Энергетика Казахстана - Вторичные сети

На базе первичных сетей отрасли созданы вторичные сети следующего назначения:

1. сеть автоматической телефонной связи для управления оперативной, технологической и административной деятельностью;
2. сеть селекторной связи для проведения совещаний руководства всех уровней управления;
3. телеграфная сеть;
4. сеть факсимильной связи;
5. телеинформационные сети для организации сбора телеинформации с объектов электроэнергетики;
6. сеть управления нормальными режимами АРЧМ;
7. телекоммуникационная сеть электронной почты “Эстэл”.

Производственные телефонные сети

Телефонные сети электроэнергетики строятся по радиально-узловому принципу, при котором коммутационные оконечные станции ( АТС) соединяются с узловыми АТС каналами дальней связи. В качестве узловых выступают АТС:

1. ОДУ Казахстана - для АТС энергосистем и крупных электростанций;
2. ЦДП энергосистем -для АТС энерго предприятий;
3. ОДП сетевых предприятий -для АТС сетевых районов.

Производственные телефонные сети по своему назначению делятся на:

1. сети оперативной (диспетчерской) связи;
2. сети технологической связи;
3. сети директорской связи;

В качестве коммутационного оборудования для сетей оперативной связи используются диспетчерские телефонные станции Основным оборудованием коммутации являются диспетчерские телефонные станции типа ЭДТС-66 (55), производства завода “ВЭФ”. В настоящее время в эксплуатации находится 285 таких коммутаторов. Из них более 10 лет отработало 155. В ближайшие годы большинство диспетчерских коммутаторов будет требовать замены. В качестве диспетчерских коммутаторов малой емкости используются такие как КОСС-22, КД-36, и др.. На электростанциях для блочных щитов управления зачастую используются самодельные коммутаторы, применение которых недопустимо из-за низкой надежности и несоответствия протоколов взаимодействия с другой аппаратурой. В настоящее время все перечисленные коммутаторы промышленностью не выпускаются.
Телефонная сеть технологической связи строится на базе автоматических телефонных станций различных типов: АТСК, ЕСК-400, КЭ Квант, УАТС и.т.д. Все эти АТС являются аналоговыми, как правило их емкость исчерпана. Наблюдается острая нехватка запасных частей. В последние годы началось внедрение электронных цифровых АТС. Общая монтированная емкость АТС в отрасли составляет более 37 000 номеров. Общее количество АТС- 260.
Из них 50 % в ближайшие годы потребуют замены из-за физического износа и из- за того, что их емкость исчерпана и дальнейшее расширение абонентской емкости и количества направлений внешней связи невозможно. Как правило, все АТС связаны с городскими телефонными станциями и часть их абонентской емкости (1-2- сотни), имеет городскую нумерацию.
В целях экономии количества каналов связи или из-за их недостатка для организации сетей и оперативной и технологической связи используются одни и те же каналы связи. Сопряжение каналов связи с аппаратурой коммутации осуществляется с помощью аппаратуры дальней автоматической связи энергосистем типа АДАСЭ (производство Ростовского опытного завода) или АНС (производство завода “Нептун”, Украина). При этом право приоритетного использования и занятия каналов принадлежит диспетчеру. Аппаратура АДАСЭ обеспечивает осуществление:

1. исходящей и входящей 3-х проводной автоматической связи между встречными АТС;
2. исходящей и входящей прямой связи между диспетчерами;
3. исходящей связи на встречную АТС с рабочего места телефонистки.

В настоящее время на сети связи электроэнергетики используется более 3000 комплектов этого оборудования. 60 % оборудования физически изношено, требует замены.
Сети директорской связи, как правило, ограничиваются производственными зданиями и промплощадками одного предприятия. Эти сети обеспечивают прямую связь руководителей предприятий с подчиненными ему подразделениями и начальниками отделов и служб. Наиболее распространенным оборудованием директорской связи являются директорские коммутаторы типа UD-40 и UD-20 (производство ПНР) , а также различные коммутаторы: Псков, Риф, КД-60, КД-40 различных модификаций и т. д. Построение директорских сетей с применением такого оборудования требует создания
собственной распределительной сети для каждого коммутатора. В результате на каждом рабочем месте, например начальника службы, располагается 2-3 телефонных аппарата прямой связи. В последнее время широкое распространение в электроэнергетике находят офисные телефонные станции производства фирм “Siemens”, “Panasonic”, “Sony” и т. п. Эти АТС не только предоставляют широкий набор услуг, но и обеспечивают создание виртуальных директорских сетей. Каждый абонент, в зависимости от типа применяемого телефонного аппарата с дополнительными функциональными клавишами, может иметь свою собственную “директорскую” сеть, хотя у каждого пользователя реально должен иметься лишь один телефонный аппарат. В настоящее время в эксплуатации находится 342 директорских коммутатора, из них более 70% требует замены как изношенные или не выполняющие в достаточной мере свои функции.

Сети селекторной связи

Сети селекторных совещаний охватывают все предприятия отрасли и построены в соответствии со структурной иерархией. Сети построены на базе оборудования, работающего по принципу “один говорит - все слушают”. При этом руководитель верхнего звена имеет право перебоя нижестоящего руководителя. Оборудование обеспечивает громкоговорящую связь при проведении совещаний как из специально оборудованных студий, так и          с рабочих мест руководителей. На сети
электроэнергетики используется различное оборудование для селекторной связи: МСС- 12-6. МСС 2-1, ОДГТС, АГС-3 и т. д.. Оборудование на 90 % морально и физически устарело и требует замены. Для проведения оперативных совещаний многие руководители предприятий используют свою директорскую сеть, но такое совещание замыкается лишь в рамках одного производственного здания.

Телеграфные сети

Телеграфная сеть отрасли предназначена для передачи документальных сообщений в виде цифро-буквенной информации. Телеграфные пункты предприятий отрасли являются абонентами республиканской телеграфной сети и имеют связь не только с предприятиями отрасли электроэнергетики, но и с любыми предприятиями СНГ. Для связи с зарубежными корреспондентами используются абонентские пункты международной телеграфной сети “Телекс”. В качестве абонентских терминалов используются электромеханические аппараты типов Т-63, Т-100 и др.. В последнее время в качестве абонентских терминалов стали применяться ПЭВМ, включаемые в сеть телеграфной связи через специальные адаптеры. Как правило, телеграфные аппараты находятся на балансе предприятий Минсвязи, и ими же и обслуживаются.
Дальнейшее расширение телеграфной сети не предусматривается.

Сеть факсимильной связи

Сеть факсимильной связи предназначена для передачи копий печатных и рукописных документов. Для организации факсимильной связи используются каналы дальней связи. Качество каналов значительно влияет на качество работы телефаксов. Как правило, используются коммутируемые каналы связи с полосой частот 0,3-3,4 кГц. В качестве абонентских терминалов используется в основном оборудование японских фирм. Все предприятия отрасли сегодня оборудованы таким оборудованием.
В последнее время в качестве абонентских терминалов все более широкое применение находят ПЭВМ с использованием “факс-модемов”. Такие терминалы обеспечивают передачу графических текстов, содержащихся в ПЭВМ (как факс- сообщений) и прием факс-сообщений как от телефаксов, так и от аналогичных ПЭВМ, оборудованных факс-модемами. Достоинством таких терминалов является то, что не расходуется специальная термочувствительная бумага, и что сообщение можно сохранить в памяти ПЭВМ, а при необходимости распечатать на обычном принтере.

3.9.2.5 Телеинформационные сети

Телеинформационные сети представляют из себя комплекс программнотехнических средств, обеспечивающих первичный сбор, передачу, обработку и отображение информации о состоянии основного оборудования энергообъектов (телеизмерения и телесигнализация) а также управление оборудованием энергообъектов (телеуправление).
Первичный сбор телеинформации осуществляется на энергообъектах с помощью аппаратуры телемеханики контролируемого пункта (КП).Телеизмерения в виде тока, пропорционального измеряемому параметру поступает с измерительных преобразователей. В аппаратуре телемеханики (КП) производится преобразование аналоговых значений тока в цифровые, формируется импульсно-кодовая последовательность, которая через аппаратуру передачи телемеханики (МОДЕМ) передается в верхней части разговорного спектра ( 2.3-3.4 кГц) каналов связи первичной сети телекоммуникаций. Скорость передачи телеинформации 100 бит\с , редко 200 или 600 бит\с. Уровень телемеханизации энергообъектов характеризуется следующим образом:

1. все электростанции и подстанции системного и межсистемного значения телемеханизированы (на них установлены КП );
2. уровень телемеханизации низшего уровня (110, 35 кВ и ниже) составляет не более 40%.

В качестве аппаратуры телемеханики в электроэнергетике используется аппаратура типов: ТМ-512, “Гранит”, МКТ-1, МКТ-3 и т. д. - всего 20 типов. В эксплуатации находится более 1000 стоек такого оборудования. Из них 80 % - выработало свой ресурс и требует замены.
На энергообъектах используется 4000 измерительных преобразователей различных типов. От 60 до 80 % общего парка выработали свой ресурс, не обеспечивают необходимого класса точности и требуют замены. Часто в энергосистемах годами не проводится плановая поверка преобразователей, иго снижает надежность и достоверность передаваемых телеизмерений.
В качестве модемов используется аппаратура типов: АПТ-100, АПСТ, TGFM. На сети используется более 1000 комплектов, из них 70% требуют замены по причине физического износа.
На диспетчерских пунктах используется:

1. аппаратура диспетчерского пункта (ЦП) того же типа что и на энергообъектах - для уровней ОДП ПЭС и РЭС;
2. вычислительный комплекс РПТ-80 - для ЦДП энергосистем;
3. вычислительный комплекс на базе современных ПЭВМ с применением мультиплексоров - на уровне ОДУ Казахстана и некоторых энергосистем.

Принятая телеинформация обрабатывается в оперативно-информационных комплексах (ОИК) и отображается на диспетчерских щитах. Для организации ОИКов в энергосистемах применяются программные средства различных разработчиков. В последнее время одним из наиболее распространенным программным продуктом в ОИК энергосистем Казахстана является комплекс средств, поставляемый фирмой “ Интеллектуальные компьютерные сети”.
В ряде случаев началось внедрение микро ОИКов (на базе ПЭВМ) на энергообъектах, где в качестве информации используется телеинформация, передаваемая с КП на верхний уровень.
Отображение телеинформации в удобном для диспетчера виде осуществляется как аналоговыми щитовыми приборами, так и с помощью систем отображения телеинформации КЦОТИ и СОТО. На ЦДП “Алматыэнерго” впервые в Казахстане применена система отображения типа “Сигнал” разработки и производства АСКБ “Алатау” (г.Алматы) и щит коллективного пользования (г. Винница) размером 2x3 метра, дублирующий изображение экрана монитора ПЭВМ.
Передача телеинформации осуществляется по следующим схемам:

1. подстанция, ДП РЭС — ОДП ПЭС — ЦДП энергосистемы;
2. энергообъект — ЦДП энергосистемы — ОДУ Казахстана;
3. ЦДП энергосистемы — ОДУ Казахстана.

Сеть автоматического управления нормальными режимами АРЧМ

Сеть автоматического регулирования частоты и мощности (АРЧМ) предназначена для:

1. поддержания в установленных пределах частоты в сети;
2. поддержание в заданных пределах перетоков мощности.

В качестве центрального устройства используются ЭВМ. Необходимое быстродействие работы АРЧМ обеспечивается малоканальными устройствами телемеханики типов УТК-1 и УТМ-7.
Управляющая часть системы состоит из:

1. сигналов телеуправления- (включение -отключение) оборудованием, входящим в состав системы АРЧМ;
2. сигналов телеуправления (телерегулирования) экстренным изменением режимов оборудования, входящего в систему.

Для передачи сигналов системы АРЧМ используется надтональный спектр (2.3-3.4 кГц) любых каналов первичной сети телекоммуникаций.

Сеть передачи данных

Сеть передачи данных предназначена для удовлетворения потребностей автоматизированных систем управления энергетикой.
Данные, обмен которыми производится по этой сети, представляют из себя:

1. ежесуточная информация, регламентируемая по времени приема (диспетчерская ведомость, исходные данные для планирования режимов, данные по балансам мощностей и т. д.);
2. информация, время приема которой регламентируется несколькими сутками (отчетные данные о балансе мощностей, коммерческая информация и т. д.;
3. информация, поступающая один раз в более длительные периоды ( месяц, квартал);
4. нерегламентируемая информация (письма, телетайпограммы и другие текстовые документы).

Сети передачи данных могут быть :

1. иерархические ( древовидные)%;
2. полносвязные.

Сети передачи данных на первом этапе строились по принципу передачи информации “снизу-вверх”. Для этого использовались телеграфные аппараты, а затем ПЭВМ типа “ТАП-34”. Режим передачи при этом -’’точка к точке”. С 1993 года ОДУ Казахстана приступило к развертыванию в Казахстане единой сети передачи данных в электроэнергетике “Эстел”. Эта сеть представляет из себя полносвязную сеть передачи данных и впервые решила проблему горизонтальных связей между предприятиями отрасли.
Для работы сети передачи данных используются коммутируемые каналы связи первичной сети телекоммуникаций.
В настоящее время сеть “Эстел” объединяет узлов коммутации и абонентских пунктов.
В дальнейшем сеть “Эстел” будет модернизироваться и расширяться.

КВ И УКВ радиосвязь

Сети радиосвязи служат для организации связи, в основном на уровне сетевых предприятий для обеспечения мобильной связи с оперативно-выездными бригадами и в качестве резерва основных каналов связи. В ряде случаев по радиоканалам передается аварийно-предупредительная сигнализация. На электростанциях используются носимые радиостанции, в основном работниками топливо-транспортных цехов.
Сети УКВ радиосвязи развернуты по всей территории Казахстана по кустовому принципу. Частотный диапазон, состоящий из 28 частот (9 дуплексных пар и 10 - для симплексной связи в диапазоне 162-168 МГц) распределяется институтом “Энергия” с учетом электромагнитной совместимости, между предприятиями отрасли. Однако в больших городах республики ощущается острая нехватка частот для нормальной работы сети из-за значительного количества “кустов” связи и количества абонентов в них.
В настоящее время в отрасли используются радиостанции 40 типов, в основном "ФМ -301, 315”, “Маяк”, “Транспорт-М” и др. Количество радиостанций - более 6 000 шт. Из них 60 % требуют замены из-за физического износа.
В некоторых энергосистемах начато внедрение “транкинговых” систем радиосвязи, экономящих частотный диапазон и предоставляющих новые виды услуг (выход на АТС, групповую связь, персональный вызов). Основной принцип таких систем - предоставление малого количества радиочастот большому количеству пользователей. Это стало возможным благодаря применению новейших цифровых технологий при изготовлении радиостанций.
Чаще всего энергосистемы идут на приобретение радиостанций типа “Алинко”, “Иезу”, работающих в системе “Smartrank-2”.      Применение систем транкинговой
радиосвязи без выделенного канала управления системой, различные протоколы взаимодействия, дублирование нумерации радиостанций , отсутствие возможности в этой системе создания многозоновых сетей ставит под вопрос создание единой или распределенной общедоступной системы радиосвязи в таких энергосистемах, а с учетом изменения структуры отрасли и в определенных регионах Казахстана.
В 1995 году в Семипалатинском ПЭС развернута первая система транкинговой радиосвязи с выделенным каналом управления в Казахстане типа “Smartworks” на 45 абонентов.
В ближайшее время следует ожидать быстрого наращивания объемов радиостанций, работающих в транкинговых системах.
УКВ радиосвязь (диапазон 2-28 МГц) в энергосистемах используется крайне редко для организации связи на больших расстояниях в качестве аварийной связи или для связи выездных бригад при обслуживании транзита электропередачи “ Сибирь- Казахстан -Урал”. Используемое ранее оборудование КВ связи выработало свой ресурс. Дальнейшего резкого наращивания объемов не предусматривается. Однако его применение возможно, особенно того оборудования, которое предоставляет новые виды услуг и производятся на базе новейших цифровых технологий.

Системы электропитания

Требования, предъявляемые к надежности функционирования сетей телекоммуникаций диктуют и особые требования к системам электропитания узлов связи. К системам гарантированного электропитания относятся различного рода схемы с автоматами включения резерва (АВР), аккумуляторные батареи, выпрямительные устройства, инверторы (преобразователи постоянного тока в переменный), дизельные и бензиновые агрегаты-генераторы.
На узлах связи применяются следующие номиналы напряжений:

1. аккумуляторные батареи-12, 24, 48, 60, 220В;
2. сети переменного тока 220 В.

В каждом конкретном случае выбирается схема обеспечения гарантированным электропитанием.
Схемы электропитания делятся на:

1. схемы с перерывом подачи напряжения электропитания;
2. схемы без перерыва подачи напряжения питания.

Схемы с перерывом подачи напряжения обеспечивают механическое переключение с основного на резервный ввод электропитания с перерывом в подаче напряжения:

1. 0.2-0.5 секунд - АВР;
2. до 10 секунд- при применении дизель-генератора с автоматическим запуском;
3. до нескольких минут- при применении бензоагрегатов малой мощности (1-4 кВт) с ручным запуском.

При применении таких систем - происходит перерыв связи и передачи телеинформации с объектов. Устройства, работающие под программным управлением требуют после этого перезагрузки.
Схемы без перерыва подачи напряжения электропитания обеспечивают подачу электропитания:

1. 0 сек - аккумуляторные батареи в буферном режиме;
2. 10-20 сек (время переходного процесса) -электронные переключатели
3. 0 сек - системы с применением инверторов и аккумуляторных батарей в “ждущем” режиме.

Эти схемы могут применяться и в комбинации друг с другом. Для предотвращения полного разряда аккумуляторных батарей в качестве резервного источника переменного тока в такой схеме могут применяться дизель-генераторы соответствующей мощности. Такие схемы обеспечивают непрерывную связь и передачу телеинформации, на работе устройств с программным управлением переключения перебои внешнего энергоснабжения не сказываются.
На всех энергообъектах в той или иной степени решены вопросы резервного электропитания, но перерывы связи встречаются часто из-за недостатков эксплуатации и необученности персонала. Как правило, все узлы связи РЭС, ПЭС, и ЦДП энергосистем имеют аккумуляторные батареи. Но значительная часть батарей выработала свой ресурс и требует замены.
В отрасли используется 760 устройств гарантированного электропитания 67 типов. 60 % общего количества требует замены или капитального ремонта, особенно на нижнем уровне.
Изменение типов нагрузки, в последние годы, применение устройств с программным управлением  например электронных АТС, ПЭВМ, программируемых контролеров - диктует необходимость пересмотра всех схем гарантированного электропитания на всех энергообъектах.

Аппаратура магнитной записи

Аппаратура магнитной записи служит для документальной фиксации диспетчерских переговоров. Согласно ПТЭ, все диспетчерские пункты должны быть оснащены подобной аппаратурой. Применяемая сегодня специальная аппаратура типа SHR, производства ВНР, в подавляющей массе выработало свой ресурс, сказывается отсутствие запасных частей. Из 104 используемых магнитофонов - 90 требует замены. Применение для документирования переговоров бытовых магнитофонов - недопустимо, так как режим записи включается вручную оперативным персоналом по самостоятельному решению, что нельзя считать объективным.

Выводы о состоянии средств телекоммуникаций

Можно сделать следующие выводы:

1. В основном, существующие средства телекоммуникаций обеспечивают потребность электроэнергетики в услугах связи в целях оперативного и технологического управления;
2. Для сохранения возможности управления отраслью необходимо сохранить единую сеть связи со всеми объектами, независимо от форм собственности и организационной структуры;
3. Около 80% основного оборудования телекоммуникаций выработало свой ресурс и требует немедленной замены или модернизации;
4. Непринятие экстренных мер к обновлению или реконструкции парка оборудования телекоммуникаций приведет через 2-3 года к потере управления отраслью.
5. Расширение сетей телекоммуникаций с использованием традиционного оборудования не приведет к значительному увеличению пропускной способности каналов связи и потребует значительных материальных затрат;
6. Дальнейшее развитие сетей телекоммуникаций следует предусматривать на базе применения новейших цифровых технологий телекоммуникаций .

Развитие единой сети телекоммуникаций

Централизованное оперативное управление, единство технологических процессов, общность задач, стоящих перед любыми предприятиями отрасли, независимо от форм собственности и организационной структуры требуют сохранения и дальнейшего развития единой сети телекоммуникаций отрасли.
При разработке настоящей концепции, за основополагающие, приняты следующие положения:

1. оперативное управление предприятиями отрасли осуществляется по схеме:
2. ЦДУ ЕЭС Казахстана — РДЦ (диспетчерский пункт региональной энергосистемы) —ДП ПЭС — ДП РЭС;
3. ЦДУ ЕЭС Казахстана — РДП — самостоятельные электростанции;
4. хозяйственные и технологические связи всех субъектов энергорынка тяготеют к РДП и НЭС “Казахстанэнерго”;
5. обмен экономической и другой информацией между субъектами энергорынка может проходить не только в “вертикальном” направлении, но и в “горизонтальном” - через центры телекоммуникаций РДП и ЦДУ ЕЭС Казахстана (НЭС “Казахстанэнерго”).

Географические особенности Казахстана, влияющие на структуру сетей телекоммуникаций:

1. региональные энергосистемы обслуживают обширные территории, достигающие 10 000 кв.км;
2. значительные расстояния между РДЦ соседних энергосистем (от 200 до 800 км);
3. резко выраженная неравномерность плотности населения и расположения промышленных предприятий -потребителей электроэнергии, концентрация их, в основном, в областных центрах;
4. основные межсистемные ЛЭП, образующие сети НЭС “Казахстанэнерго” имеют большие протяженности (до 400 км);
5. учитывая сложившуюся экономическую ситуацию, снижение электрических нагрузок можно считать, что основные магистральные ЛЭП высокого класса напряжений уже построены, и ожидать нового широкомасштабного строительства межсистемных ЛЭП в ближайшие годы не следует.

Принципы построения единой сети телекоммуникаций

Единая сеть телекоммуникаций (ЕСТ) представляет из себя распределенную сеть, охватывающую центры управления и объекты субъектов энергорынка всех уровней, независимо от формы собственности. Основной задачей ЕСТ является обеспечение всех пользователей услугами специальных сетей энергетики: оперативной и технологической телефонной связи, телемеханики, передачи данных, автоматизированной системы контроля и учета энергопотребления (АСКУЭ), подвижной радиотелефонной и пейджинговой связи.
Структура ЕСТ предусматривает согласованное развитие ее составных частей, как магистральных, так и местных (локальных).
В состав ЕСТ входят:

1. магистральные сети телекоммуникаций (МСТ);
2. региональные сети телекоммуникаций (РСТ).