Диспетчерский щит своими руками- телемеханика на подстанции 110 кВ.

Привет всем читателям моего сайта!

Сейчас я вам расскажу о диспетчерском щите или как его еще называют- минищит телемеханики.

Я считаю что мне очень повезло- я в своей работе очень плотно общаюсь с замечательным профессионалом-энергетиком, умным и грамотным инженером-электронщиком который придумал и разработал современный цифровой минищит и собирает его своими руками!

Разработка длится уже не один год, конструкция щита постоянно совершенствуется и опытные образцы диспетчерских щитов уже применяются на ПС 110/10 и очень облегчают работу диспетчеров.

Для тех кто не в курсе что такое диспетчерский щит и вообще что такое телемеханика- попробую объяснить “на пальцах”…

Начну с телемеханики.

Телемеханика

Сюда входит телеуправление, телесигнализация и телеизмерение. Как видите во все слова начинаются с “теле”. В переводе с греческого “теле”- это вдаль, далеко или- действие на расстоянии.

То есть телеуправление- это управление на расстоянии, очень широко используется в энергетике. Например диспетчер сидя за компьютером может управлять высоковольтными выключателями (включать и отключать) находясь за десятки, а то и сотни километров от самой подстанции.

А видеть отключился или нет выключатель е му помогает телесигнализация- она отображает на мониторе компьютера в каком положении коммутационный аппарат.

За проходящими процессами на подстанции (какое напряжение, ток и мощность нагрузки и т.п.) диспетчеру помогает телеизмерение, данные измереных величин так же отображаются на мониторе или в виде цифр или в виде всевозможных графиков.

Если вы не знаете кто такой диспетчер- поясню. Основная функция диспетчера- регулирование ВСЕХ энергетических процессов.

Сюда входит и обеспечение устойчивой (безаварийной) работы электроустановок за которые он отвечает, производство оперативных переключений, ликвидацию аварийных ситуаций, координацию и взаимодествие работы бригад по ремонту электрооборудования и т.д.

Например ни одна бригада, ни один человек не начнет работу пока не разрешит диспетчер, он (диспетчер) должен быть всегда в курсе в каком состоянии находится электооборудование. И в этом ему помогает телемеханика.

Теперь о диспетчерском щите.

Диспетчерский щит.

Рабочее место диспетчера- специально оборудованный диспетчерский пункт. На нем располагается диспетчерский щит.

На нем визуально показывается специальными символами реальное состояние и положение электрооборудование на подстанции- вся схема подстанции.

В своей работе диспетчер активно использует диспетчерский щит: когда на подстанции выводится какое то оборудование, то диспетчер отображает это и на щите.

Например вывели за работы силовой трансформатор- на диспетчерском щите отображается отключенное положение вводных выключателей, включенное состояние заземляющих ножей, даже где и какие плакаты безопасности установлены- все это видно на диспетчерском щите.

Такие щиты для диспетчерских пунктов изготовляются очень давно, еще с прошлого века и представляют из себя простой щит из пластика с множеством отверстий. В эти отверстия вставляются как в детском конструкторе отображаемые элементы схемы подстанции- воздушные линии, выключатели, трансформаторы, разъединители и т.п.

Выглядит для примера он вот так:

Подобные щиты устанавливаются как в диспетчерских пунктах, так и в дежурных помещениях на самих подстанциях, где производит переключения электрооборудования оперативный персонал и опять же весь ход переключений отображает на мнемощите.

То есть получается при переключениях информация отображается как у самого диспетчера на рабочем месте- на диспетчерском щите, так и на подстанции на таком же точно щите, причем все отображаемое должно быть абсолютно одинаковое на обоих щитах!

Современный диспетчерский щит.

Мой хороший знакомый придумал и изготовил своими руками с нуля современный диспетчерский щит небольшого размера для установки его на самой подстанции в дежурном помещении.

Вот так он выглядит днем:

А так вот щит светится в темное время:

Чем он отличается от старых щитов?

Во- первых изготовлен он из современных материалов, во вторых- экран на котором нанесена однолинейная схема подстанции прозрачный и с подсветкой, вся схема ПС легко “читается” в любое время суток- даже ночью без освещения.

В третьих- на диспетчерском щите возле каждого выключателя есть два светодиода которые показывают в каком положении выключатель: включен- горит красный, выключен- горит зеленый и очень важно!- если выключатель отключился аварийно- зеленый сигнал мигает и рядом отображается сигнал аварийной или предупредительной сигнализации.

То есть при первом же взгляде на такой современный диспетчерский щит можно очень быстро оценить и проанализировать состояние оборудование на подстанции, а это очень важно например при ликвидации аварий когда каждая секунда на вес золота!

Для такого современного щита телемеханики разработано свое программное обеспечение, электронная схема на микроконтроллере, проведена большая работа по проектированию и внедрению его в энергосистеме, подана соответствующая заявка на рационализаторское предложение.

И что очень важно- такой диспетчерский щит реально работает у нас на подстанции 110 кВ!

И еще надо сказать что такой современный диспетчерский щит можно применять не только в энергосистеме, но и в любой другой сфере, например в нефтяной и газовой промышленности( его легко подключить к любому типу телемеханики) или ЖКХ- например схема коммунальных распределительных сетей (водопровод, теплотрассы и пр.)

А сейчас я приведу текст из пояснительной записки к этому минищиту, который я выкладываю для вашего внимания с разрешения автора изобретения, итак:

Минищит подстанции 110/10кВ

Введение:

Безосновательный взгляд в прошлое недопустимо тормозит движение вперед к прогрессу …

В Электрических сетях уже более 25 лет эксплуатируются мнемосхемы, не удовлетворяющие современным требованиям развития электроэнергетики. Внешний вид мнемосхем (не эстетичность, не понятность, не читаемость) увеличивает влияние человеческого фактора на технологический процесс, приводит к риску нарушения правил охраны труда или эксплуатации электроустановок.

Вашему вниманию предлагается современный, эстетичный, телемеханизированный вариант мнемосхемы – это минищит для подстанции 110/10КВ. Минищит отражает принципиальную схему подстанции, оснащается телемеханикой и подвижными элементами, позволяющими фиксировать оперативные переключения.

Описание

Определение

Минищит – устройство для оперативного визуального контроля и автоматической регистрации информации (с помощью сервера телемеханики «ОИК-Диспетчер») о состоянии объектов подстанции, входящих в систему диспетчерского управления;  выполняется в виде панели, с расположенными на ней контрольными приборами, световыми индикаторами, мнемоническими схемами и подвижными элементами.

Назначение

Минищит предназначен для диспетчерских пунктов низшего уровня и представляет собой законченное изделие (см. прил.2).

Функции

Минищит выполняет следующие функции:

  •  отображение схемы подстанции 110/10КВ;
  • фиксация оперативных переключений;
  • вывод аварийно-предупредительных телесигналов (ТС);
  • вывод состояния коммутационных аппаратов;
  • вывод параметров текущих телеизмерений (ТИТ);

В качестве текущих телеизмерений может отображаться время, частота сети, температура окружающей среды или любой ТИТ.

Технические характеристики

  • габаритный размеры минищита                            1500*1000*150 мм;
  • масса минищита                                                       22,5 Кг
  • интерфейс связи                                                       Ethernet- 100МБ или RS232
  • напряжение питания                                                ~ 180 – 240 В
  • мощность потребления электронной части           ~ 5 Вт
  • мощность потребления электрической части        ~ 180 Вт
  • температура эксплуатации в помещении              0-:-40 оС.

Устройство

Минищит выполнен из современных материалов, элементов, устройств и модулей. Минищит состоит из четырех основных частей: конструктивная, схемная, электрическая, электронная.

Мнемосхемная часть

Экран минищита оснащается мнемосхемой подстанции, двухцветными светодиодами, подвижными элементами, плакатами. Особенностью мнемосхемы является правильное и удобочитаемое распределение блоков телесигналов, не мешающих основной схеме подстанции, с применением дизайнерских и эстетических принципов. На основании этих принципов созданы мнемосимволы элементов мнемосхемы.

Светодиоды

Для отображения состояния телесигналов аварийно-предупредительной сигнализации и коммутационных аппаратов подстанции применяются двухцветные светодиоды. Включенному коммутационному аппарату соответствует красный цвет светодиода (см. фото 5)., отключенному – зеленый. Взведенному аварийно-предупредительному сигналу соответствует красный или зеленый цвет светодиода, снятому – отключенный негорящий светодиод.

Подвижные элементы

К элементам мнемосхемы относятся также подвижные элементы: выключатели, заземляющие ножи, линейные и шинные разъединители, Р- перемычки. Конструкция подвижных элементов минищита вырезается из прозрачного пластика определенных размеров (см. прил.8). Поверх пластика приклеивается подвижная часть мнемосимвола. Подвижные элементы мнемовыключателей прикрепляются светодиодами. Подвижные элементы других мнемосимволов прикрепляются булавками.

Плакаты

Для фиксации на минищите совокупность оперативных переключений на подстанции применяются плакаты, входящие в комплект минищита. Плакаты вывешиваются на элементы мнемосхемы или рядом с ними при помощи кнопок (см. прил.9, фото 8). Количество плакатов для одной подстанции достаточно 10 экземпляров. Неиспользуемые плакаты вешаются на боковую сторону минищита (см. фото 9).

Применяемые плакаты:

  1. «Не включать работа на линии»;
  2. «Не включать работа люди»;
  3. «заземлено»;
  4. «В резерве»;
  5. «работа под напряжением повторно не включать»;
  6. Переносные заземления 10кВ;
  7. Переносные заземления 110кВ

Электрическая часть

Электрическая часть щита применяется только при наличии подсветки. Минищит подстанции 110/10КВ может быть выполнен без подсветки.

После монтажа корпуса производится заземление профилей между собой и устанавливается наружное устройство заземления (см. прил.3). Далее устанавливается блок управления в верхней части корпуса минищита. После этого производится электрический монтаж согласно схемам.

Подсветка

Подсветка предназначена для освещения экрана минищита и видимости, читаемости мнемосхемы в ночное и сумеречное время, а также для устранения бликов.

Управление подсветкой

Для управления подсветкой применяется два варианта: ручное и автоматическое. Ручное управление подключает или отключает питание. Автоматическое управление работает только при включенном ручном управлении. Автоматическое управление основано на применении оптосимистора, управляемого 32-м телесигналом модуля МВТС . При исполнении минищита без электронной части оптосимистор исключается из схемы.

Электронная часть

При применении электронной части устанавливаются две дин- рейки под крепление модулей питания, синком- IP/DIN и МВТС.

Применяемые модули

Для отображения всех сигналов подстанции одного модуля МВТС-06/485 недостаточно. Поэтому применяется два модуля. Для питания всех модулей применяется один модуль питания.

Отображение информации

Для отображения телесигналов используются два модуля МВТС по 32 ТС каждый, что позволяет отобразить до 32 КА, либо до 64 АПС, либо в пропорциональном отношении

АПС=64-2*КА,

 где АПС- количество аварийно- предупредительных сигналов; КА- количество коммутационных аппаратов (т.к. для отображения включенного (красный цвет) и выключенного (зеленый цвет) состояний задействуется по одному ТС).

Настройка всех сигналов производится в настройках сервера ТМ при организации нового КП с пропиской группы отображения ТС.

Программирование

Программирование минищита заключается в настройках сервера ТМ (ОИК-Диспетчер) в следующем:

  1. установка Ethernet- адреса сетевого адаптера синком- IP/DIN минищита;
  2. установка номера КП синком- IP/DIN минищита;
  3. составление списка ТС минищита;
  4. привязка списку ТС минищита к соответствующим сигналам подстанции;
  5. тестирование ТС минищита изменением сигналов на сервере или КП подстанции;
  6. установка сигнала «неисправность линии связи» минищита;

Канал связи.

Модули отображения телесигналов МВТС-06/485 обмениваются информацией с сервером ТМ или другим источником информации через модуль «Синком- IP/DIN» по каналу Ethernet-100 или по каналу RS232. В этом случае, разъем RJ45 блока управления корпуса подключается либо к интерфейсу Ethernet-100 (разъем Ethernet ХР2) «Синком- IP/DIN», либо к RS232 (разъем SERIAL ХР3) «Синком- IP/DIN».

Минищит, при использовании канала Ethernet-100, работает через HUB по IP- протоколу. Стыковка Ethernet разъема стандартная: 1,2 – прием, 3,6 – передача.

Минищит, при использовании канал связи RS232, настроен на любую скорость диапазона 50 -19200 бод для обмена с внешним источником (СОМ – портом компьютера, модема, радиомодема или сетевым адаптером «синком- Е»). Обмен информацией с источником настроен по расширенному протоколу «ИСЕТЬ», «ГРАНИТ» или протоколу другой ТМ. Стыковка разъема СОМ-9 стандартная: 2- прием, 3 передача, 5- общий, 7- включение передачи (RTS), 8- не используется (DTS).

Преимущества минищита

  1. Минищит выполнен как законченное изделие;
  2. Минищит выполнен из современных материалов (сотовый поликарбонат, ПВХ- пленка, пластик, корпус из алюминиевого профиля и т.д.); дизайн мнемосхемы и серебристый профиль по контуру корпуса минищит имеет впечатляющий эстетичный внешний вид;
  3. Мнемосхема минищита выполнена из вырезанной на плоттере цветной ПВХ- пленки, оформленной на компьютере, что делает эстетично- ровные линии не только схемы, но и текста;
  4. Экран имеет белый (матовый) фон, что не отягощает восприятие; мнемосхема и текст выполнены из транслюцентной (полупрозрачной) цветной ПВХ- пленки, что дает эффект незатемненной светящейся своего цвета пленки при активной подсветке, выполненной на лампах внутри корпуса минищита;
  5. Любые изменения в мнемосхеме или тексте производят в такой последовательности: отражение изменения на компьютерной схеме, вырезка на плоттере нового фрагмента, удаление старого фрагмента на экране минищита, наклеивание нового фрагмента;
  6. Минищит телемеханизирован; вся электронная часть выполнена на лицензионных модулях; все необходимые телесигналы выведены на экран минищита в виде отдельных блоков; информация поступает по каналу Ethernet от сервера ТМ; состояние телесигналов отображаются на двухцветных светодиодах диаметром 5мм;
  7. Проверка работоспособности минищита заключается в проверке работы телемеханики по изменениям телесигналов; загорание всех ламп внутренней подсветки видно по внешнему виду; дополнительных условий эксплуатации минищит не требует, кроме как обтирания от пыли;
  8. Элементы мнемосхемы: выключатели 110кВ, 10кВ, различные разъединители 110кВ, 10кВ, заземляющие ножи 110кВ, 10кВ – все выполнены на подвижных элементах, что позволяет оперативному персоналу отображать все операции с электроустановками;
  9. Все плакаты новые, исполнены из ПВХ – пленки и прозрачного ПВХ – пластика, выполнены в пропорциональном уменьшенном размере 35*70 мм, поскольку минищит предназначен для визуального осмотра на расстоянии не более 1,5м;

Экран минищита не мозаичный, что дает более гибкие возможности рисования мнемосхемы, например, изменять масштаб мнемосхемы, размер используемых шрифтов, размер и форму мнемознаков.

Заключение

  1. Согласно отзывам оперативного персонала, диспетчеров минищит производит впечатляющий эффект. Возможность установки минищита на каждую подстанцию на лицо. Может быть, без телемеханики минищит будет востребован больше.
  2. Можно выполнить разную модификацию минищита: без электрической части (подсветки), без электронной части (телемеханики). Без подсветки и электронной части минищит делается без корпуса виде тонкого экрана (10мм), заключенного в рамку.
  3. При применении текущих телеизмерений к электронной части минищита добавляется модуль МВТИ-06/485 и цифровой индикатор на каждый ТИТ.
  4. Минищит с корпусом легкий по весу (22,5 Кг) и навешивается на стену; минищит не имеет тяжелых конструкций по сравнению с другими щитами, имеющие штативы.
  5. При использовании минищита наблюдается эффективность: эстетичность, наглядность, читаемость, информационность мнемосхемы. Кроме этого, наблюдается эффект простоты в эксплуатации, удобство в пользовании, ремонтопригодность.
  6. Простота в замене частей мнемосхемы.
  7. Экономический эффект от исполнения одного  минищита на одной подстанции составит 226977,66 рубля.
  8. Годовой экономический эффект, исходя из производительности мастерской два минищита в месяц, составит:             12мес * 226977,66 * 2 = 5 447 463,84 рубля.
И в заключении для тех кто дочитал статью до конца- приглашаю вас на небольшую экскурсию на подстанцию 110кВ где я покажу вам дежурное помещение для оперативного персонала с пультом дистанционного управления, а так же вы побываете в самом ответственном помещении подстанции где находится релейная защита и автоматика!
Итак, идем на видеоэкскурсию на ПС-110кВ!

 

Буду рад вашим комментариям, если есть какие то технические вопросы- то прошу задавать их на форуме, именно там я отвечаю на вопросы- ФОРУМ.

Подписывайтесь на мой канал на ЮтубеСмотрите еще много видео по электрике для дома!

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

Ваш e-mail: *
Ваше имя: *

Комментариев: 31

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>