Как объекта диагностирования

Устройства релейной защиты (РЗ) осуществляют автоматическое распознавание и идентификацию режимов работы защищаемого объекта и отключение его от источников электроэнергии при обнаружении аварийного режима. Распознавание режима работы объекта и места повреждения основано на сравнении контролируемых параметров – тока, напряжения, фазы, сопротивления и т. д. с расчетными пороговыми значениями (уставками), разграничивающими режимы или зоны действия.

Системы РЗ относятся к классу дискретных восстанавливаемых устройств с жесткой логикой.

В зависимости от степени ответственности выполняемых функций РЗ может иметь неизбыточную или избыточную структуру (Рис. 1.1), содержащую к входов, корректирующий орган (КО) и один выход F. Информация о режиме работы защищаемого объекта непрерывно подается на РЗ от измерительных преобразователей (ИП) – измерительных трансформаторов тока (ТА) и напряжения (ТV) в виде непрерывных сигналов X_iк{x_i1, x_i2, …, x_iк}, где к – порядковый номер измерительно-логического блока РЗ; i – номер элемента множества X_iк, соответствующего определенному режиму работы защищаемого объекта. Измерительно-логические блоки (ИЛБ) являются наиболее сложной частью системы РЗ и могут иметь как одинаковое, так и различное функциональное назначение и принципы действия, надежность и техническую реализацию. ИЛБ сравнивают информацию о входных величинах X_i (значения тока, напряжения, фазового угла, времени существования режима и производные от этих параметров) с заданными порогами срабатывания (уставками), по результатам сравнения формируют выходной сигнал ZÎ{0, 1}, где 0 означает, что сигнала от ИЛБ на отключение защищаемого объекта нет, 1 – имеется сигнал на отключение.

Значение сигнала Z однозначно определяется параметрами сигнала X_i, порогом срабатывания (внутренним состоянием ИЛБ) Y_o и временем t, т. е.

Z_i = φ_i(X_i, Y_0i, t), i = 1, 2, …, к. (1.1)

Передаточная функция (1.1) представляет собой математическую модель измерительно-логических блоков, которая может быть задана аналитической, табличной, графической и другими формами. При неисправности ИЛБ изменяется передаточная функция φ_i, и в зависимости от режима работы защищаемого объекта (состояния входных сигналов) на выходе ИЛБ может появиться ложный сигнал – ложное срабатывание или отказ срабатывания. Корректирующий орган осуществляет корректирование действия устройства при отказах для сохранения правильного функционирования. Его корректирующая способность зависит от избыточности к и от выполняемой логической функции. В общем случае действие корректирующего органа может быть выражено пороговой логической функцией с одним или несколькими порогами:

(1.2)

где F – выходной сигнал корректирующего органа;

ρ – порог корректирующего органа;

j – число порогов;

ξ – вес i-го входа.

При к = 1 система является неизбыточной и отказы не корректируются. При нечетном к, j = 1, ξ_i = 1 и корректирующий орган выполняет мажоритарную логическую функцию с коррекцией двух типов отказов. В настоящее время в релейной защите преимущественно используются устройства с к >1, j = 1, ξ_i = 1 и ρ = 1, т. е. резервирование осуществляется по схеме "ИЛИ" с коррекцией неисправности типа "отказ срабатывания".

Выходной орган (ВО) предназначен для согласования устройства РЗ с исполнительным механизмом (ИМ). В качестве последнего применяется привод высоковольтного выключателя, управляемый электромагнитом.

В зависимости от входных параметров X_i, определяемых режимом работы защищаемого объекта, и состояния защиты (исправное, неисправное) на выходе защиты присутствует сигнал F{0, 1}, где 0 – сигнала от РЗ на отключение защищаемого объекта нет, 1 – сигнал на отключение. Рассмотрим три подмножества: X₁{X₁₁, X₁₂, X₁₃, …, X_1n} – сигнал с параметрами, соответствующими нормальному функционированию (НФ) защищаемого объекта; X₂{X₂₁, X₂₂, X₂₃, …, X_2n} – сигнал, соответствующий ненормальному функционированию защищаемого объекта, но не содержащий требования на срабатывание; X₃{X₃₁, X₃₂, X₃₃, …, X_3n} – сигнал, соответствующий ненормальному функционированию защищаемого объекта, содержащий требование на срабатывание.

Каждому из элементов подмножества X₁, X₂, X₃ соответствует определенное заданное время реакции РЗ Т_р соответственно:

Т_Р1{t₁₁, t₁₂, t₁₃, …, t_1n}; Т_Р2{t₂₁, t₂₂, t₂₃, …, t_2n}; Т_Р3{t₃₁, t₃₂, t₃₃, …, t_3n}.

Зная входные параметры, состояние выхода и время реакции защиты, можно судить о её работоспособности, а при отказе функционирования определить тип отказа (табл. 1.1). Различают три типа отказа: отказ срабатывания (ОС), ложное срабатывание (ЛС), излишнее срабатывание (ИС).

Основными элементами, входящими в релейную защиту, являются измерительные органы, элементы выдержки времени, логические элементы, выходные элементы, управляющие исполнительными механизмами. Различные дефекты перечисленных элементов и их взаимосвязей могут приводить к различным типам отказов функционирования. Исправность элементов защиты может быть оценена в общем случае по двум величинам – времени срабатывания t_ср и порогу срабатывания У_ср. Для конкретного устройства эти величины имеют заданные значения (уставки) t_ср.у и У_ср.у с областью допустимых отклонений t_ср.у±∆t и У_ср.у±∆У, где _.∆t и ∆У – величины допустимых отклонений. Выход значений параметра t_ср, У_ср из области допустимых значений расценивается как дефект.

Таблица 1.1

Поиск по сайту: