Информационно-управляющие системы на тяговых подстанциях

Применение в управлении тяговыми подстанциями микроЭВМ дает целый ряд преимуществ:

· повышение надежности выполнения всех функций управления за счет автома­тического самодиагностирования системы и более полного использования исходной информации, что позволяет системе управления принимать более обоснованные и до­стоверные управляющие решения;

· появление возможности решения новых задач управления, в том числе приме­нение новых устройств системной и технологической автоматики;

· осуществление функций, присущих устройствам телемеханики.

Вместе с тем высокая стоимость программного обеспечения, сложность его типи­зации, частая смена технических средств в связи с быстрым развитием вычислитель­ной техники, а также недостаточность опыта применения микроЭВМ для управления оборудованием тяговых подстанций и технологическими процессами на них создают определенные сложности.

Для их преодоления необходимо создавать многомашинные децентрализованные комплексы управления с иерархической структурой.

Структурная схема системы управле­ния нижнего уровня представлена на рис. 9.9.

Она включает в себя подсистемы, управля­ющие объектом (или группой объектов) в необходимом для каждого из них объеме.

Подсистема сбора и первичной обработ­ки информации вводит дискретную и ана­логовую информацию об объекте, прове­ряет ее достоверность и формирует необхо­димые для других подсистем массивы ин­формации. Дискретная информация о со­стоянии объектов (выключателей, разъеди­нителей, срабатывание устройств релейной защиты и автоматики и т.д.) обычно вво­дится циклически или спорадически по зап­росу решаемых задач управления, от дат­чиков — по запросу прерывания. Аналого-

вая информация (значение тока, напряжения и др.) вводится циклически. Показания расхода электроэнергии снимаются со счетчика со скоростью не более 5 импульсов в секунду. Для наиболее ответственных устройств (релейная защита и противоаварийная автоматика) периодичность сбора информации составляет 1-2 мс, а для остальных функций в пределах до 30 с в зависимости от контролируемого параметра.

В соответствии с этим в подсистеме выделяется быстродействующий сбор инфор­мации — для задач аварийных режимов и средний или медленнодействующий — для задач нормального режима. Для обеспечения достоверности введенной информации используют различные методы: многократное сравнение текущих значений одного и того же параметра, измеренного по одному или разным каналам, проверка известных физических или логических соотношений между значениями различных параметров и т.д.

Подсистема контроля, диагностирования и прогнозирования предусматривает решение задач по комплексной оценке состояния объектов управления. К ним относятся: распозна­вание режима работы объекта, обнаружение неисправностей и их местонахождения, кон­троль изоляции, электробезопасности и др. Подсистема может контролировать и вычислять различного рода интегрированные показатели, в том числе определять потери электро­энергии, оценивать правильность работы объекта и его систем управления.

Подсистема автоматического управления решает задачи, установленные для дан­ного конкретного объекта, в соответствии с режимом его работы (защита от коротких замыканий, АПВ, АВР, программно-логическое управление). К функциям релейной защиты предъявляют наиболее высокие требования по надежности и быстродействию. Отказы должны быть исключены.

Подсистема хранения и предъявления информации обеспечивает размещение про­грамм решения задач контроля и управления, инструктивной и нормативно-справоч­ной информации, о его текущем и прошлом (за определенный период) состоянии. Подсистема должна иметь возможность накопления данных отдельных параметров объек­та, выдачи информации для решения других задач, а также отображения на индикато­рах, а при необходимости и документирования.

Подсистема диалоговой связи циклически и спорадически передает информацию, объем которой устанавливается в зависимости от вида объекта, режима его работы и места данной системы в общей иерархической системе управления подстанцией. По инициативе объекта передается (отображается и документируется) информация о со­бытиях и параметрах аварийного и послеаварийного режимов; при возникновении ре­жима, опасного для людей; при отклонениях значений текущих параметров от расчет­ных; коммутационных переключениях и т.д.

Диалоговая связь должна обеспечивать автоматический обмен информацией с другими системами управления, а также общение с человеком: с оперативным персо­налом, для которого надо иметь наиболее простой, близкий к естественному язык общения; с обслуживающим персоналом, производящим проверку, настройку, изме­нение уставок и т.д., со сложными специализированными языками.

На рис. 9.10 представлена структурная схема системы управления подстанцией. Подсистемы, которые в нее входят, выполняют задачи контроля и управления на об- щеподстанционном уровне. Назначение подсистем сбора и первичной обработки ин­формации, хранения и представления информации, отображения, документирования и диалоговой связи аналогично ранее рассмотренным для систем нижнего уровня.

Подсистема контроля, диагностики и прогнозирования состояния и режима ра­боты подстанции выполняет следующие функции: регистрирует аварийные значения параметров режима, переключения коммутационной аппаратуры, срабатывания ре­лейной защиты и автоматики; определяет ресурс высоковольтных выключателей и транс­форматоров; контролирует состояние преобразовательных агрегатов, нагрев проводов контактной сети, изоляцию высоковольтного оборудования, время работы оборудова­ния под нагрузкой и при перегрузках, плавку гололеда.

Решение этих задач может предусматриваться периодически или по запросу опе­ративного персонала подстанции и энергодиспетчерского пункта.

Подсистема ретроспективного анализа аварий включает в себя определение места повреждения и расстояния до него, а также правильности функционирования релей­ной защиты и автоматики.

Подсистема контроля режимов, опасных для людей и окружающей среды наряду с другими функциями предусматривает контроль электробезопасности при выполне­нии работ, их места и времени проведения.

Подсистемы управления в аварийном и послеаварийном режимах — релейная за­щита, автоматика повторного включения, автоматика включения резерва осуществля­ют управление при отказе выполнения этих функций системами нижнего уровня.

Подсистема управления в нормальном и утяжеленном режимах осуществляет про­граммное переключение оборудования; регулирование мощности подстанции и уровня напряжения на шинах распределительных устройств; учет расхода и потерь электро­энергии; автоматическую разгрузку подстанции.

На этом уровне предусматривается отображение и документирование информа­ции о работе подстанции, ее передача в установленном объеме на энергодиспетчерс­кий пункт и выполнение его команд, т.е. функции телеконтроля и телеуправления.

Организация решения задач и распределение технических средств предусматрива­ют последовательную, параллельную и последовательно-параллельную обработку ин­формации. Из-за большого объема решаемых задач последовательная обработка может занять недопустимо большое время. В связи с этим с учетом состояния микропроцес­сорной техники предпочтительна последовательно-параллельная обработка информа­ции, предусматривающая децентрализацию технических средств и соответствующее распределение задач по ним.

Для подстанций возможно создание различных вариантов микропроцессорных управляющих систем, отличающихся по структуре, составу решаемых задач и их рас­пределению.

Системы управления могут быть разделены на группы: регистры событий, много­канальные устройства защиты параметров аварийных режимов, устройств релейной за­щиты и автоматики, информационно-управляющие комплексы. Для их создания исполь­зуются микропроцессорные устройства с длиной обрабатываемых слоев не менее 8 бит.

Регистры событий запоминают все события, происходящие на подстанции, в том числе последовательность срабатывания релейной защиты и переключений коммутаци­онной аппаратуры с последующей передачей информации на энергодиспетчерский пункт.

Их применение существенно ускоряет анализ аварийных ситуаций и восстановление электроснабжения. Их используют на распределительных подстанциях энергосистем.

В состав регистров входят: микроЭВМ, оснащенная модулем ввода дискретных сиг­налов; цифропечатающие устройства, например, телетайп или устройства записи на маг­нитную ленту, дискету; электронные часы (таймер); модули сопряжения с каналом связи.

Применяют два вида регистров:

централизованный, если на подстанции имеется одно устройство; децентрализо­ванный, при наличии нескольких устройств, распределенных по отдельным группам объектов.

Для оценки общей обстановки на диспетчерских пунктах устанавливаются цент­ральные системы регистрации событий, собирающие информацию от нескольких ре­гистров и обобщающие ее. Для тяговых подстанций регистрация событий предусматри­вается как одна из задач информационно-управляющей системы.

Структурная схема микропроцессорной релейной защиты приведена на рис. 9.11. При­менение микроЭВМ для выполнения функций релейной защиты обусловлено ее широ­кими функциональными возможностями, позволяющими создать унифицированное ус­тройство релейной защиты различных объектов с характеристиками срабатывания прак­тически любой сложности. Информация о состоянии объекта зашиты, например, фиде­ра контактной сети поступает в устройство релейной защиты через измерительные транс­форматоры тока и напряжения, а о положении выключателей фидеров — от датчиков положения выключателей. Входные согласующие устройства (промежуточные трансфор­маторы и фильтры) осуществляют гальваническое разделение цепей и защиту от про­никновения помех в электронные цепи. Для согласования выходных сигналов микро ЭВМ по форме и мощности с сигналами управления исполнительными механизмами устанавливают выходные согласующие устройства, которые осуществляют функции, ана­логичные функциям входных согласующих устройств. Для уменьшения влияния помех желательно связь микроЭВМ с внешними устройствами выполнять по волоконно-опти- ческим каналам. Основой микроЭВМ является центральный процессор (ЦП), запомина­ющие устройства — постоянное (ПЗУ) и оперативное (ОЗУ), модули ввода аналоговых, дискретных, а также вывода дискретных сигналов и уставок от модуля уставок.

Информационно-управляющие комплексы (ИУК) выполняют совокупность задач, предусмотренных структурами систем нижнего и верхнего уровня управления подстан­циями. Они основываются на единой информационной базе и имеют централизован­ную или децентрализованную структуру технических средств и выполняемых задач. Микропроцессорный информационно-управляющий комплекс «Подстанция» предназначен для оперативного контроля и управления режимами и оборудованием тяговых подстанций, обеспечения энергодиспетчерского пункта необходимой инфор­мацией и выполнения его команд.

Структурная схема микропроцессорного ИУК “Подстанция” представлена на рис. 9.12. Комплекс имеет двухуровневую структуру, состоит из функционально авто­номных систем:

· локальных систем управления первого уровня;

· центральной системы управления второго уровня;

· системы связи, отображения и документирования.

Локальные системы децентрализованы по группам однотипных объектов тяговых подстанций, которые функционально объединены для осуществления приема, преоб­разования и распределения электроэнергии железнодорожным и районным потребите­лям. На первом этапе создания комплекса каждая локальная система содержит одну, общую для всех объектов микроЭВМ с возможностью модульного наращивания мик­роЭВМ в составе системы. Эти системы имеют быстродействующие каналы связи с объектами через датчики аналоговой и дискретной информации, выходные цепи уп­равления. Они имеют также возможность автоматического взаимообмена информацией через центральную систему по межсистемной магистрали связи. Последняя предназна­чена для информационно-управляющих функций на общеподстанционном уровне, ко­ординации и диагностики действия локальных систем, резервирования отдельных их функций и наряду с медленнодействующими каналами связи с объектами имеют и быстродействующие каналы.

В состав системы входят: центральный процессор, дисплей Д с клавиатурой, циф­ропечатающее устройство ЦПУ, внешнее запоминающее устройство ВЗУ и аппаратура передачи данных (модем) для связи с энергодиспетчерским пунктом ЭДП. Связь с персоналом подстанции, ЭДП, а также отображение и документирование информа­ции требуют сравнительно большого времени. Для того, чтобы не отвлекать локальные системы от непрерывного слежения за работой подстанции, все эти функции сосредо­точены в специальной системе связи, отображения и документирования информации.

По завершении цикла обработки информации все другие системы передают массивы информации с большой скоростью в систему связи. Порядок их доступа к системе связи обеспечивается установленными приоритетами передаваемой информации.

⇐ Предыдущая34353637383940414243Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. D.3. Системы эконометрических уравнений
2. I.Расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения при отсутствии циркуляции.
3. III. Системы теплоснабжения и отопления
4. IV. Движение поездов при неисправности электрожезловой системы и порядок регулировки количества жезлов в жезловых аппаратах
5. V1: 2. Основные этапы становления и развития финансовой системы России
6. V2: 2.1 Становление и развитие финансовой системы России до сер. ХIХ в
7. VII. Системы программирования
8. А. Терминология и терминологические системы родства
9. Абсолютная чувствительность сенсорной системы
10. Автоматизированные диагностические системы
11. Автоматизированные информационные поисковые системы.
12. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЕЙ