system monitorowania i sterowania stacji transformatorowych

SYSTEM MONITOROWANIA I STEROWANIA STACJI
TRANSFORMATOROWYCH W ODKRYWCE „BEŁCHATÓW”
Zaprojektowany
system
przeznaczony jest do zdalnego
monitorowania i sterowania stacjami
transformatorowo - rozdzielczymi
typu SPP lub podobnymi. Mają one
budowę kontenerową i składają się
z rozdzielni 30kV, transformatora,
rozdzielni
6kV
i kondensatorów
kompensujących. Stacje te zasilają
maszyny
podstawowe
pracujące
w odkrywce. Ze względu na ich
przeznaczenie
są
niestacjonarne
i w miarę postępu prac górniczych ich
lokalizacja
jest
zmieniana.
Rozmieszczone są na obszarze
o promieniu nie przekraczającym
20 km.
Podstawowym elementem struktury
pokazanej na rysunku są zdalne
punkty
pomiarowe
(ZPP)
zlokalizowane
w stacjach
SPP.
Wyposażono je w moduły pomiarowe,
przetwarzające wybrane sygnały do postaci cyfrowej i sprzęt do transmisji danych (radiomodem RM), przeznaczony
do przesyłania zebranych informacji do dalszego przetworzenia.
W pierwszej kolejności dane z ZPP są przesyłane do zdalnego koncentratora danych (ZKD), składającego się ze stacji
serwera komunikacyjnego (SKOM) oraz serwera systemu wizualizacji i sterowania (SWIZ). Komunikacja pomiędzy ZKD
i ZPP odbywa się za pośrednictwem systemu radiowej transmisji danych. Aby zapewnić wymaganą pewność działania,
w trakcie transmisji informacje są zabezpieczone przed przypadkowymi zmianami powstałymi na skutek zakłóceń.
W projektowanym systemie zastosowano stacje wizualizacji i sterowania SCADA (WIZ), których zadaniem jest
obrazowanie i rejestrowanie aktualnego stanu sygnałów monitorowanych stacji SPP, rejestrowanie zdarzeń w czasie
i umożliwienie sterowania wybranymi sygnałami. Stację WIZ przyłączono do systemu w wybranym miejscu
za pośrednictwem istniejącej zakładowej sieci komputerowej. Dzięki przyjętym rozwiązaniom można podłączyć praktycznie
dowolną ilość stacji tego rodzaju.
Stacja wizualizacji danych na bieżąco:

pokazuje stan stacji, tzn. obrazuje wartości rejestrowanych sygnałów graficznie i liczbowo na monitorze wielkiej
rozdzielczości;

pokazuje informacje związane z kontrolą poprawności pracy punktów pomiarowych i układów transmisji danych;

rejestruje przebieg sygnałów i stany alarmowe w czasie;

umożliwia zdalne sterowanie wybranymi sygnałami;

uniemożliwia dostęp do funkcji sterowania osobom niepowołanym;

wykonuje raporty o stanach alarmowych.
Istotną rolę dla prac konserwacyjnych i diagnostycznych w omawianej strukturze pełni ręczna stacja wizualizacji (RSW).
Jest ona przeznaczona do lokalnego obrazowania aktualnych wartości sygnałów, diagnostyki i konfiguracji układów
pomiarowych oraz urządzeń do transmisji danych. Przy normalnej pracy systemu stacja ta nie jest potrzebna. Jest ona
natomiast niezbędna do konfigurowania i testowania pracy ZPP w takich przypadkach, jak rozszerzenie listy monitorowanych
sygnałów, naprawy, zmiana parametrów, kontrola pracy urządzeń nadawczo odbiorczych, itp.
doc: R-051101P03_SYSTEM_MONITOROWANIA_I_STEROWANIA_STACJI_TRANSFORMATOROWYCH_W_ODKRYWCE/Ver:2
1
Łódź, luty 2003
FUNKCJE SYSTEMU
Komunikacja ze stacjami transformatorowymi została zapewniona za pośrednictwem systemu radiowej transmisji danych
(opisany niżej), którego częstotliwości pracy i moce w antenie zostały dobrane na podstawie komputerowej symulacji
z wykorzystaniem mapy cyfrowej tak, aby nie zakłócały pracy aktualnie użytkowanych urządzeń i zapewniały odpowiednią
niezawodność całego systemu.
Dostęp do wartości sygnałów zapewniono z jednej stacjonarnej stacji wizualizacyjnej. Dostarczane do niej dane zapewniają:

rejestrowanie informacji w komputerze;

akustyczne informowanie dyspozytora o wystąpieniu stanu alarmowego;

obróbkę pomiarów do postaci tabel i wykresów;

możliwość wydruku raportów;

monitorowanie zaniku napięcia stałego;

pomiar napięcia 6 kV;

monitorowanie stanu położenia wyłączników 30kV i 6kV;

zadziałanie zabezpieczeń różnicowoprądowych, temperaturowych
i przetężeniowych dla 30 kV;

zadziałanie zabezpieczeń przetężeniowych i ziemnozwarciowych dla
6kV;

zdalne załączanie baterii kondensatorów.
System został tak skonstruowany, że może zostać w przyszłości
rozbudowywany w zakresie:

zwiększania liczby sygnałów monitorowanych i sterujących;

zwiększania liczby podłączonych do systemu stacji transformatorowo
rozdzielczych;

zwiększania liczby stacji wizualizacyjno – sterujących.
SYSTEM CYFROWEJ RADIOWEJ TRANSMISJI DANYCH
Radiową transmisję danych zapewniają radiomodemy amerykańskiej firmy MDS (Microwave Data Systems) pracujące
w paśmie częstotliwości 350-512MHz. Dla uzyskania wiarygodnej oceny zasięgów radiowych posłużono się komputerową
analizą propagacyjną, umożliwiającą uwzględnienie czynników wpływających na propagację fal radiowych, w tym –
w szczególności - ukształtowania terenu. Zastosowano program
komputerowy implementujący różne modele propagacji, między innymi
Okumury, ITU-370, Lee, Ibrahima-Parsonsa. Program wykorzystuje
w obliczeniach cyfrową mapę ukształtowania i pokrycia terenu (patrz
poniższy rysunek).
Do wyznaczenia zasięgu użytkowego wybrano obszarowy model
Okumury, który jest powszechnie stosowany w rozważanym paśmie
częstotliwości i typie zastosowań. Dodatkowo wykorzystano poprawkę na
tzw. kąt przesłaniania trasy, opracowaną przez EBU (European
Broadcasting Union), która umożliwia lepsze niż w oryginalnej metodzie
Okumury uwzględnienie szczegółów ukształtowania terenu, co ma duże
znaczenie ze względu na jego urozmaiconą rzeźbę na terenie KWB
„Bełchatów”. Wyniki symulacji przedstawiono na załączonym rysunku.
W celu obniżenia kosztów eksploatacji i zwiększenia funkcjonalności
w projekcie przyjęto dodatkowe założenia:
doc: R-051101P03_SYSTEM_MONITOROWANIA_I_STEROWANIA_STACJI_TRANSFORMATOROWYCH_W_ODKRYWCE/Ver:2
2
Łódź, luty 2003

w system wbudowano funkcje do zarządzania i kontroli pracy poszczególnych jego elementów, z w szczególności
systemu radiowej transmisji danych;

odczyt danych ze stacji SPP jest możliwy również lokalnie przez dodatkowe urządzenie przenośne;

w maksymalnym stopniu wykorzystano istniejącą infrastrukturę komunikacyjną, jak linie światłowodowe, sieci
komputerowe, itd.
www.commsvr.com
www.cas.eu
[email protected]
doc: R-051101P03_SYSTEM_MONITOROWANIA_I_STEROWANIA_STACJI_TRANSFORMATOROWYCH_W_ODKRYWCE/Ver:2
3
Łódź, luty 2003