Разработка устройств телемеханизации трансформаторных подстанций узла Орша

2.Технические  решения системы «Лисна»

2.1 Общие сведения  о системе телеуправления «Лисна»

 

Массовая телемеханизация  устройств электроснабжения была начата в 1959—1960 rr. внедрением электронных систем БСТ-59 и БТР-60. В 1960— 1961 гг. эти системы уступили место более совершенной системе ЭСТ-62. В настоящее время основной системой телеуправления является система «Лисна». Ее начали внедрять в 1976 г. В структуре и принципах действия каждой новой системы по возможности соблюдалась преемственность и сохранялись свойства, подтвердившие свою жизненность. Вместе с тем расширялись функции и улучшались технические характеристики.

Система телемеханики «Лисна»  состоит из подсистем с частотным («Лисна-Ч») и временным («Лисна-В») разделением  каналов [4]. В состав комплектов аппаратуры входят устройства телеуправления, телесигнализации, телеизмерения, определения мест короткого замыкания в контактной сети и высоковольтных линий автоблокировки (ВЛ СЦБ), а также аппаратура частотных каналов связи, рассчитанная на образование 16 каналов в тональном диапазоне частот, симплексные и дуплескные усилители для повышения дальности передачи, аппаратура регистрации аварийных переключений, диспетчерский щит и пульт-манипулятор со столом диспетчера.

Аппаратура предназначена  для работы по проводным воздушным и кабельным линиям связи, а также по каналам систем передачи и радиорелейным линиям. Дальность передачи информации без промежуточных усилителей по проводным воздушным цепям 100—120 км, по кабельным пупинизированным линиям — до 150—180 км. При наличии промежуточных усилителей дальность передачи может быть увеличена до 300—500 км, при использовании обходных высокочастотных каналов она может достигать 700 км и более.

Для наладки и контроля устройств телеуправления в эксплуатации разработана специальная сервисная аппаратура — стационарный стенд, который имеет приборы, позволяющие оперативно собрать необходимые испытательные схемы и переносные приборы, выявляющие поврежденные узлы на контролируемых пунктах. Стационарный стенд обычно размещается в помещении отделения дороги (вблизи энергодиспетчерских пунктов).

 

2.2 Подсистема  «Лисна-Ч»

 

Подсистема «Лисна-Ч» (рисунок 1) предназначена для контролируемых пунктов с большим объемом информации [4]. Максимальное число контролируемых пунктов, которые она может охватить, равно 15. В состав подсистемы входит аппаратура диспетчерского (ДП) и контролируемых (КП) пунктов. Аппаратура КП имеет две модификации стоек: КП1 н КП2. Стойка КП1 может управлять 80 объектами и позволяет передавать 122 телесигнала (без телеизмерений). Стойка содержит два комплекта кодово-импульсных систем телеизмерения (ТИ). В устройстве телесигнализации для передачи телеизмерений используются 6-8 телесигналов (в зависимости от значимости цифр наивысшего разряда). Стойка КП2 рассчитана на 48 объектов телеуправления и позволяет передать 61 телесигнал (без ТИ); она содержит комплект аппаратуры телеизмерений.

Устройство телеуправления имеет общий передающий полукомплект ДП и индивидуальные полукомплекты КП1—- КП15, а устройство ТС — индивидуальные передающие полукомплекты КП1—КП15 и приемные полукомплекты ДП1— ДП15.

Сигналы телеуправления передаются по одному общему частотному каналу, а извещения — по индивидуальным частотным каналам (частотное разделение). Подсистема «Лисна-Ч» непрерывного действия выполнена по распределительному принципу с временным импульсным признаком и         

 

 

                   ТУ      f_ТУ         Линия связи ТУ   

 

 

 

 

 

 

    

                                                         Линия связи ТС

 

 

 

                                                        f₁                        f₂                             f_n      

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 -  Структурная  схема подсистемы «Лисна-Ч»

 

тактовой синхронизацией. В кодовой серии используются три вида модулированных но ширине сигналов: короткие импульсы (паузы), длинные импульсы (паузы) и один сверхдлинный импульс. Длинные импульсы (паузы) но продолжительности равны пяти коротким, а сверхдлинные — II импульсам. Скорость передачи в тракте телесигнализации 28—30 импульсов в 1 с, в тракте телеуправления — 20—25 импульсов в 1 с. Время передачи приказа ТУ при этом равно 4—5 с (две серии), а серии ТС составляет 3—5 с.

Подсистема телеуправления «Лиспа-В» предназначена для управления разъединителями контактной сети, линиями продольного электроснабжения и ВЛ СЦБ, расположенными небольшими группами вдоль электрифицированной железной дороги или на ее ответвлениях. Она может быть также использована для управления постами секционирования. Комплект устройства рассчитан на 10 контролируемых пунктов с максимальным числом объектов управления на каждом, равным 16, и объектов сигнализации, равным 17. Если суммарное число объектов ТУ на двух контролируемых пунктах не превышает 16, то можно рассматривать эти пункты, как один, и устанавливать на них отдельные полукомплекты. Все объекты ТС разбиты на две группы, для каждой из этих групп установлены частотные передатчики.

 

2.3 Подсистема  «Лисна-В»

 

Устройство «Лиспа-В» (рисунок 2) выполнено  по распределительному принципу с временным импульсным признаком и временным разделением каналов телеуправления и телесигнализации [4]. Для ТУ и ТС выделено два раздельных частотных канала с несущей частотой соответственно и . При наличии сдвоенных КП для ТС используют два cамостоятельных частотных канала. Устройство имеет общий для всех пунктов полукомплект ТУ, общий приемный полукомплект ТС и индивидуальные полукомплекты ТУ—ТС (на КП).

 

 ДП                                         f₂                Линия ТС

 

                                                               Линия ТУ        

                          

                                                                f₁     

 

                                                                            f₁    f₂             f₁   f₂             f₁          f₂

 

                                                  f₁

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 -  Структурная  схема подсистемы «Лисна-В»

 

Передающим полукомплектом телеуправления на контролируемые пункты посылаются поочередные автоматические команды вызова телесигнализации с помощью СчЦ. Каждая команда состоит из серии тактовых импульсов, содержащей только элементы выбора контролируемых пунктов и фазирующий импульс. Одновременно аналогичная серия импульсов передается на приемный полукомплект ТС. Этим осуществляется синхронная работа передающего распределителя ТУ, приемного распределителя ТС и распределителей контролируемых пунктов. В процессе запроса на соответствующих позициях распределителя устройства КП посылаются ответные импульсы ТС на ДП.

Однако вследствие запаздывания, вносимого  аппаратурой каналов связи (постоянного для всех КП) и линией (индивидуального для каждого КП), распределители работают со сдвигом во времени. Поэтому ответные импульсы телесигнализации, принятые на ДП, могут не совпадать с теми позициями распределителя, в которых они были посланы.

Влияние постоянной задержки, вносимой аппаратурой, устраняется линией задержки ЛЗ, включенной между устройствами ТУ и ТС диспетчерского полукомплекта ДП. Влияние переменной задержки, вносимой линией связи различной длины, устраняется выбором такой скорости передачи (достаточно низкой), при которой время задержки передачи сигнала ТС от самого удаленного КП было бы меньше полупериода тактовой частоты. При этом частоту тактовой серии опроса КП приходится выбирать 10—12 Гц. В результате отпадает необходимость в индивидуальной настройке линий задержки на каждом КП, но время опроса всех КП больше, чем в системе с ЭСТ-В. Для ускорения прохождения сигналов ТС после посылки команды осуществляется автоматический вызов телесигнализации с данного КП. Кроме того, предусмотрена возможность вызова ТС с любого КП в нужный момент времени. Время передачи 5 с, время передачи ТС по вызову с данного КП 2,5 с и время опроса всех КП (всего цикла) 30 с.

Аппаратура телеуправления выполнена в виде напольных стоек  и навесных шкафов, внутри которых установлены сборные блоки с логическими и функциональными модулями, аппаратура каналов связи, блок питания. колодки с зажимами для подключения внешних цепей. Модули соединяют в блоках разъемами, что обеспечивает свободный доступ к ним.

Комплект аппаратуры «Лисна» имеет стойки диспетчерских  полукомплектов ТУДП и ТУДПР, стойки щита управления ДП1 и ДП2, выносной пульт-манипулятор и стол диспетчера, стойки контролируемого пункта подсистемы «Лисна-Ч» КП1, КП2, шкафы контролируемого пункта подсистемы «Лисна-В» КПР.

В стойке ТУ ДП размещены передающее устройство подсистемы «Лисна-Ч» и  один комплект приемно-передающей аппаратуры подсистемы «Лисна-В», в который входят передающее устройство телеуправления ТУ ДПР и приемное устройство телесигнализации ТС ДПР. В стойке ТУ ДПР находятся два комплекта приемно-передающей аппаратуры подсистемы «Лисна-В», каждый комплект работает по своим частотным каналам ТУ—ТС.

Диспетчерский щит выполнен на двух напольных стойках ДП1 и ДП2. На лицевой стороне размещена мозаичная мнемоническая схема устройств электроснабжения с элементами сигнализации, квитирующими ключами и т. п.

В устройстве принята мимическая сигнализация, при которой положение контролируемого объекта определяется по положению ключа управления на диспетчерском щите. Сигнальные лампы, вмонтированные в головку ключа, загораются только в положении несоответствия. В качестве сигнальных элементов применены тиратроны с холодным катодом, которые по сравнению с обычными лампами накаливания имеют большую надежность.

В нижней части диспетчерского щита размещены диспетчерские полукомплекты устройства телесигнализации системы «Лисна-Ч», а также индивидуальные выходные дешифраторы и устройства управления световыми индикаторами подсистемы «Лисна-В». Общая часть устройства ТУ подсистемы «Лисна-В» расположена в стойке ТУ ДП (если используют только один комплект) или в стойках ТУ ДП и ТУ ДПР (если применяют два-три комплекта).

Команда посылается с  выносного пульта-манипулятора на столе  энергодиспетчера. Пульт-манипулятор имеет общие для всех КП кнопки выбора объектов и индивидуальные кнопки выбора операции (они же служат для выбора пункта).

2.3 Описание подсистема «Лисна-В»

 

Передающее  устройство телеуправления (рисунок 3). При передаче команд блоки взаимодействуют в основном так же, как и в устройстве «Лисна-Ч». Основной особенностью является наличие блока шифратора выбора пункта при ТС БШ ТС. Выходными цепями шифраторов выбора пунктов при ТС и ТУ БШ ТС и БШ ТУ управляет блок БУ в зависимости от рода работы устройства (передача команд ТУ или вызов ТС).

При вызове телесигнализации происходит следующее. Нормально устройство телеуправления непрерывно автоматически посылает серии вызова ТС поочередно на каждый КП. Генератор импульсов ГТИ вырабатывает серию коротких тактовых импульсов, поступающих на логический блок ЛБ и с него, с одной стороны, в линию связи, с другой — на счетчик распределителя ТУ, а затем через линию задержки на приемный полукомплект телесигиализании. Блоком управления БУ открыты цепи шифратора БШ ТС, управляемого, кроме этого, и счетчиком циклов СчЦ.

Серия вызова ТС  состоит из 16 импульсов, включающих в себя два длинных  импульса (из пяти) выбора пункта и сверхдлинный фазирующий импульс ФИ. Длинные импульсы выбора пункта образуются при совпадении импульсов распределителя и импульса, поступающего со счетчика циклов, в шифраторе выбора КП при ТС. Каждое положение счетчика циклов определяет

 

 
выбор соответствующего КП. Распределитель переключает счетчик циклов на переднем фронте последней паузы каждой серии при условии, что не было сбоев в процессе приема серии ТС с данного КП. При передаче серии импульс с соответствующей позиции шифратора ТС поступает в блок кодирования, удлиняющий импульсы в кодовой комбинации.

При автоматическом вызове ТС цикл опроса всех КП занимает сравнительно продолжительное время (25—30 с), так как скорость передачи тактовых импульсов невелика (12 Бод). Нормально это не вызывает неудобств для энергодиспетчера, так как среди управляемых объектов, обычно включаемых в подсистему «Лисна-В», практически нет автоматических устройств, время коммутации которых значительно меньше продолжительности серии. Однако при передаче команды задержка сигнала об исполнении отрицательно сказывается на оперативности работы энергодиспетчера и тем в большей степени, чем продолжительнее цикл опроса. Поэтому при передаче команды, а также в тех случаях, когда диспетчеру желательно быстро получить сигнализацию о положении объектов какого-либо КП, в устройстве предусмотрен вызов ТС с пульта-манипулятора (от кнопок Вк и От). При этом счетчик циклов устанавливают в положение, соответствующее выбору данного КП, так как кнопка выбора операции является одновременно кнопкой выбора КП, и блокируется.

При посылке команды телеуправления диспетчер должен нажать две кнопки, расположенные на пульте-манипуляторе — кнопку с фиксацией выбора КП и операции и кнопку выбора объекта. Последнюю кнопку (с самовозвратом) диспетчер должен удерживать до окончания передачи. При этом блоком управления от распределителя отключаются выходные цепи шифратора ТС и подключаются шифраторы ТУ.