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 ЧАО «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 ºС;
• 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.