1-8. СРЕДСТВА ДИСПЕТЧЕРСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КАК СИСТЕМА. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ
Комплекс технических средств, используемый в энергетике, составляющий отраслевую информационную систему для сбора, передачи, хранения и отображения информации, называется средствами диспетчерского и технологического управления энергосистемами. Являясь составной частью энергетического производства как кибернетической системы, средства диспетчерского и технологического управления в свою очередь представляют собой сложную систему.
Средства диспетчерского и технологического управления как физическая система состоят из нескольких подсистем. Классификация их, выполненная на основе анализа процесса доставки информации от момента ее возникновения до адресата, представлена на рис. 1-9. Каждая подсистема предназначена для самостоятельного функционирования и осуществляет доставку информации по уровням производства (электростанция, предприятие электрических сетей, энергосистема) и на одном уровне производства.
Рассмотрим подробнее наиболее развитую в энергетике подсистему производственной телефонной сети.
Производственная телефонная сеть представляет собой подсистему, состоящую из коммутационных устройств, каналов дальней автоматической телефонной связи, внутриобъектных линейных устройств и абонентских устройств. К этой же подсистеме относятся средства звукозаписи ответственной информации на диспетчерских пунктах.
Центр производственной телефонной сети в каждой ступени иерархии (рис. 1-10) связан, как правило, радиальными пучками каналов дальней связи с объектами контроля и управления 1 и 2. Объем каналов в каждом пучке (основных и резервных) определяется в зависимости от мощности энергетического объекта и географически прилегающих к нему других предприятий.
Рис. 1-9. Классификация средств диспетчерского и технологического управления по функциональным признакам.
Комплексное использование каналов в пучке (с обеспечением преимущественного права вхождения в связь оперативному персоналу) повышает пропускную способность каналов для передачи информации, необходимой для диспетчерского и технологического управления. Структура производственной телефонной сети соответствует структуре управления в каждой его ступени. Из рис. 1-10 видно, что производственная телефонная сеть данного уровня является составной частью (подсистемой) производственной телефонной сети вышестоящего уровня производства, т. е. энергосистемы [33].
Рис. 1-10. Структура производственной телефонной сети связи в энергетике.
ДК — диспетчерская телефонная станция; ЦАТС — центральная АТС производственной телефонной сети данного уровня; ПАТС — АТС энергообъекта; КУ — коммутационное устройство дальней автоматизированной телефонной связи; ГАТС, МТС выходы на общегосударственную сеть связи; 1 — электростанция; 2 —подстанция.
Как физическая система производственная телефонная сеть состоит из таких подсистем, как коммутационные устройства, линейные устройства, абонентские пункты, устройства электропитания, производственные помещения. Первые три подсистемы обеспечивают прохождение технологического процесса, т. е. доставку информации, и поэтому являются основными.
Систему производственной телефонной сети можно и далее подразделять на подсистемы с разной степенью детализации. Например, в коммутационных устройствах можно выделять подсистемы, предназначенные для дальней и местной связи.
Кроме того, производственная телефонная сеть на одном уровне производства состоит из видов и сетей связи. Например, в производственную телефонную сеть ПЭС включается также радиотелефонная связь, а на электростанциях — громкоговорящее оповещение. На электростанциях используется несколько локальных комплексов оперативной и технологической связи, называемых внутриобъектной сетью связи, которые служат для доставки информации с одной формой восприятия среди заданного круга абонентов. Сеть связи является минимальным уровнем системы связи, так как ее элементы не могут выполнять самостоятельные функции передачи информации. Пример структуры сети связи приведен на рис. 1-11.
Рис. 1-11. Структура внутриобъектной сети связи.
Системы телемеханики, предназначенные для обмена телемеханической информацией между диспетчерскими пунктами и объектами контроля и управления, состоят из датчиков, преобразователей приборов, устройств телесигнализации, телеизмерения и телеуправления, каналов телемеханической связи. Диспетчерские пункты и объекты контроля и управления оснащаются средствами телемеханики соответственно объему оперативной информации, необходимому для оперативного управления.
По степени оснащения средствами телемеханики диспетчерские пункты и энергетические объекты можно разделить на две группы: телемеханизированные и оснащенные средствами телемеханики (энергообъекты с телемеханикой). К телемеханизированному диспетчерскому пункту относится пункт, в оперативном управлении которого находится более 50% телемеханизированных или оснащенных телемеханикой энергообъектов. Энергообъекты без постоянного дежурного персонала, эксплуатация которых обеспечивается применением средств автоматики и телемеханики, называются телемеханизированными. На телемеханизированных объектах применяются различные устройства телемеханики (в том числе АПТС) в объеме, достаточном для эксплуатации объекта без постоянного дежурного персонала.
Гидроэлектростанции и подстанции без постоянного дежурного персонала, оснащенные телеуправлением, относятся к телемеханизированным.
К энергообъектам, оснащенным телемеханикой, относятся объекты с постоянным дежурным персоналом (на щите управления или на дому), на которых средства телемеханики применяются для повышения оперативности диспетчерского управления.
По уровню оснащенности средствами телемеханики энергообъекты могут быть с телеуправлением (ТУ) и телеконтролем (ТК). Энергообъекты с телеуправлением имеют также телеконтроль. Энергообъекты с телеконтролем оснащаются средствами телесигнализации (ТС), аварийно-предупредительной телесигнализации (АПТС) или телеизмерения (ТИ). В зависимости от объема телесигнализации объекты с телеконтролем иногда подразделяют на объекты с телесигнализацией положения основного оборудования (при наличии индивидуальной теле- сигнализации при числе сигналов свыше шести) и объекты с аварийнопредупредительной телесигнализацией (при использовании только АПТС при числе сигналов от двух до шести).
На подстанциях 35—110 кВ с дежурством персонала на дому применяются устройства вызывной местной сигнализации. Эти устройства применяются также для оповещения оперативного персонала, находящегося на ремонтно-производственной базе вблизи подстанции.
Вызывная местная сигнализация осуществляется путем дистанционной передачи одного сигнала по физическим цепям проводных линий связи. Такие устройства не относятся к телемеханическим.
Энергообъекты, на которых применяются устройства телерегулирования, телеотключения и телеблокировки, относятся к автоматизированным.
Телемеханизация электрических станций и подстанций для контроля и управления оборудованием и внутренними технологическими процессами называется внутриобъектной телемеханизацией.
Для передачи телемеханической информации с энергообъектов на вышестоящие диспетчерские пункты применяется ретрансляция информации в тех пунктах, с которых оперативно управляются эти объекты. При ретрансляции осуществляется декодирование сигналов в полукомплекте нижестоящей системы телемеханики и повторное кодирование сигналов в полукомплекте вышестоящей системы телемеханики. Передача кодированных сигналов с одного канала телемеханической связи на другой называется переприемом.
Передача телемеханической информации по каналам связи с применением переприемов приближает структурную схему потоков телемеханической информации к структурной схеме производственной телефонной сети и позволяет осуществить передачу этих и других видов информации по общим трактам способами, рассмотренными в гл. 2.
Для передачи расчетно-плановой и производственно-статистической информации в автоматизированных системах управления используется область электросвязи, называемая передачей данных (ПД). Ее целью является передача информации для обработки вычислительными машинами или уже обработанной ими.
В систему передачи данных входят периферийные пункты сбора, обработки и передачи информации, абонентские пункты, снабженные терминальными устройствами (периферийное устройство ЭВМ, вынесенное к пользователю) для выдачи запросов и получения ответов на них, а также каналы связи.
Системы приема, обработки и отображения информации предназначаются для сбора и автоматической обработки информации с целью механизации труда диспетчеров энергосистем и объединенных энергосистем, а также для ввода информации в ЭВМ (используемой для расчетов режимов работы энергосистем и массовых расчетов для технологического управления).
Системы автоматической обработки информации на диспетчерских пунктах могут выполнять многообразные функции, например: контроль измеряемых параметров с автоматической сигнализацией и регистрацией отклонений от заданных предельных значений; автоматическую регистрацию изменения положения (состояния) оборудования основной схемы электрической сети; периодическую регистрацию параметров по» заданной программе; вывод информации для визуального контроля в цифровой и аналоговой форме, а также для машинного считывания (в виде перфоленты или другом виде) и для ввода в ЭВМ; выдачу справочной информации (таблиц, текстов, схем) проекционным методом или на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ).
В результате применения ЭВМ на диспетчерских пунктах энергосистем изменяются функции и конструкция традиционных диспетчерских щитов и пультов. Так, например, для представления диспетчеру высшего уровня иерархии обобщенной информации о режиме работы отдельных участков энергосистем наряду с оперативными щитами применяются специальные режимные щиты.
На оперативном диспетчерском щите используются обобщенные символы, отображающие состояние объектов и участков сети. Символ энергетического объекта или энергосистемы условно представляет объект или группу объектов без детализации схемы электрических соединений между ними. В динамическом символе объекта могут применяться приборы, отображающие основные параметры режима (частоту, напряжение, мощность), или специальная сигнализация о разделении напряжений при отключении выключателей трансформаторов, связывающих распределительные устройства разных напряжений. Символ электропередачи или участка сети выполняется в виде светящегося четырехугольника, изменяющего цвет при размыкании контролируемого транзита. На периферийной части оперативного щита отображается положение всех выключателей в данный момент времени.
На режимных щитах представлено статичное отображение отдельных участков и электрических связей между участками энергосистем посредством символов, а цифровые индикаторы отображают параметры текущего режима работы и перетоки мощности.
На диспетчерском пульте взамен многочисленных указывающих приборов устанавливаются ЭЛТ, управляемые через преобразователи от ЭВМ. На экране ЭЛТ отображаются схемы электрической сети с нанесенными в соответствующих местах цифровыми значениями параметров режима. Кроме того, ЭЛТ, как правило, универсальны и могут быть использованы для отображения графической, табличной, текстовой и тому подобной информации. Таким образом, процесс отображения информации на ЭЛТ представляет собой конечный результат полностью автоматизированного процесса сбора и обработки информации, являясь гибким индивидуальным средством общения диспетчера с ЭВМ.
Возможность изображения фрагментов схемы электрической сети на экране ЭЛТ с необходимой степенью детализации позволяет сократить объем информации, выводимой на оперативный диспетчерский щит, разгружает диспетчера от избыточной информации и позволяет выполнять щит в упрощенном варианте. Стало возможным также применение на диспетчерских пунктах новых средств отображения информации коллективного пользования, выполненных на базе световых, проекционных и электромеханических элементах: динамических экранов, больших и специальных табло для вызова цифровых показаний любого из телеизмеряемых параметров.
Большой динамический экран предназначен для представления диспетчеру подробной информации о фактическом состоянии схем и режимах работы объектов, показанных на оперативном диспетчерском щите в обобщенном виде. Большое световое табло служит для автоматического представления цифровой и буквенной информации: отключение ВЛ и других элементов электрической сети, отклонение текущих режимных параметров от допустимых значений.
Специальное табло для вызова телеизмеряемых параметров обеспечивает удобное восприятие информации телеизмеряемых параметров, представляющих наибольший интерес при ведении режима.
Для хранения и поиска инструктивно-справочной информации, объем которой чрезвычайно возрос, применяются микрофильмовые селекторы.
Совокупность описанных информационных процессов оправдывает образование иерархических, взаимосвязанных информационных систем с автоматическим обменом информацией как между рангами иерархии, так и между информационными системами различного назначения. Такие комплексы называют автоматизированными информационными системами (АИС). Автоматизированные информационные системы принято различать по рангу (международные, государственные, отраслевые, производственные и т. д.), по выполняемым функциям (информационно-измерительные, информационно-управляющие и т. п.). В АИС основным средством передачи информации являются системы телемеханики.
Средства диспетчерского и технологического управления как кибернетическая система состоят из управляющей подсистемы (предприятие или производственная служба средств диспетчерского и технологического управления) и управляемой подсистемы (средства и люди, пользующиеся ими).
С внедрением ОАСУ «Энергия» возрастает роль средств диспетчерского и технологического управления. При этом управляющая подсистема призвана обеспечить качество и эффективность средств управления для нормального функционирования ОАСУ.
