Safety increasing of electrified railways power supplying system distributive installations by multifunctional supervising device designing

ISSN 2223–5620 (Print), ISSN 2411–1554 (Online) Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, 2013, № 5 УДК 621.311.4 О. І. БОНДАР – к. т. н., доцент, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, О. І. САБЛІН – к. т. н., доцент, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Б. О. ШЕВЦОВ – студент, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ РОЗПОДІЛЬЧИХ УСТАНОВОК ОБ’ЄКТІВ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗАЛІЗНИЦЬ ШЛЯХОМ РОЗРОБКИ МУЛЬТИФУНКЦІОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЮЮЧОГО ПРИСТРОЮ Статтю представив д. т. н., доц. А. М. Муха змінному струмі 25 кВ 50 Гц електрифіковано 5326,29 км, на постійному струмі 3 кВ електрифіковано 4762,96 км. Частка електрифікованих дільниць від загальної експлуатаційної довжини залізниць становить 46,5 %, при цьому частка електротяги у загальному вантажообігу — 90,5 %. За абсолютною довжиною електрифікованих залізниць Україна займає 10-те місце серед країн світу і 6-те – серед країн Європи. Отже, електричні мережі залізниць належать до класу територіально розподілених електричних об'єктів, автоматизація управління яких потребує розв'язку широкого спектра задач економічного, диспетчерського, технологічного та експлуатаційного управління на різних рівнях ієрархії. Як зазначено в [3], одним з головних завдань розвитку електричного господарства Укрзалізниці на період до 2020 р. є проведення модернізації технічних засобів, впровадження нової техніки і технологій, інформаційно-аналітичних та керуючих систем з метою підвищення надійності безпеки руху, енергопостачання та зниження експлуатаційних витрат. На виконання цього завдання в теперішній час здійснюється впровадження корпоративної багатофункціональної системи Постановка проблеми та аналіз публікацій Однією з основних тенденцій розвитку сучасних електричних мереж є невпинне впровадження комплексу технологій, технологічних процесів, пристроїв та програмного забезпечення, котрі є складовими поняття Smart grids – «інтелектуальні електромережі». Ця інновація спрямована передусім на створення оптимальної розподіленої інфраструктури з можливістю повної автоматизації технологічних процесів на рівні електроенергетичних об'єктів [1]. У цих структурах управління технологічними процесами виробництва, перетворення, передачі і розподілу електричної енергії реалізується в рамках єдиної задачі забезпечення безперебійного електропостачання шляхом комплексного залучення всього обладнання і врахування багатьох режимів його роботи. Важливою складовою енергетичної системи України є електричні мережі електрифікованих залізниць. За інформацією Головного управління електрифікації та електропостачання Укрзалізниці [2] станом на початок 2011 р. експлуатаційна довжина електрифікованих залізниць України становить 10089,25 км, з яких на однофазному © О. І. Бондар, О. І. Саблін, Б. О. Шевцов, 2013 46 ISSN 2223–5620 (Print), ISSN 2411–1554 (Online) Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, 2013, № 5 ники, тощо), що не перебуває під напругою, а також зливу нафтового трансформаторного масла. Можна додати також, що значну кількість оглядів обладнання та ремонтних робіт, які за системою плановопопереджувальних ремонтів виконують бригади ремонтно-ревізійних дільниць або робітники підстанцій не потребують великого складу бригади і тому при виконанні робіт на об’єкті присутні лише 2 – 3 людини. Аналіз викладеного вище дозволяє зробити висновок, що задача впровадження елементів інтелектуальних систем на об’єктах системи електропостачання залізниць України є актуальною. моніторингу в тягових мережах Укрзалізниці на базі інформаційно-діагностичного комплексу (ІДК) "Регіна". Функції цієї системи на найнижчому рівні – рівні тягових підстанцій наступні [4]: - реєстрація доаварійних, аварійних та післяаварійних режимів функціонування електричних контактних мереж з синхронізацією за часом та спрацьовуваннями систем захисту; - визначення місця аварії та ідентифікацію характеру пошкодження; - діагностування стану високовольтної ізоляції вводів силових трансформаторів під робочою напругою; комерційний облік електричної енергії за тарифами, диференційованими за зонами - технологічний облік електричної енергії за окремими фідерами; - первинна обробку звітної інформації; - формування та передача на верхні рівні керування експрес-інформації, всієї (повної) інформації; - ведення баз даних. На сьогодні у складі системи електропостачання залізниць України налічується 305 тягових стаціонарних та пересувних підстанцій, 322 пости секціонування (ПСК) та 168 пунктів паралельного з’єднання (ППЗ) контактної мережі [3]. При цьому на усіх ПСК та ППЗ відсутній черговий оперативний персонал, як і на значній кількості підстанцій, котрі повністю обладнано пристроями телекерування і керуються дистанційно. При цьому оперативний персонал здійснює чергування «на дому», або знаходиться на одній з сусідніх підстанцій, яка є головною в даній групі («кущова» схема обслуговування) [5]. Розташування таких об’єктів у малолюдній місцевості та на значних відстанях один від одного створює сприятливі умови для проникнення на них сторонніх осіб з метою демонтажу обладнання з кольорових та чорних металів (елементи систем заземлення, вілітові розряд- Формулювання мети роботи В контексті викладеного вище, завданням роботи є розробка дослідного зразка багатофункціонального контролюючого пристрою, який на основі даних інфрачервоних датчиків здійснює моніторинг доступу персоналу у розподільчі установки та їх окремі частини, контроль дотримання безпечних відстаней від струмопровідних частин при виконанні робіт, управління опаленням та освітленням приміщень а також виконує функції сигналізації при спробах несанкціонованого доступу сторонніх осіб. Обґрунтування результатів Структурна схема пристрою, яка показана на рис.1, пояснює принцип дії мікроконтролерної 4 канальної системи, та відображає в собі блоки на електричній принциповій схемі. На структурній схемі пристрою (див. рис. 1) зображено наступні функціональні блоки: блок живлення, мікроконтролер, блок індикації, блок кнопок, блок реле, блок приймача та випромінювача ІЧ – променів. © О. І. Бондар, О. І. Саблін, Б. О. Шевцов, 2013 47 ISSN 2223–5620 (Print), ISSN 2411–1554 (Online) Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, 2013, № 5 Рис. 1. Структурна схема пристрою Блок А1: Приймач інфрачервоних променів. У ролі приймача пропонується TSOP1736. Даний призначений для отримання інфрачервоних променів, які відбиваючись від перешкоди потрапляють на нього. Блок А2: «Мікроконтролер» - найголовніший елемент пристрою, котрий виконує керування, обробку і управління всім пристроєм. Блок А3: Випромінювач інфрачервоних променів. Даний блок призначеній для випромінення інфрачервоних променів. Блок А4:. «Блок клавіатура» - призначений для встановлення необхідних режимів мікроконтролера. Блок А5: «Семисегмнтний і (...truncated)