Разработка устройств телемеханизации трансформаторных подстанций узла Орша

1 Обоснование выбора  системы телемеханизации трансформаторных  подстанций

 

1.1 Обзор существующих  систем телемеханики

 

Электронные системы  телемеханики электрифицированных  железных дорог предназначены для обеспечения непрерывного контроля за работой устройств электроснабжения и управления ими. Эти системы осуществляют телеуправление (ТУ), телесигнализацию (ТС) положения и режимов работы устройств электроснабжения, телеизмерение (ТИ) ряда параметров и телерегулирование напряжения питания электрифицированного участка. При использовании систем телемеханики повышается оперативность и безопасность выполнения всех работ по техническому обслуживанию устройств электроснабжения, гарантируется высокое качество и бесперебойность снабжения электроэнергией подвижного состава.

Применение телеуправления резко сокращает продолжительность  оперативных переключений, существенно  снижает затраты времени на ликвидацию аварийных режимов в системе  электроснабжения. При этом появляется возможность выполнять ряд работ  по техническому обслуживанию устройств электроснабжения во время технологических и графиковых интервалов в движении поездов, что значительно повышает производительность труда ремонтных бригад и позволяет сократить штатный контингент.

Телесигнализация обеспечивает возможность получения энергодиспетчером в любой момент времени достоверной информации о положении устройств электроснабжения, находящихся в пределах телемеханизированного участка.

На сети электрифицированных железных дорог страны применяются в основном две электронные системы телемеханики ЭСТ-62 и «Лисна», разработанные лабораторией автоматики и телемеханики ВНИИЖТа соответственно в    1962 г. и 1969 г. Целью разработки более совершенной электронной системы телемеханики «Лисна» было существенное повышение надежности аппаратуры в условиях эксплуатации, улучшение ее ремонтопригодности и технологичности изготовления.

В системе «Лисна» использованы кремниевые полупроводниковые приборы, отличающиеся высокой надежностью  и стабильностью рабочих характеристик при воздействии эксплуатационных факторов. Применение в ней новых схемных решений ряда узлов и блоков обеспечило высокую помехозащищенность и стабильность функционирования аппаратуры. Так как в рассматриваемых системах используются одни и те же принципы кодирования и передачи информации, то оказывается возможным при капитальном ремонте заменять на контролируемых пунктах аппаратуру ЭСТ-62 на более совершенную аппаратуру системы «Лисна».

Обе системы имеют  подсистемы с частотным и временным  разделением каналов связи — соответственно ЭСТ (В), «Лисна-В» и ЭСТ (Ч), «Лисна-Ч». Однако емкость этих устройств в системе «Лисна» существенно выше: число объектов управления в устройстве с частотным разделением каналов (шкаф КП1) повышено с 64 до 80, а с временным разделением каналов (шкаф КПР) —с 10 до 16.

Число объектов телесигнализации для шкафа КПР увеличено вдвое  благодаря тому, что применены  два частотных канала передачи информации.

В целях защиты от импульсных помех, возникающих при коммутационных процессах, в системе «Лисна» использована гальваническая развязка выходных цепей ТУ и входных цепей ТС. Для этого в выходных цепях ТУ применены реле с герметизированными магнитоуправляемыми контактами (герконы), а цепи ввода информации соединены с объектами телесигнализации через оптронные пары, каждая из которых содержит фоторезистор и светодиод. Вместо фоторезисторов в оптронных парах применяют   фототиристоры без управляющего электрода.

Существенно новым в  аппаратуре «Лисна» является применение блоков телеизмерения, которые позволяют передавать информацию об уровне напряжения и величине токов на тяговых подстанциях и постах секционирования. Аппаратура телеизмерения работает совместно с устройствами телесигнализации, обеспечивая воспроизведение результатов измерений на диспетчерском пункте с помощью цифровых индикаторных ламп.

Применение в системе  «Лисна» особой конструкции щита ТС с мозаичными элементами обеспечивает большую гибкость при изменении мнемонических схем устройств электроснабжения и удобство при обслуживании панелей, блоков и ключей.

Среди конструктивных отличий  можно отметить также применение в системе «Лисна» более совершенных  и надежных модулей типа «Сейма», заменивших унифицированные модули серии ДТЛ-62, используемые в аппаратуре ЭСТ-62.

Кроме этого, система «Лисна» позволяет существенно расширить объем и характер информации, поступающей и воспроизводимой на щите телесигнализации. Появляется возможность непрерывно контролировать работу дополнительных устройств, функционирующих в комплексе с аппаратурой телемеханики или автономно. Эти устройства содержат передающие и приемные блоки телеизмерения, аппаратуру телеблокировки и регистрации аварийных отключений фидеров, а также устройства для определения расстояния до мест повреждения на ВЛ СЦБ и контактной сети переменного тока. Благодаря применению в системе «Лисна» устройств телеизмерения появилась возможность осуществить телерегулирование уровня напряжений в контактной сети в зависимости от нагрузки отдельных фидеров и тяговых подстанций в целом в пределах энергодиспетчерского круга.

Несмотря на некоторые различия систем ЭСТ-62 и «Лисна», их назначение, принцип действия, а также основные положения по организации, объемам испытаний и проверок в процессе технического обслуживания практически одинаковы. Очевидно, что срок службы, эффективность использования и надежность действия систем телемеханики в значительной степени определяются качеством технического обслуживания при строгом соблюдении технологической дисциплины.

Выполненный обзор позволяет сделать вывод, что наиболее приемлемой для телемеханизации трансформаторных подстанций является система «Лисна», особенно с учетом того, что сопряженные участки энергоснабжения уже оборудованы этой системой.

 

1.2 Общая постановка  задачи

 

В Оршанской дистанции электроснабжения ЭЧ-7, на обслуживании района электроснабжения находится 59 трансформаторных подстанций.

Электроснабжение подстанций осуществляется по радиально-кольцевой схеме от четырех фидеров трансформаторной подстанции “Южная” и четырех фидеров подстанции “Северная”.

Основными потребителями электроэнергии являются такие предприятия железнодорожного транспорта как: локомотивное депо, вагонное депо, дистания пути, дистанция сигнализации и связи, узловая железнодорожная  больница и узловая поликлиника, рельсосварочный поезд и другие.

При производстве плановых работ по обслуживанию и текущему ремонту  аппаратуры устройств электроснабжения выделяются “окна” продолжительностью 1,5-2 часа, из выделенного времени 30-50 минут тратится на подготовку рабочего места, производство оперативных переключений для запитывания потребителей по резервным линиям. Таким образом для производства работ остается 1-1,5 часа, за которые не всегда удается выполнить запланированный объем работ.

В случаях аварийных отключений, погодные условия, повреждение кабелей при производстве земляных работ, происходит обесточивание целого ряда подстанций. В таких случаях оперативное возобновление электроснабжения затруднено из-за неопределенности характера и места повреждения. Исходя из опыта применения средств телеуправления возобновить подачу электроэнергии возможно в минимальные сроки. Применение устройств телеуправления позволяет сократить время для обеспечения работ в “окно” до 7-10 минут. Сокращаются эксплуатационные расходы.

Как показывает анализ работы устройств ЭЧС-2 наиболее часто аварийные отключения происходят на следующих подстанциях: ТП-101, ТП-106, ТП-167, ТП-255, ТП-296, ТП-103, ТП-190, ТП-316.

ТП-101 имеет следующих потребителей: локомотивное депо, питание высоковольтной воздушной линии автоблокировки участка Орша-Бобр, пожарный поезд, ДС станции Орша-Центральная.

ТП-167 – четыре скважины водозабора станции Орша, питание воздушной  высоковольтной линии автоблокировки участка Орша-Юрцево.

ТП-255 – питание воздушных высоковольтных линий автоблокировки и продольного электроснабжения участка Орша-Кричев.

ТП-106 – два фидера поста ЭЦ станции  Орша-Западная, узловая железнодорожная  больница.

ТП-103 – питание узловой железнодорожной  поликлиники, линейно- аппаратный зал  дистанции сигнализации и связи, узловая АТС.

ТП-316 – вагонное депо, контейнерная площадка, второй фидер сортировочной  горки станции Орша-Восточная, фидер  поста ЭЦ станции Орша-Восточная.

ТП-190 – питание высоковольтных воздушных линий автоблокировки и продольного электроснабжения участка Орша-Прокшино.

Таким образом необходимо перевести  на телеуправлнеие 8 контролируемых пунктов  с общим количеством объектов – 52.