Télémécanisation des installations électriques

Le but des dispositifs télémécaniques est de surveiller et de contrôler le mode de fonctionnement des installations électriques dispersées à partir d'un point central, appelé point de répartition (DP), où se trouve le répartiteur de service, dont les fonctions incluent l'impact opérationnel sur les centrales électriques. Les dispositifs télémécaniques sont subdivisés en systèmes de télésignalisation (TS), de télémétrie (TI), de télécontrôle (TU) et de télécontrôle (TR).

Le système du véhicule transmet des signaux de localisation d'objets ainsi que des signaux d'urgence et d'avertissement du point contrôlé (CP) au DP.

Le système TI transmet des données quantitatives sur l'état de l'objet géré au DP.

Système de contrôle à distance TU transmet les commandes de contrôle de DP à CP. Le système TR transmet les commandes de contrôle du DP au KP.

Les signaux de DP à CP sont transmis via canaux de communication (CC)… Lignes câblées (câbles de commande, câbles téléphoniques, etc.), Lignes électriques (lignes aériennes HT, réseau de distribution N.N., etc.) et lignes de communication spéciales (relais radio, etc.).

Le processus de transmission du signal est illustré à la Fig.1, où IS est une source de signal, P est un dispositif de transmission, LAN est une ligne de communication, PR est un dispositif de réception et PS est un récepteur de signal (objet).

Figue. 1. Schéma de transmission du signal via la ligne de communication du point de contrôle au point contrôlé.

Avec TS, TI sur le panneau de commande il y a IS, P, sur DP — PR, PS. Des informations (informatives), des signaux discrets reflétant un nombre fini d'états d'objets (TS), et des signaux analogiques ou discrets reflétant un ensemble d'états (TI) sont transmis sur le LAN.

Avec TU, TR sur DP nous avons IS, P, sur KP — PR, PS. Des informations administratives (de contrôle), des signaux de contrôle discrets pour un nombre limité d'états d'entité (TC) et des signaux analogiques ou discrets pour un ensemble d'états d'entité (TR) sont transmis sur le LAN.

Ainsi, la direction des signaux pour TS, TI est unidirectionnelle, et pour TU, TR, elle est bidirectionnelle, car pour l'état de TU, il est nécessaire de refléter l'état de l'objet au moyen de TS, et pour TR- au moyen de TI. La signalisation et la propagation peuvent être de nature qualitative (binaire) et quantitative (multiple) - analogique ou discrète.

Par conséquent, les systèmes télémécaniques remplissent souvent des fonctions doubles : TU — TS et TR -TI. Étant donné que les signaux sont exposés aux interférences, puis pour augmenter l'immunité au bruit et la sélectivité du dispositif de réception, les signaux analogiques sont codés, c'est-à-dire qu'ils sont soustraits et les informations sont présentées sous forme de signaux discrets - signaux selon le codage algorithmes, lorsque chaque signal correspond à sa propre combinaison à partir de signaux discrets.

Encodage du signal

L'avantage des dispositifs télémécaniques par rapport aux dispositifs de surveillance et de contrôle à distance est la réduction du nombre de canaux de communication.Dans les appareils distants, les canaux de communication sont spatialement séparés - chaque canal a son propre réseau local. Dans les dispositifs télémécaniques, il n'y a qu'une seule ligne de communication et des canaux de communication sont formés en raison du temps, de la fréquence, de la phase, du code et d'autres méthodes de séparation des canaux, et une quantité beaucoup plus importante d'informations et d'informations administratives est transmise sur un canal.

Un signal d'information discret est un nombre d'impulsions qui diffèrent qualitativement les unes des autres (polarité, phase, durée, amplitude, etc.).

Le codage d'un signal à un seul élément permet de transmettre une quantité limitée d'informations même en utilisant plusieurs fonctions. Une quantité d'informations beaucoup plus importante peut être véhiculée par le codage multi-éléments, même lorsque seules deux fonctions sont utilisées.

Le codage à un élément est largement utilisé dans les dispositifs télémécaniques du fait que de nombreux objets contrôlés et surveillés sont à deux positions et nécessitent la transmission de seulement deux signaux de commande. Le codage multi-éléments est utilisé dans les cas où le nombre d'objets contrôlés et surveillés est important, ou lorsque les objets sont multi-positionnels et nécessitent par conséquent la transmission de nombreuses commandes.

Dans TU — les codes TS sont utilisés pour transmettre des commandes indépendantes. Dans TU — TS, la durée ou la fréquence des impulsions sont généralement utilisées comme sélecteurs. Dans les systèmes TI — TR, les codes sont utilisés pour transférer des valeurs numériques et sont appelés codes arithmétiques. Au cœur de ces codes se trouvent des systèmes de représentation des nombres par des séquences de codes.

Système de télécommande - télésignalisation (TU - TS)

Dans les systèmes TU — TS, la transmission d'une commande de contrôle peut être divisée en deux positions :

1) le choix de cet objet (choix),

2) transmission de commande.

La séparation des signaux transmis sur un réseau local se fait de différentes manières : par des circuits séparés, lors de la transmission, par des caractères sélectifs lors du codage.

TU — Les systèmes TS avec commutation (dans des circuits séparés), répartition dans le temps et fréquence du signal sont répandus.

Le système de commutation-split est illustré à la Fig. 2.

L'objet de commande est un interrupteur à contacts auxiliaires Bl, B2. Le système utilise quatre signaux de signalisation sélectifs - polarité positive et négative et deux niveaux d'amplitude, donc quatre signaux peuvent être transmis sur une ligne à deux fils : 2 signaux de commande (on-off) et 2 signaux d'avertissement (off, on).

Riz. 2. Schéma de principe du système TU-TS avec séparation des signaux de commutation.

Le nombre total de signaux représentés dans un système à commutation de circuits est : N = (k-l) m

S'il y a un niveau minimum du signal d'avertissement dans LC1 (courant redressé de commande demi-onde i1), le RCO est déclenché. Lorsque KB est activé, le signal de distribution «on» est appliqué pour allumer l'interrupteur, tandis que B2 est fermé et que le niveau minimum du signal de signal (courant redressé demi-onde i2) arrive à LS1, le relais sur le PCB est activé . Lorsque le KO est activé, un processus similaire à l'activation du HF se produit.

De tels systèmes TU-TS avec séparation des signaux de commutation sont utilisés pour contrôler un nombre limité d'objets à une distance allant jusqu'à 1 km.

Le système TU-TS avec signaux temporels transmet les signaux au réseau local de manière séquentielle, il peut fonctionner de manière cyclique, en surveillant constamment l'objet ou de manière sporadique, si nécessaire. Le schéma du système est illustré à la fig. 3.

La ligne de communication LAN utilisant des distributeurs à commutation synchrone P1, PG2 est connectée séquentiellement aux étapes n, n-1 aux circuits de commande correspondants, et aux étapes 1, 2... aux circuits de signalisation.

Riz. 3. Le système TU-TS de base avec des signaux de division temporelle.

La sélection des signaux dans ce système peut être directe - selon une seule caractéristique sélective (comme indiqué sur le schéma), ou combinée - selon une combinaison de caractéristiques sélectives. En sélection directe, le nombre de signaux transmis à travers le LAN est égal au nombre de pas du répartiteur : Nn = n En sélection combinée, le nombre de signaux augmente : Nk = kn, où k est le nombre de combinaisons de caractéristiques.

Dans ce cas, le système est compliqué par l'apparition de brouilleurs et de décodeurs du côté de DP et KP.

Le système TU-TS avec séparation partielle des signaux transmet des signaux au LAN en continu car le début de la communication est distribué par fréquence. De cette manière, plusieurs signaux peuvent être transmis simultanément sur le réseau local.Le schéma du système est illustré à la fig. 4.

Riz. 4. Schéma de principe du système TU-TS avec division de fréquence des canaux

Sur DP et KP, il existe des générateurs à fréquences stables f1 ... fn, qui sont connectés aux codeurs NI (DP), Sh2 (KP). Boutons de commande K1 … Kn et contacts de relais d'objet P1 … Pn.

Si le codage est monoélément, alors chaque signal distribué et de signalisation a sa propre fréquence.

La séparation des signaux se fait par des filtres passe-bande PF en DP et CP, il est donc en principe possible de transmettre tous les signaux simultanément. Le codage multi-éléments vous permet de réduire le nombre de générateurs et de filtres passe-bande, ainsi que de réduire la bande passante du signal.Pour cela, des encodeurs et des décodeurs sont utilisés sur les côtés de DP et KP, qui encodent et décodent les signaux.

Le système TU-TS avec division temporelle et fréquentielle des canaux est actuellement construit sur des éléments logiques utilisant des microcircuits.

Systèmes de télémétrie (TI)

Dans le système TI, le transfert du paramètre énergie renouvelable consiste en trois opérations :

1) sélection de l'objet d'expansion (paramètre mesuré)

2) conversion de quantité

3) transfert.

Sur le CP, le paramètre mesuré est converti en une valeur qui convient à la transmission à distance, sur le DP, cette valeur est convertie en lectures d'un appareil de mesure ou d'enregistrement.

La séparation des signaux transmis sur le réseau local est également effectuée par commutation, le temps, la méthode de fréquence et la division de code des signaux est également utilisée. Les systèmes TI sont divers en termes de type de signal. Une distinction est faite entre les systèmes analogiques, impulsionnels et fréquentiels.

Dans les systèmes analogiques, une valeur continue (courant, tension) est transmise au LAN. Dans une impulsion - une séquence d'impulsions ou une combinaison de codes. En fréquence — le courant alternatif des fréquences sonores.

Riz. 5. Schéma fonctionnel d'un système de télémétrie analogique.

Le système TI analogique est illustré à la Fig. 5. L'émetteur, dans la capacité duquel le convertisseur P du paramètre correspondant au courant (tension) est utilisé, est connecté à une ligne LAN.

L'émetteur est généralement un convertisseur redressé (courant, tension) ou inductif (puissance, cos). Les convertisseurs typiques de courant (VPT-2) et de tension (VPN-2) sont illustrés à la Fig. 6 et 7.

Riz. 6. Schéma de circuit d'un redresseur (VPT-2)

Riz. 7. Schéma de convertisseur redresseur (VPN-2)

Les systèmes Pulse TI ont plusieurs variétés qui diffèrent dans la manière de représenter le paramètre analogique par des signaux d'impulsion. Il existe des systèmes TI à impulsions numériques, à impulsions codées et à fréquence d'impulsions utilisant les convertisseurs correspondants illustrés à la Fig. huit.

Riz. 8. Paramètre analogique aux convertisseurs de signal d'impulsion.

Riz. 9. Schéma fonctionnel du système TI pulsé

Le système d'impulsions TI est illustré à la Fig. 9. L'émetteur est le convertisseur correspondant P qui envoie des impulsions au LAN qui sont des valeurs analogiques en fonction de leurs paramètres caractéristiques. La conversion inverse est effectuée par le convertisseur OP. Les émetteurs des systèmes d'impulsions TI sont des générateurs d'impulsions à puce.

Les systèmes TI de fréquence utilisent des signaux sinusoïdaux, leur fréquence représentant un paramètre analogique. Les systèmes de fréquence utilisent des transducteurs - générateurs d'oscillations sinusoïdales contrôlées par le courant ou la tension.

Le système de fréquence TI est illustré par le schéma fonctionnel de la Fig. onze.

Riz. 10. Convertisseur de système de fréquence TI.

Riz. 11. Schéma fonctionnel du système de fréquence TI.

La conversion inverse effectuée par l'OP peut être effectuée soit en une valeur analogique, soit en un code décimal pour indication par des instruments numériques avec un ADC.

Les systèmes TI d'impulsion et de fréquence ont une grande distance de mesure, les lignes de câble et les lignes aériennes peuvent être utilisées comme lignes de communication, ils ont une immunité élevée au bruit et peuvent également être facilement entrés dans un ordinateur en utilisant des codes de fréquence appropriés, des codes de convertisseurs de code.