ADD AX ADDAX.NET
advertisement
ADDAX СЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ADDAX.NET Линии MV Общее описание ADDM.410011.002 Сеть ADDAX.Net Лист 2 Содержание 1 Введение .......................................................................................................... 3 2 Каналы связи ADDAX.Net ................................................................................ 5 3 Связь Центр-маршрутизатор ........................................................................... 6 4 Связь маршрутизатор-абонентские устройства .............................................. 7 4.1 Передача по линиям MV .................................................................................. 7 4.1.1 Подключение маршрутизатора к линии MV ............................................... 8 4.1.2 Подключение удалённого счётчика к линии MV ........................................ 9 4.1.3 Типы CU ............................................................................................... 10 4.1.4 Подключение удалённых счётчиков ....................................................... 13 4.2 Порядок организации телекоммуникации по линии MV ................................... 15 4.2.1 Количество точек учёта ......................................................................... 15 4.2.2 Характеристики линий MV ..................................................................... 15 4.2.3 Характеристики CU ............................................................................... 16 4.2.4 Топографическая структура сети ........................................................... 16 4.2.5 Характеристики сети ............................................................................. 17 4.2.6 Дополнительное оборудование в сети .................................................... 18 ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net 1 Лист 3 Введение Цифровая сеть передачи данных ADDAX.Net обеспечивает двухсторонний информационный обмен между удалёнными абонентскими устройствами и клиентами сети (рис. 1). Клиенты сети ... Центр Cреда передачи данных Маршрутизатор RTR Сеть потребления Абонентские устройства Рис. 1 Сеть передачи данных ADDAX.Net Под сетью потребления понимается любая сеть, в которой ведётся учёт потребления, контроль или управление состоянием абонентских устройств. Соответственно, абонентскими устройствами могут быть любые счётчики, датчики, исполнительные элементы и др. В состав сети входят маршрутизаторы (RTR) и интерфейсные устройства ADDAX (AIU), выполняющие коммуникационные функции между абонентскими устройствами и клиентами сети. Маршрутизаторы , способны обеспечивать транзит данных между разнородными средами. Это делает сеть ADDAX.Net универсальной и пригодной для широкого использования. Клиентами сети являются - Центр и любые мастер-системы, поддерживающие протокол обмена данными в сети. Протокол обмена данными базируется на общепринятой модели взаимодействия вида «клиент-сервер» (запрос-ответ). Одна из сторон (клиент) посылает другой стороне (сервер) запрос, содержащий код некоторой команды и сопроводительную информацию (если она необходима). В ответ другая сторона посылает сообщение с тем же кодом команды и ответной сопроводительной информацией. Оптимальная, как с технической, так и с экономической точки зрения аппаратная реализация сети определяется её топологией, наличием и длиной линий передачи, необходимым количеством каналов связи, характером ресурса потребления и другими параметрами. Все эти особенности должны быть учтены при устройстве сети. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 4 Ниже приводятся некоторые особенности организации линий связи в сети ADDAX.Net. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 5 2 Каналы связи ADDAX.Net Центральным каналообразующим устройством сети является маршрутизатор (RTR). В зависимости от потребностей организации конкретной сети маршрутизатор может иметь различное исполнение. Разумный выбор типа маршрутизатора для каждого сегмента сети и его правильная эксплуатация существенно снижают стоимость сети и повышают её быстродействие и надёжность. Маршрутизаторы, в зависимости от исполнения, обеспечивают передачу данных по следующим каналам (рис. 2): PL MV-магистраль (линии электропередачи 6/22 kV). PL LV-магистраль (трёхфазные линии электропередачи 0,4 kV). GSM-связь. Низковольтная магистраль CM.BUS. Ethernet. PL MV GSM Маршрутизатор Устройство присоединения CU Антенна GSM оператор RTR CM.BUS Ethernet Локальная сеть потребления PL LV Удалённая сеть потребления Рис. 2 Каналы связи маршрутизатора Следует учитывать, что количество абонентских устройств обслуживаемых одним маршрутизатором не должно превышать 1200 в одном сегменте удалённой сети, и не более 63 – в локальной. При более широкой сети потребления её необходимо разделить на сегменты, каждый из которых будет содержать свой маршрутизатор. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 6 3 Связь Центр-маршрутизатор На «верхнем» уровне сети, т.е. на участке между Центром и маршрутизатором предусмотрены три варианта организации связи (рис. 3) с использованием: GSM/SMS. Ethernet + TCP/IP. CM.BUS. Центр Центр Центр RTR RTR b) Ethernet Удалённый доступ c) CM.BUS Локальный доступ (до 100 м) GSM-модем GSM оператор RTR а) GSM-связь Удалённый доступ Рис. 3 Варианты связи маршрутизатор-Центр Центр способен поддерживать связь с несколькими маршрутизаторами, обслуживающими свои сегменты сети потребления. Удалённость Центра от маршрутизатора в вариантах а) и b) ограничивается лишь возможностями, соответственно, оператора GSM-связи и сети Ethernet. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 7 4 Связь маршрутизатор-абонентские устройства На участке сети между маршрутизатором и сетью потребления используются несколько вариантов организации связи. При этом предусмотрена как непосредственная связь маршрутизатора с абонентскими устройствами, так и связь через другие машрутизаторы. Далее, рассматривается связь применительно к сети потребления электроэнергии, где абонентскими устройствами являются счётчики электроэнергии. В качестве линий связи используются линии электропередачи 6-22 kV. 4.1 Передача по линиям MV Необходимость использования воздушных или кабельных линий электропередачи 6/22 kV для связи со счётчиками возникает в тех ситуациях, когда отдельные счётчики или сегменты сети потребления расположены вдалеке от Центра (рис. 4). В этих случаях, целесообразно обмениваться информацией с Центром непосредственно по линиям MV, не используя другие варианты связи, которые могут оказаться экономически невыгодными. CU CU CU RTR RTR счётчик с MV-модемом сегмент сети потребления Центр 5000 m 5000 m Рис. 4 Связь по линии MV На потребительской стороне, к магистрали MV подключаются маршрутизаторы, обслуживающие сегменты сети, либо отдельные счётчики, оборудованные MVмодемом. Подключение осуществляется через устройства присоединения (далее – CU – coupling unit), которые обеспечивают передачу высокочастотного низковольтового сигнала в линию 6/22 kV. На стороне Центра к линии MV, также через CU, подключается маршрутизатор, связанный с Центром другим каналом связи (см. рис. 3). Особенность использования для связи линий MV состоит в том, что для подключение каждого устройства требуется отдельное CU. Каждый включенный в линию маршрутизатор выполняет функцию ретрансляции передачи. Указанные на рис. 4 расстояние в 5 км между точками ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 8 ретрансляции являются средним. Например, в магистрали, не имеющей разветвлений, длина участка ретрансляции может достигать 10 км при использовании конденсаторного устройства присоединения (см. п. 4.1.3). В сложных разветвлённых магистралях длина ретрансляции существенно уменьшается. 4.1.1 Подключение маршрутизатора к линии MV Подключение маршрутизатора к линии, как правило, осуществляется на трансформаторной подстанции (ТП), то есть в начале и/или в конце магистрали MV (рис. 5). 330 kV ТП CUСL CUСМ RTR 330 kV HV HV воздушная линия MV Тр1 Тр2 кабельные линии Рис. 5 Подключение маршрутизатора на ТП Маршрутизатор оснащён четырьмя MV-каналами, каждый из которых может быть подключен к отдельной линии или к нескольким однотипным линиям. MVканалы маршрутизатора следует подключать лишь к тем линиям, на которых установлены устройства, способные поддерживать обмен по MV-линиям, то есть оборудованные MV модемом. Подключение производится через CU, сопротивление которого наиболее близко к волновому сопротивлению линии. Разработаны CU предназначенные для линий с двумя величинами волнового сопротивления : CUСL для линий с сопротивлением 35-55 , и CUСM для линий с сопротивлением 150 . Для примера, сопротивление воздушной линии составляет обычно 150-500 ; сопротивление кабельной – 15-50 . На рис. 5 один канал маршрутизатора подключен к воздушной линии через CUСМ, три оставшихся – к кабельным линиям через CUСL. Тракт приёма/передачи маршрутизатора характеризуется следующими величинами: уровень сигнала на выходе - 18 V ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net чувствительность - 4 mV затухание сигнала - 60 dB Лист 9 Для обеспечения устойчивой связи длина кабеля соединяющего RTR и CU не должна превышать: при подключении к конденсаторному CU – 200 m при подключении к индуктивному CU – 20 m Выбор CU зависит также от степени разветвлённости магистрали в месте подключения устройства. Например, при подключении маршрутизатора к разветвлению воздушных линий (рис. 6) можно использовать для ТП HV CUСL MV RTR RTR CUСM Рис. 6 Разветвлённая воздушная линия передачи сигнала CUСL , поскольку суммарное сопротивление линий снижается. Однако, на противоположном конце этих магистралей соответствующие устройства должны подключаться через CUС М, более подходящие для неразветвлённых воздушных линий. 4.1.2 Подключение удалённого счётчика к линии MV Подключение счётчика, оборудованного MV-модемом к линии MV, производится через такие же CU, как и для подключения маршрутизатора. Счётчик снабжён кабелем, для подключения к CU. Тракт приёма/передачи счётчика характеризуется следующими величинами: уровень сигнала на выходе - 10 V чувствительность - 4 mV затухание сигнала - 60 dB ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 10 Для обеспечения устойчивой связи длина кабеля соединяющего счётчик и CU не должна превышать: при подключении к конденсаторному CU – 200 m при подключении к индуктивному CU – 20 m Особенность подключения отдельных удалённых счётчиков к магистрали MV с целью учёта потребляемой электроэнергии на объекте рассматривается в п. 4.1.4. 4.1.3 Типы CU Устройства присоединения – CU обеспечивают передачу высокочастотного низковольтового сигнала, вырабатываемого модемами MV аппаратуры ADDAX.Net в линию 6/22 kV. В сети используются CU, предназначенные для воздушных и кабельных линий. Устройства подключаются по схеме фаза-земля. Различают CU двух типов: 1. Конденсаторное устройство присоединения – CUC (coupling unite capacitive). 2. Индуктивное устройство присоединения – CUI (coupling unite inductive). 4.1.3.1 Конденсаторное устройство присоединения Конденсаторное устройство присоединения - CUC состоит из конденсатора связи С и фильтра F, которые вместе образуют последовательный колебательный контур настроенный на рабочий диапазон частот, используемых в сети (рис. 7). К линии MV C К модему MV F Рис. 7 Конденсаторное устройство присоединения Устройство предназначено как для воздушных, так и для кабельных линий и изготавливается в двух версиях (табл. 4.1). Подключение CUC осуществляется в месте коммутации магистралей MV, как правило, на трансформаторных подстанциях. Устройство устанавливается в непосредственной близости к точке подключения, как показано на рис. 8. Табл. 4.1. Параметры CUC Волновое сопротивление Тип CUC Со стороны подключения к линии, Со стороны подключения к MVмодему, CUСL 35-55 75 ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net CUСМ Лист 11 150 75 шина заземления CUC шина заземления К модему MV Рис.8 Подключение CUC 4.1.3.2 Индуктивное устройство присоединения Индуктивное устройство присоединения – CUI представляет собой согласующий трансформатор, одной обмоткой которого является собственно кабель MV, а другая, низковольтная, служит для подключения модема MV (рис. 9). к модему MV Рис. 9 Индуктивное устройство присоединения Устройство предназначено для передачи данных на линиях с использованием кабелей с проводящей экранирующей оболочкой. Использование CUI на кабелях заземления не допускается. Конструктивно устройство представляет собой магнитопровод, состоящий из двух ферритовых полуколец, на одном из которых намотана низковольтная обмотка. Полукольца стянуты между собой металлическим хомутом. Для работы необходимо чтобы сквозь кольцо магнитопровода проходил либо кабель MV, либо провод, заземляющий экранирующую оболочку кабеля (рис. 10). ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 12 К модему MV К модему MV CUI1 CUI2 К модему MV Рис. 10 Подключение CUI Ток, протекающий по экранирующей оболочке кабеля не должен превышать 1А, в противном случае магнитопровод насыщается и устройство присоединения оказывается вне рабочих условий. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 13 4.1.3.3 Подключение CUC и CUI к линии MV Способы подключения устройств к линии MV представлены на рис. 11. Подключение CUC производится непосредственно к фазной шине. Выбор фазы производится по результатам измерения шума и затухания в линии – устройство следует подключать к той фазе, где соотношение сигнал/шум лучше. Обычно, для коротких линий достаточно подключать устройства к одной и той же фазе. RTR RTR CUC CUC CUI MV MV MV CUI LV LV LV Рис. 11 Устройства присоединения в смешанной линии MV Установка CUI осуществляется либо непосредственно на кабель, либо на заземляющий вывод экранирующей оболочки. Для перехода от ёмкостного к индуктивному устройству присоединения и обратно, необходимо установить оба устройства на одной трансформаторной станции, желательно в непосредственной близости друг от друга, выходы устройств соединить последовательно, и подключить к устройству снабжённому MV-модемом, например к маршрутизатору. 4.1.4 Подключение удалённых счётчиков Подключение отдельного удалённого счётчика на объекте, который получает электроэнергию от линии MV возможно двумя способами: на стороне MV, или на стороне LV, после понижающего трансформатора (рис. 12). ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 14 6-22 kV Тр CU 0,4 kV счётчик с MV-модемом Рис. 12 Варианты подключения счётчика В обоих случаях выход MV-модема через CU подключается к линии MV. Подключение на стороне LV является предпочтительным, поскольку счётчики предназначены для линий LV. Счётчик в этом случае должен быть установлен в непосредственной близости от устройства присоединения в защищённом от внешних воздействий месте. Подключение счётчика на стороне MV требует ряда дополнительных устройств и затрат. В этом случае счётчик подключается к линии через соответствующие понижающие трансформаторы тока и напряжения. При таком подключении, сам счётчик и указанное дополнительное оборудование должны быть помещены в электрический шкаф, отвечающий требованиям электробезопасности и защиты от внешних воздействий. Схемы подключения счётчиков прямого и трансформаторного включения представлены на рис. 13. Счётчики снабжены устройством управления внешними исполнительными устройствами, например контактором. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 15 MV Трансформатор 6/22 / 0,4 kV MV LV CU Контактор Трансформатор 6/22 / 0,4 kV LV ТТ CU Контактор к потребителю к потребителю a) b) Рис. 13 Схемы подключения счётчиков: a) прямого включения; b) трансформаторного включения 4.2 Порядок организации телекоммуникации по линии MV Сеть ADDAX.Net обеспечивает телекоммуникацию по линиям MV 6/22 kV. Линии могут быть как воздушные, так и кабельные. Возможен переход от линий одного типа к линиям другого. Существуют также указанные выше особенности обслуживания разветвлённых линий. Исходя из этого ясно, что для каждой конкретной магистрали MV набор сетевых устройств может отличаться. Консультации с разработчиками сети ADDAX.Net при выборе сетевых устройств являются абсолютно обязательными. Для оптимального устройства телекоммуникации по линиям MV, как с технической, так и стоимостной точки зрения необходимо знать следующее. 4.2.1 Количество точек учёта Речь идёт о количестве абонентских устройств (в случае сети электропотребления – счётчиков), информационный обмен с которыми планируется вести. При этом следует указать типы абонентских устройств и, если возможно, сгруппировать однотипные. 4.2.2 Характеристики линий MV Необходимо указать напряжение и тип линий: Напряжение – до 11 kV (до 22 kV). Частота – 50 Hz (60 Hz). ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 16 Линия: воздушная кабельная с экранирующей оболочкой кабельная без экранирующей оболочки 4.2.3 Характеристики CU Необходимо указать какого типа устройства присоединения желательно использовать для каждого участка магистрали MV. При этом нужно иметь в виду, что ёмкостное устройство присоединения является универсальным и потому дороже индуктивного. Кроме этого CUC для напряжения 22 kV отличается от CUC, предназначенных для линий 6-11 kV, большими габаритами и стоимостью. 4.2.4 Топографическая структура сети Необходимо представить схему участков сети передачи данных с указанием числа раздельных шин питающего центра (для определения числа каналов и присоединительных устройств), физических расстояний между трансформаторными станциями, мест возможной ретрансляции, мест возможной коммутации сети, а также дублирующих линий (параллельная подводка). Поскольку счётчики исполняют роль ретрансляторов, возможно использование их именно с этой целью на длинных линиях связи вместо маршрутизаторов, которые дороже счётчиков. В таком случае счётчики подключаются на стороне MV через трансформаторы тока и напряжения. Примерная структура сети показана на рис. 14. На схеме обозначены: - трансформатор; 4 - счётчик; 2 - счетчик, оснащённый MV-модемом; TS – трансформаторная станция; Line – линия MV; 500 - количество точек учёта. ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net TS1 1 2 TS2 Line 1 Лист 17 HV 4800 TS3 Line 2 3 560 4 2650 500 5 TS4 Line 3 700 3350 6 TS5 Line 4 7 470 3000 4300 Line 5 TS6 8 3350 Line 6 TS7 9 1200 Рис. 14 Пример структуры сети подключенной к одной из шин питания трансформатора TS1 На схеме указана также длина каждой линии между трансформаторными станциями. 4.2.5 Характеристики сети Данные, относящиеся к пунктам 4.2.1-4.2.4 необходимо представить в виде ряда таблиц на примере следующих. Счётчики (пример) # Тип Напряжение Функция MV-модем Доп. Функ. 1 3-ф Т ~220/380V баланс - реле 2 3-ф D ~220/380V учёт + - 3 3-ф Т ~220/380V баланс - - 4 3-ф Т ~220/380V баланс - - 5 3-ф Т ~220/380V баланс - реле 6 3-ф Т ~220/380V ретрансляция + - 7 3-ф D ~220/380V учёт + реле ООО «Матрица» версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net Лист 18 8 3-ф Т ~220/380V учёт + реле 9 3-ф Т ~220/380V учёт + реле Примечания: 3-ф Т – счётчик трёхфазный трансформаторного включения рассчитанный на напряжение ~220/380V; 3-ф D – счётчик трёхфазный прямого включения рассчитанный на напряжение ~220/380V; Реле предназначено для управления внешним контактором 220/380В; Линии (пример) # Тип Длина, m 1 воздушная 4800 2 кабельная с экранирующим оболочкой 2650 3 кабельная с экранирующим оболочкой 3350 4 воздушная 5500 5 воздушная 3350 6 кабельная без экранирующей оболочки 1200 Трансформаторы (пример) # Тип Количество шин питания Число точек учёта на станции Общее число точек учёта 1 HV/MV 4 4 2 MV/LV 1 - 3 MV/LV 2 2 4 MV/LV 1 1 700 5 MV/LV 1 1 470 6 MV/LV 1 - 1 7 MV/LV 1 - 1 1 560 500 4.2.6 Дополнительное оборудование в сети Следует указать, какое дополнительное оборудование включено в сеть на трансформаторной подстанции, где предполагается установка маршрутизатора, и на других трансформаторных подстанциях, входящих в состав сети передачи данных. 3. Указать место установки в сети, и частотные диапазоны для приема и для передачи, работающей аппаратуры ВЧ-связи и сигнализации. Указать длину участков, где линии, содержащие такое оборудование, идут параллельно и близко от линий передачи сигнала SIMS. 4. Указать следующие характеристики оборудования реактивной компенсации при его наличии: ООО «Матрица» место установки: на стороне MV или на стороне LV. Указать точные расстояния от этого оборудования до предполагаемого места установки маршрутизатора; схему подключения к линии: треугольником (a) или звездой (b). версия документа 5.4 18.01.2016 Сеть ADDAX.Net а) ООО «Матрица» Лист 19 b) версия документа 5.4 18.01.2016
