CC BY
8
УДК 621.3.024:621.317.79
ПРИМЕНЕНИЕ МИНИМАКСНОГО КРИТЕРИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММЫ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МЕСТА ПОНИЖЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СИСТЕМАХ ОПЕРАТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА ЭНЕРГОСИСТЕМ
В.И. КАПАЕВ, А.А. НАУМОВ, А.А. ШЛЯПЧЕНКОВ
Казанский государственный энергетический университет
Рассматривается задача построения оптимальной стратегии действий оперативного персонала при поиске места пониженного сопротивления изоляции в системах оперативного постоянного тока энергосистем, которая сводится к задаче оптимизации, решаемой методом динамического программирования. Предлагается алгоритм решения этой задачи, основанный на минимаксном критерии оптимальности.
Ключевые слова: система оперативного постоянного тока, сопротивление изоляции, условная программа диагностирования, минимаксный критерий оптимальности.
Системы оперативного постоянного тока (СОПТ) являются важнейшей составной частью системы обеспечения управляемости и живучести энергосистем, особенно на ТЭС и АЭС. СОПТ интегрирует в единое целое следующие компоненты [1]: источники питания; защиту цепей ввода и распределения энергии постоянного тока; коммутацию цепей ввода и отходящих линий; защиту от перенапряжений; мониторинг и измерение параметров СОПТ, контроля состояния отдельных элементов, контроля сопротивления изоляции полюсов сети относительно земли и обнаружения мест повреждения изоляции; регистрацию аварийных событий в СОПТ; местную сигнализацию; подключение внешних присоединений через ряды зажимов; кабельную распределительнуюсеть; электроприемники постоянного тока, в том числе устройства релейной защиты и автоматики.
СОПТ характеризуются значительными разветвленностью и протяженностью кабельных распределительных линий, что обусловливает относительно частую ее повреждаемость. Одним из наиболее часто возникающих видов дефектов в СОПТ является снижение сопротивления изоляции полюсов относительно "земли" [2] из-за увлажнения, естественного старения изоляции сетей, разрушения агрессивной средой и механического повреждения. Анализ повреждений и отказов в СОПТ показывает, что снижение сопротивления изоляции в сетях управления, сигнализации и питания оперативного постоянного тока наблюдается в среднем один раз в 10-15 дней. Само по себе снижение электрического сопротивления изоляции не нарушает режима работы потребителей постоянного тока, но может привести к образованию обходных цепей и неправильному действию релейной защиты и автоматики. Поэтому непрерывному © Проблемы энергетики, 2013, № 3-4
контролю состояния изоляции в СОПТ на подстанциях и электростанциях уделяется серьезное внимание. Чтобы предупредить негативные последствия от неисправности этого типа, в СОПТ применяются устройства постоянного контроля состояния изоляции [3]. Однако локализация места с пониженным сопротивлением изоляции в разветвленной сети постоянного оперативного тока представляет собой ответственную и сложную задачу. Это обусловлено тем, что если место отказа типа "обрыв" или "короткое замыкание" может быть сравнительно легко локализовано по их проявлениям (например, непрохождение тока, срабатывание средств защиты), то это невозможно сделать при локализации места пониженного сопротивления изоляции, поскольку пониженное сопротивление изоляции в одном элементе сети как бы распространяется по всем ее элементам, гальванически связанным с данным элементом. Специфика этого вида отказа еще и в том, что процесс локализации места пониженного сопротивления изоляции является трудоемким и требует высокого уровня квалификации обслуживающего персонала, хотя сам процесс его устранения, как правило, сводится к сушке, продувке, чистке элементов и не представляет особых трудностей. Таким образом, на сегодняшний день основная проблема эксплуатации СОПТ связана с проблемой в определении мест с поврежденной изоляцией.
Самые совершенные современные методы и средства контроля состояния изоляции позволяют только фиксировать факт понижения сопротивления изоляции в СОПТ в целом или в отдельных ее подключениях (подсистемах), не выявляя места нахождения элемента с пониженным сопротивлением изоляции [4].
В соответствии с регламентирующим документом энергосистем СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ОАО РАО "ЕЭС РОССИИ" Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем СТО 17330282.29.240.004-2008, определяющим порядок действий диспетчерского и оперативного персонала в электроэнергетике по предотвращению развития и ликвидации наиболее характерных аварийных нарушений нормального режима электрической части, основным методом отыскания места замыкания на землю является метод последовательных разобщений - разделение сети постоянного тока на части, питающиеся от разных источников (батарей, двигатель-генераторов, выпрямителей), с последующим кратковременным поочередным отключением отходящих линий. Цепь с пониженным сопротивлением изоляции определяется наблюдением показаний устройства контроля изоляции после выполнения каждой операции переключения или отключения той или иной цепи. Очевидно, что в поиске желательно участие двух лиц оперативного и ремонтного персонала подстанции: одно - проводит операции разобщения с рубильниками, переключателями, автоматическими выключателями цепей, второе - наблюдает за показаниями устройства, сигнализирующего о понижении сопротивления изоляции сети ниже допустимого значения (рис. 1, а). Из-за высокой разветвленности сетей оперативного постоянного тока процесс поиска затягивается на многие часы и даже сутки [5] и требует выполнения многочисленных коммутаций в цепях оперативного тока. Это повышает опасность ошибочных действий персонала и возникновения аварийных ситуаций. Последнее обстоятельство становится еще более значимым, учитывая тенденцию роста количества аварий и отказов в работе электроэнергетического оборудования, вызванных неправильными действиями оперативного персонала [6], тем более что ошибочные действия персонала приводят к наиболее тяжелым последствиям [7].
Многие фирмы-производители оборудования СОПТ предлагают для решения задачи поиска места поврежденной изоляции без отключения потребителей сети специализированные переносные приборы для ручного поиска местоположения дефекта изоляции, большинство которых формирует в СОПТ специальные тестовые
импульсы тока. По реакции переносных приемников этих импульсов определяют место повреждения изоляции (рис. 1, б). Насколько это безопасно для безаварийной работы современной релейной защиты? Чем выше значение тестового тока, генерируемого этими устройствами в сеть оперативного постоянного тока, тем легче и точнее можно определить место повреждения изоляции. Однако с увеличением тока и продолжительности его генерации возрастает вероятность сбоев и неправильной работы устройств управления, релейной защиты и автоматики. В практике эксплуатации известны случаи срабатывания выключателей и отключения линий электропередачи и трансформаторов во время поиска эксплуатирующей организацией места поврежденной изоляции в сетях оперативного постоянного тока с помощью переносных приборов [8]. Также на первой международной научно-практической конференции, проходившей в Москве в 2005 году, было отмечено, что системы поиска земли провоцируют ложную работу микропроцессорных терминалов, конфликтуют с устройствами защиты от перенапряжений [9].
Штатный источник электропитания
Разобщение
Устройство
непрерывного
контроля изоляции
1 1,1(1,+)
Ы(Ь-)
~Г
Резервный источник питания
V
\Л
а)
Штатный источник электропитания
б)
Рис. 1. Поиск места пониженного сопротивления изоляции: а - методом последовательных разобщений; б - с помощью переносных приборов
Для сокращения времени поиска места пониженного сопротивления путем разобщения и с помощью специальных переносных приборов, а также для уменьшения вероятности неправильной работы питаемых от СОПТ устройств, оперативному и ремонтному персоналу подстанций необходимо придерживаться оптимальной стратегии локализации места пониженного сопротивления изоляции. На практике же
решать эту задачу приходится в напряженной ситуации в условиях острого дефицита времени и пошагового поступления исходной информации для выработки управляющих воздействий. Все это вынуждает персонал вести поиск, полагаясь, в основном, на свой опыт, память и интуицию. Очевидно, что в этом случае основные количественные показатели (недоотпуск энергии, время поиска и т.д.), характеризующие эффективность управления, не будут минимальными. Применение оптимальных стратегий в работе оперативного и ремонтного персонала подстанций позволяет вести поиск места повреждения изоляции не бессистемно, не интуитивно, а на основе конкретных расчетов, минимизирующих заданные критерии. Решение этой задачи может быть выполнено эффективно путем применения специального математического аппарата.
Поэтому в статье излагается методика построения программ оптимальных стратегий локализации места пониженного сопротивления изоляции в разветвленных сетях постоянного оперативного тока, обеспечивающих гарантированную минимальную продолжительность их реализации в любом случае неисправности типа «пониженное сопротивление изоляции» на примере метода последовательных разобщений. При этом принимаются следующие предположения:
1. Схема сети (рис. 2) состоит из множества функциональных элементов 5 = },
I = 1,4. Степень детализации функциональных элементов определяется требуемой глубиной локализации места пониженного сопротивления изоляции (до блока, до узла, до элемента).
СО
^0,1
/=4
СУ
ч №
РУ
52 ^03
яСЬ=1
-©*
ША
./I 1^'рсоша ,
гг
J
I
Рис.2. Схема сети
2. Среди множества элементов сети 5 = (5г-} возможно множество разобщений электрических функциональных связей П = {пг }, г = 1,3. Число мест выполнения этих разобщений необходимо и достаточно для того, чтобы электрически разобщить тот или иной элемент от общей сети. Затраты времени на выполнение разобщения пг известны и равны tг.
3. В сети предусмотрено централизованное устройство, сигнализирующее о понижении сопротивления изоляции сети ниже допустимого значения (на рис.2 это прибор МОм) и устанавливающее факт нормального или пониженного сопротивления изоляции всей сети, а при разобщении элементов - ее части, электрически связанной с устройством контроля сопротивления изоляции.
4. Понижение сопротивления изоляции возможно в любом, но только одном элементе. Известно, что с вероятностью qi (^ qi = 1) сопротивление изоляции может быть понижено в элементе .
Данным условиям удовлетворяет обширный класс сетей постоянного оперативного тока энергосистем.
О состоянии сопротивления изоляции элемента или подмножества соединенных электрически между собой элементов можно судить по результатам разобщений, каждое из которых предусматривает разрыв электрической связи между элементами и имеет два исхода: отрицательный и положительный. Будем считать исход разобщения отрицательным и обозначать его индексом 0, если информация, поступающая с центрального устройства контроля сопротивления изоляции в результате этого разобщения свидетельствует о пониженном сопротивлении изоляции хотя бы одного из совокупности неразобщенных элементов. В противном случае исход разобщения будем называть положительным и обозначать его индексом 1. (При использовании переносного прибора контроля сопротивления изоляции будет наоборот: р - если информация, поступающая с переносного устройства контроля сопротивления изоляции, свидетельствует о пониженном сопротивлении изоляции, исход измерения считается положительным). Из рис.2 следует, что в первом случае элемент с пониженным сопротивлением изоляции находится среди подмножества элементов, неразобщенных от общей сети, а во втором случае - среди подмножества элементов, разобщенных от общей сети. Например, допустим, что при выполнении разобщения в точке %2 показания устройства для контроля сопротивления изоляции не в норме (т.е. исход разобщения %2 отрицательный). Очевидно, что в этом случае элемент с пониженным сопротивлением изоляции находится в одноэлементном подмножестве {51}. Если при выполнении разобщения в точке %2 показания устройства для контроля сопротивления изоляции в норме (т.е. исход разобщения %2 положительный), то элемент с пониженным сопротивлением изоляции находится в подмножестве элементов {52,53,54}. Затем выбираются проверки, разделяющие эти подмножества, и. т. д. Выбор разобщения продолжается до тех пор, пока все исходное множество элементов не будет разделено на одноэлементные подмножества, установление факта пониженного сопротивления изоляции которых является целью программы локализации места пониженного сопротивления изоляции. Очевидно, что такое разделение всегда возможно, ибо в противном случае выполнение всех разобщений не позволяет определить пониженное сопротивление изоляции в любом элементе.
Таким образом, поиск элемента с пониженным сопротивлением изоляции состоит в выполнении некоторой последовательности разобщений, которую будем называть программой локализации места пониженного сопротивления изоляции. Программа локализации места пониженного сопротивления изоляции, в которой каждое последующее разобщение назначается в зависимости от исхода предыдущего, относится к условным программам диагностирования [10]. На рис.3 изображены варианты условных программ локализации места пониженного сопротивления изоляции для схемы сети, изображенной на рис.1.
В соответствии с изложенной процедурой процесс построения всех возможных условных программ локализации места пониженного сопротивления изоляции в сети с множеством элементов 5" (см.рис.1) можно представить в виде сетевой модели (рис.4), являющейся по сути ориентированным ациклическим графом.
Вершинами графа является множество всевозможных пар подмножеств , П^). Дуги графа указывают на положительные (индекс 1) и отрицательные (индекс 0) исходы этих разобщений. Граф ориентирован от вершины аналога пары исходных множеств (5, П), где 5 = {5г-}, / = 1,4 - исходное множество элементов, а П = {пг},
г = 1,3 - множество возможных в нем разобщений, в направлении вершин - аналогов одноэлементных подмножеств {51},{52 }, {53 } ,{54 }.
а) б)
Рис.3. Варианты условных программ диагностирования
к-4; Т^Ци ¿=3; Г(54/)ви1 £=2; Г(5^)швг к=1; )пии
Рис. 4. Графическая модель процедуры построения условных программ диагностирования
Для определения содержательного смысла понятия "длина дуги" допустим, что в результате выполнения некоторой последовательности разобщений установлено: элемент с пониженным сопротивлением изоляции находится в подмножестве элементов и для его дальнейшей локализации выполняется одно из возможных в
данном подмножестве элементов разобщений пг (пг е П^), которое разделяет
подмножество элементов Sk на два подмножества: r и S\ r. В этих условиях
средние затраты времени на локализацию элемента с пониженным сопротивлением изоляции в подмножестве Sk будут определяться выражением
т (Skr) = tr Z qi + Т (Sk,r) + Т (Slr), (1)
Sk
где tr - время выполнения разобщений %r ; Z qi - вероятность нахождения элемента с
Sk
заниженным сопротивлением изоляции в подмножестве элементов Sk ; Т(S° r) -среднее время локализации элемента с заниженным сопротивлением изоляции в подмножестве элементов S° r; Т(S1 r) - среднее время локализации элемента в
подмножестве элементов Sk r.
В выражении (1) произведение tr Z qi характеризует средние затраты времени
Sk
на выполнение разобщения nr в подмножестве элементов Sk при многократном применении программы и отражает тот факт, что выполнение разобщения nr в подмножестве элементов Sk - событие случайное, вероятность которого равна Z qi .
Sk
Кроме того, подмножество Sk может представлять собой различные комбинации по k элементов из исходного множества элементов S, в которых возможно выполнение разобщений nr . Например, в условиях рис.3 разобщение nr на этапе трехэлементных подмножеств Sk (k = 3) может выполняться в двух трехэлементных подмножествах {^1, S2, S4} и {si, S2, S3}. Эти обстоятельства определяют структуру первого слагаемого в выражении (1).
Второе и третье слагаемые в выражении (1) отражают тот факт, что после выполнения разобщения nr в подмножестве элементов Sk возможны два направления процесса поиска элемента с пониженным сопротивлением изоляции. Первое направление - поиск в подмножестве S>kr а второе - в подмножестве Sk r.
Вероятность каждого из этих направлений поиска определяется суммой вероятностей пониженного сопротивления изоляции элементов, входящих в соответствующие подмножества. Следует помнить, что индексы «О» и «1» в
обозначениях подмножеств S°r и S\ r указывают лишь на направление процесса
поиска в зависимости от исхода разобщения nr . Как отмечалось, «О» - исход разобщения отрицательный, т.е. показания устройства контроля сопротивления изоляции не в норме, а «1» - исход разобщения положительный, т.е. показания устройства для контроля сопротивления изоляции в норме.
В процессе построения программы локализации места пониженного сопротивления изоляции мы допускаем возможность понижения сопротивления изоляции у каждого из элементов исходного множества S, а следовательно, и различные исходы разобщений. Поэтому выражение для подсчета средних затрат времени на локализацию элемента с пониженным сопротивлением изоляции в
подмножестве элементов 8^ должно охватывать оба возможных исхода разобщений,
т.е. оба возможных направления процесса поиска элемента с пониженным сопротивлением изоляции.
Таким образом, предложенная сетевая модель наглядно и однозначно определяет все возможные подмножества элементов сети постоянного оперативного тока, а также все возможные в этих подмножествах разобщения, их исходы и средние затраты времени на их выполнение. Из анализа сетевой модели следует, что для сети, представленной на рис.2, может быть построено шесть различных программ разобщений, две из которых представлены на рис.3. Данные программы отличаются друг от друга только последовательностью выполнения разобщений.
Средняя продолжительность выполнения условной программы определяется выражением
Т (8) = £ qit (з1), (2)
где t(si) - суммарное время всех разобщений, выполнение которых необходимо для локализации элемента с пониженным сопротивлением изоляции в соответствии с
данной программой во множестве элементов 5.
Например, средняя продолжительность выполнения условных программ разобщений, представленных на рис.4, а и 4, б, соответственно будет:
Т (8) = q2 (Н + tз +12) + q4(tl + tз +12) + ql (^ +12) + qзt1 = 7,2;
Т (8) = q2(tl + tз +12) + qз(tl + tз +12) + ql(t2 + tз) + q4tз = 5.
Таким образом, для одного и того же множества элементов 8 средняя продолжительность выполнения условной программы разобщений Т(8) является случайной величиной, возможные значения которой зависят от порядка следования разобщений в программе. Очевидно, что среди всех возможных для данной системы электроснабжения условных программ разобщений можно выбрать программу с такой последовательностью выполнения разобщений, которая соответствует заданным критериям. Именно это обстоятельство обуславливает правомерность постановки задачи оптимизации условных программ разобщений путем определения рациональной последовательности их выполнения и названия полученной программы "Программа оптимальной стратегии разобщений".
Для нахождения оптимальной программы разобщений должен быть задан критерий оптимальности. В том случае, когда для электрической сети первостепенное значение имеет поддержание ее в состоянии, готовом к немедленному применению по назначению, основным критерием оптимизации является продолжительность локализации места заниженного сопротивления изоляции. Как правило, при вероятном характере отказов основным критерием оптимальности программ диагностирования служит средняя продолжительность их реализации [10]. При этом практически все известные методы оптимизации процедур диагностирования базируются на критерии минимума средней продолжительности их реализации [11,12], гарантирующих лишь статистическую минимизацию процедур, при этом продолжительность процедур в каждом конкретном случае диагностирования может существенно превышать продолжительность статистически минимальной процедуры. Следовательно, оптимизация программ разобщений элементов по критерию минимума средней продолжительности реализации не всегда рациональна в СОПТ, для которой важным является снижение продолжительности диагностирования в каждом конкретном случае. Кроме того, когда степень достоверности информации о вероятностях появления заниженного сопротивления изоляции в элементах системы невысока,
невозможно обеспечить наилучшие свойства программы для конкретной ситуации отказа. В данных случаях целесообразно использовать минимаксный критерий, позволяющий синтезировать программы разобщений, гарантирующие минимальную продолжительность их реализации в любом случае отказа. Кроме того, знание максимально возможного уровня затрат времени на поиск неисправности позволит принимать обоснованное решение на восстановление утраченной работоспособности СОПТ в каждой конкретной ситуации.
Использование минимаксного критерия свидетельствует о необходимости проявлять осторожность при построении программы разобщений для СОПТ, когда информация о вероятностях появления заниженного сопротивления изоляции в элементах мало достоверна. Средние временные показатели таких программ при этом обычно превышают соответствующие показатели статически минимальных программ, однако достигают значительного снижения максимально возможной
продолжительности. Такая программа, в среднем, обеспечивает наибольший эффект в наихудших условиях, другими словами - наихудший результат в минимаксно-оптимальной программе лучше наихудшего результата в любой другой возможной программе. В связи с указанными преимуществами в основу методики положен алгоритм построения оптимальных программ разобщений на основе минимаксного критерия оптимальности программ разобщений, т. е. минимум максимальной продолжительности их реализации.
В соответствии с изложенной выше основной процедурой построения условных последовательных программ разобщений, среднее время локализации элемента в любом подмножестве элементов Sk определяется выражением (1). Минимаксная программа разобщений обладает тем свойством, что в любом подмножестве элементов Sk (исключая исходное полное множество элементов S) из подмножества возможных в нём решений %k перспективным разобщением является то, для которого выражение (1) принимает максимальное значение. Следовательно, для любой вершины графа -аналога пар подмножества (Sk, %k), где k<N, критерием включения того или иного разобщения %k , из возможных в подмножестве элементов Sk, в состав перспективных будет входить реализация данным разобщением следующего условия:
Т(Sk r) = max [trXq + T(S°k r) + T(Slk r)]. (3)
Sk *S Sk
Пг *=nk
Если известны разобщения, реализующие максимум средней продолжительности локализации элемента с заниженным сопротивлением изоляции в подмножествах элементов Sk * S , то критерием включения того или иного разобщения из множества возможных П в вершине - аналоге пары подмножеств (S,ü) в состав минимаксной программы, будет являться реализация данным разобщением следующего условия:
Т(Sk r) = min { max [trXq + T(S0r) + )]}. (4)
Sk =S Sk *S Sk
Пг еЯ Пг
Здесь, как и в выражении (3), максимизация, а затем и минимизация осуществляются по переменной с соответствующей номеру разобщений %k, выбираемой путём перебора из подмножества всех возможных разобщений в рассматриваемом на данном этапе графе - (Sk, nk). Максимизация и минимизация условных программ разобщений производится в направлении определения рациональной последовательности их выполнения.
Выражение (4) представляет собой функциональное уравнение динамического программирования [1з], которое используется для построения минимаксной программы разобщений. Его рекуррентность заключается в том, что для выполнения
Т(8д. г) используются величины Т(8° г) и Т(8^), рассчитанные на предыдущих
этапах вычислительной процедуры с помощью аналогичного выражения.
Процедура решения уравнения (4) становится более обозримой при использовании сетевой модели (см. рис. 4), характеризующей все возможные варианты условных программ разобщений в исходном множестве элементов 8. В этом случае решение уравнения (4) заключается в определении кратчайшего пути среди самых длиннейших в сетевой модели из начальной вершины аналога пар подмножеств (8, П) в конечные вершины - аналоги одноэлементных подмножеств. Так как этот путь складывается из отдельных дуг графа, с длиной которых связаны средние затраты времени, то, следовательно, он однозначно определяет оптимальную программу разобщений, обеспечивающую минимум максимальных средних затрат времени на её реализацию.
Построение минимаксной условной программы выполняется в два этапа.
На первом этапе для всех подмножеств элементов 8к (8к 8), начиная с подмножеств, включающих два элемента, рекурсивно по формуле (4) рассчитывают среднее время реализации каждой из возможных подмножеств элементов программ разобщений. При этом разобщения, для которых реализуется условие максимума выражения (з), заносятся в разряд перспективных, запоминаются и используются далее в расчётах выражения (4) для последующих подмножеств элементов. Перспективные разобщения на сетевой модели выделены кружком. Разобщения, для которых не выполняется условие максимума выражения (з), из дальнейшего рассмотрения исключаются.
В исходном множестве элементов 8 в разряд перспективного разобщения из множества возможных разобщений п заносится то разобщение, для которого реализуется условие минимума выражения (4).
В условиях рассматриваемой системы дуги-исходы разобщений, вошедших в разряд перспективных, указаны на сетевой модели (см. рис. 4) утолщенными линиями.
На втором этапе производится построение самой минимаксной программы разобщений. Для этого в качестве первого разобщения в состав минимаксной программы включают то разобщение из множества возможных П в исходном множестве элементов 8, для которого выполняется условие (4). Далее, двигаясь по дугам-исходам этого разобщения в направлении одноэлементных подмножеств, включают в состав программы только перспективные разобщения, из числа возможных Л£ в подмножествах элементов 8^, на которые выводят дуги-исходы разобщения, включенного в состав программы на предыдущих шагах (они выделены кружком).
Подобным образом процесс включения разобщений в состав минимаксной программы продолжается до получения одноэлементных подмножеств (к = 1).
В условиях рассматриваемой системы дуги-исходы разобщений, вошедших в минимаксную программу, указаны на сетевой модели (см. рис. 4) пунктирными линиями.
Построенную таким образом минимаксную программу удобно представлять в виде графа-дерева разобщений и их исходов (см. рис. з, б). Следует отметить, что сложность рассмотренных выше вычислительных процедур не должна пугать, так как все вычислительные процедуры выполняются один раз при разработке СОПТ с учётом эксплуатационной статистики их отказов.
Описанная процедура построения программы оптимальной стратегии локализации места пониженного сопротивления изоляции сравнительно просто поддается алгоритмизации и может решаться на ЦВМ, а полученные таким способом программы могут составить алгоритм действий оперативного персонала в режиме локализации места пониженного сопротивления изоляции в СОПТ энергосистем. При этом программа локализации места пониженного сопротивления изоляции может быть представлена в виде формализованного эксплуатационного документа, представляющего собой руководство для действия оперативного персонала при локализации места пониженного сопротивления изоляции в сети (рис. 5).
Эксплуатационный документ
Руководство ч::ч действия оперативного персонала при локализации места заниженною сопротивления изоляции
ШР1
РУ шд
Структурная схема сети оперативного тока Элементы схемы сети оперативного тока
Обозначение Элементы слсмы
СО Система освещения
СУ Система управления
РУ Распределительное устройство
ШЛ Шина аккумуляторов
ШР1 ] Штепсельный рабьем
ШР2 Штепсельный разъем
ШРЗ Штепсельный разъем
Алгоритм действия оперативного персонала
Рис.5. Вариант формализованного эксплуатационного документа
Построенная программа позволяет не только минимизировать затраты времени на поиск места пониженного сопротивления изоляции в сети, но и уменьшить вероятности неправильной работы питаемых от СОПТ устройств в случае использования переносных приборов для поиска мест пониженного сопротивления изоляции. Данная программа позволяет также предельно формализовать действия оперативного персонала в этой напряженной ситуации и вести поиск не интуитивно, полагаясь на свой опыт и память, а на основе конкретных расчетов, снижающих вероятность ошибочных действий.
Summary
The task of optimal activity strategy development is analyzed for operation personnel in the process of the lowered resistance of isolation place detection in the nets of operative direct current of energy systems, which is confined to the task of optimization solved by the method of dynamic programming. Algorithm of the task solving is offered on the basis of the min-max optimality criteria.
Keywords: net of operative direct current, resistance of isolation, conditional diagnostic program, min-max optimality criteria.
Литература
1. СТО 56947007-29.120.40.041-2010. Системы оперативного постоянного тока подстанций. Технические требования. Стандарт организации. Дата введения: 29.03.2010. ОАО «ФСК ЕЭС», 2010.
2. Овсянников A.A., Файбисович В.А., Шлык В.В. Автоматизация поиска замыканий на землю в оперативных цепях постоянного тока // Электрические станции. 1982. № 2. С.61-63.
3. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа,
2007.
4. Бабыкин В.В., Силаев Ю.М. Измерительно-вычислительный комплекс для контроля состояния сети постоянного тока. М.: Энергоэксперт №1, 2008.
5. Борухман В.А., Кулдыкин А.Н. Устройство ИПИ-1 для отыскания мест повреждения изоляции в сетях оперативного постоянного тока // Энергетик. 1985. № 2. С.28-29.
6. Айзенфельд А.И. Показатели работы устройств релейной защиты и автоматики в энергосистемах // Электрические станции. 1993. № 1. С.48-52.
7. Кондахчан B.C. Ложная работа защиты при замыканиях в цепи оперативного тока// Электрические станции. 1941. № 13-14. С.38.
8. Гуревич В.И. Оперативные цепи постоянного тока. Проблемы контроля изоляции. СПб.: Новости электротехники. 2012. №1(73).
9. Новые решения по построению высоконадежных систем постоянного тока для объектов энергетики. Мировые тенденции // Материалы докладов с первой международной научно-практической конференции. М., 2005.
10. Мозгалевский А.В., Калевич В.П., Костанди Г.Г. Диагностирование электронных систем. Л.: Судостроение, 1984.
11. Пашковский Г.С. Задачи оптимизации обнаружения и поиска отказов в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1981.
12. Капаев В.И., Эссанг О.С. Построение программы оптимальной стратегии локализации места пониженного сопротивления изоляции в сетях постоянного оперативного тока энергосистем // Вестник КГЭУ. 2009. №1.
13. Белман Р. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука, 1980.
Поступила в редакцию 01 марта 2013 г.
Капаев Владимир Иванович - канд. техн. наук, доцент кафедры «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Тел.: 8 (843) 519-42-76.
Наумов Анатолий Алексеевич - д-р физ.-мат. наук, зав. кафедрой «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ).
Шляпченков Андрей Анатольевич - аспирант кафедры «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Тел.: 8 (917) 9096067. E-mail: [email protected].
