TRAKCJA ELEKTRYCZNA

AUTOMATYKA I STEROWANIE

STEROWANIE

  Obwody główne w podstacjach trakcyjnych i kabinach sekcyjnych sterowane są za pomocą obwodów sterowniczych. Sterowanie to oddziaływanie na urządzenie, którego celem jest spowodowanie zmiany w obwodzie sterowanym - głównym wysokiego napięcia. Do sterowania pracą obwodów głównych służą urządzenia sterujące. Sterowanie może się odbywać:
- bezpośrednio - urządzenie sterujące powoduje zmiany bezpośrednio w sterowanym obwodzie głównym;
- pośrednio - urządzenie sterujące steruje obwodem głównym poprzez dodatkowe urządzenie.
  Ze względu na duże wartości prądowe i napięciowe obwodów głównych sterowanie bezpośrednie jest stosowane w szczególnych przypadkach (np. napęd ręczny odłącznika). Urządzeniami obwodów głównych steruje się zwykle pośrednio - za pomocą obwodów sterowniczych.

  Ze względu na odległości pomiędzy urządzeniami sterującymi a urządzeniami sterowanymi wyróżnia się sterowanie:
- bezpośrednie - urządzenia sterujące sterują pracą urządzeń obwodów głównych, które znajdują się w jednym pomieszczeniu (np. sterowanie urządzeniami na podstacji z pomieszczenia dyżurnego na podstacji);
- lokalne - urządzenia sterowane znajdują się w pobliskim terenie (np. sterowanie odłącznikami sieciowymi z pobliskiej nastawni);
- zdalne - urządzenie sterujące znajduje się daleko od urządzenia sterowanego, którym steruje poprzez łącze (np. sterowanie pracą podstacji i kabin z odległego centrum dyspozytorskiego).


  Dąży się do tego, aby wszystkie obiekty trakcji elektrycznej znajdujące się na określonym (dużym) terenie były sterowane zdalnie (z centrum dyspozytorskiego), z możliwością sterowania lokalnego (z podstacji trakcyjnej zasilającej określony odcinek).

  Sterowanie pracą obwodów głównych może następować:
- ręcznie - przez wykwalifikowany personel;
- samoczynnie - poprzez czujniki, przekaźniki, które porównują zależności pomiędzy poszczególnymi podzespołami obwodów;
- automatycznie - zwykle przez komputer, który dostając sygnały z sieci dokonuje operacji zgodnie z programem i oddziaływuje na inne obwody.

  Sterowanie ręczne, polega na tym, że personel odczytując parametry z mierników sam decyduje o załączeniu innych obwodów. Na przykład personel widząc wzrost obciążenia zespołów przetwórczych (odczyt z mierników, sygnalizacja) może podjąć decyzję o włączeniu dodatkowego zespołu przetwórczego. Sterowanie samoczynne polega na stosowaniu dodatkowych elementów w obwodach głównych jak przekaźniki, czujniki. Urządzenia te reagują na parametry w obwodzie głównym i działają zgodnie z nastawieniem. Przykładowo przekaźnik nadmiarowo-prądowy działa, gdy zespół przetwórczy jest przeciążony. Powoduje to wysłanie sygnału na urządzenie załączające kolejny zespół przetwórczy i zostaje on załączony.
Może się zdarzyć tak, że przeciążenie jest chwilowe i zespół przetwórczy zostanie niepotrzebnie załączony. Aby do tego nie dopuścić stosować można dodatkowo przekaźniki czasowe, dzięki temu następny zespół przetwórczy zostanie załączony dopiero, gdy przeciążenie pierwszego zespołu trwa określony czas.
Najdogodniejsze jest sterowanie automatyczne z wykorzystaniem zaprogramowanych urządzeń. W pamięci komputera znajduje się informacja, że w określonych godzinach jest duże natężenie ruchu pociągów elektrycznych. Wobec tego w tych godzinach komputer automatycznie załącza dodatkowy zespół przetwórczy. Jednocześnie komputer dostaje informacje o obciążeniach zespołów przetwórczych. Jeśli okaże się, że w danych godzinach do zasilania sieci trakcyjnej wystarczy jeden zespół wówczas komputer wyłącza drugi.
Powyższe opisane sytuacje to przykłady sterowania. W przypadku sterowania samoczynnego i automatycznego zbędny jest personel na podstacji, dlatego wszystkie dane dotyczące pracy urządzeń na podstacji, w kabinach i na szlaku przesyłane są do centrum dyspozytorskiego. W centrum dyspozytorzy mają możliwość kontrolowania pracy wszystkich urządzeń w danym rejonie, a także mogą nimi sterować. W razie konieczności sterowanie może odbywać się także z podstacji trakcyjnej.

  Układy sterowania ręcznego i samoczynnego mieszczą się w skrzynkach, szafach lub celkach ze schematem listwowym. Z zewnątrz znajdują się elementy kontrolne: sygnalizatory, lampy, mierniki informujące o parametrach urządzeń, a także elementy sterowania ręcznego. W przypadku sterowania automatycznego cały program znajduje się w komputerze i jest połączony ze skrzynkami sterowania automatycznego.

URZĄDZENIA STERUJĄCE
  W starszych rozwiązaniach do sterowania służyły sterowniki (dźwignie, pokrętła lub przełączniki), które miały dwa zasadnicze położenia stabilne - załączony i wyłączony. Personel ustawiając sterownik na odpowiednią pozycję dokonywał zmiany w obwodzie sterującym, który sterował pracą obwodu głównego, np. przełączenie sterownika w pozycję "załączony" powodowało zasilenie cewki wyłącznika szybkiego co powodowało działanie wyłącznika. Z czasem sterowniki zaczęto zastępować przyciskami kolorowymi "załącz"/"wyłącz". Obecnie nawet na podstacjach, które w większości pozbawione są stałej obsługi znajdują się komputery, za pomocą których można sterować pracą obwodów głównych.


  Obecnie sterowanie wygląda w sposób pokazany na rysunku. Zasadniczo obwody w podstacji działają automatycznie za pomocą zaprogramowanych urządzeń, a informacje z podstacji przesyłane są do centrum dyspozytorskiego. Dyspozytor także ma możliwość sterowania pracą w wybranej podstacji w zależności od potrzeb. Informacje przesyłane są z centrum dyspozytorskiego do podstacji przez kabel teletechniczny, chociaż dąży się do tego, aby zastąpić te kable szybszym i bardziej niezawodnym łączem - np. światłowodem. Dyspozytor w pomieszczeniu ma tablicę ze schematem rozmieszczenia wszystkich podstacji, kabin i odłączników sieciowych. W sytuacji przedstawionej na rysunku dyspozytor dokonuje załączenia wyłącznika szybkiego w podstacji. Sygnał z komputera jest wzmacniany i przesyłany do skrzynki znajdującej się w podstacji, co powoduje załączenie obwodu zasilania cewki wyłącznika (sterowanie zdalne). W razie konieczności układ przestawia się na sterowanie z podstacji. Tutaj ma miejsce podobna operacja (sterowanie lokalne). Sygnał o stanie wyłącznika jest przekazywany w obu przypadkach do centrum. SYGNALIZACJA
  Stan każdego urządzenia będącego częścią układu zasilania musi być pokazywany na pulpicie sterowniczym. W zależności od stanu pracy urządzenia na pulpicie świecą się światła różnego koloru. Oprócz sygnalizatorów świetlnych stosuje się także sygnalizację dźwiękową. Dawniej w podstacjach w celach informacyjnych stosowano przekaźnik sygnalizacyjny. Z czasem został on zastąpiony sygnalizacją świetlną i dźwiękową.
Zwykle do informowania obsługi o stanie urządzeń stosuje się sygnały świetlne ciągłe lub pulsacyjne barwy czerwonej, zielonej oraz pomarańczowej. Jako sygnał akustyczny stosuje się brzęczyki, buczyki lub dzwonki.


  Dla przykładu można podać sposób sygnalizowania działania wyłącznika szybkiego. W normalnym stanie, gdy wyłącznik jest zamknięty świeci się światło zielone. W przypadku wystąpienia zakłócenia i otwarcia się wyłącznika, na tablicy w dyspozyturze zaczyna się świecić czerwone pulsujące światło oraz słychać dzwonek. Dyspozytor przyjmując do wiadomości zmianę stanu wyłącznika naciska przycisk. Dzwonek się wyłącza, a światło zmienia się na czerwone ciągłe co oznacza, że wyłącznik jest otwarty i jest awaria. Po usunięciu awarii światło zmienia się na pomarańczowe i pojawia się brzęczyk dla zwrócenia uwagi dyspozytora. Oznacza to, że awaria została usunięta i można zamknąć wyłącznik. Po zamknięciu wyłącznika światło zmienia się na zielone.
Powyższa sytuacja to tylko przykład sposobu sygnalizacji.

ZDALNE STEROWANIE | UZALEŻNIENIA I BLOKADY | ZABEZPIECZENIA | POMIARY

Poniżej znajdują się odnośniki do poszczególnych zagadnień związanych z trakcją elektryczną:

AUTOMATYKA I STEROWANIE | OGÓLNE INFORMACJE | SYSTEMY ZASILANIA | SILNIKI TRAKCYJNE SIEĆ TRAKCYJNA | PODSTACJE TRAKCYJNE | ELEKTRYFIKACJA I EKSPLOATACJA | HAMOWANIE ELEKTRYCZNE