автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Автоматизация разработки диагностического обеспечения устройств релейной защиты и автоматики

'да

I % \YOtt

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Специализированный совет

На правах рукописи

Кричман Илья Сергеевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции (электрическая

часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мариуполь 1995

Работа•выполнена в Приазовском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор ЖУКОВ С.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор СИВОКОБЫЛЕНКО В.Ф.

кандидат технических наук, доцент ЯНДУЛЬСКИЙ A.C.

Ведущая организация ПРИАЗОВСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ.

Защита состоится 30 ноября 1995 г. в 12 час. в ауд. 5.222 5 корпуса на заседании специализированного совета Приазовского государственного технического университета (г.Мариуполь, пер.Республики,7)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Приазовского государственного технического университета.

Автореферат разослан _ октября 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

САВИНА Н. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Развитие экономики выдвигает требования высокой энерговооруженности промышленных предприятий, сельского хозяйства и других потребителей электроэнергии. В связи с тем, что ощутимый ущерб наносят аварии, вызванные перерывами в электроснабжении, важной задачей является обеспечение надежности эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики (РЗА).

В настоящее время остро стоят вопросы автоматизации процессов диагностирования устройств автоматики энергосистем. Это вызвано возрастанием их количества, увеличением их сложности и с вынужденным уменьшением численности обслуживающего персонала.

Для функционирования автоматизированной системы диагностирования и реализации с ее помощью мощных тест программ необходимо как обширное программное обеспечение, так и система разработки тестового обеспечения диагностирования. Для последней диагностируемый объект необходимо описать адекватной математической моделью его функционирования. Имеющиеся математические модели не позволяют получить алгоритм синтеза диагностического теста для машинной реализации. Поэтому в диссертации рассматриваются как модифицированная математическая модель описывающая диагностируемые устройства, так и система синтеза тестового обеспечения диагностирования.

Целью данной работы является повышение надежности функционирования устройств РЗ электрических систем путем разработки методов и программ диагностирования электромеханических и микроэлектронных зашит, а также создания программных систем синтеза тестов для автоматизированной микропроцессорной системы тестового диагностирования.

Для достижения поставленной цели в рамках диссертационной работы решались следующие основные задачи:

1. Исследовать существующие модели, методы и алгоритмы диагностирования устройств РЗ на электромеханической и микроэлектронной базе.

2. Разработать модели электромеханической и микроэлектронной защит, алгоритмы и программы построения тестов для

электромеханических и микроэлектронных защит.

3. Исследовать существующие программные средства синтеза. тестов для электронных схем.

4. Сформулировать технические требования к программной системе синтеза тестов устройств РЗ.

5. Разработать автоматизированную систему синтеза тестов для электромеханических и микроэлектронных защит.

Методика исследования. При решении поставленных задач применяются аналитические методы математического моделирования. основанные на математических аппаратах, описывающих дискретные процессы, общие принципы разработки САПР и компьютерное моделирование для синтеза диагностических тестов.

Научная новизна.

1. Разработаны математические модели устройств релейной защиты и автоматики, позволяющие адекватно описать функционирование устроств как в исправном состоянии, так и при наличии в устройстве неисправностей.

2. Получены модели электромеханических защит, позволяющие учитывать изменения топологии схемы без изменения структурной модели устройства.

3. Получены модели электромеханических и микроэлектрок-ных защит, позволяющие по математической модели схемы получать изображение для ее верификации.

Автор выносит на защиту:

1. Разработаные математические модели устройств релейной защиты и автоматики.

2. Алгоритмы моделирования устройств РЗА.

3. Систему автоматизированного проектирования для синтеза диагностических тестов для устройств релейной защиты и автоматики.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. В возможности машинного моделирования устройств релейной защиты и автоматики.

2. В возможности автоматизированного синтеза диагностических тестов для устройств релейной защиты и автоматики.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 9 научных конференциях в Тбилиси, Иваново, Чебоксарах, Новочеркасске. Харькове. Винни-

це, Мариуполе.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ и получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глави и заключения, изложенных на страницах машинописного текста, рисунков, таблиц. Библиография содержит источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены математические модели и вопросы моделирования различных классов схем.

Традиционным является применение в качестве моделей булевых уравнений и булеворазностной модели неисправностей в электронных устройствах. Высокую наглядность обеспечивают графы, матричные модели и сети Петри.

Применение кубических покрытий, Б - кубов и алгоритм Рота позволяют получать описания неисправностий и диагностические тесты схем. Учет временных параметров логических схем возможен с помошью временных операторов, "колеса времени" и многозначных логических моделей для динамических процессов.

Моделирование аналоговой части релейных защит производится тремя способами - численным интегрированием дифференциальных уравнений, по характеристике реле и по модели, состоящей из передаточных функций.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей устройств релейной защиты и автоматики.

Устройства РЗА имеют следующие отличия от других аналоговых или цифровых устройств: в силу технологических требований устройства РЗА являются аналого-цифровым объектом; в устройствах РЗА наряду с большинством почти мгновенно срабатывающих элементов имеются и элементы с существенными временными задержками; в настоящее время наиолее распространены электромеханические устройства РЗА, внедряются микроэлектронные и микропроцессорные устройства РЗА;' развитие энергетики, поввы-шекние требований к устойчивости энергосистем приводят к необ-

ходимости использования более сложных алгоритмов в устройствах РЗА; логика функционирования схем может существенно изменяться с помощью накладок и перемычек; в схемах защит и автоматики отсутствуют двунаправленные интерфейсы, свойственные аппаратуре ЭВМ.

Моделирование временных задержек в ступенчатых защитах.

Логическую структуру устройства РЗА можно описать применяя различные математические модели [1],[4]. При использовании аналитической модели схема описывается совокупностью булевых уравнений, в которых записывается функциональная зависимость состояний элементов от их входов [10].

На практике наиболее удобно задавать таблицу входов элементов и в программе синтеза тестов применена такая форма представления матрицы соединений. Она соответствует аналитическим уравнениям с косвенной адресацией.

Исходной моделью для программы является символическая, т.е. комплект электрических принципиальных схем (рис.1), описывающих объект диагностирования, а так же некоторые цифровые данные, по которым составляются матрицу входов и другие матрицы. Программа графического синтеза осуществляет построение схемы устройства на дисплее для проверки правильности составления матричной модели. Если синтезированная схема не соответствует исходной, то корректируется матричная модель и проверка осуществляется вновь. Если схема соответствует исходной, то программа осуществляет расчет ТФН.

Перед моделированием каждой неисправности модель приводится в состояние, соответствующее исправной схеме и затем моделируется неисправность. Расчет продолжается до тех пор, пока состояния псевдовыходов всех обратных связей не совпадет с состоянием их псевдовходов. После этого определяется время срабатывания защиты. Если схема не приходит в устойчивое состояние. то фиксируется наличие автоколебаний.

Неисправности после элементов выдержки времени, приводящие к мгновенному срабатыванию защиты могут моделироваться неадекватно. Для устранения этих ошибок неисправности всех элементов после реле времени при срабатывании канала дают минимальную выдержку, времени. Для учета возможных обрывов после объединения всех каналов, срабатывание канала считается лишь в

том случае, если сработало выходное реле.

Неисправности типа увеличения или уменьшения выдержки времени реле моделируются анализом кодов, полученных при несрабатывании либо излишнем срабатывании реле времени. Все интервалы отличающиеся от кода исправного состояния для уменьшения времени уменьшаются на единицу в коде исправного состояния, а для увеличения времени - увеличиваются.

После завершения моделирования всех неисправностей производится сортировка кодов неисправностей. После сортировки производится анализ полученных кодов и формируются группы неразличимых неисправностей. В результате получается каталог неисправностей.

Моделирование РЗА сетями Петри

В работе рассмотрены особенности применения математического аппарата сетей Петри для моделирования работы устройств РЗА на примерах электромеханического реле, ступенчатой защиты и присоединения в целом [5].

Реле можно представить трехэлементной моделью: обмотка реле, якорь реле, выходные контакты реле. Обмотка реле является независимым элементом, а якорь - зависимым. В сети Петри якорю соответствует переход активизация которого зависит от положения связанных с ним позиций Таким образом переход осуществляет логическую операцию "и", а позиция - операцию "или".

Пример одной из ступеней токовой защиты на рис.2. Срабатывание якоря реле К1Л происходит при исправном состоянии резистора т и обмотки реле КЬ1. На модели это отражено срабатыванием перехода 8 при наличии меток в позициях 1 и 2, что приводит к активизации позиции 9. Далее процесс движения меток идет аналогично.

Если микроэлектронную цифровую схему представить в виде сети Петри, то позиции являются моделью микроэлектронных элементов типа "или", а переходы являются моделью элементов "и".

Эту методику можно применить и к силовым (первичным) цепям и к системе электроснабжения в целом. Таким образом возможно моделирование не только процессов, происходящих в первичных и вторичных цепях, но и их взаимодействия. Это позволяет прийти к. модели адекватно отражающей функциональное

ачи диагностики устройств РЗА. надежности системы злектрос-жения и РЗА, а так же оптимального выбора устройств управ-ия и защиты.

Поскольку сети Петри обладают очень важным свойством -йством иерархичности, то в общем случае взаимодействие вто-ной и первичной сетей можно представить в виде сети Петри.

Модифицированный Р-алгоритм.

В программе синтеза тестов для устройств релейной защиты штоматики используются модифицированный алгоритм Рота [7]. (ификация заключается в том, что алгоритм разбит на пять шов: задание покрытия элемента с предполагаемой неисправ-:тью, прямой проход до выходов и три обратных прохода. Пер! обратный проход - для безусловных Б-покрытий, второй - для 5условных О/1-тжрытай, а третий для условных (многовариант-0 покрытий (Б и 0/1 безусловное и условное доопределения), э операции происходят в поле состояний - массиве символьного ла. В него заносятся состояния элементов. Изначально состоя* всех элементов неопределены. При нахождении покрытий зле-чтов они заносятся в поле состояний, которое периодически ломинается, т.е. создается его копия в другом массиве.

В модифицированном алгоритме происходит запоминание сос-яний и внесение соответствующей информации в специальное по-запретных состояний. После этого из архива вызывается поле стояний и опять происходит выбор покрытий. Но при дальнейшем боре одного из возможных покрытий производится проверка поля претных состояний. Если не существует иных возможных состоя-й то тест для данной неисправности не существует.

После того как поле состояний совпадет с архивной копией ;кно сделать заключение, что тест найден. В этом случае сос-яние входов и является искомым тестом предполагаемой неисп-вности.

Кодирование информации при моделировании РЗ

Для хранения ТФН наиболее подходит метод замены повторяйся элементов условными знаками. ТФН является массивом ко-¡1. Поскольку в этом массиве наблюдается значительная повто-'•мость элементов по сравнении с кодом исправного состояния. ппвтиппякшшроя участки можно заменить символами.

Битовая матрица характеризует только наличие сигналов На . выходах. Если столбцы рассмотреть как коэффициенты двоичных полиномов, то получим битовую матрицу сжатую полиномом. Частотное кодирование - это подсчет суммарного количества сигналов на всех выходах. Неисправность может также характеризоваться одним десятичным числом, например, суммарной частотой.

Временная матрица характеризует не только наличие сигналов на выходах, но и интервал времени срабатывания. Временной частотный код состоит из чисел - сумм временных интервалов появления сигнала на всех выходах. Суммарная временная частота получается их суммированием.

В системе синтеза тестов предусмотрено использование битового кода, сжатого битового кода или кода из временных интервала. Последний получается с учетом функциональных особенностей устройств РЗ с канальной структурой и возрастающей величиной выдержки времени, для которых существенным является первое срабатывание.

В случае многократного совпадения кодов для различных неисправностей при использовании только частотного или только временного частотного кода можно использовать составной частотный код состоящий из них. Также можно использовать и другие способы кодирования диагностической информации, включая сигнатурное сжатие.

Диагностирование многозначных схем.

Рассматривать многозначные ИМС как аналоговые, нецелесообразно, т. к. это многократно увеличивает время моделирования и диагностирования, поэтому для них применимы основные методы синтеза тестов двузачных логических схем.

Метод полного перебора возможных константных неисправностей увеличивает объем перебора пропорционально увеличению . значности алфавита. Поэтому для схем с небольшим числом логических уровней для простых схем это приемлемо, А для большого числа знаков и сложных схем необходимо применение иных методов. Метод перебора случайно синтезированных наборов также увеличивает объем кратно значности, и также может применятся для простых схем и небольшом числе логических уровней. Методы активизации существенных путей не могут быть использованы напрямую, поэтому требуют отдельного рассмотрения.

Для произвольных алфавитов методы активизации существенней в общем случае неприменимы. Для активизации необхо-чтобы имелись символы "О" и "1" (}шбо максимальное зна-; логического уровня), а схема состояла из элементов "И", '. "НЕ" и их комбинаций.

Для многозначных схем можно использовать методы активиза-используя результаты двоичного синтеза тестов, заменяя 1 жсимальный разряд. Такие пути назовем абсолютными. Значительно больший интерес представляют случаи, когда при -¡ном синтезе тестов отдельные типы константных неисправнос-могут не иметь тестов, а для некоторых уровней многозначной у тест может существовать. Это может быть в случае вырожде-лли несовместимости схемы при переходе от многозначной схе-двузначной. Для многозначных схем наблюдается увеличение ины диагностирования по сравнению со структурно эквива-ными двоичными логическими схемами.

Диагностическая модель измерительных органов РЗА

Для анализа поведения нелинейных систем и их идентифика-примененяются пространства приращения параметров. По ана-и с этим предложен метод диагностирования ИО [13]. Его ость в том, что изменение того или иного параметра схемы т быть описано производной от передаточной функции по из-емому параметру и затем транспортировано к выходу. Докажем инутое предположение.

Передаточная функция получена с помощью прямого преобра--Ния Лапласа:

Пусть fit.R) - функция двух переменных, a g(t.R) - ее ная производная по параметру R: df(t.R)

Продифференцируем преобразование Лапласа (2) по парамет-

(2)

•:(t.R) =

(3)

d

[Ce_pt f(t-R) 4- I

+00

+00

t df(t.R)

dR

0

e-pl -

dR

dt =

+00

Таким образом G(p) - изображение производной от функции времени может быть получено как производная от изображения функции f(t.R) (примеры в табл.1): dF(p)

G(p) = - . (4)

dR

G(p) является изображением производной функции f(t.R) и показывает изменение изображения передаточной функции при изменений параметра R.

Это позволяет вместо моделирования ИО для каждого возможного значения параметра при его неисправности составить структурную модель изменения состояния ИО при неисправности элемента.

Этот принцип можно наглядно проиллюстрировать на примере произвольной функции у = f(х) (рис.3). Если мы нашли производную от передаточной функции для номинального значения параметра х0, то зная номинальное у0 и реальное yt значения функции можно найти приближенное значение параметра xt. В работе рассмотрены примеры расчета некоторых звеньев, различных соединений элементов, электромеханических и микроэлектронных реле.

Физический смысл полученных схем - получить изменение передаточной функции при изменении параметра. Если подать на вход полученного звена воздействие, то получим зависимость изменения выходного сигнала от изменения параметра. Таким образом. полученная модель является моделью изменения сигнала, т.е. диагностической моделью ИО.

Предложено следующее применение рассмотренных производных для диагностирования аналоговой части устройств РЗА. Для основных параметров схемы рассчитываются производные. Полученные с помощью программ моделирования кривые составляют банк расчетных режимов и банк отклонений от режимов. По результатам сравнения их с реальной кривая определяется величина изменения параметра.

В третьей главе рассматривается САПР систем диагностирования устройств РЗА. Разрабатываемая САПР программного обеспечения АСД позволяет готовить программы диагностирования как электромеханических, так и микроэлектронных устройств релейной

1ты и автоматики. САПР систем диагностирования устройств поддерживается техническим, математическим, программным и фмационным обеспечением. .

Структура САПР. 5

Структурно САПР систем диагностирования РЗА [3],[9],[12] гоит из четырех частей:

- САПР математической модели объекта диагностирования,

- САПР алгоритма диагностирования,

- САПР программного обеспечения диагностирования,

- САПР аппаратных средств диагностирования.

САПР программного обеспечения диагностирования РЗА в а очередь осуществляет синтез диагностических тестов, т.е. тового обеспечения диагностирования (ТОД), и собственно грамм диагностирования, используемых в автоматизированной теме диагностирования (АСД).

САПР ПО состоит из менюуправляемой интегрированной среды иг и оверлейно подгружаемых исполнительных модулей, реали-щих конкретные пункты меню.

Создание математической модели объекта.

В данной САПР исходной моделью является комплект элект-еских принципиальных схем, описывающих объект диагностиро-ия и элементы энергосистемы с ним связанные, а так же ус-ки, характеристики нормального и аварийного режимов данной ргосистемы и т.д. Оператор автоматизированного рабочего та диагноста (АРМД) по схемам составляет матричную модель экта.

Программа графического синтеза осуществляет построение мы устройства на дисплее для проверки правильности состав-1Я матричной модели. Полученное изображение является синте-по результатам анализа модели и может быть использовано простое и наглядное средство проверки правильности задания Если синтезированная схема не соответствует исходной, вносятся соответствующие коррективы в матричную модель и ¡ерка осуществляется вновь. Если получена схема адекватная 1ДН0Й, то программа выбоа алгоритма анализирует полученную ■ль и разрабатывает алгоритм диагностирования объекта. Мо-быть приняты либо стандартные алгоритмы, либо их комбина-

ции. а для некоторых объектов и диагностирование экспертной системаой. Возможно использование одних алгоритмов для комплексного диагностирования устройств, а других - для диагностирования блоков или отдельных плат. Для сложных систем управления необходимы экспертные интеллектуальные системы с изменяющимся гибким алгоритмом диагностирования и самообучением.

Логическая схема представляется матрицей инциденций, в частности матрицей входов. Поэтому запись структуры электрме-ханической, микроэлектронной и аналоговой схемы производится одинаково, что дает возможность сменив режим моделирования увидеть, например, микроэлектронную реализацию заданной электромеханической схемы.

Режимы задаются массивами состояний входов для конкретных режимов. Состояния перемычек также задаются соответствующим массивом.

Введенная логическая схема может быть отранжирована с использованием процедуры РЕапй модуля МОБИАШ.

Моделирование работы схемы.

Программа производит расчет состояния схемы при заданном текущем режиме. .

В начале моделирования на экран выводится изображение схемы после подачи оперативного напряжения. Для текущего режима начиная с начального момента времени производится пошаговое или автоматическое изменение изображения схемы в соответствии с ее работой. Т. е. для электромеханической схемы производится размыкание-замыкание контактов или срабатывание или возврат реле. Процесс комментируется записью в мнемокодах, выводимой в нижней строке. Для микроэлектронной схемы результаты моделирования выводятся изображением состояния входов/выходов. Все результаты заносятся в специальный файл - протокол моделирования. Данный протокол может быть использован для анализа процессов после моделирования схемы.

Особенностью модели аналогового устройства является то, что под режимом моделирования понимается набор параметров схемы. Схема представлена структурной моделью состоящей из простых элементов. Моделирование осуществляется просчетом состояний элементов в заданном интервале времени с заданным шагом.

позволяет моделировать не только звенья-функции, но и ья-преобразователи.

Результатом моделирования являете^ изображение на экране ¡енных функций состояния элементов схемы и числовые данные денные в файл протокола для дальнейшего анализа.

Особенностью моделирования процессорных устройств явля-наличие двунаправленных вводов элемента. Поэтому структу-;адется не номерами входных элементов данного элемента, а ■рами элементов соединенных с данной линией и типом соеди-1Я. Схемы без двунаправленных вводов, записанные таким об->м могут преобразовываться к обычной модели микроэлектрон-схемы.

Синтез тестовых наборов.

Следующий этап проектирования - синтез тестовых воздейс-

В системе имеется три способа синтеза тестовых наборов:

- методом активизации одномерных существенных путей,

- методом О-продвижения и Б-возврата (алгоритм Рота),

- методом случайного синтеза.

Для простых комбинационных схем.минимизированные тесто-наборы можно получить используя идею одномерного сущест-мго пути. Алгоритм поиска всех существенных путей в схеме ¡еден в работе.

Для этого из матричной модели производится синтез ана-¡ческой модели в виде формул булевой алгебры [8]. Из пос-шх получаются булевы производные, где функциями являются гояния выходов, а аргументами - входов. Булевы производные штываются для всех возможных сочетаний входов и выходов, 'рамма синтеза тестовых воздействий проходя по всем элемен-расчитывает не только существенные пути, но и все типы нежностей, приводящие к расчетному состоянию элемента-пере-(ой от которой берется производная. Из производной получа-I два набора, соответствующие единичному и нулевому состоя-1 входа. Если они не противоречивы, то неисправности, рас-жные с помощью булевых формул, изменяют состояние выхода ■тличное от исправного. Полученные наборы с помощью прог-1Ы-сортировщика переставляются в порядке возростания и ми-

ируются. Поиск существенного пути осуществляется от выхо-.о входам. Данный алгоритм расчитывает все пути для одного

(а. ,

Синтез ТФН и каталога неисправностей. Расчет таблицы функций неисправностей (ТФН) начинается с /зки матричной модели и тестовых воздействий. В соответс-с программой для разных типов элементов моделируются :твенные им типы неисправностей и рассчитываются их коды. 1енная ТФН заносится в массив.

Синтез ТФН осуществляется последовательным моделированная всех элементов неисправностей типа =1 и =0. В электро-шческих схемах для независимых элементов моделируется <о неисправность типа =0 (обрыв), а для элементов выдержки эни производится дополнительное моделирование на уход ус-.< реле времени. Для учета эффекта выдержки времени при нежностях типа КЗ до и после элементов выдержки времени зводится разделение элементов на соответствующие подгруппы 4 после выдержки времени). Таким образом достигается адек-ость результатов моделирования реальным процессам происхо-ч в устройствах релейной защиты.

Для формирования каталога неисправностей программа сор-зт коды от меньшего к большему. При этом неразличимые нервности автоматически группируются. Специальный анализатор лрует текствое описание неисправности.

Четвертая глава посвящена автоматизации диагностирования :йств РЗА.

Автоматизированная система диагностирования. Автоматизированная система диагностирования (АСД) являет-яокальной внешней универсальной системой диагностирования, федназначена для проверки работоспособности и поиска не-шностей в устройствах релейной защиты (РЗ) электрических

'М.

Программное обеспечение (ПО) АСД состоит из общего ПО и тонального ПО [2]. [И]. Общее ПО обеспечивает исполнение >амм функционального ПО и дополнительно, в зависимости от >етного назначения АСД. выполняет в различном сочетании

функции управления АСД с рабочего места оператора, разработку, изменение и отладку функционального ПО для АСД. АСД обеспечив вает работу в режимах программного.управления и прямого управления средствами АСД. Для диагностирования РЗ в режиме программного управления предусматривается автоматическое и автоматизированное исполнение программ.

Централизованное диагностирование панелей РЗА.

Для комплексной автоматизации подстанции целесообразно осуществлять тестовое диагностирование устройств релейной защиты и автоматики. Такое устройство является активным универсальным устройством централизованного диагностирования группы устройств релейной защиты и автоматики.

В [14] предложено создание устройства, обеспечивающего автоматизацию процесса диагностирования и, в частности, указанных операций. В нем для повышения надежности функционирования панелей используются двойная блокировка от включения нескольких объектов РЗА на одну подменную панель РЗА и блокировка от отключения рабочей панели РЗА до подключения подменной панели РЗА.

Устройство диагностирования панелей РЗА содержит блок автоматической системы управления (АСУ) операциями ввода-вывода панелей РЗА из"работы и блоки контактных групп (К). Это позволяет автоматизировать процесс тестового диагностирования в результате создания системы автоматического ввода-вывода панелей РЗА из работы.

Устройство автоматического диагностирования комплекса панелей РЗА представлено на рис.5.

Блок-схема содержит блок автоматической системы управления диагностированием панелей РЗА, блок диагностирования панели РЗА, панели РЗА и блоки контактных групп.

Комплексной надежность системы автоматического диагностирования обеспечивается за счет следующих мероприятий:

- схемная и программная блокировки групп реле связывающих объекты с шиной связи с подменной панелью от ее включения на несколько объектов;

- схемная и программная блокировки групп реле 1-KL1 связывающих рабочие панели с шиной связи с БД или с объектами от отключения объекта от обеих защит;

- возможность управления контактной группой и БД в ручном режиме, с помощью блока БРУ;

- автоматический возврат схемы в исходное состояние при сбое или отключении питания АСУ или БД.

Система сбора информации и диагностирования РЗА.

Для комплексной автоматизации подстанции целесообразно наряду со сбором информации осуществлять функциональное и тестовое диагностирование устройств релейной защиты и автоматики (РЗА) и прогнозирование надежности их работы [6].

Система диагностирования устройств РЗА подстанции (рис.6) должна содержать две одинаковые взаиморезервирующие управляющие ЭВМ. Одна из ЭВМ имеет основной задачей сбор информации. управление процессами функционального и тестового диагностирования устройств РЗА и осуществление прогнозирования надежности их работы. Другая ЭВМ осуществляет тестовое диагностирование отдельного комплекта РЗА [13] ив любой момент готова в случае неисправности первой принять на себя функции сбора информации, функционального диагностирования и прогнозирования.

Блок переключения (БП) в случае неисправности ЗВМ1 переключает последовательную (ИБ) и параллельную (ПИ) шины с ЭВМ1 на ЭВМ2. Система сбора и первичной обработки информации о состоянии объектов состоит из однокристальных микро-ЭВМ (ОМЭВМ) включенных на общую последовательную шину и опрашиваемых центральной ЭВМ согласно протокола обмена. Каждая из ОМЭВМ получает информацию от нескольких АЦП.

Блок сопряжения с объектом диагностирования по заданию ЭВМ2 формирует тестовые воздействия и по шине токов и напряжений (ШШ) подает их на РЗ. выведенную из работы блоком управления процессом диагностирования (БУ ПД) по заданию ЭВМ1. Блок сбора информации (БСИ) осуществляет измерение реакций защиты, которые анализируются ЭВМ2 и передаются в ЭВМ1. Таким образом осуществляется автоматическое тестовое диагностирование РЗА подстанции.

ЭВМ1 обрабатывая информацию поступающую с объектов и результаты периодического тестового диагностирования устройств РЗА осуществляет функциональный контроль и прогнозирование на дежности работы устройств РЗА и оборудования подстанции.

В заключении сформулированы основные научные результаты диссертационной работы:

1. Исследованы существующие модели, методы и алгоритмы диагностирования устройств РЗ на электромеханической и микроэлектронной базе.

2. Разработаны: модель канальной электромеханической структуры с неявным учетом временных задержек, алгоритмы и программы построения тестов для электромеханических и микроэлектронных защит.

3. Исследованы существующие программные средства синтеза тестов для электронных схем.

4. Сформулированы технические требования к программной системе синтеза тестов устройств РЗ.

5. Разработана: автоматизированная система синтеза тестов для электромеханических и микроэлектронных защит.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Жуков С.Ф., Мутесиди К.Н., Кричман И.С. Перспективные методы диагностирования релейной защиты и автоматики // Электроснабжение и электрооборудование дуговых электропечей: Тез. докл. 1 Всесоюзн. науч.-техн. симп .- М:Информэлектро, 1988.-с. 43.

2. Жуков С.Ф., Аврутин С.Г., Кричман И.С. Программное диагностическое обеспечение эксплуатационного обслуживания релейной защиты // Современная релейная защита -электроэнегети-ческих объектов: Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. конф. - Чебоксары, 1991. - С.116-117.

3. Жуков С. Ф., Кричман И.С. Автоматизированное проектирование программного обеспечения диагностирования средств защиты и автоматики // Автоматизация проектирования в энергетике и электротехнике: Тез. докл. Республик, науч.-техн. конф. -Иваново, 1991. - С.87-88.

4. Кричман И.С. Диагностическая модель устройств релейной защиты и автоматики // Тез. докл. Регион, науч.-техн. конф. Том III. - Мариуполь, 1992. - С.11.

5. Кричман И.С. Описание устройств релейной защиты и ав-

ггики энергосистем с помощью сетей Петри // Тез. докл. Ре-1. науч.-техн. конф. Том III. - Мариуполь, 1992. - с.12-13.

6. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Централизованная система ди-^стирования средств релейной защиты и автоматики подстанции Устройства преобразования информации для контроля и управ-ш в энергетике: Тез. докл. IV Республик, науч.-техн. конф. фЬков, 1992. - С. 91.

7. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Разработка математической 5ли• диагностирования микроэлектронных схем релейной защиты ггоматики / Изв. вузов. Электромеханика. - 1992. - N 6. -03-104.

8. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Алгоритмы математического елирования микроэлектронных устройств релейной защиты . -иупольский металлург, ин-т; Мариуполь, 1993. - 9 с. - Деп. крНИИНТИ.

9. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Автоматизированное проекти-ание программного обеспечения диагностирования средств за-ы и автоматики . - Мариупольский металлург, ин-т; Мариу-ь, 1993. - 8 с. - Деп. в УкрНИИНТИ.

10. Куков С.Ф., Кричман И.С. Математическая модель диаг-тирования электромеханических устройств релейной защиты / . вузов. Энергетика. - 1993. - N 5-6. - с.30-34.

11. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Программное обеспечение темы диагностирования устройств здриты и автоматики // гроль и управление в технических системах: Тез. докл. II {.-техн. конф. стран СНГ. - Винница, 1993. - с.123-124.

12. Кричман И.С. Автоматизированное проектирование диаг-гического обеспечения устройства диагностирования РЗА //

докл. 2 Регион, науч.-техн. конф. Том III. - Мариуполь, з. - с. 15-16.

13. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Диагностическая модель из-1тельных органов устройств защиты и автоматики // Изв. ву-

Энергетика. - 1994. - N 7-8. - с.15-21.

14. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Устройство диагностирования гны узлов контроля и управления с их резервированием под-1ым узлом // Положительное решение от 25.07.94 Роспатента о 1Че патента на изобретение по заявке N 5039958/10/ 004857 ■9.01.92.

15. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Диагностическая модель измерительных органов устройств защиты и автоматики // Изв. вузов. Энергетика. - 1994. - N 7-8. - с.15-21.

16. Жуков С.Ф.. Кричман И. С. Диагностирование измерительных органов релейной защиты и автоматики // Электричество. - 1994. - N10. - с.21-25.

17. Жуков С.Ф., Кричман И.С. Моделирование микроэлектронных схем релейной защиты и автоматики / Изв. вузов. Электромеханика. - 1994. - N 6. - с.107-108.

1Ш Я1 кы п

МЛ. 1 КА£ и кп п

КЬ£.2 КА§. и КТ2 (—]

КТ1. 1 К2 и КЬ2 (—|

КТ2„1 1-1 и

Рис.1. Двуступенчатая направленная токовая защита.

КА

Ш

КТ

И.

иг

-КН

1-Н1 о' 2-КЫ О 7-КА О-

3-яг о-

4-КТ о-

5-КН о-

6-КЬ2 О-

10

О

13

> на отключ. а) б)

Рис.2. Ступень токовой защиты и ее сеть Петри.

Рис. 4. Блок-схема алгоритма синтеза теста.

Рис.5. Блок-схема устройства диагностирования группы панелей РЗА