого «человеческого фактора».

Автоматизация тяговой подстанции – важнейший фактор достижения указанной цели.

Важнейшим звеном автоматизированной тяговой подстанции является телемеханический комплекс.

На рабочем месте диспетчера сосредоточены все самые современные возможности по управлению и мониторингу оборудованием тяговой подстанции.

В распоряжении диспетчера - персональный компьютер с графическим дисплеем, на котором отображаются мнемосхемы всех тяговых подстанций, состояние основного коммутирующего оборудования.

Перед диспетчером закреплены на стене современные графические панели, на которых в крупном масштабе изображается система электроснабжения дистанции и др.
Управление подстанциями, силовым коммутационным оборудованием осуществляется с помощью графического интерфейса, клавиатуры и мыши или путем нажатия пальцем руки на графическое изображение аппарата на сенсорном дисплее монитора.

1. Назначение

Комплект оборудования телемеханики, разработанный ЗАО «ЭТК «Плутон», предназначен для дистанционного управления коммутирующим оборудованием тяговых подстанций, а так же для контроля состояния основного коммутирующего оборудования, телеметрии и др.
Телемеханическое оборудование позволяет объединить рассредоточенные тяговые подстанции в единый телемеханический комплекс, позволяет осуществлять дистанционное управление и контроль с помощью программно-технических средств с единого диспетчерского пункта.
Оснащение тяговой подстанции современным телемеханическим комплексом позволяет:

• получить удобство, полноту и оперативность управления оборудованием; 
• повысить безопасность эксплуатации и обслуживания оборудования тяговых подстанций;  
• повысить производительность труда при управлении и обслуживании, уменьшить численность обслуживающего персонала и снизить эксплуатационные расходы; 
• обеспечить автоматический сбор, накопление и статистическую обработку информации; 
• сократить время на поиск возникшей неисправности, ее локализацию и ликвидацию; 
• оптимизировать организацию работ ремонтного персонала; 
• создать современную техническую основу для последующего развития, совершенствования автоматизированной системы управления тяговыми подстанциями.

2. Основные функции телемеханического комплекса

1) принимать и выдавать дискретные сигналы - выполнять функцию телесигнализации;
2) принимать аналоговые сигналы - выполнять функции телеизмерения;
3) выдавать сигналы телеуправления;
4) обеспечивать автоматизацию процессов сбора и использования информации.

Телемеханическим комплексом обеспечивается:

• защита от возникновения ложной команды телеуправления; 
• приоритет команд телеуправления перед командами телесигнализации, команд телесигнализации перед командами телеизмерения; 
• привязка событий к абсолютному времени, с точностью 1 мс; 
• диагностика функционирования всех узлов системы и каналов связи (время определения неисправности с момента ее возникновения не более 1 мин);
• поддержка единого времени для всех узлов системы; 
• функционирование оборудования основной системы телемеханики при обрыве одного из основных каналов связи;
• функционирование оборудования дополнительной системы телемеханики при обрыве одного, или двух основных каналов связи;
• ретроспектива необходимых параметров и информации о событиях и состоянии тяговой подстанции, в том числе и  о состоянии телемеханического оборудования глубиной до 30 суток.
• надежная работа телемеханического комплекса, в том числе и автоматическое возобновление его работы при возникновении сбоя;
• централизованная обработка информации;
• комфортная работа диспетчера, визуальная и звуковая сигнализация.

3. Основные технические характеристики телемеханического комплекса

• режим работы – постоянный, круглосуточный (7/24 – семь дней в неделю, 24 часа в сутки);
• максимальное расстояние между диспетчерским пунктом и тяговой подстанцией - не более 20 км;
• расстояние от кабельной линии между оборудованием тяговой подстанции, диспетчерским пунктом и каналообразующей аппаратурой (ВОЛС) - до 200 м;
• электропитание основных узлов осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В +10/-15 % и частотой 50 Гц ± 2 %;
• мощность потребления для каждого узла не более 300Вт;
• канал связи для основного оборудования – волоконно-оптический, 2 канала, скорость передачи данных V = 10 Mб/с);
• канал связи для вспомогательного оборудования - медный телефонный кабель  (1 канал) – (V = 1200 б/с). Сопротивление медной линии связи - до 3 кОм;
• расстояние от диспетчерского пункта до самой дальней тяговой подстанции - до 20 км;
• точность передачи измеряемых величин (до 0,1%);
• вероятность возникновения ложной команды не более 10^-6 …10-¹⁰;
• конструкция: шкафы одностороннего обслуживания, степень защиты IP44;
• диапазон рабочих температур +5…+45 ?С;
• относительная влажность воздуха 40…90 %;
• оборудование телемеханического комплекса нормально работает при влиянии индустриальных радиопомех («Общесоюзные нормы допускаемых индустриальных помех» (норма 11-82)), при постоянных и появляющихся электромагнитных полях напряженностью до 400 А/м;
• бесперебойное питание оборудования телемеханического комплекса на тяговой подстанции и диспетчерском пункте  - не менее 60 минут в случае отсутствия основного питания напряжением ~220 В +10/-15 %, 50 Гц.

4. Состав оборудования телемеханического комплекса

В состав оборудования телемеханического комплекса входят:

1) шкафы телемеханики тяговой подстанции – устанавливаются на каждой тяговой подстанции;
2) шкаф телемеханики диспетчерского пункта;
3) автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера;
4) автоматизированное рабочее место (АРМ) телемеханика;
5) автоматизированное рабочее место (АРМ) дополнительной системы телемеханики.

В шкафах находятся программируемые логические контролеры (PLC), управляющие оборудованием основной и дополнительной систем телемеханики, PLC, управляющие работой КРУ 10 кВ, распредустройствами серии РУ-3,3к, выпрямителями серии В-ТПЕД (В-ТППД), блоки бесперебойного питания, коммуникационное оборудование (модемы, медиаконверторы), коммутационное оборудование (выключатели, реле, клеммы).

В шкаф телемеханики диспетчера, кроме этого, входит PC-сервер (в том числе монитор, клавиатура, мышь). В шкафах телемеханики предусмотрено место для увеличения контролируемых тяговых подстанций до 30 шт.

АРМ диспетчера, телемеханика и дополнительной системы телемеханики представляет собой комплект компьютерного оборудования - персональный компьютер, блок бесперебойного питания, мониторы, клавиатура, мышь.

5. Структура и работа телемеханического комплекса

В состав комплекта оборудования телемеханического комплекса входит две системы: основная и дополнительная. Они независимы одна от другой, имеют собственное электроснабжение и собственные каналы связи.

 
Рис.1 Структурная схема оборудования телемеханического комплекса

Оборудование телемеханики для основной и дополнительной системы функционально аналогичны и состоит из:

• PLC – программируемых логических контроллеров;
• оборудования питания;
• коммуникационного оборудования (модемы, медиаконверторы, HUB и др. устройства, которые обеспечивают надежную связь всего оборудования телемеханического комплекса);
• коммутационного оборудования (модули гальванической развязки, реле и др.).

Оборудование телемеханики на тяговой подстанции обеспечивает телемеханический обмен с  диспетчерским пунктом для основной системы – по 2 каналам Ethernet через волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), для дополнительной системы – по последовательному  интерфейсу RS-485 через медный телефонный кабель, сечением 0,5 мм².

Оборудование телемеханики на тяговой подстанции обеспечивает телемеханический обмен с оборудованием тяговой подстанции (КРУ 10 кВ, РУ-3,3к, преобразовательными секциями В-ТПЕД или В-ТППД) по интерфейсам и проводами с «сухими» контактами.

В случае необходимости, АРМ телемеханика служит резервом АРМ диспетчерского пункта, и в свою очередь, АРМ дополнительной системы телемеханики может служить резервом АРМ диспетчерского пункта. Переход на резервирование, в случае отказа ВОЛС, осуществляется за промежуток времени,  не более 1 мин.