ПУНКТ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СЕТЬЮ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК H02J3/00 G05B19/00 

Пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения относится к технике управления полевыми объектами и может быть использован для осуществления централизованного противоаварийного управления элетротехническими средствами и регулирования потоков мощности в сетях электроснабжения.

Энергоснабжение потребителей в полевых условиях определяется надежностью работы электропитающих станций, во многом зависит от организации правильной их эксплуатации и возможности обеспечения взаимодействия имеющихся электростанций между собой. Повышению эффективности работы способствует также четко налаженное управление сетью электроснабжения.

В настоящее время имеются различные системы управления сетями электроснабжения, в том числе неавтоматизированные и автоматизированные системы управления. Для тех и других систем управления характерным является наличие органа управления и управляемого объекта, а также среды для передачи информации между органом управления и управляемым объектом. В качестве среды передачи могут быть использованы физические линии, каналы связи и силовые цепи сетей электроснабжения.

Известны системы электропитания с защищенным от отказов устройствами управления, имеющие в своем составе генераторы, шины выходной мощности, регуляторы мощности, контакторы и микропроцессорные блоки управления, а также устройства для регулирования потоков мощности в кольцевой сети [1, 2].

Известные системы обладают недостаточной надежностью работы и в них не исключены случаи возникновение «цепочных» аварийных ситуаций, особенно при работе их в полевых резко изменяющихся условиях функционирования (погодных, физико-географических условиях, а также при негативных преднамеренных воздействиях окружающей среды).

Имеется также автономная регулирующая система, которая обеспечивает селективное управление подачей электроэнергии к группе нагрузок. В такой системе имеется устройство, соединенное с каждой из нагрузок и вырабатывающее управляющие сигналы, используемые для управления подачей и обесточиванием каждой из нагрузок [3].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пункт управления, состав и структурная схема которого приведены в [4].

Известный пункт управления содержит пульт управления, пульт связи, аппаратуру оперативной связи, аппаратуру отображения, аппаратуру ввода команд, аппаратуру передачи данных, электронную вычислительную машину (ЭВМ), каналы передачи данных и каналы оперативной телефонной связи [4].

Этот пункт управления с помощью аппаратуры передачи данных обеспечивает по каналам связи прием информации от управляемого объекта и передачу ее в ЭВМ. В результате обработки и анализа информации в ЭВМ выдаются данные для отображения ситуации, а также вырабатываются команды, которые через АПД передаются по каналу связи на управляемый объект. При необходимости оператор с помощью аппаратуры оперативной связи осуществляет уточнение ситуации на управляемом объекте.

Недостатками известного пункта управления являются ограниченные возможности по сбору и отображению информации от управляемого объекта и низкая эффективность его работы.

Целью изобретения является повышение эффективности функционирования и обеспечение безаварийной работы сети электроснабжения.

Поставленная цель достигается тем, что в пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения, содержащий пульт управления, пульт связи, аппаратуру оперативной связи, аппаратуру передачи данных, персональную электронную вычислительную машину, каналы передачи данных и каналы телефонной связи, введены автоматизированное рабочее место диспетчера, включающее в себя модуль центрального процессора, основной монитор, графический манипулятор, клавиатуру, принтер, блок обработки информации, первый и второй вспомогательный мониторы, табло коллективного пользования, навигационный приемник и упомянутый пульт управления, а также введены блок коммутации, коммутатор, ультракоротковолновая радиостанция с приемником, фидерным устройством и антенной, коротковолновая радиостанция с антенной, устройство обмена информацией, адаптер дальней связи, блок силового ввода с подключенными к нему первым и вторым каналами внешней сети переменного тока, блок ввода линий с подключенными к нему соединительными линиями и абонентскими линиями служебной связи, автоматизированное рабочее место начальника сети, включающее в себя упомянутую персональную электронную вычислительную машину, выполненную в виде модуля центрального процессора, основной монитор, графический манипулятор, клавиатуру, блок обработки информации, вспомогательный монитор и лазерный дальномер, n выносных автоматизированных рабочих мест оператора, при этом первые входы-выходы блока коммутации через коммутатор соединены с входами-выходами пульта связи, вторые входы-выходы блока коммутации соединены со станционной стороной ультракоротковолновой радиостанции, соединенной с приемником, а входы-выходы высокочастотной части ультракоротковолновой радиостанции через фидерное устройство подключены к антенне, третьи входы-выходы блока коммутации соединены со станционной стороной коротковолновой радиостанции, высокочастотная часть которой подключена к антенне, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы модуля центрального процессора автоматизированного рабочего места диспетчера посредством контроллеров подключены к входам-выходам соответственно основного монитора, графического манипулятора, клавиатуры и принтера, пятые входы-выходы модуля центрального процессора посредством интерфейса RS-485 соединены с информационными входами-выходами блока обработки информации, первые, вторые и третьи входы-выходы которого посредством соответствующих контроллеров подключены к входам-выходам первого и второго вспомогательных мониторов и табло коллективного пользования, информационный вход-выход навигационного приемника соединен с шестым входом-выходом модуля центрального процессора, вторые информационные входы-выходы которого посредством интерфейса RS-485 соединены с входами-выходами устройства обмена информацией, линейные входы-выходы которого соединены с четвертыми входами-выходами блока коммутации, пятые входы-выходы которого посредством стыка RS-232C соединены с входами-выходами пульта управления автоматизированного рабочего места диспетчера, первые линейные входы-выходы блока коммутации через аппаратуру оперативной связи соединены с первыми линейными входами-выходами блока силового ввода, вторые линейные входы-выходы которого через аппаратуру передачи данных подключены ко вторым информационным входам-выходам устройства обмена информацией, вторые линейные входы-выходы блока коммутации соединены с первыми станционными входами-выходами блока ввода линий, к которому через абонентские линии служебной связи подключены выносные автоматизированные рабочие места операторов, установленные в электростанциях, не имеющих средств автоматизации, вторые станционные входы-выходы блока ввода линий соединены с линейными входами-выходами адаптера дальней связи, первые, вторые и третьи входы-выходы модуля центрального процессора автоматизированного рабочего места начальника сети посредством контроллеров подключены к входам-выходам соответственно основного монитора, графического манипулятора и клавиатуры, четвертые входы-выходы модуля центрального процессора посредством интерфейса RS-485 подключены к информационным входам-выходам блока обработки информации, соединенного по стыку RS-232 со вспомогательным монитором, модули центральных процессоров автоматизированного рабочего места диспетчера и начальника сети соединены между собой посредством интерфейса по стыку RS-232, информационные входы-выходы лазерного дальномера соединены с пятыми входами-выходами модуля центрального процессора автоматизированного рабочего места начальника сети, информационные входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами адаптера дальней связи, а информационные входы-выходы пульта управления автоматизированного рабочего места начальника сети по стыку RS-232C соединены с шестыми входами-выходами блока коммутации.

Поставленная цель достигается тем, что блок коммутации содержит последовательно соединенные по входам-выходам блок подключения внешних устройств, блок коммутационного поля и блок абонентских комплектов, переключатель каналов и управляющий узел, третьи входы-выходы блока коммутационного поля соединены с первыми входами-выходами переключателя каналов, первые, вторые, третьи и четвертые управляющие входы-выходы управляющего узла подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока подключения внешних устройств, блока коммутационного поля, блока абонентских комплектов и переключателя каналов, при этом первые, вторые и третьи входы-выходы блока абонентских комплектов являются первыми, вторыми и третьими входами-выходами блока коммутации, четвертыми входами-выходами которого являются вторые входы-выходы переключателя каналов, первыми и вторыми линейными входами-выходами блока коммутации являются соответственно четвертые и пятые входы-выходы блока абонентских комплектов, пятыми и шестыми входами-выходами блока коммутации являются соответственно первые и вторые входы-выходы блока подключения внешних устройств, которые посредством интерфейсов по стыкам RS-232C подключены к входам-выходам соответственно пультов управления автоматизированных рабочих мест диспетчера и начальника сети электроснабжения.

Поставленная цель достигается также тем, что выносное автоматизированное рабочее место оператора содержит последовательно соединенные по входам-выходам блок согласования, адаптер дальней связи и модуль центрального процессора, блок приема сигналов, монитор, клавиатуру и блок формирования команд управления, причем первые, вторые, третьи, четвертые и пятые входы-выходы модуля центрального процессора по интерфейсному стыку RS-232 подключены ко входам-выходам соответственно адаптера дальней связи, блока приема сигналов, монитора, клавиатуры и блока формирования команд управления, выходы которого подключены ко входам исполнительных устройств функциональных технологических систем электропитающих станций, входы блока приема сигналов соединены с выходами датчиков и управляющих цепей функциональных технологических систем электропитающих станций, при этом вторые входы-выходы блока согласования являются входами-выходами каждого из n выносных автоматизированных рабочих мест оператора, которые по модемному стыку подключены ко входам-выходам соответствующей абонентской линии служебной связи.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения отличается наличием новых блоков: автоматизированного рабочего места диспетчера в составе модуля центрального процессора, основного и двух вспомогательных мониторов, графического манипулятора, клавиатуры, принтера, блока обработки информации, табло коллективного пользования, навигационного приемника и пульта управления, блока коммутации, коммутатора, ультракоротковолновой радиостанции с приемником, фидерным устройством и антенной, коротковолновой радиостанции с антенной, устройства обмена информацией, адаптера дальней связи, блока силового ввода с подключенными к нему двумя каналами сети переменного тока, блока ввода линий с подключенными к нему каналами дальней связи, соединительными линиями и абонентскими линиями служебной связи, автоматизированного рабочего места оператора в составе модуля центрального процессора, основного и вспомогательного мониторов, графического манипулятора, клавиатуры и лазерного дальномера, n выносных автоматизированных рабочих мест оператора, устанавливаемых в электростанциях, не имеющих средств автоматизации управления, а также их связями с остальными элементами схемы.

Таким образом, заявляемый пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемый пункт автоматизированного управления устройства и блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется.

Данное решение существенно отличается от известных в данной области техники. Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия"

Заявляемое решение может быть реализовано с использованием существующих аппаратуры, приборов и устройств, используемых в электротехнике и вычислительной технике, и является промышленно применимым.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого пункта автоматизированного управления сетью электроснабжения; на фиг.2 и 3 приведены структурные схемы блока коммутации и выносного автоматизированного рабочего места оператора, на фиг.4 показан общий вид пункта автоматизированного управления сетью электроснабжения.

Пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения (см. фиг.1) содержит автоматизированное рабочее место 1 диспетчера (АРМ-Д) в составе модуля центрального процессора 2, основного монитора 3, графического манипулятора 4, клавиатуры 5, принтера 6, блока обработки информации 7, первого 8 и второго 9 вспомогательного мониторов, табло коллективного пользования 10, навигационного приемника 11 и пульта управления 12, блок коммутации 13, коммутатор 14, пульт связи 15, ультракоротковолновую радиостанцию 16 с ультракоротковолновым приемником 17, фидерным устройством 18 и антенной 19, коротковолновую радиостанцию 20 с антенной 21, устройство обмена информацией 22, аппаратуру передачи данных 23, работающую по силовым цепям внешней сети переменного тока, аппаратуру оперативной связи 24, работающую по силовым цепям внешней сети переменного тока, блок силового ввода 25, первый 26 и второй 27 каналы внешней сети переменного тока, адаптер дальней связи 28, блок ввода линий 29, каналы 30 дальней связи, соединительные линии 31 связи и абонентские линии 32 сети служебной связи, автоматизированное рабочее место 33 начальника энергосети (АРМ-НС) в составе модуля центрального процессора 34, графического манипулятора 35, основного монитора 36, клавиатуры 37, блока обработки информации 38, вспомогательного монитора 39, лазерного дальномера 40 и пульта управления 41, n выносных 42 автоматизированных рабочих мест (42₁-42_n), устанавливаемых в электростанциях, не имеющих средств автоматизации управления.

Блок коммутации 13 содержит (см. фиг.2) блок подключения внешних устройств 43, блок коммутационного поля 44, блок абонентских комплектов 45, переключатель каналов 46 и управляющий узел 47.

Выносное автоматизированное рабочее место 42 оператора содержит (см. фиг.3) блок согласования 48, адаптер дальней связи 49, модуль центрального процессора 50, блок приема сигналов 51, монитор 52, клавиатуру 53 и блок формирования команд управления 54.

На фиг.4 показан внешний вид пункта автоматизированного управления сетью электроснабжения, оборудование которого размещено в цельнометаллическом кузове-фургоне 55 на шасси автомобиля 56 повышенной проходимости.

Первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы модуля центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера посредством контроллеров подключены к входам-выходам соответственно основного монитора 3, графического манипулятора 4, клавиатуры 5 и принтера 6, пятые входы-выходы модуля центрального процессора 2 посредством интерфейса RS-485 соединены с информационными входами-выходами блока обработки информации 7, первые, вторые и третьи входы-выходы которого посредством соответствующих контроллеров подключены к входам-выходам первого 8 и второго 9 вспомогательных мониторов и табло коллективного пользования 10, информационный вход-выход навигационного приемника 11 соединен с шестым входом-выходом модуля центрального процессора 2.

Первые входы-выходы блока коммутации 13 через коммутатор 14 соединены с входами-выходами пульта связи 15, вторые входы-выходы блока коммутации 13 соединены со станционной стороной ультракоротковолновой радиостанции 16, соединенной с приемником 17, а входы-выходы высокочастотной части ультракоротковолновой радиостанции 16 через фидерное устройство 18 подключены к антенне 19, третьи входы-выходы блока коммутации 13 соединены со станционной стороной коротковолновой радиостанции 20, высокочастотная часть которой подключена к антенне 21.

Вторые информационные входы-выходы модуля центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера посредством интерфейса RS-485 соединены с входами-выходами устройства обмена информацией 22, линейные входы-выходы которого соединены с четвертыми входами-выходами блока коммутации 13, пятые входы-выходы которого посредством стыка RS-232C соединены с входами-выходами пульта управления 12 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера.

Первые линейные входы-выходы блока коммутации 13 через аппаратуру 24 оперативной связи соединены с первыми линейными входами-выходами блока силового ввода 25, вторые линейные входы-выходы которого через аппаратуру передачи данных 23 соединены со вторыми информационными входами-выходами устройства обмена информацией 22. Первый 26 и второй 27 каналы внешней сети переменного тока подключены к блоку силового ввода 25. Вторые линейные входы-выходы блока коммутации 13 соединены с первыми станционными входами-выходами блока ввода линий 29, вторые станционные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами адаптера дальней связи 28. К разъемам блока ввода линий 29 подключены каналы дальней связи 30, соединительные линии 31 и абонентские линии 32 служебной связи.

Первые, вторые и третьи входы-выходы модуля центрального процессора 34 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети посредством контроллеров подключены к входам-выходам соответственно основного монитора 35, графического манипулятора 36 и клавиатуры 37, а четвертые входы-выходы модуля центрального процессора 34 посредством интерфейса RS-485 подключены к информационным входам-выходам блока обработки информации 38, соединенного по стыку RS-232 со вспомогательным монитором 35. Модули 2 и 34 центральных процессоров автоматизированного рабочего места 1 диспетчера и начальника сети 33 соединены между собой посредством интерфейса по стыку RS-232, информационные входы-выходы лазерного дальномера 40 соединены с пятыми входами-выходами модуля центрального процессора 34 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети, информационные входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами адаптера дальней связи 28, а информационные входы-выходы пульта управления 41 автоматизированного рабочего места 34 начальника сети по стыку RS-232C соединены с шестыми входами-выходами блока коммутации 13.

Каждое из n выносных автоматизированных рабочих мест 42 оператора подключено к соответствующей абонентской линии 32 служебной связи.

Первые входы-выходы блока подключения внешних устройств 43 блока коммутации 13 соединены с первыми входами-выходами блока коммутационного поля 44, вторые входы-выходы которого соединены со станционными входами-выходами блока абонентских комплектов 45, а третьи входы-выходы блока коммутационного поля 44 соединены с первыми входами-выходами переключателя каналов 46, первые, вторые, третьи и четвертые управляющие входы-выходы управляющего узла 47 подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока подключения внешних устройств 43, блока коммутационного поля 44, блока абонентских комплектов 45 и переключателя каналов 46, при этом первые, вторые и третьи входы-выходы блока абонентских комплектов 45 подключены соответственно к входам-выходам коммутатора 14, к станционной стороне ультракоротковолновой радиостанции 16 и коротковолновой радиостанции 20, четвертые входы-выходы блока абонентских комплектов 45 подключены к станционной стороне аппаратуры оперативной связи 24, а пятые его входы-выходы соединены с первыми станционными входами-выходами блока ввода линий 29. Вторые входы-выходы переключателя каналов 46 соединены с линейными входами-выходами устройства обмена информацией 22, а вторые и третьи входы-выходы блока подключения внешних устройств 43 соединены посредством стыков RS-232C с информационными входами-выходами соответственно пульта управления 12 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера и пульта управления 41 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети.

Первые входы-выходы блока согласования 48 каждого выносного автоматизированного рабочего места 42 оператора (электромеханика) соединены с линейными входами-выходами адаптера дальней связи 49, станционные входы-выходы которого по интерфейсному стыку RS-232 соединены с первыми входами-выходами модуля центрального процессора 50, вторые, третьи, четвертые и пятые входы-выходы которого по интерфейсному стыку RS-232 подключены ко входам-выходам соответственно блока приема сигналов 51, монитора 52, клавиатуры 53 и блока формирования команд управления 54, выходы которого подключены ко входам исполнительных устройств функциональных технологических систем электропитающих станций, входы блока приема сигналов 51 соединены с выходами датчиков и управляющих цепей функциональных технологических систем электропитающих станций, а вторые входы-выходы блока согласования 48 каждого из n выносных автоматизированных рабочих мест 42 оператора по модемному стыку подключены ко входам-выходам соответствующей абонентской линии 32 служебной связи.

Автоматизированное рабочее место 1 диспетчера предназначено для осуществления оперативного управления сетью электроснабжения. При этом модуль центрального процессора 2 выполняет функции по приему, обработке и отображению информации о процессах управления сетью электроснабжения, в том числе по выполнению функций контроля за текущим техническим состоянием электротехнических средств сети, обеспечению безаварийной работы и контроля развертывания и свертывания элементов сети. Модуль 2 обеспечивает подключение следующих внешних устройств: основного монитора 3 в стандарте SVGA, жесткого диска (HDD) по интерфейсу EIDE, стандартной AT клавиатуры, двух внешних устройств по интерфейсу RS-232-C, внешнего устройства по интерфейсу LPT и внешнего накопителя на гибком магнитном диске (НГМД). Модуль содержит также сторожевой таймер, который обеспечивает перезагрузку (холодный рестарт) модуля в случае зависания программы пользователя. Время срабатывания таймера задается программно.

В качестве модуля центрального процессора 2 может быть использована типовая электронная вычислительная машина ВМ-2401 или плата с микропроцессором типа Intel [5, 6].

Основной 3, первый 8 и второй 9 вспомогательные мониторы, табло коллективного пользования 10 предназначены для отображения информации, поступающей с модуля центрального процессора 2 и блока обработки информации 7. При этом на основном мониторе 3 отображается информация оперативного характера, на первом вспомогательном мониторе 8 показана структура сети электроснабжения, на втором вспомогательном мониторе 9 приводятся характеристики сети электроснабжения, а на табло коллективного пользования 10 показана схема сети электроснабжения с привязкой ее элементов к географической карте.

В качестве основного монитора 3, первого 8 и второго 9 вспомогательных мониторов, табло коллективного пользования 10 могут быть использованы цифровые жидкокристаллические мониторы типа ВМЦ-38ЖК.

Графический манипулятор 4 и клавиатура 5 предназначены для ручного ввода информации по управлению сетью в центральный процессор 2, а принтер 6 предназначен для вывода на печать результатов контроля сети электроснабжения. Указанные графический манипулятор 4, клавиатура 5 и принтер 6 являются типовыми и могут быть использованы из состава типовой электронной вычислительной машины ВМ-2401, а также других средств вычислительной техники [6].

Модуль центрального процессора 2 совместно с блоком обработки информации 7 предназначены для обработки информации, циркулирующей в системе управления сетью электроснабжения, хранения и выдачи необходимых данных в каналы и линии связи к управляемым объектам (электростанциям) и к пункту управления вышестоящей системы.

Пульт управления 12 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера и пульт управления 41 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети, а также пульт связи 15 совместно с блоком коммутации 13 и коммутатором 14 предназначены для организации каналов телефонной связи, передачи данных и осуществления по ним сбора данных о состоянии элементов сети электроснабжения и передачи команд управления путем телефонных переговоров.

Пульты управления 12, 41 и пульт связи 15 имеют в своем составе переговорно-вызывные устройства, типовую наборную клавиатуру декадной системы и устройства отображения информации на лицевой панели. Пульты управления обеспечивают управление режимами работы каналов и линий, подключенных к блоку коммутации 13, и возможность работы по ним с двух рабочих мест с помощью микротелефонных трубок (МТ) или приборов громкоговорящей связи (ГГС).

Указанные пульты 12, 41 и 15 могут быть выполнены в соответствии с описанием изобретения по патенту РФ №2132596.

Ультракоротковолновая радиостанция 16 с приемником 17, фидерным устройством 18 и антенной 19 предназначены для образования дуплексного УКВ радиоканала и возможности передачи по нему команд управления и сбора данных о состоянии электротехнических средств сети электроснабжения, удаленных от пункта автоматизированного управления на значительное расстояние. В качестве такой станции может быть использована радиостанция 2РТМ-А2-ЧМ из комплекса радиостанций системы радиосвязи «Гранит» [7].

Коротковолновая радиостанция 20 совместно с антенной 21 предназначена для образования стандартного радиоканала тональной частоты, используемого для передачи команд управления электротехническими средствами, удаленными на значительное расстояние от пункта управления. В качестве такой станции может быть использована радиостанция типа 5РТ-300-2-ОМ из комплекса радиостанций системы радиосвязи «Родник» [7].

Устройство обмена информацией 22 содержит приемники вызова, приемопередатчик и предназначено для передачи и приема команд управления электротехническим средствам по каналам дальней связи и абонентским линиям служебной связи через блок коммутации 13 путем поочередного подключения к ним в режиме посеансной передачи данных. После передачи данных упомянутые каналы и линии связи переключаются обратно в режим телефонной связи.

Устройство обмена информацией 22 совместно с блоком коммутации 13 обеспечивает трансляцию на каналы и абонентские линии служебной связи сигналов приемопередачи данных, сформированных модулем центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера.

Аппаратура передачи данных 23 предназначена для осуществления обмена данными между пунктом управления и управляемыми электротехническими средствами по силовым цепям каналов внешней сети переменного тока. В качестве такой аппаратуры может быть использована аппаратура передачи данных типа АПД-МА, обеспечивающая обмен алфавитно-цифровой информацией по каналам тональной частоты, телеграфным каналам и физическим линиям связи со скоростью передачи от 50 до 9600 бит/с [8].

Аппаратура оперативной связи 24 предназначена для ведения телефонных переговоров по каналам связи, образованным на силовых цепях каналов внешней сети переменного тока. В качестве такой аппаратуры может быть использована распорядительная станция поездной диспетчерской связи с тональным избирательным вызовом типа РСДТ-1-61, технические возможности которой описаны в [7].

Автоматизированное рабочее место 33 начальника сети в составе модуля центрального процессора 34, основного 35 и вспомогательного 39 мониторов, графического манипулятора 36, клавиатуры 37, блока обработки информации 38 и пульта управления 41 предназначено для ведения оперативного учета и анализа технологического процесса по управлению сетью электроснабжения, включая оценку предаварийных ситуаций, анализ состояния оборудования и причин простоя, выявление узких мест и резервов, определение наличия энергоресурсов, запасов сырья и полуфабрикатов, анализ технико-экономических показателей, выявление отклонений от норм потребления сырья и энергоресурсов, расчет технико-экономических параметров, планирование и решение других задач.

Навигационный приемник 11 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера и лазерный дальномер 40 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети относятся к средствам навигационного обеспечения и предназначены для автономного определения и формирования координат местоположения пункта автоматизированного управления и электротехнических средств сети, ввода в АРМ и отображения местоположения пункта и средств ЭПС на электронной карте (табло коллективного пользования 10), предоставления навигационной и временной информации для использования должностными лицами пункта управления.

В состав пункта автоматизированного управления сетью электроснабжения входит также программное обеспечение, предназначенное для обеспечения сопряженной работы его элементов и включающее в себя системное программное обеспечение на основе операционной системы MS DOS и Windows, функциональное программное обеспечение и тестовое программное обеспечение. Программное обеспечение поставляется загруженным в средства вычислительной техники автоматизированных рабочих мест диспетчера 1 и начальника сети 33.

Предлагаемый пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения обеспечивает выполнение следующих функций:

1) выбор и реализацию оптимального пути достижения цели функционирования с учетом переменного состава автономной сети электроснабжения (АСЭС) и условий оперативной обстановки;

2) определение и контроль оптимальных режимов работы АСЭС, прогнозирование, предупреждение и оперативное противодействие развивающимся аварийным ситуациям, организацию использования резерва электротехнических средств АСЭС;

3) определение и проведение мероприятий противодействия аварийным процессам при отказах электротехнических средств в результате различных внешних воздействий, организацию ремонта и восстановления электротехнических средств АСЭС;

4) обеспечение безаварийной работы, контроля развертывания, свертывания и проведения технического обслуживания электротехнических средств АСЭС.

Исходя из указанного выше предназначения пункт автоматизированного управления обеспечивает следующие режимы работы:

1) автоматический сбор по каналам служебной связи и обработку данных о техническом состоянии электротехнических средств сети электроснабжения. В предлагаемом пункте автоматизированного управления сбор данных осуществляется в сети электроснабжения, включающей до тридцати электростанций с периодичностью не более 15 минут при нормальном режиме работы системы, а в случае возникновения аварийной (предаварийной) ситуации в системе информация о ней поступает к диспетчеру пункта управления в течение 1 секунды;

2) автоматический анализ данных о текущем техническом состоянии электротехнических средств сети электроснабжения и выработку рекомендаций дежурному диспетчеру о блокировании возможных аварийных ситуаций. В предлагаемом пункте анализ данных и выработка рекомендаций обеспечивается за время не более десяти секунд;

3) полное дистанционное управление в автоматическом и ручном режимах электростанциями АСЭС управляемого объекта на дальностях, обеспечиваемых каналами служебной связи. В предлагаемом пункте управления такая возможность обеспечивается для тридцати электропитающих станций по каналам дальней связи, абонентским линиям служебной связи, радиоканалам и силовым цепям каналов внешней сети переменного тока;

4) решение информационных и расчетных задач управления АСЭС при планировании и осуществлении мероприятий электроэнергетического обеспечения управляемого объекта в полевых условиях.

Автоматический сбор данных о текущем техническом состоянии электротехнических средств осуществляется по различным каналам и линия связи, в том числе по:

а) физическим абонентским линиям (АЛ) служебной связи;

б) по каналам дальней связи и УКВ радиоканалам;

в) по силовым цепям каналов внешней сети переменного тока.

Диспетчер со своего автоматизированного рабочего места 1 посредством модуля 2 центрального процессора вырабатывает команды, которые с помощью устройства обмена информацией 22 через блок коммутации 13 и блок 29 ввода линий передаются по абонентским линиям служебной связи на выносные автоматизированные рабочие места (ВАРМ) 42 оператора или электромеханика, установленные в электростанциях, не имеющих средств автоматизации. В электростанциях переданные команды воспринимаются адаптерами дальней связи 49, входящими в состав ВАРМ 42, и через него передаются на вход модуля центрального процессора 50.

В каждом ВАРМ 42 модуль центрального процессора 50 через блок 51 принимает сигналы о состоянии функциональных технологических систем (например, систем питания, охлаждения, вентиляции двигателя электроагрегата и др.) электропитающих станций (ФТС ЭПС), анализирует их и вырабатывает по совокупности параметров данные о состоянии электротехнических средств, которые через адаптер дальней связи 49, блок согласования 48 поступают в абонентскую линию 32 служебной связи, и далее через блок ввода линий 29, блок коммутации 13 данные поступают на устройство обмена информацией 22, которое преобразует принятые данные в сигналы для передачи по интерфейсному стыку RS-485 на вход модуля центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера.

При наличии отклонений параметров ФТС ЭПС от нормы с выхода модуля центрального процессора 50 поступают управляющие команды, которые через блок формирования команд 54 передаются на исполнительные элементы ФТС ЭПС и под действием которых производится корректировка параметров, имеющих отклонения от нормы.

Автоматический сбор данных о состоянии электротехнических средств сети электроснабжения производится также по силовым цепям каналов внешней сети переменного тока. При этом тракт для передачи данных образуется следующим образом: модуль центрального процессора 2, устройство обмена информацией 22, аппаратура передачи данных 23, блок силового ввода 25, первый 26 или второй 27 каналы внешней сети переменного тока, силовой ввод электропитающей станции, адаптер дальней связи и модуль центрального процессора, входящие в состав автоматизированного рабочего места, установленного в электропитающей станции.

Автоматический сбор данных о состоянии электротехнических средств, удаленных от пункта автоматизированного управления на значительные расстояния, осуществляется по каналам дальней связи 30 и по радиоканалам, образованным УКВ радиостанцией 16 с приемником 17 и KB радиостанцией 20. При этом тракт для передачи данных образуется от модуля центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 через устройство обмена информацией 22, блок коммутации 13 на вход УКВ радиостанции 16 или KB радиостанции 20. Далее с выхода антенн 19 или 21 данные поступают в эфир и принимаются на противоположном конце аналогичными УКВ или KB радиостанциями, с выхода каналов которых данные по физической линии поступают через адаптер дальней связи на автоматизированные рабочие места, установленные в электропитающих станциях.

Обобщенные данные о состоянии электротехнических средств с модуля центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера по интерфейсному стыку RS-232 передаются в модуль центрального процессора 34 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети для анализа и передачи по каналам дальней связи 30 или соединительным линиям 31 от станций телефонной сети общего пользования обобщенных данных в вышестоящий пункт автоматизированного управления. При этом данные с выхода модуля центрального процессора 34 через адаптер дальней связи 28 и блок ввода линий 29 поступают в канал дальней связи 30 или соединительную линию 31, далее на телефонную станцию телефонной сети общего пользования, в которую включен вышестоящий пункт управления.

Автоматический анализ данных о текущем техническом состоянии электротехнических средств сети электроснабжения и выработка рекомендаций дежурному диспетчеру о блокировании возможных аварийных ситуаций производится с помощью модуля центрального процессора 2, основного монитора 3, блока обработки информации 7, первого 8, второго 9 мониторов и табло коллективного пользования 10. При этом отображаются на основном мониторе 3 обобщенные данные по сети электроснабжения, на первом 8 вспомогательном мониторе структура сети электроснабжения, а на втором 9 вспомогательном мониторе - данные по ее основным характеристикам (мощность, запасы топлива и др.). Табло коллективного пользования 10, на котором показана схема сети электроснабжения с привязкой размещения ее элементов на местности к координатам топографической карты, позволяет выбрать конкретный путь и средство для передачи необходимых управляющих команд электропитающим станциям и тем самым исключить возможность возникновения в них аварийных ситуаций.

Решение информационных и расчетных задач управления АСЭС при планировании и осуществлении мероприятий электроэнергетического обеспечения управляемого объекта в полевых условиях обеспечивается с помощью автоматизированного рабочего места 33 начальника сети электроснабжения. При этом данные о состоянии управляемого объекта, в качестве которого выступает сеть электроснабжения, начальник сети получает с помощью модуля центрального процессора 34 через модуль центрального процессора 2 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера, а команды и указания от вышестоящего пункта управления поступают на рабочее место 33 через адаптер дальней связи 28 и блок ввода линий 29 по каналам дальней связи 30 и соединительным линиям 31 от телефонной сети общего пользования.

Набор и ввод кодограмм в сеть управления обеспечивается с помощью стандартной клавиатуры 5 автоматизированного рабочего места 1 диспетчера и клавиатуры 37 автоматизированного рабочего места 33 начальника сети.

При повреждении средств автоматизации предусмотрен вариант ручного управления электротехническими средствами сети. Для этого используются пульты управления 12 и 41 автоматизированных рабочих мест диспетчера 1 и начальника сети 33, с помощью которых по каналам дальней связи, радиоканалам, соединительным линиям и абонентским линиям служебной связи осуществляется управление в телефонном режиме путем передачи команд и ведения телефонных переговоров.

Техническая эффективность предлагаемого пункта автоматизированного управления сетью электроснабжения заключается в обеспечении бесперебойного и надежного электроснабжения объектов в полевых условиях, достигаемого за счет исключения полных энергетических аварий электротехнических средств сети, блокирования и предупреждения «цепочных» аварий, а также в улучшении и облегчении условий работы обслуживающего персонала пункта управления, принимающего решения по управлению автономными системами и средствами электроснабжения.

Изготовлен макет пункта автоматизированного управления сетью электроснабжения, смонтированного в кузове-фургоне К2.4310 на шасси автомобиля повышенной проходимости КАМАЗ-43101, испытания которого показали надежную его работу и подтвердили достижение поставленной в предлагаемом изобретении цели. При этом, как было сказано выше, информация о возникновении аварийной (предаварийной) ситуации на сети электроснабжения поступает на рабочее место диспетчера в течение одной секунды, а выработка рекомендаций по улучшению эффективности управления и обеспечению безаварийности работы электротехнических средств сети обеспечивается за время не более десяти секунд.

Источники информации

1. RU, авторское свидетельство №738045, кл. Н02J 3/06, 1980.

2. GB, заявка №2102219, кл. Н02J 9/06, 1983.

3. US, патент №4153936, кл. Н02J 3/00, G05В 19/00, G06F 15/56, 1979.

4. Волоцкой А.Н. Телефонная связь в системах оперативного управления. - М.: Связь, 1974, с.23 (прототип).

5. Левин А. Самоучитель работы на компьютере, 7-е издание. - СПб: Питер, 2002.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-е, перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 1996.

7. Шраер Ф.И. Аппаратура производственной и учрежденческой связи. Справочник. - М.: Связь, 1974.

8. Технические средства АСУ: Справочник. В 2-х т. Т2. Технические средства СМ ЭВМ / Под общ. ред. Г.Б.Кезлинга. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986.

Использование: для осуществления централизованного противоаварийного управления элетротехническими средствами и регулирования потоков мощности в сетях электроснабжения. Технический результат заключается в повышении эффективности функционирования и обеспечении безаварийной работы сети электроснабжения. Пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения содержит автоматизированное рабочее место диспетчера в составе модуля центрального процессора, основного и двух вспомогательных мониторов, графического манипулятора, клавиатуры, принтера, блока обработки информации, табло коллективного пользования, навигационного приемника и блока управления, блок коммутации, пульт связи, коммутатор, ультракоротковолновую радиостанцию с приемником, фидерным устройством и антенной, коротковолновую радиостанцию с антенной, устройство обмена информацией, аппаратуру передачи данных, аппаратуру оперативной связи, блок силового ввода с подключенными к нему двумя каналами внешней сети переменного тока, адаптер дальней связи, блок ввода линий, каналы дальней связи, соединительные линии, абонентские линии служебной связи, автоматизированное рабочее место начальника сети в составе модуля центрального процессора, основного и вспомогательного монитора, графического манипулятора, клавиатуры, блока обработки информации, лазерного дальномера и пульта управления, а также n выносных автоматизированных рабочих мест оператора. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пункт автоматизированного управления сетью электроснабжения, содержащий пульт управления, пульт связи, аппаратуру оперативной связи, аппаратуру передачи данных, персональную электронную вычислительную машину, каналы передачи данных и каналы телефонной связи, отличающийся тем, что в него введены автоматизированное рабочее место диспетчера, включающее в себя модуль центрального процессора, основной монитор, графический манипулятор, клавиатуру, принтер, блок обработки информации, первый и второй вспомогательный мониторы, табло коллективного пользования, навигационный приемник и упомянутый пульт управления, а также введены блок коммутации, коммутатор, ультракоротковолновая радиостанция с приемником, фидерным устройством и антенной, коротковолновая радиостанция с антенной, устройство обмена информацией, адаптер дальней связи, блок силового ввода с подключенными к нему первым и вторым каналами внешней сети переменного тока, блок ввода линий с подключенными к нему соединительными линиями и абонентскими линиями служебной связи, автоматизированное рабочее место начальника сети, включающее в себя упомянутую персональную электронную вычислительную машину, выполненную в виде модуля центрального процессора, основной монитор, графический манипулятор, клавиатуру, блок обработки информации, вспомогательный монитор и лазерный дальномер, n выносных автоматизированных рабочих мест оператора, при этом первые входы-выходы блока коммутации через коммутатор соединены с входами-выходами пульта связи, вторые входы-выходы блока коммутации соединены со станционной стороной ультракоротковолновой радиостанции, соединенной с приемником, а входы-выходы высокочастотной части ультракоротковолновой радиостанции через фидерное устройство подключены к антенне, третьи входы-выходы блока коммутации соединены со станционной стороной коротковолновой радиостанции, высокочастотная часть которой подключена к антенне, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы модуля центрального процессора автоматизированного рабочего места диспетчера посредством контроллеров подключены к входам-выходам соответственно основного монитора, графического манипулятора, клавиатуры и принтера, пятые входы-выходы модуля центрального процессора посредством интерфейса RS-485 соединены с информационными входами-выходами блока обработки информации, первые, вторые и третьи входы-выходы которого посредством соответствующих контроллеров подключены к входам-выходам первого и второго вспомогательных мониторов и табло коллективного пользования, информационный вход-выход навигационного приемника соединен с шестым входом-выходом модуля центрального процессора, вторые информационные входы-выходы которого посредством интерфейса RS-485 соединены с входами-выходами устройства обмена информацией, линейные входы-выходы которого соединены с четвертыми входами-выходами блока коммутации, пятые входы-выходы которого посредством стыка RS-232C соединены с входами-выходами пульта управления автоматизированного рабочего места диспетчера, первые линейные входы-выходы блока коммутации через аппаратуру оперативной связи соединены с первыми линейными входами-выходами блока силового ввода, вторые линейные входы-выходы которого через аппаратуру передачи данных подключены ко вторым информационным входам-выходам устройства обмена информацией, вторые линейные входы-выходы блока коммутации соединены с первыми станционными входами-выходами блока ввода линий, к которому через абонентские линии служебной связи подключены выносные автоматизированные рабочие места операторов, установленные в электростанциях, не имеющих средств автоматизации, вторые станционные входы-выходы блока ввода линий соединены с линейными входами-выходами адаптера дальней связи, первые, вторые и третьи входы-выходы модуля центрального процессора автоматизированного рабочего места начальника сети посредством контроллеров подключены к входам-выходам соответственно основного монитора, графического манипулятора и клавиатуры, четвертые входы-выходы модуля центрального процессора посредством интерфейса RS-485 подключены к информационным входам-выходам блока обработки информации, соединенного по стыку RS-232 со вспомогательным монитором, модули центральных процессоров автоматизированного рабочего места диспетчера и начальника сети соединены между собой посредством интерфейса по стыку RS-232, информационные входы-выходы лазерного дальномера соединены с пятыми входами-выходами модуля центрального процессора автоматизированного рабочего места начальника сети, информационные входы-выходы которого соединены с информационными входами-выходами адаптера дальней связи, а информационные входы-выходы пульта управления автоматизированного рабочего места начальника сети по стыку RS-232C соединены с шестыми входами-выходами блока коммутации.2. Пункт автоматизированного управления по п.1, отличающийся тем, что блок коммутации содержит последовательно соединенные по входам-выходам блок подключения внешних устройств, блок коммутационного поля и блок абонентских комплектов, переключатель каналов и управляющий узел, третьи входы-выходы блока коммутационного поля соединены с первыми входами-выходами переключателя каналов, первые, вторые, третьи и четвертые управляющие входы-выходы управляющего узла подключены к управляющим входам-выходам соответственно блока подключения внешних устройств, блока коммутационного поля, блока абонентских комплектов и переключателя каналов, при этом первые, вторые и третьи входы-выходы блока абонентских комплектов являются первыми, вторыми и третьими входами-выходами блока коммутации, четвертыми входами-выходами которого являются вторые входы-выходы переключателя каналов, первыми и вторыми линейными входами-выходами блока коммутации являются соответственно четвертые и пятые входы-выходы блока абонентских комплектов, пятыми и шестыми входами-выходами блока коммутации являются соответственно первые и вторые входы-выходы блока подключения внешних устройств, которые посредством интерфейсов по стыкам RS-232C подключены к входам-выходам соответственно пультов управления автоматизированных рабочих мест диспетчера и начальника сети электроснабжения.3. Пункт автоматизированного управления по п.1, отличающийся тем, что выносное автоматизированное рабочее место оператора содержит последовательно соединенные по входам-выходам блок согласования, адаптер дальней связи и модуль центрального процессора, блок приема сигналов, монитор, клавиатуру и блок формирования команд управления, причем первые, вторые, третьи, четвертые и пятые входы-выходы модуля центрального процессора по интерфейсному стыку RS-232 подключены ко входам-выходам соответственно адаптера дальней связи, блока приема сигналов, монитора, клавиатуры и блока формирования команд управления, выходы которого подключены ко входам исполнительных устройств функциональных технологических систем электропитающих станций, входы блока приема сигналов соединены с выходами датчиков и управляющих цепей функциональных технологических систем электропитающих станций, при этом вторые входы-выходы блока согласования являются входами-выходами каждого из n выносных автоматизированных рабочих мест оператора, которые по модемному стыку подключены ко входам-выходам соответствующей абонентской линии служебной связи.4. Пункт автоматизированного управления по п.1, отличающийся тем, что оборудование пункта размещено в цельнометаллическом кузове-фургоне, установленном на шасси автомобиля повышенной проходимости, причем кузов-фургон разделен на два отсека: передний и задний отсеки, при этом в переднем отсеке размещены автоматизированное рабочее место диспетчера упомянутого состава, блок коммутации, коммутатор, пульт связи, адаптер дальней связи, устройство обмена информацией, ультракоротковолновая радиостанция с приемником и коротковолновая радиостанция, в заднем отсеке размещено автоматизированное рабочее место начальника сети упомянутого состава, а фидерное устройство ультракоротковолновой радиостанции, антенны ультракоротковолновой и коротковолновой радиостанций размещены вне кузова-фургона.