МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ФИДЕРНОЙ ЯЧЕЙКИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ Васьков И.В. научный руководитель канд. техн.наук, доцент Измайлов Е.Б. Сибирский федеральный университет Политехнический институт, кафедра «Электротехнические комплексы и системы» Основным компонентом системы электроснабжения (СЭС) подвижного состава городского электрического транспорта (ГЭТ) являются тяговые подстанции (ТП). Значительную долю затрат на эксплуатацию ГЭТ составляют затраты на их содержание. Основная статья затрат - это оплата труда дежурного персонала ТП. Дистанционное управление ТП позволяет работать без персонала, но с непрерывным контролем над работой из диспетчерского пункта. На такой подстанции автоматизированы лишь процессы защиты оборудования и управления нормальными режимами. Перечислим основные технико-экономические показатели автотелеуправляемых подстанций: 1) удельный объем здания автотелеуправляемых тяговых подстанций может быть уменьшен до 0,5-0,2 м3 /кВт вместо 1 м3 /кВт; 2) территория на современных тяговых подстанциях может отсутствовать, т.е. такие подстанции могут быть построены в виде отдельно стоящих зданий без ограждения их забором. При этом удельная площадь территории может быть снижена с 0,5 до 0,1 м2 /кВт; 3) стоимость проекта и сроки его выпуска для одно-двух-агрегатных автотелеуправляемых тяговых подстанций могут быть значительно снижены; 4) удельная стоимость монтажа и строительства, а также сроки ввода в эксплуатацию автотелеуправляемых подстанций сокращаются. Это происходит за счет большой простоты здания и возможности применения агрегатного монтажа и блочного стоительства; 5) протяженность трасс кабелей постоянного тока резко снижается, но зато протяженность кабелей переменного тока возрастает.[4] Целью данного проекта является создание микропроцессорного контроллера релейной защиты фидера тяговой подстанции микроконтроллеров (CIP-51) телеуправления ТП. Структура системы телеуправления ТП (ТУТП) представлена ниже. 1 Диспетчерский пункт Тяговая подстанция 2 УКВ трансивер АРМ диспетчера Коммуникационный контроллер Тяговая подстанция N Тяговая подстанция 1 УКВ трансивер Локальная сеть подстанции (CAN) Терминальный контроллер Периферийный контроллер Агрегат 1 Периферийный контроллер 3 Агрегат 1 1 Агрегат 2 контроллер фидерной ячейки Периферийный контроллер Агрегат n Рисунок 1 – Структурная схема системы ТУТП. Электрифицированная железная дорога является потребителем 1-й категории, нарушение электроснабжения которого может принести значительный ущерб. Поэтому схемы питания тяговых подстанций от энергосистем должны обеспечивать высокую надежность и бесперебойность электроснабжения. Контактная сеть не имеет резерва, поэтому должна иметь высокую степень защиты от токов короткого замыкания и грозовых перенапряжений. Защита фидеров контактной сети от грозовых перенапряжений осуществляется, как правило, разрядными устройствами. Защита от токов короткого замыкания осуществляется с помощью селективных защит. Особенностью режима работы фидеров контактной сети переменного тока является, как правило, соизмеримость максимальных токов нагрузки с минимальными токами короткого замыкания. Так как в этих случаях максимальные токовые защиты не могут обеспечить селективной работы, то для защиты фидеров контактной сети применяют дистанционные защиты, срабатывание которых зависит как от отношения напряжения в месте установки защиты к величине протекающего тока, так и угла сдвига между напряжением и током. Для повышения автоматизации и надежности электроснабжения на фидерах контактной сети тяговых подстанций необходимо установка микропроцессоров. Микропроцессор — это центральный узел МУРЗ, предназначенный для управления работой всех остальных узлов и выполнения арифметических и логических операций над информацией.[3] 2 В МУРЗ внутренняя логика работы, выполняемые функции и настройки могут быть легко изменены с помощью внешнего компьютера и даже с помощью удаленного доступа local area networks (Ethernet). Последствия такого вмешательства непредсказуемы и опасны, поэтому некоторые производители МУРЗ предпринимают меры для предотвращения возможности такого вмешательства. Одной из таких мер является использование так называемой «жесткой логики» — алгоритма работы МУРЗ заранее полностью согласованного с заказчиком и не подлежащем изменению в процессе эксплуатации защиты. Такой принцип положен в основу МУРЗ типов SPAC-800, SPAC-810, производимых в России по лицензии компании АВВ.[3] Исходя из этого, было принято решение для передачи данных использовать собственную низкоскоростную радиосеть в УКВ диапазоне 174 Мгц. Предприятия городского электрического транспорта имеют выделенные частоты в этом диапазоне. Трафик в системе ТУТП невелик, пакеты содержат не более 8 -10 байт данных, поэтому для нормального функционирования системы достаточна скорость передачи данных 9600 – 19200 бит/сек. Важнейшими характеристиками микропроцессора являются: 1. тактовая частота, характеризующая быстродействие процессора; 2. разрядность процессора; 3. Порт — специальное устройство, через которое обеспечивается микропроцессора с внешними и периферийными устройствами. связь Применение микропроцессорной защиты и микро-ЭВМ для выполнения функций релейной защиты обусловлено их широкими функциональными возможностями, обеспечивающими создание защит нового поколения практически любой сложности и высокой надежности. Список используемых источников 1) Дьяков А.Ф., Овчаренко Н.И. Микропроцессорная релейная защита и автоматика электротехнических систем, 2010г. 2) Марикин А.Н., Мизинцев А.В. - Новые технологии в сооружении и реконструкции тяговых подстанций, 2008 г. 3) Журнал «Электротехнический рынок», 2005-2015 гг. Элек.ру. 4) Загайнов Н.А. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. Автоматика и телеуправление, 1961г. – С. 259-260. 3