Telemechanisatie van elektrische installaties

Het doel van telemechanische apparaten is om de werkingsmodus van verspreide elektrische installaties te bewaken en te regelen vanaf een centraal punt, dat een verzendpunt (DP) wordt genoemd, waar de dienstdoende dispatcher zich bevindt, wiens functies onder meer de operationele impact op energiecentrales omvatten. Telemechanische apparaten zijn onderverdeeld in telesignalering (TS), telemetrie (TI), telecontrole (TU) en telecontrole (TR) systemen.

Het voertuigsysteem verzendt objectlocatiesignalen en nood- en waarschuwingssignalen van het gecontroleerde punt (CP) naar de DP.

Het TI-systeem verzendt kwantitatieve gegevens over de status van het beheerde object naar de DP.

Afstandsbediening systeem TU verzendt besturingscommando's van DP naar CP. Het TR-systeem verzendt besturingscommando's van de DP naar de KP.

Signalen van DP naar CP worden verzonden via communicatiekanalen (CC)… Kabellijnen (besturingskabels, telefoonkabels, enz.), hoogspanningslijnen (hoogspanningslijnen, N.N.-distributienetwerk, enz.) en speciale communicatielijnen (radiorelais, enz.).

Het proces van signaaloverdracht wordt getoond in Fig.1, waarbij IS een signaalbron is, P een verzendend apparaat is, LAN een communicatielijn is, PR een ontvangend apparaat is en PS een signaalontvanger (object) is.

Afb. 1. Schema van signaaloverdracht via de communicatielijn van het controlepunt naar het gecontroleerde punt.

Met TS, TI op het bedieningspaneel zijn er IS, P, op DP — PR, PS. Informatie (informatieve) informatie, discrete signalen die een eindig aantal toestanden van objecten (TS) weerspiegelen, en analoge of discrete signalen die een reeks toestanden (TI) weerspiegelen, worden via het LAN verzonden.

Met TU, TR op DP hebben we IS, P, op KP — PR, PS. Administratieve (besturings)informatie, discrete besturingssignalen voor een beperkt aantal entiteitstoestanden (TC) en analoge of discrete signalen voor een reeks entiteitstoestanden (TR) worden via het LAN verzonden.

De richting van de signalen voor TS, TI is dus eenrichtingsverkeer, en voor TU, TR is het tweerichtingsverkeer, aangezien het voor de toestand van TU nodig is om de toestand van het object weer te geven door middel van TS, en voor TR- door middel van TI. Signalering en voortplanting kunnen kwalitatief (binair) van aard zijn en kwantitatief (meervoudig) - analoog of discreet.

Daarom vervullen telemechanische systemen vaak dubbele functies: TU — TS en TR -TI. Aangezien de signalen worden blootgesteld aan interferentie, worden de analoge signalen gecodeerd om de ruisimmuniteit en selectiviteit van het ontvangende apparaat te vergroten, dat wil zeggen, ze worden afgetrokken en de informatie wordt gepresenteerd in de vorm van discrete signalen - signalen volgens de codering algoritmen, wanneer elk signaal overeenkomt met zijn eigen combinatie van discrete signalen.

Coderen van het signaal

Het voordeel van telemechanische apparaten ten opzichte van apparaten voor bewaking en controle op afstand is de vermindering van het aantal communicatiekanalen.Bij apparaten op afstand zijn de communicatiekanalen ruimtelijk gescheiden — elk kanaal heeft zijn eigen LAN. In telemechanische apparaten is er slechts één communicatielijn en worden communicatiekanalen gevormd vanwege tijd, frequentie, fase, code en andere kanaalscheidingsmethoden, en wordt een veel grotere hoeveelheid informatie en administratieve informatie op één kanaal verzonden.

Een discreet informatiesignaal is een aantal pulsen die kwalitatief van elkaar verschillen (polariteit, fase, duur, amplitude, enz.).

Door een signaal met één element te coderen, kan een beperkte hoeveelheid informatie worden verzonden, zelfs bij gebruik van meerdere functies. Een veel grotere hoeveelheid informatie kan worden overgebracht door codering met meerdere elementen, zelfs wanneer slechts twee functies worden gebruikt.

Codering met één element wordt veel gebruikt in telemechanische apparaten vanwege het feit dat veel bestuurde en bewaakte objecten twee posities hebben en de overdracht van slechts twee commandosignalen vereisen. Multi-element codering wordt gebruikt in gevallen waar het aantal gecontroleerde en bewaakte objecten groot is, of wanneer de objecten multi-positioneel zijn en daarom de overdracht van veel commando's vereisen.

In TU — TS worden codes gebruikt om onafhankelijke commando's te verzenden. In TU — TS worden meestal pulsduur of frequentie als selectors gebruikt. In de TI — TR-systemen worden codes gebruikt om numerieke waarden over te dragen en worden rekenkundige codes genoemd. De kern van deze codes zijn systemen voor het weergeven van getallen door middel van codereeksen.

Afstandsbedieningssysteem - telesignalering (TU - TS)

Bij TU — TS systemen kan de overdracht van een stuurcommando in twee standen worden verdeeld:

1) de keuze van dit object (keuze),

2) overdracht van commando.

Het scheiden van signalen die via een LAN worden verzonden, gebeurt op verschillende manieren: via afzonderlijke circuits, tijdens de verzending, via selectieve tekens tijdens het coderen.

TU — TS systemen met schakelen (in aparte circuits), tijdverdeling en signaalfrequentie zijn wijdverbreid.

Het commutatie-splitsysteem wordt getoond in Fig. 2.

Het besturingsobject is een schakelaar met hulpcontacten Bl, B2. Het systeem gebruikt vier selectieve signaaltekens - positieve en negatieve polariteit en twee amplitudeniveaus, daarom kunnen vier signalen worden verzonden op één tweedraadslijn: 2 commandosignalen (aan-uit) en 2 waarschuwingssignalen (uit, aan).

Rijst. 2. Schematisch diagram van het TU-TS-systeem met scheiding van schakelsignalen.

Het totale aantal signalen weergegeven in een circuitgeschakeld systeem is: N = (k-l) m

Als er een minimum niveau is van het waarschuwingssignaal in LC1 (halve golf commando gelijkgerichte stroom i1), wordt de RCO geactiveerd. Wanneer KB aan is, wordt het distributiesignaal «on» toegepast om de schakelaar in te schakelen, terwijl B2 gesloten is en het minimumniveau van het signaalsignaal (halve golf gelijkgerichte stroom i2) aankomt op LS1, wordt het relais op de printplaat geactiveerd . Wanneer de KO wordt ingeschakeld, vindt er een proces plaats dat vergelijkbaar is met het inschakelen van de HF.

Dergelijke TU-TS-systemen met scheiding van schakelsignalen worden gebruikt om een ​​beperkt aantal objecten op een afstand van maximaal 1 km te besturen.

Het TU-TS-systeem met tijdverdelingssignalen verzendt signalen sequentieel naar het LAN, het kan cyclisch werken, het object constant bewaken of indien nodig sporadisch. Het systeemschema wordt getoond in Fig. 3.

De LAN-communicatielijn met behulp van synchroon schakelende verdelers P1, PG2 wordt achtereenvolgens in stappen n, n-1 aangesloten op de overeenkomstige stuurcircuits en in stappen 1, 2 ... op de signaalcircuits.

Rijst. 3. Het basissysteem TU-TS met tijdverdelingssignalen.

De selectie van signalen in dit systeem kan direct zijn - volgens een enkel selectief kenmerk (zoals weergegeven in het diagram), of gecombineerd - volgens een combinatie van selectieve kenmerken. Bij directe selectie is het aantal signalen dat via het LAN wordt verzonden gelijk aan het aantal stappen van de verdeler: Nn = n Bij gecombineerde selectie neemt het aantal signalen toe: Nk = kn, waarbij k het aantal combinaties van kenmerken is.

In dit geval wordt het systeem gecompliceerd door het verschijnen van scramblers en decoders aan de zijkanten van DP en KP.

Het TU-TS-systeem met gedeeltelijke signaalscheiding zendt continu signalen naar het LAN omdat het begin van de communicatie frequentiegedistribueerd is. Op deze manier kunnen meerdere signalen tegelijkertijd via het LAN worden verzonden.Het systeemschema wordt getoond in afb. 4.

Rijst. 4. Schematisch diagram van het TU-TS systeem met frequentieverdeling van de kanalen

Op DP en KP zijn er generatoren met stabiele frequenties f1 ... fn, die zijn aangesloten op encoders NI (DP), Sh2 (KP). Bedieningsknoppen K1 … Kn en objectrelaiscontacten P1 … Pn.

Als de codering uit één element bestaat, heeft elk gedistribueerd en signalerend signaal zijn eigen frequentie.

De scheiding van de signalen gebeurt door banddoorlaatfilters PF in DP en CP, hierdoor is het in principe mogelijk om alle signalen gelijktijdig door te geven. Met codering met meerdere elementen kunt u het aantal generatoren en banddoorlaatfilters verminderen en de signaalbandbreedte verkleinen.Hiervoor worden aan de zijkanten van DP en KP encoders en decoders gebruikt, die signalen coderen en decoderen.

Het TU-TS-systeem met tijd- en frequentieverdeling van kanalen is momenteel gebouwd op logische elementen met behulp van microschakelingen.

Telemetriesystemen (TI)

In het TI-systeem bestaat de overdracht van de parameter hernieuwbare energie uit drie bewerkingen:

1) selectie van uitbreidingsobject (gemeten parameter)

2) hoeveelheidsconversie

3) overdracht.

Op de CP wordt de gemeten parameter omgezet naar een waarde die geschikt is voor afstandsoverdracht, op de DP wordt deze waarde omgezet naar de uitlezingen van een meet- of registratieapparaat.

Scheiding van signalen die via LAN worden verzonden, wordt ook gedaan door te schakelen, tijd, frequentiemethode en codeverdeling van signalen wordt ook gebruikt. TI-systemen zijn divers qua signaaltype. Er wordt onderscheid gemaakt tussen analoge, puls- en frequentiesystemen.

In analoge systemen wordt een continue waarde (stroom, spanning) naar het LAN verzonden. In een puls - een reeks pulsen of een codecombinatie. In frequentie — wisselstroom van geluidsfrequenties.

Rijst. 5. Blokschema van een analoog telemetriesysteem.

Het analoge TI-systeem wordt getoond in Fig. 5. De zender, in wiens hoedanigheid de omzetter P van de corresponderende parameter naar stroom (spanning) wordt gebruikt, is aangesloten op een LAN-lijn.

De zender is meestal gelijkgerichte (stroom, spanning) of inductieve (vermogen, cos) omvormers. Typische stroom- (VPT-2) en spannings- (VPN-2) omvormers worden getoond in Fig. 6 en 7.

Rijst. 6. Schakelschema van een gelijkrichter (VPT-2)

Rijst. 7. Gelijkrichter-omzetterschema (VPN-2)

Pulse TI-systemen hebben verschillende varianten die verschillen in de manier waarop de analoge parameter wordt weergegeven door pulssignalen. Er zijn digitale puls-, codepuls- en pulsfrequentie-TI-systemen die de overeenkomstige converters gebruiken die worden getoond in Fig. acht.

Rijst. 8. Analoge parameter-naar-pulssignaalomvormers.

Rijst. 9. Blokschema van het gepulste TI-systeem

Het pulssysteem TI wordt getoond in Fig. 9. De zender is de corresponderende converter P die pulsen naar het LAN stuurt die analoge waarden zijn volgens hun karakteristieke parameters. De omgekeerde conversie wordt gedaan door de OP-converter. De zenders van TI-pulssystemen zijn chippulsgeneratoren.

Frequentie TI-systemen gebruiken sinusvormige signalen, waarbij hun frequentie een analoge parameter vertegenwoordigt. Frequentiesystemen gebruiken transducers - generatoren van sinusvormige oscillaties die worden bestuurd door stroom of spanning.

Het TI-frequentiesysteem wordt getoond door het blokschema in Fig. elf.

Rijst. 10. TI-frequentiesysteemomvormer.

Rijst. 11. Blokschema van het TI frequentiesysteem.

De omgekeerde conversie uitgevoerd door het OP kan worden uitgevoerd naar een analoge waarde of naar een decimale code voor indicatie door digitale instrumenten met een ADC.

Puls- en frequentie-TI-systemen hebben een grote meetafstand, kabellijnen en bovengrondse lijnen kunnen worden gebruikt als communicatielijnen, ze hebben een hoge ruisimmuniteit en kunnen ook eenvoudig in een computer worden ingevoerd met behulp van geschikte frequentiecodes, codes voor code-omzetters.