Содержимое страницы:
1 Описание методики определения коммутационного ресурса высоковольтного выключателя
Коммутационный ресурс, заложенный изготовителями выключателей, учитывающий количество коммутаций при определенной нагрузке, рассчитывается по измеряемым значениям отключаемых токов путем сравнения их значений в заданных пределах.
Значения отключаемых токов и количество пределов по токам у разных производителей оборудования может отличаться!
Расчет коммутационного ресурса выключателя выполняется в большинстве случаев только по операциям отключения, т.к. для большинства выключателей износ дугогасительного устройства при включении существенно ниже, чем при отключении и им можно пренебречь. Однако, если завод-изготовитель четко регламентирует коммутационный ресурс выключателя при операциях включения, данный ресурс также должен учитываться в расчете. Коммутационный ресурс определяется для каждого полюса выключателя отдельно.
1.1 Методика расчета
Расчетом определяется остаточный коммутационный ресурс выключателя по следующей формуле:
где Rсраб – расход коммутационного ресурса выключателя за все операции,
n – число различных значений отключаемых токов,
Nфакт.i – число отключений выключателем тока i,
Nдоп.i – допустимое число отключений тока определенной величины (согласно данным заводов-изготовителей).
Условием вывода выключателя из работы для ревизии и/или ремонта является значение Rост = 0.
Значение Rост может быть отображено в процентах.
1.2 Исходные данные, получаемые от первичного оборудования
Для выполнения расчета коммутационного ресурса высоковольтного выключателя необходимы следующие исходные данные:
- ТС отключения выключателя;
- величина тока отключения выключателя.
1.3 Источники исходных данных
Первичными источниками исходных данных являются:
- вторичная обмотка измерительного трансформатора тока для защиты класса точности 5Р или 10Р (устройством сбора первичных данных является терминал МП РЗиА контролируемого присоединения);
- датчик тока цепи электромагнитов отключения (устройством сбора первичных данных является терминал МП РЗиА контролируемого присоединения);
- паспорт высоковольтного выключателя (указываются значения коммутационного ресурса согласно ГОСТ 687-78 или регламентируемые конкретным заводом-изготовителем, Iном - номинальный рабочий ток, Iо.ном - номинальный ток отключения).
1.4 Уровень выполнения алгоритма расчета и итоговые величины
Расчет параметров коммутационного ресурса выключателя реализован на нижнем уровне системы СОТИ АССО (АСУ ТП) в контроллере контролируемого присоединения с использованием алгоритмов FBD.
Итогом расчета являются:
- сигнал ТИ, содержащий значение остаточного коммутационного ресурса в %;
- сигналы ТИ, содержащие значение «счетчика» срабатываний выключателя на отключение в заданных диапазонах значений отключаемого тока;
- сигнал ТС, обобщенный сигнал, сигнализирующий о полной выработке коммутационного ресурса.
Все полученные в итоге расчета сигналы ТИ и ТС записываются в ретроархив контроллера присоединения.
2 Алгоритм расчета параметров коммутационного ресурса выключателя
2.1 Описание алгоритма
На рисунке 2.1 представлен алгоритм расчета параметров коммутационного ресурса выключателя. Входами алгоритма являются дискретный канал команды отключения от датчика тока цепи электромагнитов отключения и канал телеизмерения тока в цепи выключателя (значения дискретного канала и канала телеизмерения получены от терминала МП РЗиА). Входной дискретный сигнал фиксации команды отключения анализируется по его качеству, при соответствии качества значению 192, формируется логическая единица. Входной сигнал телеизмерения преобразуется по типу из REAL в INT (блок REAL_TO_INT), и его величина по модулю (блок ABS) сравнивается с заданными диапазонами возможных токов (согласно п.3.6.8 ГОСТ 687-78 нормирует следующие диапазоны токов отключения: до Iном, от Iном до 30% Iо.ном, от 30% до 60% Iо.ном, от 60% до 100% Iо.ном. У различных производителей высоковольтных выключателей данные значения могут отличаться!), при попадании значения в один из диапазонов, а также, при соответствии качества сигнала значению 192, формируется логическая единица. Для определения возможных диапазонов токов задается номинальный рабочий ток и номинальный ток отключения выключателя в Амперах в соответствии с паспортными данными на выключатель.
В момент отключения выключателя формируется логическая единица на вход CU одного из четырех блоков счетчика (блоки CTU), длительность импульса логической единицы задается в блоке таймера (блок TP) и выбирается в пределах, не превышающих величину полного времени отключения выключателя. На входах PV блоков CTU устанавливаются целые числа – предел счета. Заданные значения констант, равны допустимому заводами изготовителями количеству отключений выключателя при токах в заданных диапазонах. На выходах CV блоков CTU значения увеличиваются на единицу каждый раз, когда на входе CU появляется логическая единица. При достижения на выходе CV значения, равного константе на входе PV, на выходе Q формируется логическая единица. Сброс счетчиков организован через дискретный канал, заведенный на входы R блоков CTU, при появлении логической единицы происходит сброс счетчиков, значение на выходах CV становится равным нулю.
Значения на выходах счетчиков CV суммируются со значениями уже существующего числа отключений на момент начала контроля коммутационного ресурса выключателя (источником данной информации является исходная информация, задаваемая на АРМ при необходимости), после чего выполняется расчет отношения выполненного количества операций к допустимому.
Выходами алгоритма являются сигналы по каждому блоку счетчика со значением количества отключений и со значением выработанного ресурса (отношение выполненного количества отключений к допустимому). Также, производится расчет суммарного выработанного ресурса и формируются предупредительный и аварийный сигналы о выработке коммутационного ресурса. Всем выходным сигналам присваивается значение качества равное 192.
Рисунок 2.1 – Алгоритм расчета параметров коммутационного ресурса выключателя
2.2 Представление информации пользователям
Используя выходы алгоритма расчета параметров коммутационного ресурса возможно, в конечном итоге, сформировать отчеты содержащие следующие данные:
- количество отключений при заданном диапазоне отключаемого тока по каждой фазе выключателя, шт;
- выработанный коммутационный ресурс по каждой фазе выключателя, %;
- остаточный коммутационный ресурс по каждой фазе выключателя, %;
Так же обеспечивается предупредительная и аварийная сигнализация об исчерпании коммутационного ресурса по каждой фазе выключателя и процедура сброса (обнуления) счетчика коммутационного ресурса с АРМ.
3 Организация цифровых каналов обмена данными
3.1 Описание структурной схемы при обмене данными с МП РЗА по протоколу МЭК 61850-8-1
Для контроля тока отключения выключателя соответствующий вход логической схемы алгоритма учета коммутационного ресурса выключателя необходимо привязать к каналу ТИ тока контролируемого присоединения. Т.к. фиксация величины тока отключения должна происходить как в нормальных режимах, так и в аварийных (фиксация токов КЗ), то для данных целей, как правило, используются вторичные обмотки ТТ для защиты класса точности 5Р или 10Р, вторичные цепи которых подключаются к аналоговым входам микропроцессорных терминалов РЗ и АУВ. В том случае, если терминалы МП РЗ и АУВ поддерживают обмен данными по протоколу МЭК 61850-8-1, то обмен данными измерений тока присоединения между терминалом МП РЗ и АУВ и контроллером присоединения ARIS C3xx производится в цифровом виде через шину станции в протоколе МЭК 61850-8-1 (GOOSE). Структурная схема обмена данными с терминалами МП РЗА в соответствии с МЭК 61850 показана на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Структурная схема обмена данными с терминалами МП РЗА по протоколу МЭК-61850-8-1