RU63548U1 - Система охраны линий электропередач - Google Patents

Abstract

Данная система может быть использована для обеспечения охраны трехфазных линий городского освещения с функцией управления включением\выключением освещения. Сущность системы охраны линий электропередачи заключается в том что, она содержит до 32 выносных элементов (8), последовательно соединенных с базовым блоком (3) посредством радиосвязи, соединенным с тиристорным коммутаторам (5) второй и третьей фазы, автоматизированное рабочее место оператора (1) с GSM модемом (2), коммуникационный контроллер (4), соединенный с GSM модемом (2), до 6 релейных модулей (6), согласователь системы передачи извещений (7), при этом коммуникационный контроллер (4) соединен с релейными модулями (6) и базовым блоком (3) и тиристорным коммутатором (5) каждой из фаз и GSM модемом контроллера (2), связанным с GSM модемом (2) автоматизированного места оператора (1) посредством сети GSM, при этом релейные модули (6) связаны с согласователем системы передачи извещений (7).

Description

Предлагаемая полезная модель относится к системам охраны линий электропередач и может быть использована для обеспечения охраны трехфазных линий городского освещения с функцией управления включеня\выключения освещения по таймеру (программно) либо по команде оператора.

Известна система охраны линий элктропередач и управления городским освещением (http://bases, Научно-технические разработки России, информационный листок №65-165-01) позволяющее идентифицировать короткое замыкание на линии или порыв проводов в результате техногенных либо природно-климатических причин или перерезание токоведущих частей силового провода городского освещения.

Однако указанное устройство не способно выявить причину аварийной ситуации на линии, т.к. основной функцией системы является управление включением\выключением освещения.

Кроме того, известна система охраны линий электропередач «СОЛОС» (Патент №35673 от 10.090.03.), являющаяся прототипом предлагаемой полезной модели, позволяющая организовывать охрану линий городского освещения, содержащая выносной элемент, состоящий из блока питания, выход которого соединен со входом управляющего ключа, соединенный проводами электрических линий осветительной сети с базовым блоком. В выносной элемент введены детектор перехода напряжения в сети через ноль, управления, защиты, детектор импульсов модуляции питающего напряжения, селектор режимов работы, а базовый блок содержит детектор перехода напряжения в сети через ноль, датчик тока, схему детектирования импульсов тока, детектор перехода тока в сети через ноль и силовой коммутатор, причем вход детектора перехода

напряжения в сети через ноль подключен к одному из входов устройства управления и ко входу устройства защиты, выход датчика тока подключен ко входам схемы детектирования импульсов тока и детектора перехода тока в сети через ноль, выходы которых присоединены ко входу устройству управления, выходы устройства управления соединены с устройством защиты и со входом устройства сопряжения с информационной магистралью, а выход устройства защиты соединен со входом силового коммутатора, при этом в выносном элементе детектор перехода напряжения в сети через ноль подключен ко входам устройства защиты, выходы детекторов импульсов модуляции питающего напряжения и селектора режимов работы подключены ко входам устройства управления, а его выход подключен ко входу устройства защиты.

Однако в этом устройстве нет обратной связи с оператором пульта охраны, отсутствует возможность идентифицировать изменение напряжения в охраняемой линии, охрана возможна только линейных участков линии электропередачи, без учета возможных ответвлений, нет возможности охранять трехфазные линии электропередачи, что сужает функциональные возможности системы.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание системы имеющей более широкие функциональные возможности. Поставленная задача достигается тем, что в системе содержится до 32 выносных элементов последовательно соединенных с базовым блоком посредством радиосвязи, соединенным с тиристорным коммутатором второй и третьей фазы, автоматизированное рабочее место оператора с GSM модемом, коммуникационный контроллер соединенный с GSM модемом, до 6 релейных модулей, согласователь системы передачи извещений, резервный источник питания, при этом коммуникационный контроллер соединен с базовым блоком и тиристорным коммутатором каждой из фаз, и с GSM модемом контроллера, связанным с GSM модемом автоматизированного рабочего места оператора посредством сети GSM, с

релейными модулями и резервным источником питания, установленным в одной из фаз и соединенным с релейными модулями, связанными с согласователем системы передачи извещений.

На фиг.1 приведена предлагаемая система, на фиг.2 приведена структурная схема базового блока (ББ) 3, на фиг.3 приведена структурная схема коммуникационного контроллера (КК) 4, на фиг.4 приведена структурная схема релейного модуля (РМ) 6 и согласователя СПИ (7), на фиг.5 приведена структурная схема выносного элемента (ВЭ) 8, на фиг.6 приведен пример прохождения прямого и обратного маркера в ВЭ (8) установленых на охраняемой линии, на фиг.7 приведен пример прохождения маркеров от ББ (3) через простые ВЭ (8) до концевого ВЭ (8), на фиг.8 приведен пример прохождения маркеров от ББ (3) через узловые ВЭ (8).

Система (фиг.1) состоит из:

автоматизированного рабочего места оператора (далее - «АРМ оператора») (1) - персонального компьютера с установленным специализированным программным обеспечением и связанным с радиомодем GSM (2), трех базовых блоков (3) связанных с коммуникационным контроллером (4), связанным с GSM модемом (2) который посредством сотовой сети связан с аналогичным модемом GSM (2), трех тиристорных коммутаторов (5), связанных с трехфазной силовой линией и «0» и базовыми блоками (3), до шести релейных модулей (6), связанных с коммуникационным контроллером (4), согласователя СПИ (7), связанного с релейным модулем (7), выносных элементов (8), один из базовых блоков (3) связан по радиоканалу с ближайшим к нему выносным элементом (ВЭ) (8), который в свою очередь по радиоканалу связан со следующим и предыдущим ВЭ (8), которых в системе может быть до 32 на каждый ББ (3), при этом каждый ВЭ (8) связан с трехфазной силовой линией и «0».

В состав базового блока (3) (фиг.2) входят: микроконтроллер (9), приемопередатчик (10), работающий в открытом диапазоне радиочастот, согласователь последовательного порта (11), блок питания (12) и устройство синхронизации с сетью (13), схема сопряжения с тиристорным коммутатором (14), согласователь датчика тока (15), трансформатор тока (16);

Микроконтроллер ББ (9) соединен с приемопередатчиком (10), а так же с согласователем последовательного порта (11), который соединен с КК (4), соединенный со схемой сопряжения с коммутатором (14), которая соединена с тиристорым коммутатором (5), связанным с одной из фаз трехфазной силовой линии (контролируемой фазой) и «0». Кроме того микроконтроллер (9) соединен с устройством синхронизации с сетью (13), которое соединено с блоком питания (12), соединенным с той же фазой техфазной силовой линии и «0», что и тиристорный коммутатор (5). Так же микроконтроллер (9) соединен с согласователем датчика тока (15), который соединен с трансформатором тока (16), соединенным с контролируемой фазой трехфазной силовой линии.

В состав коммуникационного контроллера (4) (фиг.3) входят: микроконтроллер (20), мультиплексор (21) последовательных каналов связи, согласователи переключаемых последовательных каналов связи (22), согласователи датчиков вскрытия шкафа (23), блок релейных выходов (24), таймер реального времени с литиевым элементом питания (25), согласователь порта связи с GSM-модемом (26), блок питания (27);

Микроконтроллер (17) (фиг.3) соединен с мультиплексором (18), который соединен с согласователями последовательных каналов (19), которые соединены с тремя базовыми блоками (3) и релейными модулями (6). Микроконтроллер (17) соединен с таймером реального времени (20). Так же микроконтроллер (17) соединен с блоком релейных выходов (21), соединенным с согласователем СПИ (7). Кроме того микроконтроллер (17)

соединен с согласователем порта связи с GSM модема (22), который непосредственно соединен с GSM модемом (2). В КК (4) имеется блок питания (23), связанный с микроконтроллером (17), с GSM модемом (2).

Тиристорный коммутатор (5) (фиг.1) представляет собой два встречно-паралельно включенных тиристорных ключа (тиристора), со схемой управления обеспечивающей оптронную развязку и состоящей из усилительного каскада на маломощном симисторе и демпфирующей резистивно-емкостной цепи, предназначенной для защиты тиристоров от перенапряжений.

Релейный модуль (6) и согласователь СПИ (7) (фиг.4) состоят из микроконтроллера (24), связанного через согласователь последовательного порта (25) с коммуникационным контроллером (4), кроме того микроконтроллер (24) связан с регистрами (26), (27) согласователя СПИ (7), выходы которых через буферы (28), (29) соединяются с системой передачи извещений (СПИ).

Выносной элемент (8) (фиг.5) состоит из микроконтроллера (30), приемопередатчика (31), детектора соседних фаз (32), блока питания (33).

Выносной элемент - ВЭ (8) (фиг.5) представляет собой микроконтроллер (30), связанный с приемопередатчиком (31), имеющем радиосвязь с соседними ВЭ (8), либо с ББ (3). ВЭ (8) имеет детектор соседних фаз (32) связанный с микроконтроллером (29) и с контролируемой фазой и «0». Кроме того в ВЭ (8) имеется блок питания (33), связанный с детектором соседних фаз (32), а так же с одной из фаз трехфазной силовой линии и «0».

Работает система следующим образом:

Разработанная система охраны линий электропередач (далее - «система») предназначена для обеспечения контроля целостности трехфазных линий электропередач, в том числе - линий уличного освещения.

Каждый ВЭ (8), а также ведущий их ББ (3), содержат приемопередатчик, работающий в открытом (не требующем лицензирования) диапазоне радиочастот. Приемопередатчик ББ (3) выдает сообщение («прямой маркер»)

адресованный ближайшему к нему выносному элементу (8) (фиг.6). Получив этот прямой маркер, приемопередатчик 1-го ВЭ (8) выдает прямой маркер, адресованный 2-му ВЭ (8) и т.д. Приемопередатчик (30) последнего, n-го ВЭ (8), получив адресованный этому ВЭ (8) прямой маркер, выдает сообщение («обратный маркер»), адресованный предпоследнему, (n-1)-му ВЭ (8). В информационном поле этого маркера n-й ВЭ (8) устанавливает флаг своей активности. (n-1)-й ВЭ (8) отправляет обратный маркер (n-2)-му ВЭ (8), установив в информационном поле флаг своей активности и т.д. В конечном итоге, обратный маркер получает приемопередатчик базового блока (10).

В случае обрыва линии электропередачи между выносными элементами (8) с номерами k и k+1, ВЭ (8) с номерами, большими k, не получают питания и не могут сформировать прямых и обратных маркеров, k-й ВЭ (8) обнаруживает отсутствие (k+1)-го и последующих ВЭ (8) по отсутствию прихода от (k+1)-го ВЭ (8) обратного маркера в течение заданного времени ожидания. В этом случае, k-й ВЭ (8) самостоятельно формирует обратный маркер, устанавливает в нем флаг своей активности и отправляет его (k-1)-му ВЭ (8). В этом обратном маркере будут сброшены флаги активности (k+1)-го и последующих ВЭ (8). Приняв такой обратный маркер, ББ (3) может определить, какие из ВЭ (8) не вышли на связь. При отсутствии обратного маркера от 1-го ВЭ (8) в течение заданного времени ожидания, ББ (3) принимает решение о приеме обратного маркера, в котором сброшены флаги активности всех ВЭ (8).

Для снижения вероятности ложных тревог, ББ (3) принимает решение об отсутствии отклика от того или иного ВЭ (8) только, если в обратном маркере r раз подряд был сброшен флаг активности этого ВЭ (8).

К каждому ББ (3) может быть подключено до 32 ВЭ (8), каждый из которых может быть в состоянии «зарегистрирован» либо «незарегистрирован». Зарегистрированные ВЭ (8), в свою очередь, могут находиться в состоянии «норма» или «тревога» (таблица 1).

Таблица 1
Состояние ВЭ	Описание
«незарегистрирован»	выносной элемент незарегистрирован, его флаги активности в обратном маркере не анализируются
«норма»	выносной элемент зарегистрирован, в r последних обратных маркерах соответствующий флаг активности был установлен хотя бы один раз
«тревога»	выносной элемент зарегистрирован, в r последних обратных маркерах соответствующий флаг активности ни разу не был установлен

Располагая информацией о размещении выносных элементов (8), и о том, какие из них не выходят на связь, оператор может с точностью до сегмента между двумя ВЭ (8) определить место обрыва линии.

Коммуникационный контроллер (4) периодически опрашивает базовые блоки (3) на предмет состояния ВЭ (8). Каждый ББ (3) с точки зрения КК (4) может находиться в состоянии «зарегистрирован» и «незарегистрирован». Незарегистрированные ББ (3) коммуникационный контроллер (4) не опрашивает. Зарегистрированные ББ (3) могут находиться в состоянии «норма» и «не отвечает» (таблица 2).

Таблица 2
Состояние ББ	Описание
«незарегистрирован»	базовый блок незарегистрирован, все 32 принадлежащих ему ВЭ коммуникационный контроллер считает незарегистрированными
«норма»	Базовый блок зарегистрирован и отвечает на запросы КК
«не отвечает»	базовый блок зарегистрирован, но не отвечает на запросы КК; все 32 принадлежащих ему ВЭ коммуникационный контроллер считает незарегистрированными, поскольку у него нет информации об их реальном состоянии

Также, КК (4) может выдавать базовому блоку (3) команды на изменение регистрации ВЭ (8), на изменение режима работы (включенное/выключенное освещение) и т.п.

Информацию о текущем состоянии базовых блоков (3) и выносных элементов КК (4) с помощью GSМ-модема (2) передает на АРМ (1) оператора. Передача информации коммуникационным контроллером (4) на АРМ (1) может производиться:

- по запросу от АРМ оператора (1);

- периодически (с интервалом, задаваемым АРМ);

- по тревоге (переходу любого ВЭ (8) в состояние «тревога», переходу любого ББ (3) в состояние «не отвечает»).

- по команде от АРМ оператора (1) коммуникационный контроллер (4) может:

- изменять регистрацию базовых блоков (3);

- изменять регистрацию выносных элементов (8), подключенных к зарегистрированным базовым блокам (3);

- изменять режим работы базовых блоков (3) (включать и выключать освещение);

К коммуникационному контроллеру (4) может быть подключено до 6 релейных модулей (6), используемых для согласования с системой передачи извещений на пульт централизованной охраны (7). Каждый релейный модуль (6) имеет 16 релейных выходов. Каждый релейный выход соответствует состоянию одного ВЭ (8) в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3
Состояние ВЭ	Состояние соответствующего релейного выхода
«незарегистрирован»	Разомкнут
«норма»	Замкнут
«тревога»	Разомкнут

Все релейные модули связаны с КК (4) общим последовательным каналом связи. Адреса релейных модулей (6) выставляются перемычками. Соответствие между адресами релейных модулей (6) и базовыми блокам и (3) и выносными элементами (8) приведено в таблице 4.

Таблица 4
Адрес релейного модуля	Соответствующие ББ и ВЭ
0	ББ №1, ВЭ от 1 до 16
1	ББ №1, ВЭ от 17 до 32
2	ББ №2, ВЭ от 1 до 16
3	ББ №2, ВЭ от 17 до 32
4	ББ №3, ВЭ от 1 до 16
5	ББ №3, ВЭ от 17 до 32

По запросу коммуникационного контроллера (4) через согласователь последовательного порта (11) ПО микроконтроллера ББ (3) выдает информацию о текущем режиме работы ББ (3), о регистрации и текущем состоянии выносных элементов (8), о периоде опроса выносных элементов. Также, по запросу КК (4) ББ (3) может изменять режим работы, регистрацию выносных элементов (8), период опроса выносных элементов.

Для охраны четырехпроводной трехфазной линии электропередач с рядом расположенными проводниками используется один ББ (3) с приемопередатчиком (10) («ведущий ББ») и два ББ (3) без приемопередатчика («вспомогательные ББ»). Питание всех ВЭ (8) в такой системе осуществляется от фазы управляемой ведущим ББ (3); детектор состояния соседних фаз (31) каждого ВЭ (8) соединяется с фазами, управляемыми вспомогательными ББ (3). Все ВЭ (8) в такой системе регистрируются у ведущего ББ (3); у вспомогательных ББ (3) нет ни одного зарегистрированного ВЭ (8). Вспомогательные ББ (3) фактически только управляют тиристорными коммутаторами (5).

Для синхронизации подачи пачек импульсов на все фазы импульсов в режиме выключенного освещения коммуникационный контроллер (4) формирует сигнал синхронизации, заводимый на все базовые блоки (3) в системе.

В зависимости от числа следующих выносных элементов (8) и топологии линии каждый выносной элемент (8) может иметь одну из трех конфигураций:

- концевой ВЭ (8)(следом за этим ВЭ нет других ВЭ);

- простой ВЭ (8) (следом за этим ВЭ расположен, по крайней мере, еще один ВЭ; данный ВЭ обеспечивает связь только с одним последующим ВЭ - отправляет ему прямой маркер и ожидает от него обратный маркер) (фиг.7);

- узловой ВЭ (8) (следом за этим ВЭ расположены несколько ВЭ; данный ВЭ обеспечивает связь с 2-мя, 3-мя или 4-мя последующими ВЭ - отправляет в каждом из этих направлений прямой маркер и ожидает из каждого из направлений обратный маркер) (фиг.8);

В процессе настройки в энергонезависимую память микроконтроллера (30) заносится ряд настроечных параметров. Для концевых и простых ВЭ (8):

- собственный адрес в системе данного ВЭ;

- адрес в системе предыдущего ВЭ;

- адрес в системе следующего ВЭ;

Для узловых ВЭ (8):

- собственный адрес в системе данного ВЭ;

- адрес в системе предыдущего ВЭ;

- адрес в системе следующего ВЭ №0;

- адрес в системе следующего ВЭ №1;

- адрес в системе следующего ВЭ №2;

- адрес в системе следующего ВЭ №3;

- число ВЭ в ветви №0;

- число ВЭ в ветви №1;

- число ВЭ в ветви №2;

- число ВЭ в ветви №3.

К адресам выносных элементов (8) в системе предъявляются следующие требования:

- адрес ВЭ представляет собой число от 0 до 32;

- адрес ВЭ должен быть уникальным (в одной системе не должно быть двух ВЭ с одинаковыми номерами);

- для концевого ВЭ в качестве адреса следующего ВЭ указывается 0;

- для узловых ВЭ в качестве адреса следующего ВЭ на неиспользованных направлениях указывается 0;

- для первого от базового блока ВЭ в качестве адреса предыдущего ВЭ указывается 0 (т.е., ББ имеет адрес 0).

Программное обеспечение (ПО) микроконтроллера (30) концевых и простых ВЭ (8) работает по следующему алгоритму:

А. ПО ожидает приема приемопередатчиком (31) сообщения

Б. Если принятое сообщение имеет структуру прямого маркера, поле адреса источника сообщения совпадает с адресом предыдущего ВЭ (8), поле адреса приемника сообщения совпадает с собственным адресом ВЭ (8), то ПО переходит к п.В. алгоритма, иначе - возвращается к п.А.

В. Если ВЭ (8) является концевым, ПО выполняет п.В.1 алгоритма, иначе - п.В.2.

B.1 ПО формирует и выдает приемопередатчику (31) обратный маркер. Этот маркер содержит:

- адрес данного ВЭ (8) в качестве адреса источника сообщения;

- адрес предыдущего ВЭ (8) в качестве адреса приемника сообщения;

- единицу в поле флага активности данного ВЭ (8);

- нули в полях флагов активности всех остальных ВЭ (8).

После выдачи сообщения приемопередатчику, ПО возвращается к п.А. алгоритма.

В.2 ПО извлекает из прямого маркера значение максимального времени отклика. Этим значением инициализируется таймер ожидания отклика. Также, из маркера извлекается значение приращения максимального времени отклика. ПО формирует и выдает приемопередатчику (31) новый прямой маркер. Этот маркер содержит:

- адрес данного ВЭ (8) в качестве адреса источника сообщения;

- адрес следующего ВЭ (8) в качестве адреса приемника сообщения;

- значение максимального времени отклика, уменьшенное на значение приращения;

- значение приращения максимального времени отклика.

После выдачи сообщения приемопередатчику (31) ПО переходит к п.Г. алгоритма.

Г. ПО ожидает приема обратного маркера или обнуления таймера ожидания отклика. Если первым приходит сообщение от приемопередатчика (31), ПО переходит к п.Д. алгоритма. Если первым обнуляется таймер, ПО переходит к п.B.1 алгоритма.

Д. Если принятое сообщение имеет структуру обратного маркера, поле адреса источника сообщения совпадает с адресом следующего ВЭ (8), поле адреса приемника сообщения совпадает с собственным адресом ВЭ (8), ПО переходит к п.Е. алгоритма, иначе возвращается к п.Г.

Е. ПО извлекает из принятого маркера поле флагов активности выносных элементов (8) и формирует новый обратный маркер. Этот маркер содержит:

- адрес данного ВЭ (8) в качестве адреса источника сообщения;

- адрес предыдущего ВЭ (8) в качестве адреса приемника сообщения;

- единицу в поле флага активности данного ВЭ (8);

- значения полей активности остальных ВЭ (8), извлеченные из принятого обратного маркера.

После выдачи сообщения приемопередатчику (31), ПО возвращается к п.А алгоритма.

Программное обеспечение микроконтроллера (30) узловых ВЭ (8) работает по следующему алгоритму:

Ж. ПО ожидает приема приемопередатчиком (31) сообщения

З. Если принятое сообщение имеет структуру прямого маркера, поле адреса источника сообщения совпадает с адресом предыдущего ВЭ (8), поле адреса приемника сообщения совпадает с собственным адресом ВЭ (8), то ПО переходит к п.И алгоритма, иначе - возвращается к п.Ж.

И. ПО извлекает из прямого маркера значение максимального времени отклика и его времени приращения. Значение максимального времени отклика сравнивается со временем, необходимым для опроса последующих ВЭ (8) по всем направлениям (это время определяется как произведение времени приращения на сумму числа ВЭ (8) во всех последующих направлениях). Если полученное время отклика оказывается меньше требуемого (т.е., данный ВЭ (8) заведомо не успевает опросить все последующие ВЭ (8)), ПО переходит к п.К алгоритма, иначе - к п.Л.

К. ПО формирует и выдает приемопередатчику (31) обратный маркер. Этот маркер содержит:

- адрес данного ВЭ (8) в качестве адреса источника сообщения;

- адрес предыдущего ВЭ (8) в качестве адреса приемника сообщения;

- единицу в поле флага активности данного ВЭ (8);

- нули в полях флагов активности всех остальных ВЭ (8).

После выдачи сообщения приемопередатчику (31), ПО возвращается к п.Ж алгоритма.

Л. Таймер ожидания отклика инициализируется произведением приращения максимального времени отклика на число ВЭ (8) в первом из неопрошенных направлений. ПО формирует и выдает приемопередатчику (31) новый прямой маркер. Этот маркер содержит:

- адрес данного ВЭ (8) в качестве адреса источника сообщения;

- адрес следующего ВЭ (8) в данном направлении в качестве адреса приемника сообщения;

- значение время ожидания отклика, уменьшенное на значение приращения;

- значение приращения максимального времени отклика.

После выдачи сообщения приемопередатчику (31) ПО переходит к п.М алгоритма.

М. ПО ожидает приема обратного маркера или обнуления таймера ожидания отклика. Если первым приходит сообщение от приемопередатчика (31), ПО переходит к п.Н алгоритма. Если первым обнуляется таймер, ПО переходит к следующему неопрошенному направлению и к п.Л алгоритма (если остались неопрошенные направления), либо к п.Н алгоритма (если опрошены все направления).

Н. ПО извлекает из принятого обратного маркера поле флагов активности выносных элементов (8) и сохраняет его в своей памяти, после чего переходит к следующему неопрошенному направлению и к п.Л алгоритма (если остались неопрошенные направления), либо к п.О. алгоритма (если опрошены все направления).

О. ПО формирует новый обратный маркер. Этот маркер содержит:

- адрес данного ВЭ (8) в качестве адреса источника сообщения;

- адрес предыдущего ВЭ (8) в качестве адреса приемника сообщения;

- единицу в поле флага активности данного ВЭ (8);

- значения полей активности остальных ВЭ (8), извлеченные из принятых обратных маркеров.

После выдачи сообщения приемопередатчику (31), ПО возвращается к п.Ж алгоритма.

В конфигурации ВЭ (8) с детектором состояния соседних фаз ПО формирует обратный маркер только при наличии напряжения на обеих соседних фазах.

Для обмена с GSМ-модемом (2) используются АТ-команды модема. КК (4) постоянно опрашивает GSМ-модем (2) на предмет наличия в его памяти принятых сообщений. При наличии в памяти модема непрочитанного сообщения, КК (4) считывает это сообщение, после чего удаляет его из памяти модема (2).

Считанное сообщение содержит ряд полей, в том числе: номер телефона, с которого сообщение было отправлено и поле данных в формате PDU. Телефонный номер, с которого было отправлено считанное сообщение, сравнивается с телефонным номером модема АРМ оператора (1). При несовпадении телефонных номеров такое сообщение игнорируется. Тем самым исключается перехват управления системой. При совпадении номеров поле данных декодируется и рассматривается как команда протокола обмена между КК (4) и АРМ оператора (1).

Обмен между КК (4) и АРМ оператора (1) строится по принципу «выстрелил и забыл» (любой из участников обмена по какому-либо событию отправляет сообщение другому участнику, не требуя подтверждения получения этого сообщения).

Сообщения от КК (4) к АРМ (1) оператора включают в себя: статусное сообщение, слова периода отправки сообщений и циклограмм. Сообщения от АРМ оператора (1) к КК (4) включают в себя: запрос статусного сообщения, изменение регистрации базовых блоков (3) и выносных элементов (8), изменение режима работы базовых блоков (3), запрос слов периода отправки сообщений и циклограмм, изменение слов периода отправки сообщений и циклограмм и т.д.

Обмен с релейными модулями (6) строится по принципу «ведущий - ведомый». В качестве ведущего устройства выступает КК (4), в качестве ведомых - релейные модули (6). Каждый запрос и ответ содержат поле адреса ведомого устройства. Адрес устройства задается перемычками на плате релейного модуля (6). Протокол обмена КК (4) и релейных модулей (6) включает команды запроса и изменения состояния релейных выходов буферов регистров (28, 29).

Каждый из базовых блоков (3) может работать в режимах включенного и выключенного освещения. Переключение режимов работы ББ (3) осуществляется по команде КК (4). КК (4) устанавливает режим работы ББ (3) либо по команде от АРМ оператора (1), либо согласно циклограмме.

КК (4) постоянно опрашивает текущий режим работы ББ (3) и сравнивает его требуемым режимом работы. При несовпадении этих режимов, КК (4) отправляет базовому блоку (3) команду на изменение текущего режима. Требуемый режим работы ББ (3) определяется либо командой от АРМ оператора (1) (в режиме КК «циклограммы запрещены»), либо в соответствии с циклограммой (в режиме КК «циклограммы разрешены»).

Циклограмма представляет собой две пары времен включения и выключения освещения. Для каждого ББ (3) предусмотрена отдельная циклограмма. В режиме «циклограммы разрешены» КК (4) постоянно сравнивает текущее время своего таймера с границами циклограмм и определяет требуемый режим работы каждого из ББ (3). При пересечении границы циклограммы текущий режим работы ББ (3) перестает совпадать с требуемым и КК (4) выдает команду базовому блоку (3) на включение или выключение освещения.

Для подключения к системе передаче КК (4) соединен с шестью нормально разомкнутыми согласователями последовательного канала (29) релейных модулей (6). Выходы реле с 1-го по 3-й соответствуют состоянию цепей питания базовых блоков с 1-го по 3-й (выход замкнут, если питание ББ (3) присутствует, разомкнут, если питание отсутствует).

Выходы реле с 4-го по 6-й соответствуют состоянию обмена КК (4) с базовыми блоками с 1-го по 3-й (выход замкнут, если ББ (3) отвечает на запросы КК (4), разомкнут, если ББ (3) не отвечает на запросы КК (4)).

Ведущий базовый блок (3) ведет периодический опрос подключенных к нему выносных элементов (8). При охране трехфазных четырехпроводных линий выносные элементы (8) запитываются от одной из фаз и опрашиваются ведущим базовым блоком (3), управляющим этой фазой. Охрана соседних фаз обеспечивается за счет их подключения к входам детекторов соседних фаз выносных элементов (32). При этом, в момент опроса выносных элементов (8) на соседних фазах должно присутствовать напряжение, что обеспечивается вспомогательными базовыми блоками (3).

В режиме включенного освещения на охраняемую линию каждый базовый блок (3) подает синусоидальное питающее напряжение постоянно. В режиме выключенного освещения ББ (3) выдает на охраняемую линию пачки отрезков синусоиды. Длительность пачки зависит от протяженности линии и количества выносных элементов (8) в системе и составляет от 3...15 с. Период следования пачек совпадает с периодом опроса выносных элементов и, из соображений обеспечения минимального времени срабатывания, должен выбираться в пределах 10...30 с.

Для того, чтобы в режиме выключенного освещения пачки импульсов подавались на все три фазы одновременно, на базовые блоки (3) заводится сигнал синхронизации, формируемый КК (4). Базовые блоки (3) начинают следующую опросную пачку спустя ровно один период опроса от момента прихода сигнала синхронизации (период опроса у всех ББ (3) систем устанавливается одинаковым).

Обмен с базовыми блоками (3) строится по принципу «ведущий - ведомый» (ведущее посылает запрос ведомому, ведомое посылает ведущему ответ на запрос). В качестве ведущего устройства выступает КК (4), в качестве ведомого - ББ (3). Протокол обмена КК (4) и ББ (3) включает команды: запроса статуса ВЭ (8), запроса флагов регистрации ВЭ (8), изменения флагов регистрации ВЭ (8) и т.д. Помимо линий последовательных портов связи, от базовых блоков к КК (4) заводятся их напряжения питания +5 В. Эти напряжения питания КК (4) рассматривает как логические сигналы с ТТЛ-уровнями: логический ноль на соответствующей линии рассматривается как отсутствие питания данного ББ (3), логическая единица - наличие питания данного ББ (3). Эти логические сигналы вместе с остальной статусной информацией передаются АРМ оператора (1) и в систему передачи извещений и позволяют оператору отличать отказ базового блока (3) от отключения соответствующей фазы.

Таким образом: предложенная система охраны линий электропередач имеет более широкие функциональные возможности по сравнению с прототипом (Патент №35673 от 10.090.03.), так как реализована беспроводная (по радиоканалу) система контроля целостности трехфазных линий электропередач, в том числе линий уличного освещения, с функцией его включения\выключения и не зависящая от топологии линии электропередач, с возможностью контроля и управления охраняемой линии электропередач посредством автоматизированного рабочего места оператора, с возможностью подключения к любой охранной системе.

Claims (1)

1. Система охраны линий электропередач, содержащая выносные элементы, соединенные с базовым блоком, соединенным с тиристорным коммутатором, отличающаяся тем, что в нее введены до 32 выносных элементов, последовательно соединенных с базовым блоком посредством радиосвязи, соединенным с тиристорным коммутатором второй и третьей фазы, автоматизированное рабочее место оператора с GSM модемом, коммуникационный контроллер, соединенный с GSM модемом, до 6 релейных модулей, согласователь системы передачи извещений, резервный источник питания, при этом коммуникационный контроллер соединен с релейными модулями и базовым блоком и тиристорным коммутатором каждой из фаз и с GSM модемом контроллера, связанным с GSM модемом автоматизированного рабочего места оператора посредством сети GSM, при этом релейные модули связаны с согласователем системы передачи извещений.