Телемеханика распределительных сетей

Телемеханика подстанций

ООО «ПиЭлСи Технолоджи» выпускает обширный ассортимент устройств телемеханики, который позволяет оптимально решить вопросы телемеханизации для подстанций всех типов, учитывая различные возможности первичного оборудования и различных условий эксплуатации.

Основной задачей телемеханики распределительных сетей является сбор и обработка данных о режимах работы электротехнического оборудования контролируемого пункта и обеспечение передачи телеинформации с объекта автоматизации на вышестоящие уровни.

Система телемеханики распределительных сетей обеспечивает:

1.повышение наблюдаемости технологического процесса;

2.повышение достоверности передачи информации;

3.повышение надежности и эффективности управления процессом;

4.сокращение числа аварийных ситуаций;

5.сокращение затрат на эксплуатацию оборудования.

По архитектуре системы телемеханики можно разделить на следующие типы:

1.Распределенные;

2.Централизованные.

Распределенная архитектура системы телемеханики

Рис.1 Схема распределенной архитектуры системы ТМ

В низковольтные отсеки ячеек КСО, КРУ, элегазовых моноблоков устанавливаются устройства телемеханики - контроллеры присоединения TOPAZ серии HVD3, которые непосредственно осуществляет сбор и обработку дискретных сигналов, выдачу команд управления и полный объем измерений и вычислений параметров сети.

Устройства выпускаются в разных модификациях в зависимости от объема контролируемой телемеханической информации:

TOPAZ HVD3-RTU1 – выполняет функции ТС, ТУ, КФ;

TOPAZ HVD3-RTU3 – выполняет функции ТС, ТУ, КФ и ТИ тока нагрузки по одной фазе;

TOPAZ HVD3-RTU5 – выполняет функции ТС, ТУ, КФ и ТИ тока и напряжения в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных сетях переменного тока, и измерения активной и реактивной энергии переменного тока;

TOPAZ HVD3-RTU7 – выполняет функции ТС, ТУ, КФ и ТИ тока и напряжения в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных сетях переменного тока, измерения тока нулевой последовательности, и измерения активной и реактивной энергии переменного тока);

TOPAZ HVD3-EM3 – выполняет функции ТС, КФ и ТИ тока и напряжения в трехфазных трехпроводных и четырехпроводных сетях переменного тока, и измерения активной и реактивной энергии переменного тока.

Сервер доступа к данным (контроллер) TOPAZ IEC DAS MX240 выполняет сбор данных с контроллеров присоединений и осуществляет передачу телеинформации на вышестоящие уровни управления и интеграцию со смежными системами по открытым протоколам передачи (МЭК 60870-5-104, МЭК 60870-5-101, Modbus RTU и др.). Формирование информационных сигналов, передаваемых на верхний уровень, как дискретных, так и аналоговых, осуществляется как спорадически (при этом формирование сигналов дискретных величин осуществляется по изменению величины, а аналоговых величин - с применением метода апертур), так и циклически (по глобальному опросу с заданной периодичностью). Использование телемеханического протокола обмена МЭК 60870-5-104 позволяет передавать телеинформацию с указанием метки времени.

Контроллер TOPAZ IEC DAS MX240 является модульным устройством - количество и тип интерфейсов (электрический/оптический Ethernet, RS-485) передачи данных устройства зависят от конкретной модификации устройства и определяются наличием соответствующих плат расширений. Помимо интерфейсных плат контроллер может включать в себя функциональные платы:

·   PTS - для синхронизации времени по радиосигналам от систем ГЛОНАСС и GPS;

·   GSM – для организации каналов связи на базе сетей мобильных операторов;

·   HMI – для создания человеко-машинного интерфейса (панель оператора).

Конструктивно контроллер выполнен в пластиковом корпусе и предназначен для крепления на DIN-рейку.

Связь между сервером доступа к данным и контроллерами присоединений осуществляется посредством резервируемого цифрового интерфейса RS-485 в протоколе МЭК60870-5-101.

Распределенная архитектура построения позволяет минимизировать количество кабельной продукции, а также свести к минимуму габариты устройства КП ТМ, что очень важно в ограниченном пространстве подстанции.

Централизованная архитектура системы телемеханики

Рис.2 Схема централизованной архитектуры системы ТМ

При таком построении КП ТМ представляет собой шкаф с сервером доступа к данным, модулями ввода/вывода дискретных сигналов, цифровыми измерительными преобразователями и системы электропитания.

Для такого вида построения телемеханики ООО «ПиЭлСи Технолоджи» были разработаны модули телемеханики TOPAZ ТМ MTU3-Pr или TOPAZ ТМ MTU5-Pr, а также многофункциональные измерительные преобразователи линейки TOPAZ TM PM7-Pr.

Модули телемеханики TOPAZ ТМ MTU3-Pr или TOPAZ ТМ MTU5-Pr выполняют функции ввода дискретных сигналов и выдачу дискретных сигналов управления.

Многофункциональные измерительные преобразователи линейки TOPAZ TM PM7-Pr служат для измерения параметров электрической сети и могут изготавливаться в различных модификациях в зависимости от необходимого набора функций.

Внутри шкафа КП ТМ модули объединяются при помощи шины T-Bus, что позволяет подвести к каждому модулю как цепи питания, так и интерфейсные связи. Благодаря такому построению нет необходимости в дополнительных связях для работы модуля, что позволяет уменьшить количество кабеля внутри шкафа и упростить установку оборудования.

Электропитание технических средств системы телемеханики

Для защиты от провалов напряжения питающей сети предусмотрено гарантированное электропитание технических средств системы телемеханики.

Гарантированное электропитание может быть выполнено в нескольких вариантах:

1.Для КП ТМ, имеющих один ввод питания, целесообразно применение модуля резервного питания TOPAZ MRP-220V24V2A. Данный модуль предназначен для организации гарантированного электропитания технических средств с напряжением 24 В постоянного тока. Модуль обеспечивает безобрывное автоматическое переключение электропитания подключенных к его выходу потребителей с основного питающего ввода на резервный и обратно при пропадании или при недопустимом отклонении параметров напряжения. Модуль используется совместно с аккумуляторным блоком TOPAZ AU 7AH/12V и может обеспечить питание потребителей мощностью не более 50 Вт.

Рис.3 Схема резервного питания с применением модуля TOPAZ MRP-220V24V2A

2.Для КП ТМ, имеющих два ввода питания, применяется модуль контроля питания TOPAZ PSC 24V10А.

Рис. 4 Схема резервного питания с применением модуля TOPAZ PSC 24V10А

Модуль контроля питания TOPAZ PSC 24V10А выполняет следующие функции:

• контролирует наличие напряжения на каналах входного и выходного напряжений;
• при отсутствии напряжения на основном канале входного напряжения, переключает питание внешних устройств на резервный или аварийный источники;
• контролирует заряд аккумуляторной батареи и при понижении уровня заряда ниже установленных при конфигурировании модуля значений, подключает аккумулятор к источнику питания;
• контролирует температуру окружающего воздуха и, при необходимости подает напряжение питания в систему кабельного обогрева.

Модуль контроля питания TOPAZ PSC 24V10А применяется совместно с аккумуляторными блоками TOPAZ AU напряжением 24V различной емкости в зависимости от необходимого времени работы от аккумуляторной батареи и может обеспечить питание потребителей мощностью не более 240 Вт.

При построении системы телемеханики все функции реализованы при помощи оборудования, входящего в единый ПТК «TOPAZ». Это позволяет:

1.   Минимизировать затраты на обучение сотрудников - обучение происходит для ПТК в целом, а не работе с отдельными его компонентами;

2.   Упростить содержание ЗИП - для построения системы используются унифицированные компоненты;

3.   Исключить зависимость от импортного оборудования - ПТК «TOPAZ» является отечественным продуктом;

4.   Отбросить вопрос совместимости компонентов системы между собой, а также ответственности производителя при неисправностях;

5.   Производить диагностирование интерфейсных связей, системы питания и отдельных компонентов в отдельности.