Автоматизация управления системой электроснабжения

1. Цель создания автоматизированных систем управления электроснабжением (АСУЭ)

Хозяйство электроснабжения железных дорог можно рассматривать как совокупность различных технологических процессов, обеспечивающих бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией соответствующего качества. При этом должно быть экономичное расходование электроэнергии, уменьшение потерь, возникающих в процессе ее передачи и преобразования.

Основной целью создания автоматизированной системы управления электроснабжением (АСУЭ) является совершенствование управления устройствами электроснабжения и их эксплуатацией на основе автоматизации процессов поддержания оптимальных режимов в системе тягового электроснабжения.

На рис.2 представлена структурная схема АСУЭ, построенная по функциональному признаку. Система осуществляет управление всем комплексом электроснабжения железнодорожного транспорта. Управление в пределах дистанции электроснабжения включает три основных уровня:

-первый уровень реализует ручное и автоматическое децентрализованное управление отдельными видами оборудования и режимами;

- второй уровень включает в себя местное оперативное (дистанционное) и автоматическое централизованное управление оборудованием тяговых подстанций, постов секционирования и т.д.;

- третий уровень реализуется автоматизированной системой диспетчерского управления (АСДУ) с энергодиспетчерского пункта (ЭДП), на нем осуществляется оперативно-диспетчерское централизованное управление тяговыми подстанциями, постами секционирования и другими пунктами, элементами и режимами.

Рис.2 Структурная схема АСУ ТП

и оперативно-управляющая информация, координирующая режимы работы дистанций электроснабжения в пределах железной дороги.

Энергодиспетчерский пункт службы электроснабжения дороги учитывает основные показатели работы дистанций электроснабжения, выполняет все виды планирования в масштабах дороги, обменивается информацией с энергодиспетчерскими пунктами ЦЭ ОАО «РЖД» и районных энергосистем. Автоматизированная система диспетчерского управления обеспечивает также автоматизированный сбор и обработку информации, необходимую диспетчерскому персоналу для непрерывного централизованного контроля и управления. Задачи оперативного управления, решаемые АСДУ, определяются режимом работы системы электроснабжения.

В нормальном режиме —это регулирование параметров электроснабжения, их корректировка при отклонениях от нормативных требований по качеству электроэнергии и надежности ее подачи; вывод оборудования в ремонт и резерв и ввод его в работу; сбор, обработка и документирование информации о работе дистанции электроснабжения.

В аварийном режиме должны срабатывать автоматические устройства первого уровня (релейная защита). Если при этом наступает отказ устройств автоматики, оперативно-диспетчерский персонал осуществляет управление вместо них вручную. Однако из-за низкого быстродействия качество управления ухудшается.

В послеаварийиом режиме решаются задачи восстановления нормальной схемы электроснабжения потребителей, заданного качества электроэнергии, ввод в работу отключившегося неповрежденного оборудования, принятия мер по устранению причин аварии и ремонту поврежденного оборудования.

Решения задач оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) предусматривает максимальное использование опыта и знаний энергодиспетчера. В зависимости от сложившейся ситуации он может располагать различным временем для принятия решений, которые вырабатывает практически единолично. В аварийных ситуациях объем информации резко возрастает, а время для принятия решения снижается до нескольких минут или секунд. Для обработки всей этой информации используются электронно-вычислительные машины (ЭВМ), ускоряющие принятие энергодиспетчером правильных решений по управлению.

Этапы развития автоматических и телемеханических систем

№ п/п	Этап	Техническое оснащение	Система автоматизации	Результат
	30-е годы 20 века	контроллеры с моторными приводами	Первые устройства автоматики и в это же время ведутся работы по автоматизации тяговых подстанций.	Первые устройства автоматики были достаточно надежны, но громоздки, дороги и сложны в изготовлении .
	1943—1944 гг	стандартные телефонные реле и ша-говые искатели	Массовое внедрение различных устройств автоматики	Они позволили: - сократить штат обс-луживающего персонала тяговых подстанций, - облегчить работы де-журного персонала подстанций.
	1952 г. До 1959 г	релейно-контакт-ная система телемеханики(РКСТ )	Первый опытный телемеханизированный участок Москва — Раменскоебыл введен в эксплуатацию РКСТ была внедрена на ряде электрифицированных участков железных дорог протяженностью около тысячи километров.
	1959—1975 гг	Второе поколение аппаратуры автоматики и телемеханики. Основой элементной базы становятся германиевые диоды и транзисторы	В этот период были разработаны ВНИИЖТом при участии проектного института «Трансэлектропроект» -бесконтактные системы телеуправления БСТ-59 (для тяговых подстанций и постов секционирования) -БТР-60 (для разъединителей контактной сети). На основе опыта монтажа и наладки этих систем
5.	1962 г.	типовых логические и функциональные модули серии ДТЛ (диодно-транзистор-ная логика), изготовляемые методом печатного монтажа.	была создана электронная система телеуправления ЭСТ-62.	Это ускорило разработку и внедрение электронных устройств автоматики и телемеханики.
6.	1976г	Базой третьего по-коления системы телеуправления явились помехоустойчивые типовые модули на более надежных кремниевых полупроводниковых приборах	Была создана система «Лисна», а также разработаны электронная защита фидеров контактной сети переменного тока от токов короткого замыкания и автоматика определения места повреждения контактной сети и линий СЦБ. Были разработаны бесконтактные устройства фидерной автоматики типов БФАМ и БФАК.
	1985 г	Четвертое поколение средств автоматики, телемеханики и защиты основано на микроэлектронике (интегральных схемах и микросборках)	Была создана аппаратура системы телеуправления МРК-85, которая с использованием радиоканалов для передачи команд управления и телесигнализации была впервые применена на Брянском железнодорожном узле.	Имела вдвое большую информационную емкость по сравнению с системой «Лисна». Применение современной элементной базы позволило: увеличить скорость пе-редачи информации; существенно сократить потребление электроэнергии аппаратурой; уменьшить габариты и массу всех уст-ройств, входящих в систему. В новых системах телемеханики предусмотрена возможность согласования устройств с персональными ЭВМ (ПЭВМ)
			Дальнейшим развитием системы МРК-85телемеханики явился комплекс ЭЛОТ 2100, полностью совместимый с МРК-85.
		Программируемые логические контро-ллеры (ПЛК) и пер-сональные компьютеры, объединенные в локальную сеть.	Автоматизированная система телемеханического управления (АСТМУ) явилась следующим шагом технического развития устройств телемеханики, Система АСТМУ представляет собой многоуровневую систему управления.	Цифровой способ передачи информации, используемый в системе АСТМУ, позволяет на несколько порядков повысить скорость обмена информацией при применении волоконно-оптической линии связи
		Телемеханические каналы связи.	Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), внедряемая на сети железных дорог, позволяет охватить четыре уровня управления системой электроснабжения железных дорог: от линейных предприятий (дистанции электроснабжения) до диспетчерского центра МПС. осуществляется по телемеханическим каналам связи.	Применение автоматизированных систем уп-равления устройствами электроснабжения позволит в значительной мере повысить эффек-тивность функционирования хозяйства элек-троснабжения железных дорог. Осуществлена передача информации от специальных счетчиков, которыми оснащаются тяговые подстанции, на диспетчерские пункты