Maj 2007
Informacje o firmie Przedsiębiorstwo Produkcyjno Handlowo Usługowe ELESTER-PKP Sp. z o.o. powstało w 1992 roku w wyniku porozumienia pomiędzy Dyrekcją Generalną PKP (obecnie PKP S.A.) a Zakładami Aparatury Elektrycznej ELESTER S.A. w Łodzi (obecnie GE Power Controls S.A.) Podstawowy zakres działalności firmy obejmuje: budowę i serwis systemów zdalnego sterowania; budowę i serwis systemów automatyki trakcyjnej 3,3 kv oraz 660 V; budowę i modernizację obiektów elektroenergetycznych; budowę komputerowych urządzeń SRK; oprogramowanie specjalistyczne; produkcję elektroniczną. Siedziba firmy ELESTER-PKP w Łodzi Polityka jakości Od samego początku działalności w firmie ELESTER-PKP kładziono szczególny nacisk na jakość świadczonych usług i produkowanych wyrobów, a nadrzędnym celem podejmowanych działań było zawsze zadowolenie klienta i spełnianie jego oczekiwań. Efektem tej polityki było uzyskanie w 1997 roku certyfikatu jakości EN ISO 9001, a w sierpniu 2003 po recertyfikacji: Firma dba takŝe o wymaganą certyfikację produkowanych systemów i urządzeń przez uprawnione urzędy i placówki naukowe, a w szczególności: Urząd Transportu Kolejowego / GIK; Urząd Dozoru Technicznego; Instytut Elektrotechniki. - 2 -
Nowe potrzeby w zakresie transmisji danych W przeciągu ostatnich kilku lat obserwowany jest intensywny rozwój sieci SN w energetyce kolejowej. Wynika on zasadniczo z dwóch czynników. Pierwszym z nich jest konieczność zapewnienia duŝej niezawodności zasilania odbiorów nietrakcyjnych, a w szczególności urządzeń sterowania ruchem na liniach duŝych prędkości. Drugim czynnikiem jest systematyczne przyłączanie do sieci PKP Energetyka nowych, zewnętrznych odbiorców energii elektrycznej. W celu zapewnienia jak największej konkurencyjności w stosunku do oferty innych spółek dystrybucyjnych PKP Energetyka dąŝy do zachowania porównywalnej, a nawet wyŝszej niezawodności zasilania odbiorców, przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej jakości napięcia zasilającego. WaŜnym czynnikiem, sprzyjającym rozwojowi sieci potrzeb nietrakcyjnych jest takŝe dąŝenie do włączenia do sieci PKP Energetyka odbiorów kolejowych, które do tej pory były zasilane z zakładów energetycznych. W szczególności dotyczy to obiektów i urządzeń na liniach zelektryfikowanych, ale nie posiadających linii potrzeb nietrakcyjnych (LPN). Dynamiczna rozbudowa sieci SN potrzeb nietrakcyjnych pociąga za sobą konieczność sukcesywnego włączania do systemów zdalnego sterowania nowych urządzeń i obiektów. Wynika to bezpośrednio z potrzeby zapewnienia jak największej operatywności dyspozytorów zasilania elektroenergetycznego, którzy dzięki systemom telemechaniki są w stanie w sytuacjach awaryjnych szybko i sprawnie przywrócić zasilanie w najwaŝniejszych węzłach sieci bądź u najwaŝniejszych odbiorców. Nie bez znaczenia są równieŝ oszczędności wynikające z moŝliwej redukcji zapotrzebowania na personel pogotowia energetycznego i obsługi ruchowej obiektów. Rozbudowa systemów zdalnego sterowania stwarza konieczność poszukiwania alternatywy dla najbardziej rozpowszechnionej łączności przewodowej, a zwłaszcza przestarzałej telegrafii wielokrotnej TgFM. W przypadku duŝych obiektów, takich jak podstacje trakcyjne, ze względu na ciągły wzrost ilości przekazywanych informacji, a co z tym związane coraz większe wymagania co do przepustowości torów transmisyjnych, uzasadniona jest budowa nowoczesnych sieci Ethernet, z warstwą sprzętową opartą na technice światłowodowej. Z kolei w przypadku mniejszych obiektów, nierzadko rozproszonych na znacznym obszarze i odległych od innych obiektów włączonych do systemu zdalnego sterowania, uzasadnione jest zastosowanie łączności bezprzewodowej. Z uwagi na liczne zalety proponowana do niedawna łączność radiowa wyparta zostaje przez nowoczesną, pakietową transmisję danych w sieciach komórkowych GSM / GPRS. W odpowiedzi na wzrastające wymagania klienta oraz podąŝając za najnowocześniejszą technologią firma Elester-PKP rozszerzyła swoją ofertę o szereg systemów, wykorzystujących do przesyłu informacji na potrzeby zdalnego sterowania transmisję danych GPRS. - 3 -
Zakres stosowalności GPRS w energetyce kolejowej Firma Elester-PKP proponuje zastosowanie transmisji danych GSM/GPRS jako podstawowego kanału łączności dla potrzeb zdalnego sterowania następującymi urządzeniami i obiektami elektroenergetycznymi: odłączniki lub rozłączniki na liniach średniego napięcia (RSO-CZAT/GPRS); stacje transformatorowe i złącza kablowe bez pomiarów (SEN-CZAT/GRPS); pojedyncze odłączniki lub grupy odłączników na sieci trakcyjnej (GSO-CZAT); zdalny odczyt danych z liczników energii prądu stałego (LE 3000plus); Jednocześnie istnieje moŝliwość wykorzystania transmisji GSM/GPRS jako rezerwowego toru komunikacyjnego dla następujących obiektów: podstacje trakcyjne (BUSZ-CZAT/GPRS); duŝe stacje transformatorowe SN/nn z pomiarami (SEN-CZAT/GPRS); planowane w przyszłości główne punkty zasilania 110 kv / SN energetyki kolejowej (BUSZ-CZAT/GPRS); Obiekty sterowane w systemach RSO-CZAT/GPRS, SEN-CZAT/GPRS oraz GSO-CZAT mogą zostać włączone do istniejącego w centrum zdalnego sterowania systemu BUSZ (zobrazowanie na stanowiskach dyspozytorskich, tablica synoptyczna). Istnieje równieŝ moŝliwość dostawienia oddzielnego stanowiska dyspozytorskiego (komputera PC) do obsługi urządzeń sterowanych przez GPRS (rozwiązanie oszczędnościowe). ZALETY: Zalety i wady transmisji danych GSM / GPRS niskie koszty i krótki czas wdroŝenia; dowolna odległość pomiędzy obiektami; niewraŝliwość na ukształtowanie terenu i przeszkody terenowe (lasy itp.); brak konieczności stosowania rozbudowanych systemów antenowych; moŝliwość realizacji trybu transmisji zdarzeniowej; moŝliwość natychmiastowego powiadamiania o sytuacjach awaryjnych na telefony komórkowe odkreślonych pracowników (np. naczelników sekcji); WADY: wymagana bliskość stacji bazowej określonej sieci GSM (zasięg); występujące w czasie transmisji opóźnienia około 4 s z jednego obiektu; trudny do określenia koszt eksploatacji (zaleŝny od ilości danych); podobnie jak w systemie radiowym konieczność optymalnego dobru ilości danych ze względu na opóźnienia (brak sensu przesyłania pomiarów wielkości szybkozmiennych, takich jak prądy zasilaczy trakcyjnych 3,3 kv); - 4 -
Sterowanie zdalne łącznikami na liniach średniego napięcia Do sterowania zdalnego odłącznikami lub rozłącznikami średniego napięcia wykorzystywany jest system RSO-CZAT produkcji Elester-PKP. Podstawowym zastosowaniem tego systemu, a w szczególności jego odmiany wykorzystującej transmisję GPRS, jest zdalne sterowanie odłącznikami bądź rozłącznikami na liniach potrzeb nietrakcyjnych (LPN). Zastosowanie jednego stanowiska RSO na odcinku międzypodstacyjnym umoŝliwia w przypadku zwarcia w LPN szybkie przywrócenie zasilania na 50% jej długości. Wraz ze wzrostem liczby stanowisk RSO ograniczamy odcinek trwale pozbawiony zasilania do: 33 % długości LPN w przypadku 2 stanowisk RSO; 25 % długości LPN w przypadku 3 stanowisk RSO; 20 % długości LPN w przypadku 4 stanowisk RSO; 17 % długości LPN w przypadku 5 stanowisk RSO; Jednocześnie naleŝy mieć na uwadze, Ŝe nadmierne zwiększanie liczby sterowanych zdalnie odłączników na jednej LPN wydłuŝa czas niezbędny do lokalizacji zwartego odcinka LPN przez dyspozytora zasilania, a takŝe zwiększa liczbę ewentualnych załączeń wyłącznika LPN na zwarcie. Z tego względu firma Elester-PKP uznaje za najbardziej optymalne zastosowanie dwóch zdalnie sterowanych odłączników / rozłączników zlokalizowanych w 1/3 i 2/3 długości LPN. Rozwiązanie to przedstawia poniŝszy rysunek (odłączniki nr 4 i 5): Innym zastosowaniem systemu RSO-CZAT / GPRS jest moŝliwość przyłączenia odbiorcy zewnętrznego (komercyjnego) do napowietrznej linii zasilającej podstację trakcyjną, poprzez odłączniki nr 1, 2 i 3. Rozwiązanie to jest odpowiednikiem 3- polowego złącza kablowego dla linii napowietrznej. W przedstawionym układzie istnieje moŝliwość szybkiej, zdalnej zmiany układu zasilania pomiędzy następującymi wariantami: zasilanie odbiorcy zewnętrznego z podstacji trakcyjnej, mimo awarii w GPZ; zasilanie odbiorcy zewnętrznego z GPZ, mimo awarii w podstacji trakcyjnej; zasilanie podstacji trakcyjnej z GPZ, mimo awarii po stronie odbiorcy; zasilanie podstacji trakcyjnej i odbiorcy zewnętrznego z GPZ; - 5 -
System RSO-CZAT / GPRS składa się z dwóch zasadniczych elementów: punktu nadzoru; lokalnego urządzenia sterującego; Punktem nadzoru jest najczęściej centrum zdalnego sterowania (nastawnia centralna), ale moŝe nim być dowolny inny obiekt posiadający stałą obsługę. W pierwszym przypadku stanowisko nadzoru RSO-CZAT/GPRS moŝe zostać zintegrowane z istniejącym w centrum systemem nadzoru dyspozytorskiego (zobrazowanie na terminalach dyspozytorskich, tablica synoptyczna). MoŜliwe jest równieŝ zastosowanie oddzielnego terminala tylko i wyłącznie do obsługi urządzeń sterowanych przez GPRS. Rozwiązanie to jest jednak dedykowane punktom nadzoru innym niŝ nastawnie centralne (np. podstacja trakcyjna, nastawnia słuŝby ruchu). Na poniŝszym rysunku przedstawiona została idea działania systemu RSO-CZAT / GPRS: Lokalne urządzenie sterujące, wykonane w postaci szafy z tworzywa sztucznego, umieszczone jest bezpośrednio na słupie odłącznikowym linii SN. Jest ono przystosowane do współpracy z dowolnym napędem odłącznika / rozłącznika o napięciu znamionowym 24 V DC. Szafa jest przeznaczona do sterowania jednego lub dwóch odłączników / rozłączników umieszczonych na jednym słupie. Lokalne urządzenie sterujące jest zasilane z transformatora jednofazowego 15 kv / 230 V AC poprzez bezpieczniki umieszczone w oddzielnej obudowie, wykonanej z tworzywa sztucznego i zamocowanej równieŝ na konstrukcji słupa. W przypadku zaniku napięcia 15 kv zasilanie napędu łącznika oraz urządzeń teletransmisji jest gwarantowane przez baterię akumulatorów 24 V DC, która w stanie normalnej pracy jest ładowana poprzez przetwornicę 230 V AC / 24 V DC. Energia zgromadzona w akumulatorach wystarcza na około 30 przestawień odłącznika / rozłącznika. Głównym elementem wykonawczym szafy jest moduł CZAT 3000plus DIOU (12 wejść cyfrowych i 8 wyjść przekaźnikowych). Moduł DIOU współpracuje za pośrednictwem portu RS-232 z modemem GPRS typu Telit EZ-10, realizującym komunikację z punktem nadzoru. PoniŜej zdjęcie wnętrza szafki lokalnego urządzenia sterującego. - 6 -
Lokalne urządzenie sterujące RSO-CZAT Przykładem realizacji systemu RSO-CZAT / GPRS są dwa odłączniki zlokalizowane na odgałęzieniu linii zasilającej PKP-2 PT Sitkówka GPZ Morawica dla PKP Energetyka Zakład Świętokrzyski, włączone do NC Kielce. Stanowisko RSO-CZAT na linii zasilającej PT. Odłącznik i transformator 15 kv / 230 V AC. Lokalne urządzenie sterujące i napęd. Urządzenia na słupie odłącznikowym. - 7 -
Sterowanie stacji transformatorowych i złącz kablowych Do sterowania zdalnego stacji transformatorowych i złącz kablowych wykorzystywany jest system SEN-CZAT / GPRS produkcji Elester-PKP. System ma strukturę podobną do systemu RSO-CZAT / GPRS i składa się z punktu nadzoru oraz lokalnego urządzenia sterującego. Idea działania systemu została zilustrowana na rysunku poniŝej: W przypadku SEN-CZAT / GPRS punktem nadzoru moŝe być zarówno centrum zdalnego sterowania (nastawnia centralna), jak równieŝ znajdująca się w pobliŝu szafa kablowego sterowania odłącznikami KSO-CZAT. Szafa ta moŝe pełnić funkcję pośrednika pomiędzy NC i odległym obiektem sterowanym, takim jak złącze kablowe lub stacja transformatorowa. W układzie tym szafa KSO-CZAT komunikuje się z NC w sposób klasyczny, zazwyczaj poprzez urządzenia telegrafii wielokrotnej TgFM, natomiast komunikacja pomiędzy szafą KSO-CZAT i odległym obiektem odbywa się z wykorzystaniem transmisji GPRS. W tym celu w szafie KSO-CZAT zostaje zabudowany modem, przyłączony do jednostki centralnej sterownika CZAT 3000plus poprzez interfejs RS-232. Rozwiązanie to ilustruje poniŝszy rysunek: - 8 -
W systemie SEN-CZAT lokalne urządzenie sterujące wykonywane jest w dwóch wariantach: dla napędów łączników zasilanych napięciem 230 V AC (wariant I); dla napędów łączników zasilanych napięciem 24 V DC (wariant II); W wariancie I na obiekcie mogą być stosowane dowolne łączniki z przystosowanymi do nich napędami elektrycznymi zasilanymi napięciem 230 V AC. Lokalne urządzenie sterujące wykonane jest w postaci szafki obiektowej, wykonanej z tworzywa sztucznego, montowanej wewnątrz budynku stacji transformatorowej lub w kontenerze złącza kablowego. W szczególnych przypadkach moŝliwe jest wykonanie szafki obiektowej SEN-CZAT jako przybudówki do budynku lub kontenera. W zaleŝności od potrzeb szafka obiektowa moŝe być przystosowana do obsługi jednego lub kilku łączników. Urządzenie SEN-CZAT zasilane jest z rozdzielni potrzeb własnych 230 V AC stacji transformatorowej lub jednofazowego transformatora potrzeb własnych 15 kv / 230 V AC złącza kablowego. Zasilanie napędu i urządzeń pomocniczych napięciem 230 V AC zapewnione jest poprzez zasilacz awaryjny UPS, gwarantujący bezprzerwową pracę urządzeń przez okres 30 minut od zaniku napięcia zasilania podstawowego (w zaleŝności od potrzeb czas ten moŝe zostać wydłuŝony). Jako urządzenie wykonawcze wykorzystywany jest sterownik mikroprocesorowy CZAT 3000plus składający się z odpowiedniej liczby modułów wejść cyfrowych (meldunki) i wyjść przekaźnikowych (polecenia). W wariancie II mogą być stosowane dowolne łączniki z przystosowanymi do nich napędami elektrycznym o napięciu znamionowym 24 V DC. Wewnątrz szafki obiektowej SEN-CZAT / GPRS znajduje się modem Telit EZ-10, realizujący komunikację z punktem nadzoru. PoniŜej zdjęcie wnętrza szafki lokalnego urządzenia sterującego: Przykładem realizacji systemu SEN-CZAT / GPRS jest sterowanie zdalne złączem kablowym ZK Fuji Seal dla PKP Energetyka Zakład Łódzki. Zastosowane zostało tam rozwiązanie z pośrednim punktem nadzoru w postaci szafki KSO-CZAT na stacji kolejowej Stara Wieś. - 9 -
ZK Fuji Seal włączone do NC Łódź. Wnętrze złącza i szafka SEN-CZAT. Sterowanie zdalne podstacji trakcyjnych Z punktu widzenia niezawodności zasilania sieci trakcyjnej i odbiorów nietrakcyjnych zdecydowanie najwaŝniejszym obiektem jest podstacja trakcyjna. Uszkodzenie kabla teletechnicznego pomiędzy centrum zdalnego sterowania i podstacjami trakcyjnymi moŝe spowodować utratę sterowania i nadzoru nad znaczną liczbą podstacji trakcyjnych. Sytuacja ta powoduje konieczność obsadzenia obiektów dyŝurnymi. Z uwagi na znaczne odległości pomiędzy siedzibami sekcji zasilania elektroenergetycznego i najdalej połoŝonymi PT czas pracy obiektów bez zdalnego sterowania i nadzoru moŝe wynosić nawet kilka godzin. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie rezerwowego toru komunikacyjnego wykorzystującego łączność GPRS. Rozwiązanie to łączy zalety łączności przewodowej, charakteryzującej się brakiem opłat za przesyłane dane, z niezawodnością transmisji w sieci GPRS. - 10 -
Opisane powyŝej rozwiązanie zostało zastosowane na podstacjach trakcyjnych Mszczonów i Tarczyn. Na podstacjach tych transmisja TgFM i GPRS pracują w układzie gorącej rezerwy. W przypadku uszkodzenia telegrafii wielokrotnej podstacja trakcyjna i urządzenia w centrum przełączają się automatycznie w tryb transmisji GPRS, a dyspozytor zasilania zostaje jedynie poinformowany o zaniku komunikacji torem podstawowym. Rozwiązanie to eliminuje konieczność obsadzenia podstacji dyŝurnym elektromonterem do czasu zlokalizowania i naprawy uszkodzenia kabla teletechnicznego, a przede wszystkim pozwala dyspozytorowi na stwierdzenie poprawnej pracy urządzeń. Urządzenia zdalnego sterowania na podstacjach trakcyjnych Mszczonów i Tarczyn wykonane zostały w systemie częściowo rozproszonym, bez modernizacji obwodów wtórnych poszczególnych rozdzielnic. Podstacja trakcyjna Tarczyn. Podstacja trakcyjna Mszczonów. Szafka obiektowa na PT Mszczonów. Moduły CZAT 3000plus w rozdzielni 3,3 kv. - 11 -
Dane kontaktowe Serdecznie zapraszamy do współpracy. W razie jakichkolwiek pytań odnośnie produkowanych przez naszą firmę systemów i urządzeń bądź świadczonych usług prosimy o kontakt z następującymi pracownikami Elester-PKP: Marcin Kokoszka 697 044 009 (sprawy handlowe) Jacek Jastrzębski 697 044 047 (sprawy techniczne) W przypadku zainteresowania konkretnym produktem lub usługą sugerujemy przesłanie zapytania ofertowego na następujący adres: PPHU Elester-PKP Sp. z o.o. ul. Pogonowskiego 81 90-569 Łódź tel. (0-42) 253-46-00 fax. (0-42) 253-46-10 www.elester-pkp.com.pl biuro@elester-pkp.com.pl KRS: 0000064040 NIP: 728-013-22-54 REGON: 47-00-60-890 Kapitał zakładowy: 976 000,00 zł Notatki - 12 -