Проблемы распределительных сетей электроснабжения и пути

Проблемы распределительных сетей электроснабжения и
пути их решения с помощью технических средств
телемеханического комплекса КОМПАС ТМ 2.0
Скляр А.Г., главный специалист
ОАО «ЮГ-СИСТЕМА плюс»,
г. Краснодар
Бесперебойное снабжение электрической энергией потребителей в
современных условиях в значительной степени обеспечивается эффективным
решением
задач
оперативно-диспетчерского
управления
объектами
распределительных электрических сетей. Выполнение данных задач, в условиях
изменения структуры управления электроэнергетикой в процессе ее
реформирования, становится не возможным без надежных систем сбора,
передачи и отображения информации. При этом система должна не только
удовлетворять требованиям сегодняшнего дня, но и быть способной к
дальнейшему развитию с минимальными затратами средств и времени.
Ситуация в распределительных электрических сетях осложняется еще и
тем, что зачастую в сетях уже существует разнообразный парк телемеханики и
при внедрении новых систем требуется программная стыковка устройств,
использующих различные телемеханические протоколы обмена. Кроме того, в
условиях роста информационной потребности для решения задач оперативнодиспетчерского управления, зачастую требуется осуществлять сбор и
ретрансляцию
данных
с
разнообразных
интеллектуальных
устройств:
электронных счетчиков коммерческого учета, цифровых преобразователей, и
других устройств. Передача данных осуществляется не редко с использованием
различных средств связи.
ОАО «ЮГ-СИСТЕМА плюс», имея более чем 12-ти летний опыт разработки
и производства средств телемеханики, предлагает для решения указанных
проблем программно-аппаратный комплекс телемеханики «КОМПАС ТМ 2.0»,
предназначенный для создания разнообразных автоматизированных систем
контроля, учета и управления на предприятиях, характеризующихся
рассредоточенным расположением объектов.
Эффективность технических решений, составляющих основу этого
комплекса, многократно проверена на практике и обеспечивает наилучший
показатель отношения функциональной мощности к стоимости.
Изделия комплекса созданы для длительной, непрерывной и надежной
работы в сложных условиях российской действительности. Минимизация
размеров печатных плат, поверхностный монтаж, отказ от подстроечных
элементов, отбор наиболее надежных компонентов, автоматизированное
тестирование, термопрогон выпускаемых изделий позволяют достичь времени
наработки на отказ одного устройства не менее 100 тысяч часов. Все изделия
имеют гарантийный срок 3 года и обеспечивают работу в температурном
диапазоне –40 + 700С.
Изделия указанного комплекса являются проектно компонуемыми
изделиями, которые позволяют не только комбинировать входящие в них модули
в соответствии с требованиями заказчиков к создаваемой системе, но и легко
наращивать информационную и вычислительную мощности при дальнейшем
сопровождении.
Обширный ассортимент выпускаемой номенклатуры изделий позволяет с
успехом использовать комплекс как базу для построения телемеханических
систем в различных отраслях народного хозяйства, таких как электроэнергетика,
нефтегазовая промышленность, коммунальное хозяйство.
Комплекс состоит из устройств контролируемого пункта (КП), устройства
пункта управления (ПУ), программного обеспечения, включающего в себя
оперативно информационный управляющий комплекс (ОИУК) «Монитор» и
сервисное программное обеспечение.
Устройство КП (контролируемого пункта), реализованное на базе
контроллеров семейства КОМПАС ТМ 2.0, в общем виде, состоит из контроллерасервера и связанных с ним через магистраль RS-485 контроллеров ввода-вывода,
а так же, при необходимости, дополнительных контроллеров связи. В качестве
сервера
устройства
КП
обычно
используются
контроллеры
связи,
обеспечивающие связь с ПУ. Такая компоновка устройств КП позволяет не только
набирать необходимую информационную ёмкость по числу каналов ТИТ, ТС, ТИИ,
ТУ, но и обеспечивает сбор данных с интеллектуальных внешних устройств и
передачу всей собранной информации по различным каналам связи, в различных
протоколах обмена. Высокая скорость обработки сигналов и реализация
различных алгоритмов обработки данных обеспечивается за счет имеющегося в
каждом контроллере ввода-вывода
и контроллере связи собственного
процессора.
Особое значение предприятием уделяется надежности выпускаемых
устройств. Так, например, в этом году появился новый контроллер
телеуправления, способный управлять мощными реле 10 А и обеспечивающий
контроль функции телеуправления на всех стадиях ее прохождения, а так же
100%-ю защиту от ложных срабатываний даже при сбоях в системе.
Устройство ПУ (пункта управления), реализованное на базе контроллеров
семейства КОМПАС ТМ 2.0, состоит из контроллера-сервера ПУ и группы
контроллеров связи, подключенных к нему магистралью RS-485. С помощью
контроллеров связи осуществляется обмен сервера с устройствами КП и
ретрансляция всей или части информации на верхний уровень представления
данных. Наращивание числа каналов связи может осуществляться как с помощью
отдельных выделенных контроллеров связи, так и, с целью удешевления, при
помощи канальных разветвителей. На сегодняшний день на уровне ПУ
реализованы следующие протоколы обмена: КОМПАС 1.1, КОМПАС 2.0 (PFT3),
ТМ800А, ТМ800В, МКТ-1, МКТ-2, МКТ-3, РПТ80, ТРС-1М. В планах этого года
реализация унифицированного протокола МЭК 870-5-101.
Информационный обмен между диспетчерским устройством ПУ и
устройствами КП осуществляется как по традиционным каналам связи (ВЧ-связь,
радиосвязь при помощи УКВ-радиостанций, выделенные 2-х, 4-х проводные линии
связи), так и по сравнительно новым каналам связи, образованными различной
аппаратурой связи с цифровыми стыками: радио-модемы, Hayes-модемы, GSMмодемы и другой аппаратурой. В этом году предприятием освоена связь в среде
Ethernet.
Важной особенностью контроллеров связи является возможность
организации между ПУ и КП «прозрачных» каналов связи для функционирования
локальной АСКУЭ.
В качестве системного программного обеспечения предлагается оперативно
информационный управляющий комплекс (ОИУК) «Монитор». К достоинствам
комплекса по сравнению с известными SCADA-системами можно отнести
практически не ограниченное количество точек подключения и соответственно
неизменная от этого параметра цена,
бесплатные обновления версий,
возможность у заказчика самостоятельно, без привлечения разработчиков,
изменять конфигурацию комплекса при его развитии.
Телемеханический комплекс «КОМПАС ТМ 2.0» обеспечивает выполнение
следующих функций:

Сбор и передачу сигналов о состоянии коммутационных
аппаратов

Сбор и передачу сигналов аварийной и предупредительной
сигнализации (дифференциальная и газовая защита
трансформаторов, аварийный перегрев, перегруз, земля на
шине и других)

Сигнализацию
положения
напряжения (РПН)

Сигнализацию
аппаратов

Охранную сигнализацию

Измерение напряжений и токов входящих и отходящих шин

Измерение активной и реактивной мощности

Измерение суммарного расхода электроэнергии

Телеуправление коммутационными аппаратами

Ведение архивов для анализа аварийных ситуаций,
определения
оптимальных
графиков
потребления
электроэнергии, контроля за исполнением диспетчерского
графика подачи электроэнергии

Представление информации на экране монитора в виде
схем объектов иерархической структуры с индикацией
значений
телеизмерений
и
состояния
объектов
телесигнализации, а так же в виде графиков, трендов, и
отчетных табличных форм. Отображение этой же
информации на диспетчерском щите, например щите ЩДМ25,
производства
ОАО
«ЮГ-СИСТЕМА
плюс»,
представленном на стенде

Контроль за режимом пиковых нагрузок
готовности
пошаговых
привода
регуляторов
коммутационных

Контроль за энергопотреблением в реальном времени,
выявление фактов превышения заявленного потребителем
энергопотребления

Уменьшение
потерь
электроэнергии
за
счет
оптимального распределения в электрических сетях

Ведение архивных файлов на уровне ОИУК,
возможностью
управлять
составом,
глубиной
периодичностью архивирования

Ручной ввод нетелемеханизированных параметров
ее
с
и
В настоящее время, перед многими распределительными сетями
стоит задача дальнейшего развития автоматизации сетей и переход от
децентрализованной схемы управления электросетевыми хозяйствами к
централизованной, объединяющей
различные системы контроля и
управления. Возможности и особенности построения телемеханического
комплекса КОМПАС ТМ 2.0 позволяют производить такую интеграцию. ОАО
«ЮГ-СИСТЕМА плюс» имеет практический опыт интеграции с устройствами
коммерческого учета, микропроцессорной системой релейной защиты и
автоматики, системой контроля гололедообразования, другими оперативноинформационными комплексами.
Телемеханический комплекс КОМПАС ТМ 2.0 сертифицирован в
системе ГОСТ-Р, прошел межведомственные испытания с участием
представителей РАО ЕЭС России и рекомендован для применения в
электроэнергетике. В настоящее время предприятием запланированы
работы по сертификации устройств комплекса КОМПАС ТМ 2.0 как средств
измерения.
Основными
являются:








достоинствами
комплекса
КОМПАС ТМ 2.0,
широкая номенклатура предлагаемых устройств КП, позволяющая
телемеханизировать подстанции с различной информационной ёмкостью
на однотипном оборудовании;
возможность последующего наращивания информационной ёмкости
эксплуатируемого
оборудования
телемеханики
при
развитии
телемеханизированных объектов;
высокая разрешающая способность времени регистрации событий и
периодических срезов профиля параметров на уровне устройств КП;
широкий набор контроллеров связи, оптимизированных под различные
каналы связи;
высокая надежность каналов телеуправления с многоуровневой защитой от
ложных срабатываний;
возможность организации «прозрачных» каналов для локальных АСКУЭ;
широкий диапазон рабочих температур для оборудования КП (от минус 40
до плюс 70оС);
высокая надежность оборудования и длительный гарантийный срок
(3 года).

возможность использования контроллеров связи КОМПАС ТМ 2.0 для
работы с устройствами иных производителей, имеющих открытые
протоколы.
В настоящее время изделия телемеханического комплекса КОМПАС ТМ 2.0
уже поставлены и внедрены в Юго-Западных электрических сетях ОАО
«Ростовэнерго» г. Таганрог, Светлоградских
электрических сетях ОАО
«Ставропольэнерго», Буинских электрических сетях ОАО «Татэнерго», ОАО
«Иркутскэнерго», ОАО «Краснодарэлектро» (комплекс «КОМПАС ТМ 2.0 –
Свет»), Туапсинсинских городских электрических сетях, ОАО «Елховнефть»
(электроцех) и ряде других объектов.
Исходя из идеи комплексного подхода решения задач оперативнодиспетчерского управления, предприятием разрабатываются и поставляются
не только телемеханические комплексы, но и диспетчерский щит ЩДМ-25 с
системой управления на базе контроллеров КОМПАС ТМ 2.0.
Щит диспетчерский мозаичного типа ЩДМ - 25 (далее – щит)
устанавливается в диспетчерских залах предприятий в качестве
информационной панели коллективного пользования.
При разработке щита был использован традиционный принцип
построения сборочных мозаично-ячеистых конструкций известных щитов.
Однако, щит имеет конструктивные особенности, заключающиеся в
том, что щит собирается из отдельных панелей, состоящих в свою очередь из
секций, собираемых из элементов – рамок, которые образуют сотовую
конструкцию. Само же поле щита образовано мозаичными элементами в виде
плоских квадратных пластинок размером 25х25 мм и 50х50 мм снабженных
элементами крепления для фиксации их в «сотах».
Конструкции поля щита, его основания, а также элементов и узлов
крепления имеют патентную защиту (Свидетельство на полезную модель №
13275) и обеспечивают следующие преимущества щита ЩДМ-25 по
сравнению с другими известными щитами, это:
 возможность регулировки радиуса закругления поля щита, в
частности, в сторону уменьшения до 6 м за счет получения при
сборке «изломов» фрагментов поля щита под углом 135-175º, что
обеспечивает размещение щита в незначительных по площади
диспетчерских залах;
 возможность создания идеально ровной поверхности поля щита, что
облегчает восприятие символов, нанесенных на его поверхность;
 незначительные сроки монтажных работ при установке щита и его
системы управления на объекте, благодаря конструктивным;
особенностям элементов и узлов крепления щита, предварительно
набранным заготовкам (полусекциям) мозаичного поля;
 комплексная поставка щита с системой управления, позволившая
отказаться от процесса пайки во время монтажа системы
управления. Соединение контроллеров с активными элементами
осуществляется при помощи комплекта жгутов со специальными
разъемами;
 удобство корректировки мнемосхемы щита при эксплуатации,
благодаря особенностям крепления ячеек и активных элементов
щита;


возможность регулировки яркости свечения активных элементов и
цифровых табло щита;
разнообразие активных элементов, цифровых табло и их цветовых
решений и геометрических размеров.
Важным дополнительным преимуществом щита диспетчерского
ЩДМ-25 является возможность сокращения сроков его проектирования за счет
использования специального программного обеспечения - редактора щита
«SHEDIT». Редактор щита распространяется предприятием бесплатно.
Вся продукция, предлагаемая ОАО «ЮГ-СИСТЕМА плюс» построена на
принципах контроля и управления распределенными объектами, отражающих
современные мировые тенденции. Телемеханический комплекс «КОМПАС ТМ
2.0», имеющий надежную программную поддержку, и диспетчерский щит ЩДМ25, позволяют эффективно, с инженерной и экономической точек зрения
решать любые задачи, связанные с автоматизированным контролем, учетом и
управлением всеми видами энергоресурсов предприятий.