Telemekanisering av elektriske installasjoner

Hensikten med telemekaniske enheter er å overvåke og kontrollere driftsmåten til spredte elektriske installasjoner fra et sentralt punkt, som kalles et ekspedisjonspunkt (DP), hvor vaktsentralen befinner seg, hvis funksjoner inkluderer driftspåvirkning på kraftverk. Telemekaniske enheter er delt inn i telesignalering (TS), telemetri (TI), telekontroll (TU) og telekontroll (TR) systemer.

Kjøretøysystemet overfører objektlokaliseringssignaler samt nød- og varselsignaler fra det kontrollerte punktet (CP) til DP.

TI-systemet overfører kvantitative data om tilstanden til det administrerte objektet til DP.

Fjernkontrollsystem TU overfører kontrollkommandoer fra DP til CP. TR-systemet overfører kontrollkommandoer fra DP til KP.

Signaler fra DP til CP overføres via kommunikasjonskanaler (CC)… Kabelledninger (styrekabler, telefonkabler etc.), Kraftledninger (HV luftledninger, N.N. distribusjonsnett etc.) og spesielle kommunikasjonslinjer (radiorelé etc.).

Signaloverføringsprosessen er vist i fig.1, hvor IS er en signalkilde, P er en senderenhet, LAN er en kommunikasjonslinje, PR er en mottaksenhet og PS er en signalmottaker (objekt).

Fig. 1. Opplegg for signaloverføring gjennom kommunikasjonslinjen fra kontrollpunktet til det kontrollerte punktet.

Med TS, TI på kontrollpanelet er det IS, P, på DP — PR, PS. Informasjon (informativ) informasjon, diskrete signaler som reflekterer et begrenset antall tilstander av objekter (TS), og analoge eller diskrete signaler som reflekterer et sett av tilstander (TI) sendes over LAN.

Med TU, TR på DP har vi IS, P, på KP — PR, PS. Administrativ (kontroll) informasjon, diskrete kontrollsignaler for et begrenset antall enhetstilstander (TC), og analoge eller diskrete signaler for et sett av enhetstilstander (TR) sendes over LAN.

Dermed er retningen til signalene for TS, TI enveis, og for TU, TR er den toveis, siden for tilstanden til TU er det nødvendig å reflektere tilstanden til objektet ved hjelp av TS, og for TR- ved hjelp av TI. Signalering og forplantning kan være kvalitativ (binær) av natur og kvantitativ (multippel) - analog eller diskret.

Derfor utfører telemekaniske systemer ofte doble funksjoner: TU — TS og TR -TI. Siden signalene er utsatt for interferens, for å øke støyimmuniteten og selektiviteten til mottakerenheten, blir de analoge signalene kodet, det vil si at de trekkes fra og informasjonen presenteres i form av diskrete signaler - signaler i henhold til kodingen algoritmer, når hvert signal tilsvarer sin egen kombinasjon fra diskrete signaler.

Koding av signalet

Fordelen med telemekaniske enheter sammenlignet med fjernovervåking og kontrollenheter er reduksjonen i antall kommunikasjonskanaler.I eksterne enheter er kommunikasjonskanaler romlig adskilt - hver kanal har sitt eget LAN. I telemekaniske enheter er det bare én kommunikasjonslinje, og kommunikasjonskanaler dannes på grunn av tid, frekvens, fase, kode og andre kanalseparasjonsmetoder, og en mye større mengde informasjon og administrativ informasjon overføres på én kanal.

Et diskret informasjonssignal er et antall pulser som skiller seg fra hverandre kvalitativt (polaritet, fase, varighet, amplitude osv.).

Koding av et enkeltelementsignal gjør at en begrenset mengde informasjon kan overføres selv ved bruk av flere funksjoner. En mye større mengde informasjon kan formidles ved flerelementkoding, selv når bare to funksjoner brukes.

Enkeltelementkoding er mye brukt i telemekaniske enheter på grunn av det faktum at mange kontrollerte og overvåkede objekter er to-posisjoner og krever overføring av bare to kommandosignaler. Multielementkoding brukes i tilfeller hvor antallet kontrollerte og overvåkede objekter er stort, eller når objektene er multiposisjonelle og følgelig krever overføring av mange kommandoer.

I TU - brukes TS-koder for å overføre uavhengige kommandoer. I TU — TS brukes vanligvis pulsvarighet eller frekvens som velgere. I TI - TR-systemene brukes koder til å overføre numeriske verdier og kalles aritmetiske koder. I hjertet av disse kodene er systemer for å representere tall gjennom kodesekvenser.

Fjernkontrollsystem - telesignalering (TU - TS)

I TU - TS-systemer kan overføringen av en kontrollkommando deles inn i to posisjoner:

1) valget av dette objektet (valg),

2) overføring av kommando.

Separasjon av signaler som sendes over et LAN gjøres på forskjellige måter: gjennom separate kretser, under overføring, gjennom selektive tegn under koding.

TU — TS-systemer med svitsjing (i separate kretser), tidsdeling og signalfrekvens er utbredt.

Kommutasjonsdelingssystemet er vist i fig. 2.

Styreobjektet er en bryter med hjelpekontakter Bl, B2. Systemet bruker fire selektive signaltegn - positiv og negativ polaritet og to amplitudenivåer, derfor kan fire signaler sendes på én totrådslinje: 2 kommandosignaler (på-av) og 2 varselsignaler (av, på).

Ris. 2. Skjematisk diagram av TU-TS-systemet med separasjon av svitsjesignaler.

Det totale antallet signaler representert i et kretssvitsjet system er: N = (k-l) m

Hvis det er et minimumsnivå på varselsignalet i LC1 (halvbølgekommando likerettet strøm i1), utløses RCO. Når KB er på, påføres fordelingssignalet «på» for å slå på bryteren, mens B2 er lukket og minimumsnivået på signalsignalet (halvbølge likerettet strøm i2) kommer til LS1, reléet på kretskortet aktiveres . Når KO er slått på, skjer en prosess som ligner på å slå på HF.

Slike TU-TS-systemer med separasjon av svitsjesignaler brukes til å kontrollere et begrenset antall objekter i en avstand på opptil 1 km.

TU-TS-systemet med tidsdelte signaler overfører signaler til LAN sekvensielt, det kan fungere syklisk, konstant overvåke objektet eller sporadisk, om nødvendig. Systemdiagrammet er vist i fig. 3.

LAN-kommunikasjonslinjen som bruker synkront svitsjende fordelere P1, PG2 er sekvensielt koblet i trinn n, n-1 til de tilsvarende styrekretsene, og i trinn 1, 2 ... til signalkretsene.

Ris. 3. Det grunnleggende TU-TS-systemet med tidsdelingssignaler.

Valget av signaler i dette systemet kan være direkte - i henhold til en enkelt selektiv karakteristikk (som vist i diagrammet), eller kombinert - i henhold til en kombinasjon av selektive egenskaper. Ved direkte seleksjon er antallet signaler som sendes gjennom LAN lik antall trinn til fordeleren: Nn = n Ved kombinert seleksjon øker antallet signaler: Nk = kn, hvor k er antall kombinasjoner av egenskaper.

I dette tilfellet er systemet komplisert av utseendet til scramblere og dekodere på sidene av DP og KP.

TU-TS-systemet med delvis signalseparasjon sender signaler til LAN kontinuerlig fordi starten på kommunikasjonen er fordelt etter frekvens. På denne måten kan flere signaler sendes samtidig over LAN Systemskjemaet er vist i fig. 4.

Ris. 4. Skjematisk diagram av TU-TS-systemet med frekvensinndeling av kanalene

På DP og KP er det generatorer med stabile frekvenser f1 ... fn, som er koblet til kodere NI (DP), Sh2 (KP). Kontrollknapper K1 … Kn og objektrelékontakter P1 … Pn.

Hvis kodingen er enkeltelement, har hvert distribuert og signalerende signal sin egen frekvens.

Separasjonen av signalene gjøres av båndpassfiltrene PF i DP og CP, derfor er det i prinsippet mulig å overføre alle signaler samtidig. Multielementkoding lar deg redusere antall generatorer og båndpassfiltre, samt begrense signalbåndbredden.Til dette brukes kodere og dekodere på sidene av DP og KP, som koder og dekoder signaler.

TU-TS-systemet med tids- og frekvensinndeling av kanaler er i dag bygget på logiske elementer ved bruk av mikrokretser.

Telemetrisystemer (TI)

I TI-systemet består overføringen av parameteren for fornybar energi av tre operasjoner:

1) valg av ekspansjonsobjekt (målt parameter)

2) kvantumsomregning

3) overføring.

På CP konverteres den målte parameteren til en verdi som er praktisk for avstandsoverføring, på DP konverteres denne verdien til avlesningene til en måle- eller opptaksenhet.

Separasjon av signaler som sendes over LAN gjøres også ved å bytte, tid, frekvensmetode og kodedeling av signaler brukes også. TI-systemer er forskjellige når det gjelder signaltype. Det skilles mellom analog-, puls- og frekvenssystemer.

I analoge systemer overføres en kontinuerlig verdi (strøm, spenning) til LAN. I en puls - en sekvens av pulser eller en kodekombinasjon. I frekvens — vekselstrøm av lydfrekvenser.

Ris. 5. Blokkskjema over et analogt telemetrisystem.

Det analoge TI-systemet er vist i fig. 5. Senderen, i hvis kapasitet omformeren P for den tilsvarende parameteren til strøm (spenning) brukes, er koblet til en LAN-linje.

Senderen er vanligvis likerettede (strøm, spenning) eller induktive (strøm, cos) omformere. Typiske strøm- (VPT-2) og spennings- (VPN-2) omformere er vist i fig. 6 og 7.

Ris. 6. Kretsskjema for en likeretter (VPT-2)

Ris. 7. Likeretter-omformerskjema (VPN-2)

Pulse TI-systemer har flere varianter som er forskjellige i måtene å representere den analoge parameteren ved pulssignaler. Det er digitale puls-, kodepuls- og pulsfrekvens TI-systemer som bruker de tilsvarende omformerne vist i fig. åtte.

Ris. 8. Analog parameter til pulssignalomformere.

Ris. 9. Blokkskjema over det pulsede TI-systemet

Pulssystemet TI er vist i fig. 9. Senderen er den tilsvarende omformeren P som sender pulser til LAN som er analoge verdier i henhold til deres karakteristiske parametere. Den omvendte konverteringen gjøres av OP-omformeren. TI-pulssystemsendere er chippulsgeneratorer.

Frekvens TI-systemer bruker sinusformede signaler, hvor frekvensen deres representerer en analog parameter. Frekvenssystemer bruker transdusere - generatorer av sinusformede oscillasjoner kontrollert av strøm eller spenning.

TI-frekvenssystemet er vist av blokkskjemaet i fig. elleve.

Ris. 10. TI-frekvenssystemomformer.

Ris. 11. Blokkskjema over TI-frekvenssystemet.

Den inverse konverteringen utført av OP kan gjøres enten til en analog verdi eller til en desimalkode for indikasjon av digitale instrumenter med en ADC.

Puls- og frekvens-TI-systemer har stor måleavstand, kabellinjer og luftledninger kan brukes som kommunikasjonslinjer, de har høy støyimmunitet, og kan også enkelt legges inn i en datamaskin ved hjelp av passende frekvenskoder, kodekonverteringskoder.