Файл: Забайкальский институт железнодорожного транспорта.docx
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Назначение ИУ – управляемое изменение состояния ОУ. Так как ОУ функционируют на разных физических принципах, то ИУ для каждого типа ОУ является уникальным.
Процесс обмена данными между микроконтроллером и ОУ (ОУК) имеет важную особенность. Она заключается в том, что скорость работы микроконтроллера значительно превышает время срабатывания устройств автоматики. Например, микроконтроллер может выполнить порядка 400 тыс. операций/сек., тогда как одна только операция перевода стрелки занимает секунды. Время срабатывания реле автоматики по сравнению со скоростью выполнения операций микроконтроллером также очень велико.
Для корректной работы микроконтроллера следует ввести задержки на опрос объектов после подачи на них управляющих команд. В противном случае, может возникнуть следующая ситуация. Микроконтроллер подает команду на включение выключателя или разъединителя. Сигнал поступает на обмотку реле, но на перемещение контактов выключателя или разъединителя требуется некоторое время. За это время микроконтроллер уже произвел повторный опрос состояния выключателя или разъединителя и обнаружил, что они сохранили свое первоначальное положение, а включение не выполнено. В то же время команда фактически уже выполняется, и будет выполнена, только по истечении 0,1-2 сек. Таким образом, возникает алгоритмическая ошибка функционирования системы управления.
3 Выбор оборудования
Для заданной мощности P = 25 кВт по закону Ома рассчитаем токи на стороне ВН и НН.
 | (3.1) |
Условие выбора высоковольтных выключателей, разъединителей и трансформатора тока:
а) по номинальному напряжению:
 ; | (3.2) |
б) по номинальному току:
 . | (3.3) |
Выбор трансформатора напряжения согласно ГОСТу 8.216.-2011 производится по условию (3.2).
Произведем выбор оборудования для данной оперативной схемы.
Для стороны ВН: Uном = 110 кВ, Iраб.max = 0,227 А.
Выбираем выключатель нагрузки ВГТ-110 (У1, УХЛ1*):
а) по номинальному напряжению:
;
,б) по номинальному току:
.
.Выбираем разъединитель высоковольтный РГ-К-110/1000УХЛ1:
а) по номинальному напряжению:
; ,б) по номинальному току:
.
.Для стороны НН: Uном = 27,5 кВ, Iраб.max = 0,9 А.
Выбираем выключатель нагрузки ВВН-СЭЩ-35 кВ:
а) по номинальному напряжению:
;
,б) по номинальному току:
.
.Выбираем разъединитель высоковольтный РРЗ–35/1000 УЗ:
а) по номинальному напряжению:
; ,б) по номинальному току:
. .Выбираем трансформатор напряжения ЗНОЛ-35 III:
а) по номинальному напряжению:
; .Выберем трансформатор тока ТОЛ-35:
а) по номинальному напряжению:
,
б) по номинальному току:
.
4 Разработка микропроцессорной системы управления
4.1. Описание объектов управления и объектов контроля
В таблице 4.1 приведены типы объектов, используемых в схеме.
Таблица 4.1 - Типы объектов
| Обозначение на оперативной схеме | Тип ОК | Тип ОУК |
| ВГТ-110 (У1, УХЛ1*) | Элегазовый выключатель ВН | Элегазовый выключатель ВН |
| ВВН-СЭЩ-35 кВ | Выключатель нагрузки НН | Выключатель нагрузки НН |
| РГ-К-110/1000УХЛ1 | Разъединитель ВН | Разъединитель ВН |
| РРЗ–35/1000 УЗ | Разъединитель НН | Разъединитель НН |
| ТОЛ-35 | Трансформатор тока НН | - |
| ЗНОЛ-35 III | Трансформатор напряжения НН | - |
Таблица 4.2 - Параметры объектных контролеров для выключателя ВН
| Элегазовый выключатель ВГТ-220 (У1, УХЛ1*) | ||
| Параметр | Контакты реле | Положение фронтовых контактов |
| Плюсовое положение | ПК | ПК замкнут при замкнутом положении выключателя |
| Минусовое положение | МК | МК замкнут при разомкнутом положении выключателя |
| Отсутствие контроля | ПК, МК | Оба контакта разомкнуты |
Таблица 4.3 - Параметры объектных контролеров для выключателя НН
| Выключатель нагрузки ВНРз-10/400-10зп3УЗ | ||
| Параметр | Контакты реле | Положение фронтовых контактов |
| Плюсовое положение | ПК | ПК замкнут при замкнутом положении выключателя |
| Минусовое положение | МК | МК замкнут при разомкнутом положении выключателя |
| Отсутствие контроля | ПК, МК | Оба контакта разомкнуты |
Таблица 4.4 - Параметры объектных контролеров для разъединителя НН и ВН
| Разъединитель | ||
| Параметр | Контакты реле | Положение фронтовых контактов |
| Плюсовое положение | ПК | ПК замкнут при замкнутом положении разъединителя |
| Минусовое положение | МК | МК замкнут при разомкнутом положении разъединителя |
| Отсутствие контроля | ПК, МК | Оба контакта разомкнуты |
Таблица 4.5 - Параметры объектных контролеров для ТТ НН
| Трансформатор тока | |
| Параметр | Положение фронтовых контактов |
| Напряжение на выходе более 5 В | Наличие тока |
| Напряжение на выходе менее 4 В | Отсутствие тока |
Таблица 4.6 - Параметры объектных контролеров для ТН НН
| Трансформатор напряжения | |
| Параметр | Положение фронтовых контактов |
| Напряжение на выходе более 5 В | Наличие напряжения |
| Напряжение на выходе менее 4 В | Отсутствие напряжения |
Таблица 4.7 - Входы модуля для контроля ОК НН
| Модуль СУУ | Обозначение ОК на схеме |
| 11 | Выключатель_плюс |
| 10 | Выключатель_минус |
| 8 | Разъединитель_плюс |
| 7 | Разъединитель_минус |
| 12 | Трансформатор тока |
| 12 | Трансформатор напряжения |
Таблица 4.8 - Входы модуля для контроля ОК ВН
| Модуль СУУ | Обозначение ОК на схеме |
| 11 | Выключатель_плюс |
| 10 | Выключатель_минус |
| 8 | Разъединитель_плюс |
| 7 | Разъединитель_минус |
Таблица 4.9 - Обмотки управляющих реле для выключателя НН и ВН
| Вакуумный выключатель ВН | ||
| Воздействие | Обмотка управляющего реле | Состояние обмотки при реализации воздействия (под током/без тока) |
| Перевод в замкнутое положение | Выключатель_1 | 1 - под током 0 - без тока |
Для каждого типа ОК выбираем параметры, которые необходимо учитывать для работы схемы; определяем контакты реле, которые характеризуют каждый из параметров в ОК. Указываем положение контактов при различных состояниях ОК.
Приведем пример расчета времени задержки выключателя с временем отключения 0,1 с. для команды вида:
Задержку времени рассчитывать нет необходимости, так как микроконтроллер Arduino работает в реальном времени. Задержка времени обозначается в скобочках после delay.
Таблица 4.10 – Задержка времени
| Оборудование | Время отключения, мс | Принятая задержка времени, мс |
| ВГТ-110 (У1, УХЛ1*) | 100 | 100 |
| ВВН-СЭЩ-35 кВ | 100 | 100 |
| РГ-К-110/1000УХЛ1 | 1000 | 1000 |
| РРЗ–35/1000 УЗ | 1000 | 1000 |
Соберем принципиальную схему для включения и отключения системы и контроля состояния выключателей, разъединителей, ТТ, и ТН. Схема для НН приведена в приложении А, схема для ВН приведена в приложении Б.
4.2. Алгоритм работы СУУ
Составим алгоритм работы СУУ по работе оперативной схемы с учетом адресов используемых ячеек и системы команд микроконтроллера.
Сначала включается сторона ВН, затем сторона НН, а выключается наоборот.
Для каждой стороны при включении трансформатора сначала включается разъединитель, затем выключатель, а для выключения трансформатора сначала выключается выключатель, затем разъединитель.
Была введена аварийная индикация, которая срабатывает в случае неправильной последовательности включения оборудования и обрыва линий. В случае неправильной последовательности включения и выключения включается аварийная индикация, но не происходит переключение оборудования; необходимо вернуть кнопки в исходное состояние, после чего аварийная индикация будет выключена, а программа продолжит работать. В случае обрыва линий, то есть несовпадения на пинах сигналов с нормальными, включается аварийная индикация, отключается оборудование, и программа переходит в ожидание перезапуска.