Telemechanizácia elektrických inštalácií

Účelom telemechanických zariadení je sledovať a riadiť režim prevádzky rozptýlených elektrických inštalácií z centrálneho bodu, ktorý sa nazýva dispečerský bod (DP), kde sa nachádza služobný dispečer, medzi ktorého funkcie patrí prevádzkový vplyv na elektrárne. Telemechanické zariadenia sa ďalej delia na systémy telesignalizácie (TS), telemetrie (TI), diaľkového ovládania (TU) a diaľkového ovládania (TR).

Systém vozidla prenáša signály o polohe objektu, ako aj núdzové a varovné signály z kontrolovaného bodu (CP) do DP.

Systém TI prenáša na RP kvantitatívne údaje o stave spravovaného objektu.

Systém diaľkového ovládania TU prenáša riadiace príkazy z DP do CP. Systém TR prenáša riadiace príkazy z RP do KP.

Signály z DP do CP sa prenášajú cez komunikačné kanály (CC)… Káblové vedenia (ovládacie káble, telefónne káble atď.), Silové vedenia (nadzemné vedenia VN, rozvodná sieť N.N. atď.) a špeciálne komunikačné vedenia (rádiové relé atď.).

Proces prenosu signálu je znázornený na obr.1, kde IS je zdroj signálu, P je vysielacie zariadenie, LAN je komunikačná linka, PR je prijímacie zariadenie a PS je prijímač signálu (objekt).

Obr. 1. Schéma prenosu signálu cez komunikačnú linku z riadiaceho bodu do riadeného bodu.

Pri TS, TI na ústredni sú IS, P, na DP — PR, PS. Informačné (informatívne) informácie, diskrétne signály odrážajúce konečný počet stavov objektov (TS) a analógové alebo diskrétne signály odrážajúce množinu stavov (TI) sa prenášajú cez LAN.

Pri TU, TR na DP máme IS, P, na KP — PR, PS. Administratívne (riadiace) informácie, diskrétne riadiace signály pre obmedzený počet stavov entity (TC) a analógové alebo diskrétne signály pre sadu stavov entity (TR) sa prenášajú cez LAN.

Smer signálov pre TS, TI je teda jednosmerný a pre TU, TR obojsmerný, keďže pre stav TU je potrebné reflektovať stav objektu pomocou TS, resp. TR- prostredníctvom TI. Signalizácia a šírenie môžu byť kvalitatívne (binárne) a kvantitatívne (viacnásobné) - analógové alebo diskrétne.

Preto telemechanické systémy často vykonávajú dvojité funkcie: TU — TS a TR -TI. Pretože signály sú vystavené rušeniu, potom na zvýšenie odolnosti proti šumu a selektivity prijímacieho zariadenia sú analógové signály kódované, to znamená, že sú odčítané a informácie sú prezentované vo forme diskrétnych signálov - signálov podľa kódovania. algoritmy, keď každý signál zodpovedá svojej vlastnej kombinácii z diskrétnych signálov.

Kódovanie signálu

Výhodou telemechanických zariadení v porovnaní s diaľkovými monitorovacími a riadiacimi zariadeniami je zníženie počtu komunikačných kanálov.Vo vzdialených zariadeniach sú komunikačné kanály priestorovo oddelené — každý kanál má svoju vlastnú LAN. V telemechanických zariadeniach existuje iba jedna komunikačná linka a komunikačné kanály sa vytvárajú v dôsledku časových, frekvenčných, fázových, kódových a iných metód oddeľovania kanálov a na jednom kanáli sa prenáša oveľa väčšie množstvo informácií a administratívnych informácií.

Diskrétny informačný signál je množstvo impulzov, ktoré sa navzájom kvalitatívne líšia (polarita, fáza, trvanie, amplitúda atď.).

Kódovanie jednoprvkového signálu umožňuje prenášať obmedzené množstvo informácií aj pri použití viacerých funkcií. Viacprvkové kódovanie môže sprostredkovať oveľa väčšie množstvo informácií, a to aj pri použití iba dvoch funkcií.

Jednoprvkové kódovanie je široko používané v telemechanických zariadeniach z dôvodu, že mnohé riadené a monitorované objekty sú dvojpolohové a vyžadujú prenos iba dvoch príkazových signálov. Viacprvkové kódovanie sa používa v prípadoch, keď je počet riadených a monitorovaných objektov veľký, alebo keď sú objekty viacpolohové a podľa toho vyžadujú prenos mnohých príkazov.

V TU — TS kódy sa používajú na prenos nezávislých príkazov. V TU — TS sa ako selektory zvyčajne používajú trvanie impulzu alebo frekvencia. V systémoch TI-TR sa kódy používajú na prenos číselných hodnôt a nazývajú sa aritmetické kódy. V srdci týchto kódov sú systémy na reprezentáciu čísel prostredníctvom kódových sekvencií.

Systém diaľkového ovládania - telesignalizácia (TU - TS)

V systémoch TU – TS možno prenos riadiaceho príkazu rozdeliť do dvoch polôh:

1) výber tohto objektu (výber),

2) prenos príkazu.

Oddelenie signálov prenášaných cez LAN sa robí rôznymi spôsobmi: cez samostatné okruhy, počas prenosu, cez selektívne znaky počas kódovania.

Rozšírené sú systémy TU — TS so spínaním (v oddelených obvodoch), časovým delením a frekvenciou signálu.

Systém komutácia-split je znázornený na obr. 2.

Riadiacim objektom je spínač s pomocnými kontaktmi Bl, B2. Systém využíva štyri selektívne signálne znaky - pozitívnu a negatívnu polaritu a dve úrovne amplitúdy, preto je možné na jednom dvojvodičovom vedení prenášať štyri signály: 2 príkazové signály (zapnuté-vypnuté) a 2 varovné signály (vypnuté, zapnuté).

Ryža. 2. Schéma systému TU-TS s oddelením spínacích signálov.

Celkový počet signálov reprezentovaných v obvodovo spínanom systéme je: N = (k-l) m

Ak je v LC1 minimálna úroveň varovného signálu (polvlnný príkazový usmernený prúd i1), spustí sa RCO. Keď je KB zapnutý, distribučný signál «on» sa aplikuje na zapnutie spínača, zatiaľ čo B2 je zopnutý a minimálna úroveň signálu signálu (polvlnový usmernený prúd i2) dorazí na LS1, relé na PCB sa aktivuje . Pri zapnutí KO nastáva proces podobný zapnutiu HF.

Takéto systémy TU-TS s oddelením spínacích signálov sa používajú na ovládanie obmedzeného počtu objektov na vzdialenosť do 1 km.

Systém TU-TS so signálmi s časovým delením prenáša signály do LAN sekvenčne, môže pracovať cyklicky, neustále monitorovať objekt alebo v prípade potreby sporadicky. Schéma systému je znázornená na obr. 3.

Komunikačná linka LAN pomocou synchrónne spínaných rozdeľovačov P1, PG2 sa postupne pripája v krokoch n, n-1 k príslušným riadiacim obvodom a v krokoch 1, 2 ... k signálovým obvodom.

Ryža. 3. Základný systém TU-TS so signálmi s časovým delením.

Výber signálov v tomto systéme môže byť priamy — podľa jednej selektívnej charakteristiky (ako je znázornené na diagrame) alebo kombinovaný — podľa kombinácie selektívnych charakteristík. Pri priamom výbere sa počet signálov prenášaných cez LAN rovná počtu krokov distribútora: Nn = n Pri kombinovanom výbere sa počet signálov zvyšuje: Nk = kn, kde k je počet kombinácií charakteristík.

V tomto prípade je systém komplikovaný výskytom scramblerov a dekodérov na stranách DP a KP.

Systém TU-TS s čiastočným oddelením signálov prenáša signály do LAN nepretržite, pretože začiatok komunikácie je rozdelený podľa frekvencie. Týmto spôsobom je možné prenášať niekoľko signálov súčasne cez LAN Schéma systému je na obr. 4.

Ryža. 4. Schematický diagram systému TU-TS s frekvenčným rozdelením kanálov

Na DP a KP sú generátory so stabilnými frekvenciami f1 ... fn, ktoré sú pripojené ku kódovačom NI (DP), Sh2 (KP). Ovládacie tlačidlá K1 … Kn a kontakty objektového relé P1 … Pn.

Ak je kódovanie jednoprvkové, tak každý distribuovaný a signalizačný signál má svoju vlastnú frekvenciu.

Oddelenie signálov je riešené pásmovými filtrami PF v DP a CP, preto je v princípe možné prenášať všetky signály súčasne. Viacprvkové kódovanie umožňuje znížiť počet generátorov a pásmových filtrov, ako aj zúžiť šírku pásma signálu.Na to sa na stranách DP a KP používajú kodéry a dekodéry, ktoré kódujú a dekódujú signály.

Systém TU-TS s časovým a frekvenčným delením kanálov je v súčasnosti postavený na logických prvkoch využívajúcich mikroobvody.

Telemetrické systémy (TI)

V systéme TI prenos parametra obnoviteľnej energie pozostáva z troch operácií:

1) výber objektu rozšírenia (meraný parameter)

2) prepočet množstva

3) prevod.

Na CP sa nameraný parameter prepočítava na hodnotu vhodnú pre prenos na diaľku, na DP sa táto hodnota prepočítava na hodnoty meracieho alebo záznamového zariadenia.

Oddelenie signálov prenášaných cez LAN sa tiež vykonáva prepínaním, využíva sa aj časová, frekvenčná metóda a kódové delenie signálov. Systémy TI sú rôznorodé z hľadiska typu signálu. Rozlišujú sa analógové, pulzné a frekvenčné systémy.

V analógových systémoch sa do LAN prenáša nepretržitá hodnota (prúd, napätie). V impulze — sekvencia impulzov alebo kombinácia kódov. Vo frekvencii — striedavý prúd zvukových frekvencií.

Ryža. 5. Bloková schéma analógového telemetrického systému.

Analógový systém TI je znázornený na obr. 5. Vysielač, v ktorého kapacite je použitý prevodník P príslušného parametra na prúd (napätie), je pripojený na LAN linku.

Vysielač je zvyčajne usmerňovaný (prúdový, napäťový) alebo indukčný (výkon, cos) prevodník. Typické meniče prúdu (VPT-2) a napätia (VPN-2) sú znázornené na obr. 6 a 7.

Ryža. 6. Schéma zapojenia usmerňovača (VPT-2)

Ryža. 7. Schéma meniča usmerňovača (VPN-2)

Pulzné TI systémy majú niekoľko druhov, ktoré sa líšia v spôsoboch reprezentácie analógového parametra pulznými signálmi. Existujú digitálne pulzné, kódové pulzné a pulznofrekvenčné TI systémy využívajúce zodpovedajúce prevodníky znázornené na obr. osem.

Ryža. 8. Analógový parameter na prevodníky impulzného signálu.

Ryža. 9. Bloková schéma impulzného systému TI

Pulzný systém TI je znázornený na obr. 9. Vysielač je príslušný prevodník P, ktorý vysiela impulzy do LAN, čo sú analógové hodnoty podľa ich charakteristických parametrov. Spätnú konverziu vykonáva prevodník OP. Vysielače impulzných systémov TI sú generátory čipových impulzov.

Frekvenčné systémy TI používajú sínusové signály, pričom ich frekvencia predstavuje analógový parameter. Frekvenčné systémy používajú prevodníky — generátory sínusových oscilácií riadených prúdom alebo napätím.

Frekvenčný systém TI je znázornený blokovou schémou na obr. jedenásť.

Ryža. 10. Menič frekvenčného systému TI.

Ryža. 11. Bloková schéma frekvenčného systému TI.

Inverzný prevod vykonávaný OP môže byť vykonaný buď na analógovú hodnotu alebo na desatinný kód pre indikáciu digitálnymi prístrojmi s ADC.

Impulzné a frekvenčné TI systémy majú veľkú meraciu vzdialenosť, káblové vedenia a nadzemné vedenia môžu byť použité ako komunikačné vedenia, majú vysokú odolnosť voči šumu a môžu byť tiež ľahko vložené do počítača pomocou vhodných frekvenčných kódov, kódov prevodníkov kódov.