Telemechanisierung elektrischer Anlagen

Der Zweck telemechanischer Geräte besteht darin, die Funktionsweise verstreuter elektrischer Anlagen von einem zentralen Punkt aus zu überwachen und zu steuern, der als Dispatch Point (DP) bezeichnet wird und an dem sich der diensthabende Dispatcher befindet, zu dessen Aufgaben auch die betriebliche Beeinflussung von Kraftwerken gehört. Telemechanische Geräte werden in Telesignalisierungs- (TS), Telemetrie- (TI), Fernwirk- (TU) und Fernwirksysteme (TR) unterteilt.

Das Fahrzeugsystem übermittelt Objektortungssignale sowie Notfall- und Warnsignale vom Kontrollpunkt (CP) an den DP.

Das TI-System übermittelt quantitative Daten über den Zustand des verwalteten Objekts an den DP.

Fernbedienungssystem TU überträgt Steuerbefehle vom DP zum CP. Das TR-System überträgt Steuerbefehle vom DP zum KP.

Signale vom DP zum CP werden über übertragen Kommunikationskanäle (CC)… Kabelleitungen (Steuerkabel, Telefonkabel usw.), Stromleitungen (HV-Freileitungen, N.N.-Verteilungsnetz usw.) und spezielle Kommunikationsleitungen (Richtfunk usw.).

Der Signalübertragungsprozess ist in Abb. dargestellt.1, wobei IS eine Signalquelle, P ein Sendegerät, LAN eine Kommunikationsleitung, PR ein Empfangsgerät und PS ein Signalempfänger (Objekt) ist.

Feige. 1. Schema der Signalübertragung über die Kommunikationsleitung vom Kontrollpunkt zum kontrollierten Punkt.

Bei TS, TI auf dem Bedienfeld gibt es IS, P, auf DP — PR, PS. Über das LAN werden Informationen (informative) Informationen, diskrete Signale, die eine endliche Anzahl von Objektzuständen (TS) widerspiegeln, und analoge oder diskrete Signale, die eine Reihe von Zuständen (TI) widerspiegeln, übertragen.

Mit TU, TR auf DP haben wir IS, P, auf KP – PR, PS. Über das LAN werden administrative (Kontroll-)Informationen, diskrete Steuersignale für eine begrenzte Anzahl von Entitätszuständen (TC) und analoge oder diskrete Signale für eine Reihe von Entitätszuständen (TR) übertragen.

Somit ist die Richtung der Signale für TS, TI einseitig und für TU, TR zweiseitig, da es für den Zustand von TU notwendig ist, den Zustand des Objekts mittels TS widerzuspiegeln, und für TR- mittels TI. Signalisierung und Ausbreitung können qualitativer (binärer) und quantitativer (multipler) Natur sein – analog oder diskret.

Daher erfüllen telemechanische Systeme häufig Doppelfunktionen: TU – TS und TR – TI. Da die Signale Störungen ausgesetzt sind, werden zur Erhöhung der Störfestigkeit und Selektivität des Empfangsgeräts die analogen Signale kodiert, also subtrahiert und die Informationen in Form diskreter Signale – Signale entsprechend der Kodierung – dargestellt Algorithmen, bei denen jedes Signal einer eigenen Kombination aus diskreten Signalen entspricht.

Kodierung des Signals

Der Vorteil telemechanischer Geräte im Vergleich zu Geräten zur Fernüberwachung und -steuerung liegt in der Reduzierung der Anzahl der Kommunikationskanäle.Bei Remote-Geräten sind die Kommunikationskanäle räumlich getrennt – jeder Kanal verfügt über ein eigenes LAN. In telemechanischen Geräten gibt es nur eine Kommunikationsleitung, und Kommunikationskanäle werden aufgrund von Zeit, Frequenz, Phase, Code und anderen Kanaltrennungsmethoden gebildet, und auf einem Kanal wird eine viel größere Menge an Informationen und Verwaltungsinformationen übertragen.

Ein diskretes Informationssignal ist eine Anzahl von Impulsen, die sich qualitativ voneinander unterscheiden (Polarität, Phase, Dauer, Amplitude usw.).

Durch die Codierung eines Einzelelementsignals ist auch bei Verwendung mehrerer Funktionen die Übertragung einer begrenzten Informationsmenge möglich. Durch die Multi-Element-Kodierung kann eine viel größere Informationsmenge übermittelt werden, selbst wenn nur zwei Funktionen verwendet werden.

Die Einzelelementcodierung wird in telemechanischen Geräten häufig verwendet, da viele gesteuerte und überwachte Objekte über zwei Positionen verfügen und die Übertragung von nur zwei Befehlssignalen erfordern. Die Multi-Element-Codierung kommt dann zum Einsatz, wenn die Anzahl der gesteuerten und überwachten Objekte groß ist oder die Objekte multipositional sind und dementsprechend die Übertragung vieler Befehle erfordern.

In TU-TS-Codes werden unabhängige Befehle übertragen. Bei TU — TS werden üblicherweise Impulsdauer oder Frequenz als Selektoren verwendet. In den TI-TR-Systemen werden Codes zur Übertragung numerischer Werte verwendet und als arithmetische Codes bezeichnet. Das Herzstück dieser Codes sind Systeme zur Darstellung von Zahlen durch Codesequenzen.

Fernsteuerungssystem - Fernsignalisierung (TU - TS)

In TU-TS-Systemen kann die Übertragung eines Steuerbefehls in zwei Positionen unterteilt werden:

1) die Wahl dieses Objekts (Wahl),

2) Befehlsübertragung.

Die Trennung von über ein LAN übertragenen Signalen erfolgt auf unterschiedliche Weise: durch separate Schaltkreise, während der Übertragung, durch selektive Zeichen während der Kodierung.

TU-TS-Systeme mit Umschaltung (in getrennten Stromkreisen), Zeitteilung und Signalfrequenz sind weit verbreitet.

Das Commutation-Split-System ist in Abb. dargestellt. 2.

Das Steuerobjekt ist ein Schalter mit Hilfskontakten Bl, B2. Das System verwendet vier selektive Signalzeichen – positive und negative Polarität und zwei Amplitudenstufen, daher können vier Signale auf einer Zweidrahtleitung übertragen werden: 2 Befehlssignale (Ein-Aus) und 2 Warnsignale (Aus, Ein).

Reis. 2. Schematische Darstellung des TU-TS-Systems mit Trennung der Schaltsignale.

Die Gesamtzahl der in einem leitungsvermittelten System dargestellten Signale beträgt: N = (k-l) m

Liegt ein minimaler Pegel des Warnsignals in LC1 (Halbwellen-Sollgleichrichtungsstrom i1) vor, wird der RCO ausgelöst. Wenn KB eingeschaltet ist, wird das Verteilungssignal „Ein“ angelegt, um den Schalter einzuschalten, während B2 geschlossen ist und der minimale Pegel des Signalsignals (einweggleichgerichteter Strom i2) an LS1 ankommt, wird das Relais auf der Platine aktiviert . Beim Einschalten des KO findet ein Vorgang statt, der dem Einschalten des HF ähnelt.

Solche TU-TS-Systeme mit Trennung der Schaltsignale werden zur Steuerung einer begrenzten Anzahl von Objekten in einer Entfernung von bis zu 1 km eingesetzt.

Das TU-TS-System mit Zeitmultiplexsignalen überträgt Signale sequentiell an das LAN, es kann zyklisch arbeiten, das Objekt ständig überwachen oder bei Bedarf sporadisch. Das Systemdiagramm ist in Abb. dargestellt. 3.

Die LAN-Kommunikationsleitung über synchron schaltende Verteiler P1, PG2 wird nacheinander in den Schritten n, n-1 mit den entsprechenden Steuerkreisen und in den Schritten 1, 2 ... mit den Signalkreisen verbunden.

Reis. 3. Das grundlegende TU-TS-System mit Zeitmultiplexsignalen.

Die Auswahl der Signale in diesem System kann direkt – entsprechend einer einzelnen selektiven Eigenschaft (wie im Diagramm dargestellt) – oder kombiniert – entsprechend einer Kombination selektiver Eigenschaften – erfolgen. Bei der direkten Auswahl ist die Anzahl der über das LAN übertragenen Signale gleich der Anzahl der Schritte des Verteilers: Nn = n. Bei der kombinierten Auswahl erhöht sich die Anzahl der Signale: Nk = kn, wobei k die Anzahl der Merkmalskombinationen ist.

In diesem Fall wird das System durch das Auftreten von Scramblern und Decodern auf den Seiten von DP und KP kompliziert.

Das TU-TS-System mit teilweiser Signaltrennung überträgt Signale kontinuierlich an das LAN, da der Beginn der Kommunikation nach Frequenz verteilt ist. Auf diese Weise können mehrere Signale gleichzeitig über das LAN übertragen werden. Das Systemdiagramm ist in Abb. dargestellt. 4.

Reis. 4. Schematische Darstellung des TU-TS-Systems mit Frequenzaufteilung der Kanäle

Auf DP und KP gibt es Generatoren mit stabilen Frequenzen f1 ... fn, die an die Encoder NI (DP), Sh2 (KP) angeschlossen sind. Steuertasten K1 … Kn und Objektrelaiskontakte P1 … Pn.

Wenn die Kodierung einteilig ist, hat jedes verteilte und signalisierende Signal seine eigene Frequenz.

Die Trennung der Signale erfolgt durch Bandpassfilter PF in DP und CP, daher ist es prinzipiell möglich, alle Signale gleichzeitig zu übertragen. Durch die Multi-Element-Codierung können Sie die Anzahl der Generatoren und Bandpassfilter reduzieren und die Signalbandbreite verringern.Hierzu werden auf den Seiten von DP und KP Encoder und Decoder eingesetzt, die Signale kodieren und dekodieren.

Das TU-TS-System mit Zeit- und Frequenzteilung der Kanäle basiert derzeit auf Logikelementen unter Verwendung von Mikroschaltungen.

Telemetriesysteme (TI)

Im TI-System besteht die Übertragung des Parameters erneuerbare Energie aus drei Vorgängen:

1) Auswahl des Erweiterungsobjekts (gemessener Parameter)

2) Mengenumrechnung

3) übertragen.

Beim CP wird der gemessene Parameter in einen für die Distanzübertragung geeigneten Wert umgerechnet, beim DP wird dieser Wert in die Messwerte eines Mess- oder Aufzeichnungsgeräts umgerechnet.

Die Trennung von über LAN übertragenen Signalen erfolgt ebenfalls durch Umschalten, es werden auch Zeit-, Frequenz- und Codeteilungsmethoden für Signale verwendet. TI-Systeme unterscheiden sich hinsichtlich der Signalart. Man unterscheidet zwischen Analog-, Puls- und Frequenzsystemen.

Bei analogen Systemen wird ein kontinuierlicher Wert (Strom, Spannung) an das LAN übertragen. In einem Impuls – einer Folge von Impulsen oder einer Codekombination. In der Frequenz – Wechselstrom von Schallfrequenzen.

Reis. 5. Blockschaltbild eines analogen Telemetriesystems.

Das analoge TI-System ist in Abb. dargestellt. 5. Der Sender, in dessen Funktion der Konverter P des entsprechenden Parameters in Strom (Spannung) verwendet wird, ist an eine LAN-Leitung angeschlossen.

Der Sender ist in der Regel ein gleichgerichteter (Strom, Spannung) oder induktiver (Leistung, Cos) Wandler. Typische Strom- (VPT-2) und Spannungswandler (VPN-2) sind in Abb. dargestellt. 6 und 7.

Reis. 6. Schaltplan eines Gleichrichters (VPT-2)

Reis. 7. Gleichrichter-Konverter-Schema (VPN-2)

Pulse TI-Systeme gibt es in mehreren Varianten, die sich in der Darstellungsweise des analogen Parameters durch Pulssignale unterscheiden. Es gibt digitale Impuls-, Codeimpuls- und Impulsfrequenz-TI-Systeme, die die entsprechenden in Abb. gezeigten Wandler verwenden. acht.

Reis. 8. Analoge Parameter-zu-Pulssignal-Wandler.

Reis. 9. Blockdiagramm des gepulsten TI-Systems

Das Pulssystem TI ist in Abb. dargestellt. 9. Der Sender ist der entsprechende Konverter P, der Impulse an das LAN sendet, die entsprechend ihren charakteristischen Parametern analoge Werte sind. Die umgekehrte Konvertierung erfolgt durch den OP-Konverter. Die Sender von TI Pulse Systems sind Chip-Impulsgeneratoren.

Frequenz-TI-Systeme verwenden sinusförmige Signale, deren Frequenz einen analogen Parameter darstellt. Frequenzsysteme verwenden Wandler – Generatoren sinusförmiger Schwingungen, die durch Strom oder Spannung gesteuert werden.

Das TI-Frequenzsystem wird durch das Blockdiagramm in Abb. dargestellt. elf.

Reis. 10. TI-Frequenzsystemkonverter.

Reis. 11. Blockdiagramm des TI-Frequenzsystems.

Die vom OP durchgeführte umgekehrte Umwandlung kann entweder in einen analogen Wert oder in einen Dezimalcode zur Anzeige durch digitale Instrumente mit einem ADC erfolgen.

Impuls- und Frequenz-TI-Systeme haben eine große Messentfernung, Kabelleitungen und Freileitungen können als Kommunikationsleitungen verwendet werden, sie weisen eine hohe Störfestigkeit auf und können mithilfe geeigneter Frequenzcodes und Codekonvertercodes auch problemlos in einen Computer eingegeben werden.