Telemecanización de instalaciones eléctricas

El objeto de los dispositivos telemecánicos es monitorear y controlar el modo de operación de las instalaciones eléctricas dispersas desde un punto central, que se denomina punto de despacho (PD), donde se ubica el despachador de guardia, cuyas funciones incluyen el impacto operacional en las centrales. Los dispositivos telemecánicos se subdividen en sistemas de teleseñalización (TS), telemetría (TI), telecontrol (TU) y telecontrol (TR).

El sistema del vehículo transmite señales de ubicación de objetos, así como señales de emergencia y advertencia desde el punto controlado (CP) al DP.

El sistema TI transmite datos cuantitativos sobre el estado del objeto gestionado al DP.

Sistema de control remoto TU transmite comandos de control de DP a CP. El sistema TR transmite comandos de control desde el DP al KP.

Las señales de DP a CP se transmiten a través de canales de comunicación (CC)… Líneas de cable (cables de control, cables telefónicos, etc.), líneas eléctricas (líneas aéreas AT, red de distribución N.N., etc.) y líneas especiales de comunicación (radioenlace, etc.).

El proceso de transmisión de la señal se muestra en la Fig.1, donde IS es una fuente de señal, P es un dispositivo transmisor, LAN es una línea de comunicación, PR es un dispositivo receptor y PS es un receptor de señal (objeto).

Higo. 1. Esquema de transmisión de señales a través de la línea de comunicación desde el punto de control hasta el punto controlado.

Con TS, TI en el panel de control hay IS, P, en DP — PR, PS. La información (informativa), las señales discretas que reflejan un número finito de estados de objetos (TS) y las señales analógicas o discretas que reflejan un conjunto de estados (TI) se transmiten a través de la LAN.

Con TU, TR en DP tenemos IS, P, en KP — PR, PS. La información administrativa (de control), las señales de control discretas para un número limitado de estados de entidad (TC) y las señales analógicas o discretas para un conjunto de estados de entidad (TR) se transmiten a través de la LAN.

Así, el sentido de las señales para TS, TI es unidireccional, y para TU, TR es bidireccional, ya que para el estado de TU es necesario reflejar el estado del objeto por medio de TS, y para TR- por medio de TI. La señalización y la propagación pueden ser de naturaleza cualitativa (binaria) y cuantitativa (múltiple), analógica o discreta.

Por lo tanto, los sistemas telemecánicos a menudo realizan funciones duales: TU — TS y TR -TI. Dado que las señales están expuestas a interferencias, para aumentar la inmunidad al ruido y la selectividad del dispositivo receptor, las señales analógicas se codifican, es decir, se restan y la información se presenta en forma de señales discretas, señales según la codificación. algoritmos, cuando cada señal corresponde a su propia combinación de señales discretas.

Codificando la señal

La ventaja de los dispositivos telemecánicos en comparación con los dispositivos de monitoreo y control remotos es la reducción en la cantidad de canales de comunicación.En los dispositivos remotos, los canales de comunicación están espacialmente separados: cada canal tiene su propia LAN. En los dispositivos telemecánicos, solo hay una línea de comunicación, y los canales de comunicación se forman debido al tiempo, la frecuencia, la fase, el código y otros métodos de separación de canales, y se transmite una cantidad mucho mayor de información e información administrativa en un canal.

Una señal de información discreta es un número de pulsos que difieren entre sí cualitativamente (polaridad, fase, duración, amplitud, etc.).

La codificación de una señal de un solo elemento permite transmitir una cantidad limitada de información incluso cuando se utilizan varias funciones. Se puede transmitir una cantidad mucho mayor de información mediante la codificación de elementos múltiples, incluso cuando solo se usan dos funciones.

La codificación de un solo elemento se usa ampliamente en dispositivos telemecánicos debido al hecho de que muchos objetos controlados y monitoreados son de dos posiciones y requieren la transmisión de solo dos señales de comando. La codificación de elementos múltiples se utiliza en los casos en que el número de objetos controlados y monitoreados es grande, o cuando los objetos tienen varias posiciones y, en consecuencia, requieren la transmisión de muchos comandos.

En TU, los códigos TS se utilizan para transmitir comandos independientes. En TU — TS, la duración del pulso o la frecuencia se utilizan generalmente como selectores. En los sistemas TI — TR, los códigos se utilizan para transferir valores numéricos y se denominan códigos aritméticos. En el corazón de estos códigos se encuentran los sistemas para representar números a través de secuencias de códigos.

Sistema de control remoto - teleseñalización (TU - TS)

En los sistemas TU — TS, la transmisión de un comando de control se puede dividir en dos posiciones:

1) la elección de este objeto (elección),

2) transmisión de mando.

La separación de señales transmitidas a través de una LAN se realiza de diferentes maneras: a través de circuitos separados, durante la transmisión, a través de caracteres selectivos durante la codificación.

Los sistemas TU — TS con conmutación (en circuitos separados), división de tiempo y frecuencia de señal están muy extendidos.

El sistema de división de conmutación se muestra en la Fig. 2.

El objeto de control es un interruptor con contactos auxiliares Bl, B2. El sistema utiliza cuatro señales de señal selectivas: polaridad positiva y negativa y dos niveles de amplitud, por lo que se pueden transmitir cuatro señales en una línea de dos hilos: 2 señales de comando (encendido-apagado) y 2 señales de advertencia (apagado, encendido).

Arroz. 2. Diagrama esquemático del sistema TU-TS con separación de señales de conmutación.

El número total de señales representadas en un sistema de conmutación de circuitos es: N = (k-l) m

Si hay un nivel mínimo de la señal de advertencia en LC1 (corriente rectificada de comando de media onda i1), se dispara el RCO. Cuando KB está encendido, se aplica la señal de distribución «on» para encender el interruptor, mientras B2 está cerrado y el nivel mínimo de la señal de señal (corriente rectificada de media onda i2) llega a LS1, el relé en el PCB se activa . Cuando se enciende el KO, ocurre un proceso similar al encendido del HF.

Dichos sistemas TU-TS con separación de señales de conmutación se utilizan para controlar un número limitado de objetos a una distancia de hasta 1 km.

El sistema TU-TS con señales de división de tiempo transmite señales a la LAN de forma secuencial, puede funcionar de forma cíclica, monitoreando constantemente el objeto o esporádicamente, si es necesario. El diagrama del sistema se muestra en la fig. 3.

La línea de comunicación LAN que utiliza distribuidores de conmutación síncrona P1, PG2 se conecta secuencialmente en los pasos n, n-1 a los circuitos de control correspondientes, y en los pasos 1, 2 ... a los circuitos de señal.

Arroz. 3. El sistema básico TU-TS con señales de división de tiempo.

La selección de señales en este sistema puede ser directa, según una sola característica selectiva (como se muestra en el diagrama), o combinada, según una combinación de características selectivas. En selección directa, el número de señales transmitidas a través de la LAN es igual al número de pasos del distribuidor: Nn = n En selección combinada, el número de señales aumenta: Nk = kn, donde k es el número de combinaciones de características.

En este caso, el sistema se complica por la aparición de codificadores y decodificadores en los lados de DP y KP.

El sistema TU-TS con separación parcial de señal transmite señales a la LAN de forma continua porque el inicio de la comunicación se distribuye por frecuencia. De esta manera, se pueden transmitir varias señales simultáneamente a través de la LAN.El diagrama del sistema se muestra en la fig. 4.

Arroz. 4. Diagrama esquemático del sistema TU-TS con división de frecuencia de los canales

En DP y KP hay generadores con frecuencias estables f1 ... fn, que están conectados a codificadores NI (DP), Sh2 (KP). Botones de control K1 … Kn y contactos de relé de objeto P1 … Pn.

Si la codificación es de un solo elemento, entonces cada señal distribuida y de señalización tiene su propia frecuencia.

La separación de las señales se realiza mediante filtros de paso de banda PF en DP y CP, por lo que en principio es posible transmitir todas las señales simultáneamente. La codificación de elementos múltiples le permite reducir la cantidad de generadores y filtros de paso de banda, así como reducir el ancho de banda de la señal.Para esto, se utilizan codificadores y decodificadores en los lados de DP y KP, que codifican y decodifican señales.

El sistema TU-TS con división de tiempo y frecuencia de canales se basa actualmente en elementos lógicos que utilizan microcircuitos.

Sistemas de Telemetría (TI)

En el sistema TI, la transferencia del parámetro de energía renovable consta de tres operaciones:

1) selección del objeto de expansión (parámetro medido)

2) conversión de cantidad

3) transferencia.

En el CP, el parámetro medido se convierte en un valor conveniente para la transmisión a distancia, en el DP, este valor se convierte en las lecturas de un dispositivo de medición o registro.

La separación de señales transmitidas a través de LAN también se realiza mediante conmutación, tiempo, método de frecuencia y también se utiliza la división de código de señales. Los sistemas TI son diversos en términos de tipo de señal. Se hace una distinción entre sistemas analógicos, de pulsos y de frecuencia.

En los sistemas analógicos, se transmite un valor continuo (corriente, voltaje) a la LAN. En un pulso: una secuencia de pulsos o una combinación de códigos. En la frecuencia — la corriente alterna de las frecuencias sonoras.

Arroz. 5. Diagrama de bloques de un sistema de telemetría analógica.

El sistema TI analógico se muestra en la Fig. 5. El transmisor, en cuya capacidad se utiliza el convertidor P del parámetro correspondiente a la corriente (voltaje), está conectado a una línea LAN.

El transmisor suele ser convertidores rectificados (corriente, voltaje) o inductivos (potencia, cos). Los convertidores típicos de corriente (VPT-2) y voltaje (VPN-2) se muestran en la Fig. 6 y 7.

Arroz. 6. Diagrama de circuito de un rectificador (VPT-2)

Arroz. 7. Esquema convertidor rectificador (VPN-2)

Los sistemas Pulse TI tienen varias variedades que difieren en la forma de representar el parámetro analógico mediante señales de pulso. Hay sistemas de TI de pulso digital, pulso de código y frecuencia de pulso que utilizan los convertidores correspondientes que se muestran en la Fig. ocho.

Arroz. 8. Convertidores de parámetros analógicos a señales de pulso.

Arroz. 9. Diagrama de bloques del sistema TI pulsado

El sistema de pulsos TI se muestra en la Fig. 9. El transmisor es el convertidor P correspondiente el cual envía pulsos a la LAN los cuales son valores analógicos de acuerdo a sus parámetros característicos. La conversión inversa la realiza el convertidor OP. Los transmisores de sistemas de pulsos de TI son generadores de pulsos de chip.

Los sistemas de TI de frecuencia usan señales sinusoidales, con su frecuencia representando un parámetro analógico. Los sistemas de frecuencia utilizan transductores, generadores de oscilaciones sinusoidales controladas por corriente o voltaje.

El sistema de frecuencia TI se muestra en el diagrama de bloques de la Fig. once.

Arroz. 10. Convertidor de sistema de frecuencia TI.

Arroz. 11. Diagrama de bloques del sistema de frecuencia TI.

La conversión inversa realizada por el OP se puede realizar a un valor analógico o a un código decimal para indicación mediante instrumentos digitales con un ADC.

Los sistemas TI de pulso y frecuencia tienen una gran distancia de medición, las líneas de cable y las líneas aéreas se pueden usar como líneas de comunicación, tienen alta inmunidad al ruido y también se pueden ingresar fácilmente en una computadora usando códigos de frecuencia apropiados, códigos de convertidores de código.