SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

БМЦС‑40. Центральная сигнализация для подстанций

В системах РЗА, функционирующих на электрических подстанциях, особое место занимают устройства сигнализации. Блок БМЦС‑40, разработанный предприятием НТЦ «Механотроника», – самое современное устройство центральной сигнализации: он контролирует работу коммутационных аппаратов, установленных на подстанции, и извещает дежурный персонал о неисправностях.

ООО «НТЦ «Механотроника», г. Санкт-Петербург

Mehanotronika.png

Сигнализация служит одним из средств автоматики на электрических подстанциях. С ее помощью дежурный персонал следит за положением установленных на подстанции коммутационных аппаратов, при дистанционном управлении – получает сведения о правильном выполнении поданных команд. Сигнализация обращает внимание оператора на отклонение режима работы оборудования от заданного: на перегрузку, перегрев или переохлаждение, повышение или понижение напряжения и частоты, замыкание на землю в сетях или обмотках электроаппаратов и т. д. Таким образом, сигнализация помогает специалистам быстро получать все интересующие их сведения о состоянии и режимах работы оборудования, своевременно обнаруживать и находить повреждения.

Массовое внедрение микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики на подстанциях значительно упрощает задачу сбора информации. В то же время на значительной части подстанций защита выполнена с применением электромеханических устройств РЗА. Однако и в том и в другом случае на электрических подстанциях желательно устанавливать специальные микропроцессорные устройства центральной сигнализации, которые дают ряд преимуществ:
- повышается надежность центральной сигнализации;
- существенно увеличивается количество контролируемых параметров;
- система получается значительно компактнее (по сравнению с электромеханикой);
- упрощается анализ состояния объекта.

Один из таких приборов – микропроцессорный блок БМЦС‑40 (рис. 1) – разработан в НТЦ «Механотроника» (г. Санкт-Петербург). Блок предназначен для применения в системах центральной сигнализации на подстанциях, оборудованных микропроцессорными или электромеханическими устройствами РЗА. Он позволяет собирать, обрабатывать, отображать и оперативно передавать информацию о состоянии объекта, формировать сигналы обобщенной сигнализации, а также быстро и удобно изменять конфигурацию системы сигнализации.

Ris.1.png

Рис. 1. Устройство центральной сигнализации для электрических подстанций БМЦС‑40

Для сбора информации в устройстве предусмотрено:
- 38 дискретных входов;
- 6 токовых входов каналов импульсной сигнализации.

Дискретные входы в устройстве сделаны универсальными, что позволяет принимать сигналы переменного, постоянного или выпрямленного напряжения. Ячейка дискретного входа содержит высоковольтный оптрон, который обеспечивает гальваническую развязку и высокую прочность изоляции между первичной и вторичной цепями. Дискретный вход блока БМЦС‑40 потребляет при номинальном напряжении ток 2–2,5 мА. Когда поверхность контактов внешнего реле покрывается оксидной пленкой, замыкание реле не приводит к появлению сигнала на дискретном входе. Для решения этой проблемы входные ячейки содержат специальный узел, формирующий в цепи импульс тока для разрушения оксидной пленки на контакте, подключенном к входу. В первый момент времени после замыкания контакта формируется начальный электрический импульс тока, ток входа достигает 50 мА, а через 10 мс снижается до 2–2,5 мА. Эта мера направлена на повышение надежности системы, находившейся в статическом состоянии длительное время.

Для каждого из 38 «потенциальных входов» программным способом могут быть заданы:
- тип датчика;
- выдержка времени на срабатывание;
- действие на выход звуковой или обобщенной сигнализации.

По каждому обеспечивается возможность выбора одного из следующих типов датчиков:
- замыкающий контакт;
- размыкающий контакт;
- импульсный сигнал с фиксацией на подъеме импульса;
- импульсный сигнал с фиксацией на спаде импульса;
- импульсный сигнал с фиксацией на подъеме или спаде импульса.

До появления микропроцессорных устройств центральной сигнализации в схемах сигнализации широко применялись реле РИС-Э2М, имеющие один вход, к которому по шинке можно было подключить до 30 сигналов. В блоке БМЦС‑40 эту функцию выполняют токовые входы каналов импульсной сигнализации. К каждому входу подключается одна шинка с несколькими контактами (до 30) и токоограничивающими резисторами (рис. 2). Вход срабатывает при скачкообразном (50 мА) увеличении тока в шинке.

Ris.2.png

Рис. 2. Подключение датчиков к шинке КИС

Для обеспечения непрерывного контроля исправности шинки (обрыв, обесточивание) в схеме на дальнем конце шинки преду­смотрено подключение резистора. Блок постоянно контролирует наличие тока в шинке и при его исчезновении сообщает об этом срабатыванием дискретного выхода «Неисправность». Этот же сигнал формируется при превышении в шинке максимально допустимого тока (1,8 А).

Информирование о срабатывании дискретных входов в устройстве осуществляется с помощью светодиодов для каждого входа отдельно (метод индикации изменяется программно).

На выходе блока установлено восемь выходных реле, которые программным способом можно включить в любой комбинации на срабатывание от одного или группы входных сигналов. Преду­смотрены широкие возможности по представлению информации, способам ее квитирования и т. п., которые реализуются при конфигурировании блока.

Проверку состояния входов и выходов, а также последовательность срабатывания возможно выполнить с помощью программного обеспечения «Монитор-100». Блок делает запись в журнал сообщений и проводит осциллографирование при изменении состояния любого входа и выхода. Подключение к компьютеру и ноутбуку выполняется по USB.

Внедрение нового коммуникационного модуля позволило организовать в устройстве два интерфейса RS-485 и два интерфейса Ethernet (медный или оптический). Модуль поддерживает большинство современных протоколов передачи данных, таких как МЭК 60870-101 (104), Modbus RTU, Modbus TCP/IP, а также протоколы синхронизации времени. 

Микропроцессорный блок БМЦС-40 – одно из самых современных устройств центральной сигнализации. Применение элементной базы последнего поколения, опыт специалистов и отработанные аппаратные решения позволили поднять БМЦС-40 на новый уровень развития цифровой техники. При создании центральной сигнализации с применением БМЦС-40 решение получается надежным и удобным в обслуживании.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 3(45)_2013

С. А. Суетин, ведущий инженер-системотехник отдела РЗА,
ООО «НТЦ «Механотроника», г. Санкт-Петербург,
тел.: (812) 744-8994,
e‑mail: info@mtrele.ru,
www.mtrele.ru