Новейшие средства автоматизации и процессов производства и распределения электроэнергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

На практике часто возникает обратная задача. Требуется так зарезервировать систему, чтобы вероятность безотказной работы была не ниже требуемой, а ее весовые коэффициенты - минимальны.

К

Кратности резервирования ' вычисляются по выше приведенному выражению, а постоянная «у» вычисляется из выражения

Р

треб

У

.N

/=1

р,

где - требуемая величина вероятности безотказной работы; й,

- постоянная, вычисляемая по выше приведенному выражению.

При определении первых двух приближений «у» используются формулы

У\

N

Р -Yd

треб " i _i=l

1 -Р

1 -Р.

треб

У 2 =У 1

•п

;=1

di +3^1

К Уу )

п Л, 1

У\ di + У\

Шершон М. Ю., Скакун В. П.

НОВЕИШИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА И

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Одной из основных проблем современной энергетики является повышение надежности электроснабжения потребителей, и соответственно, качества электроэнергии. Для решения данной задачи, используются различные устройства релейной защиты и автоматики. В прошлом, данные устройства выполнялись на электромеханической и микроэлектронной основе. В настоящее время сложнейшие интегрированные комплексы релейной защиты и автоматики создаются на микропроцессорной основе, призванные полностью автоматизировать процесс производства и распределения электроэнергии, решить проблему надежности и качества за счет использования различных введенных в них программ, снять большую трудовую нагрузку с обслуживающего персонала, заменить собой целый зал электромеханических устройств. Преимущественно они устанавливаются на крупных ЭС и ПС, магистральных линиях 220-500 кВ. В качестве примера такого устройства можно привести МКПА компании Prosoft Systems. Помимо подобных многофункциональных устройств, производятся также более компактные и менее функциональные устройства на микропроцессорной основе, для локального решения тех же самых проблем. Изготавливаются они также на микропроцессорной основе. Примером такого устройства может служить блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ ДИВГ.648228.001 (далее БМРЗ).

Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6-35 кВ.

БМРЗ обеспечивает функции защиты, автоматики и управления воздушных и кабельных линий электропередачи, секционных и вводных выключателей распределительных подстанций, шкафов секционирования линий 10 кВ с односторонним и двусторонним питанием, а также трансформаторов мощностью до 6,3 MB-А и асинхронных двигателей мощностью до 4 МВт.

БМРЗ предназначен для установки в релейных отсеках КРУ и КРУН, на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций, в том числе атомных, и подстанций 6-10 кВ. Областью применения БМРЗ являются также подстанции электроприводных и газотурбинных ком-

прессорных станций, подземных хранилищ газа, дожимных компрессорных станций, нефтеперекачивающих станций, местных электростанций и других объектов газовой и нефтяной промышленности. БМРЗ может использоваться в КРУ метрополитена и тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, а также на подстанциях промышленных предприятий.

БМРЗ могут включаться в АСУ и информационно-управляющие системы в качестве подсистемы нижнего уровня.

БМРЗ является современным цифровым устройством защиты, управления и противоаварийной автоматики и представляет собой комбинированное многофункциональное устройство, объединяющее различные функции защиты, измерения, контроля, автоматики, местного и дистанционного управления.

Использование в БМРЗ аналого-цифровой и микропроцессорной элементной базы обеспечивает высокую точность измерений и постоянство характеристик, что позволяет существенно повысить чувствительность и быстродействие защит, а также уменьшить число ступеней селективности.

Алгоритмы функций защиты и автоматики, а также интерфейсы для внешних соединений БМРЗ, разработаны по техническим требованиям к отечественным системам РЗА, что обеспечивает совместимость с действующими устройствами и облегчает проектировщикам и эксплуатационному персоналу переход на новую технику.

Изделия типа БМРЗ имеют гибкую аппаратную и программную структуру. Это позволяет создавать на их основе разнообразные системы защиты, автоматики, управления и сигнализации, в том числе при реконструкции существующих объектов энергетики. Аппаратная конфигурация и набор функций для каждого блока определяется заказчиком при заполнении карты заказа.

БМРЗ может применяться для защиты элементов распределительных сетей как самостоятельное устройство, так и совместно с другими устройствами РЗА (например, с дифференциальной защитой, специальной защитой синхронных двигателей и т. д.), выполняя функции, отсутствующие в этих защитах.

БМРЗ обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:

- выполнение функций защит, автоматики и управления, определенных "Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ);

- сигнализацию срабатывания защит и автоматики, положения коммутационных аппаратов, неисправности БМРЗ;

- местное и дистанционное управление выключателем, переключение режима управления;

- задание внутренней конфигурации (ввод защит и автоматики, выбор защитных характеристик, количество ступеней защиты и т. д.) программным способом;

- местный и дистанционный ввод, хранение и отображение уставок защит и автоматики;

- хранение двух наборов конфигурации и уставок (программ) и переключение программ либо автоматически при смене направления мощности, либо по внешнему сигналу;

- отображение текущих электрических параметров защищаемого объекта;

- фиксацию, хранение и отображение аварийных электрических параметров защищаемого объекта для девяти последних аварийных событий с автоматическим обновлением информации;

- осциллографирование аварийных процессов;

- хранение и выдачу информации о количестве и времени пусков и срабатываний защит БМРЗ;

- учет количества отключений выключателя и циклов АПВ;

- пофазный учсг токов при аварийных отключениях выключателя;

- контроль и индикацию положения выключателя, а также исправности его цепей управления;

- непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;

- блокировку всех выходов при неисправности БМРЗ для исключения ложных срабатываний, выполнение МТЗ на отключение при неисправностях, не влияющих на функцию МТЗ;

- получение дискретных сигналов управления и блокировок, выдачу команд управления, аварийной и предупредительной сигнализации;

- защиту от ложных срабатываний дискретных входных цепей БМРЗ при нарушениях изоляции в цепях оперативного тока КРУ;

- двусторонний обмен информацией с АСУ и ПЭВМ по стандартным последовательным каналам связи;

- подключение к импульсным выходам счетчиков электроэнергии для передачи информации в

АСУ;

- гальваническую развязку всех входов и выходов, включая питание.

Внедрение вышеуказанной аппаратуры позволит значительно повысить надежность функционирования энергетических объектов.

Югатов Д.А., Иванов K.M., Пастухов B.C.

СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ В МИКРОПРОЦЕССОРНОМ КОМПЛЕКСЕ ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ

Частота является важнейшим режимным параметром, от стабильности которой зависит надежность работы всей энергосистемы. В результате большого дефицита мощности частота может снизиться до значения, ниже которого начинается лавинообразное падение частоты, приводящее к полной остановке электростанций и обесточиванию всех потребителей. Для предотвращения подобных явлений служит автоматическая частотная разгрузка (АЧР), которая при снижении частоты ниже заданных уставок отключает часть потребителей с целью уменьшения дефицита мощности и последующего поднятия частоты до нормального уровня.

Ложное срабатывание АЧР может привести к потере электроснабжения большого числа потребителей, поэтому к устройствам АЧР предъявляются самые высокие требования по надежности их работы. Основным контролируемым параметром является частота, поэтому необходимо обеспечить максимальную достоверность ее измерения. Для микропроцессорных устройств с целью обеспечения точного измерения частоты было предложено осуществлять усреднение частоты во времени, т.е. суммировать измеренные на некотором интервале значения частот и делить затем на количество замеров в этом интервале. При этом повышается инертность измерений, в связи этим необходимо ограничить интервал усреднения до 150 мс. Еще одним важным средством достоверизации измерения частоты является пофазное усреднение. Здесь необходимо измерять частоты синусоид напряжения каждой фазы и брать от них среднее арифметическое. Кроме того, поскольку в большинстве распределительных устройств 220 кВ применяется две системы шин, то можно обеспечить поступление в устройство АЧР напряжения от обоих измерительных трансформаторов напряжения этих систем шин. Тогда усредняться будут уже не три частоты (по одной на каждую фазу), а шесть. Это также способствует повышению надежности определения частоты.

Усреднение частоты особенно важно в тех случаях, когда в микропроцессорном устройстве АЧР контролируется скорость снижения частоты. Благодаря усреднению повышается плавность изменения частоты и уменьшается вероятность резких скачков производной частоты по времени. Высокая скорость спада частоты может служить признаком возникновения очень больших дефицитов активной мощности, в результате чего требуется упреждающее отключение большого числа-потребителей. С другой стороны по скорости спада (если она слишком велика) можно отстроиться от ложного срабатывания АЧР при выбеге электрических двигателей во время погашения подстанций.

Отключение нагрузки на подстанции может осуществляться не только от АЧР, но и в результате действия специальной автоматики отключения нагрузки (САОН). При перегрузке элементов энергосистемы системы автоматика предотвращения нарушения устойчивости (АПНУ) вырабатывает управляющие воздействия, основным из которых является отключение нагрузки. АПНУ при возникновении аварийных ситуаций посылает по каналам связи команды на отключение нагрузки на подстанциях в дефицитной части энергосистемы. Это позволяет разгрузить электропередачи и уменьшить вероятность нарушения устойчивости.

Поскольку АЧР и САОН на одной подстанции воздействуют на общих потребителей, то логичным представляется объединение этих функций в одном микропроцессорном устройстве. В этом случае все потребители подстанции распределяются между несколькими группами, которые являются общими для АЧР и САОН. Отключение той или иной группы будет зависеть от объема требуемой разгрузки при снижении частоты или поступлении внешней команды САОН. Еще одним преимуществом объединения этих видов автоматики является использование единого алгоритма включения нагрузки после исчезновения аварийной ситуации, когда необходимо обеспечить разнесение во времени поочередного подключения групп потребителей.