СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ (Автосохраненный) (1212863), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

– Ведение и учет всех отключений электромеханических устройств РЗА.

– Обеспечение приема всей информации об отключениях электрооборудования, срабатывания устройств РЗА, противоаварийной автоматики, определения места повреждений и формирование единой базы данных отключений.

– Работа с неисправностями. Хранение информации о всех отключениях оборудования на протяжении всего срока эксплуатации (журнал неисправностей устройств РЗА).

– Мониторинг серверов подстанций.

– Контроль. Необходим постоянный опрос ПО серверов ПС на предмет наличия отклика и корректного функционирования всех сервисов.

– Диагностика. При отсутствии отклика от сервера ПС необходима первичная диагностика причины отказа (проверка маршрута связи, ответа от сетевого интерфейса сервера и т.п.)

– Оповещение, получение отклика с сообщением о некорректной работе программного обеспечения (ПО) сервера подстанции должен быть оповещен ответственный за эксплуатацию системы диагностики персонал ПС и ПМЭС. Должна быть возможность оповещения через программное обеспечение АРМ и по электронной почте.

– Журнализация. Должен вестись журнал сбоев серверов ПС.

4.4 Требования к программным средствам сервера ПС

Архитектура программных средств должна иметь вид, представленный на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 Архитектура программных средств сервера ПС

В основе архитектуры должны лежать сервисы (службы), которые должны работать независимо друг от друга и выполнять отдельные программные функции: сбор данных, обработка данных, обмен данными между сервисами, передача данных в сторонние системы, администрирование и другие.

4.5 Функции, выполняемые сервером подстанции

1. Отправка с подстанции уведомлений о работе центральной сигнализации, происшествиях.

Интеграция с АРМ подстанции. Получение из АРМ подстанции, хранение, организация доступа к логам событий, осциллограммам РАС и терминалов защит; телесигнализации об аварийных событиях. Формирование правил приема информации из АРМ и форматов данных передаваемых с помощью программного обеспечения АРМ.

Интеграция с системой записи оперативных переговоров ПС. Организация доступа к файлам звукозаписи. Возможность сортировки файлов записи и поиска по дате и времени.

1. Сбор данных с устройств РЗА.

2. Синхронизация времени. Должна быть обеспечена синхронизация с единым временем с точностью не хуже 1 мс.

Система диагностики должна осуществлять контроль меток времени публикации GOOSE сообщений устройствами DMU и SV потоков устройствами AMU.

Так же она должна осуществлять контроль меток времени приема GOOSE сообщений и SV потоков в устройствах РЗА.

Должен производиться анализ параметров ЦПС, таких как время доставки GOOSE-сообщений, время доставки SV потоков, исправность работы системы синхронизации времени, исправность работы ЛВС.

1. Логическая обработка. Система диагностики должна объединять осциллограммы от нескольких устройств в одну по принципу единого времени.

Система диагностики электромеханических устройств РЗА должна анализировать однотипные аналоговые сигналы от разных устройств на их соответствие друг другу и отображать несоответствия при их наличии.

Так же она должна производить анализ осциллограмм и производить расчет параметров, необходимых для анализа аварийной ситуации на основании критериев, заданных пользователем с помощью ПО АРМ.

Система диагностики должна производить анализ работы РЗА на основании критериев, заданных пользователем с помощью ПО АРМ.

4.6 Требование к устройствам ввода и вывода информации системы диагностики

Создание и корректировка алгоритмов деятельности оперативного персонала ПС:

1. Создание алгоритмов деятельности оперативного персонала ПС

2. Корректировка алгоритмов деятельности оперативного персонала ПС

Записи, осуществляемые оперативным и административно-техническим персоналом своей деятельности в электронном виде:

1. Создание записей. Формирование записей, автоподстановка вводимых данных с использованием словаря терминов. Автоматическое пополнение словаря терминов. Возможность корректировки и дополнения записи перед отправкой ее в журнал. Копирование в буфер/из буфера [23] .

2. Корректировка записей Возможность корректировки записей, записанных в журнал с сохранением первоначальной (-ных) записи (-ей), информации о дате, времени внесения изменений и авторе изменений.

3. Создание и редактирование журналов, а так же перенос имеющихся на подстанции журналов в электронный вид.

4. Создание отчетов. Возможность создания произвольных отчетов с использованием справочников и содержимого журналов с развернутой системой поиска и фильтров. Печать схем и отчетов. А так же создание инструмента печати схем – как нормальных, так и оперативных с возможностью добавления заранее подготовленного штампа. Создание инструмента печати сформированных отчетов.

После постановки задачи системы диагностики и распрямления основных функций системы необходимо построение алгоритмов работы системы диагностик. Для построения алгоритмов необходимо разработать структурную схему системы диагностики, установленной на подстанцию. А также, выбрать и рассчитать средство сбора сигналов от электромеханических реле.

Для создания системы диагностики электромеханических устройств релейной защиты необходимо выбрать средство приема сигналов и средство передачи, устанавливаемые на подстанциях. А так же, протоколы, по которым будет осуществляться приемка и передача информации о изменении нормального состояния устройств РЗА.

После разработки средств передачи информации необходимо разработать методику кодировки сигнала, и методику расшифровки, для быстрой работы с информацией.

1. ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ

5.1 Описание структурной схемы системы диагностики

Центральным элементом рассматриваемых устройств является ПЛК - однокристальная электронно-вычислительная машина (ЭВМ) с оперативным (ОЗУ) и постоянным (ПЗУ) запоминающими устройствами, таймером, устройствами ввода и вывода. Он будет находится на подстанции передавая информацию далее по объектам системы диагностики [24].

Устройство подразделяется на аналоговую и цифровую части. В состав аналоговой части входят реле, на которые будут подключаться датчики (Д) снимающие цифровой сигнал с реле и передающие его далее. Входным элементом цифровой части является микроконтроллер. Это микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Выходные сигналы (в цифровой форме) Микроконтроллера подаются на цифровые входы портов ввода-вывода другого микроконтроллера (МК комп.1), который предназначен для сбора информации с устройств и объединение их в алгоритм передачи данных на микропроцессор.

Передача данных с датчиков на микроконтроллер и далее, будет происходить по протоколам I2C или RS232 [24].

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) микропроцессора по программе, заложенной в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), с участием оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) производит обработку информации. Он вычисляет защиту, которая отработала, Анализирует правильность ее действия, после чего сообщает всю информацию на разные уровни диспетчеризации.

Данные о срабатывании выходных реле, параметрах срабатывания устройства защиты и др. могут быть выданы для персонала системный блок (СБ) находящийся на подстанции приложение на системном блоке позволяет выводить информацию на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ). Так же эта информация передается в АСУ ТП с помощью интерфейса RS232 и с помощью RS485 через АСУ ТП на систему диагностики может удаленно воздействовать персонал закрепленный за данным оборудованием, для осуществления контроля за работой системы, удаленной наладки, считывания информации системы и т.д.

Устройство ввода: Коррекция программ, заложенных в ПЗУ, и настройка устройства может производиться так же с помощью клавиатуры (КЛ).

Для каждого вида информации необходимо создать свое устройства ввода оперативной информации.

Устройство ввода, для создания и редактирования алгоритмов деятельности персонала подстанции.

Архив данных находится на главном сервере. Он необходим для сбора статистических данных об отказах устройств релейной защите, а так же о случаях правильной работы защиты. Так же в Архиве данных содержаться карты уставок защит и комплекты инструкций.

Доступ к архиву данных будет предоставлен пользователям из релейного персонала удаленно, после ввода логина и пароля, уникального для геологического положения службы релейной защиты.

На рисунке 5.1 показана структурная схема системы диагностики установленной на подстанции.

5.2 Выбор микроконтроллеров

Микроконтроллер (англ. Micro Controller Unit, MCU) — микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи [25].

Для сбора информации с блоков панелей защит, подойдёт микроконтроллер ATMega8 от компании AVR . В этом микроконтроллере идеально сочетаются цена, функциональность и простота применения в проектируемых электронных устройствах. Для прошивки микроконтроллера ATMega8 не требуется сложного специализированного оборудования [25] что позволяет использовать стандартные программаторы, более дешевые, чем специализированные, работающие с определенными типами микроконтроллеров.

ATmega8 представляет собой маломощный 8-разрядный микроконтроллер CMOS на базе усовершенствованной архитектуры RISC, поддерживающей AVR. Выполняя мощные команды за один такт, ATMEGA8-16PU достигает пропускной способности, приближающейся к 1MIPS на МГц, что позволяет системному разработчику оптимизировать энергопотребление и скорость обработки [25].

В этом микроконтроллере будет заложен алгоритм нормального положения устройств релейной защиты по блокам электромеханических устройств РЗА. Он будет выполнять алгоритм, и проверять положение реле по средствам сигналов, приходящих с датчиков, установленных на блок контактах реле.

Когда устройства РЗА не работали, то схема нормальная, алгоритм будет возвращаться в начало цикла и проводить опрос заново. При работе реле, по сигналу, который придет с датчика, микроконтроллер сделает вывод о работе защиты и перешлет сигнал на следующий микропроцессор, который сделает отчет о работе защит и перешлет его оперативному персоналу подстанции, Диспетчеру в управлении и (или) введении которого находится оборудование, релейному персоналу.

Аналогично выбирается микроконтроллер устанавливаемый на панели защит. Его функцией является сбор информации с микроконтроллеров блоков, и передача ее на программируемый логический контроллер (ПЛК). Всем требованиям удовлетворяет микроконтроллер от компании AVR ATMega16.

Микроконтроллер ATMega16 является более мощной версией микроконтроллера ATMega8 [26]. Это подразумевает то, что при программировании микроконтроллера ATMega16 используются те же алгоритмы и то же оборудование, что и при программировании микроконтроллера ATMega8.

ATmega16 представляет собой маломощный 8-разрядный микроконтроллер CMOS на базе усовершенствованной архитектуры RISC, поддерживающей AVR. Выполняя мощные команды за один такт, ATmega16 достигает пропускной способности, приближающейся к 1MIPS на МГц, что позволяет системному разработчику оптимизировать энергопотребление и скорость обработки [26].

Для таких панелей, как панели автоматики или панелей основных защит, не имеющих нескольких комплектов защит, достаточно использовать один микроконтроллер панели. Это обусловлено тем, что на панелях данного типа, нет большого разнообразия устройств РЗА, а поэтому и нет такого вариативности работы устройств релейной защиты. Не целесообразно увеличивать число единиц оборудования. В данном случае настройка микроконтроллера панели, будет совмещать в себе сбор информации с датчиков, а так же, передачу информации на ПЛК.

5.2 . Выбор датчика контроля положения якоря реле

Нам необходимо принять аналоговый сигнал и передать его на микроконтроллер. На микроконтроллер ATMEGA8 есть аналоговые приемники сигнала, нам необходимо создать датчик, который будет передавать сигнал на микроконтроллер. Для этого есть несколько вариантов:

1. Контроль напряжения на катушке реле. Данный способ не подходит, потому, что мы не сможем контролировать подвижный контакт реле. Может произойти залипание контакта и наша система этого не увидит.

2. Контроль состояния якоря реле. Для реализации этого способа необходимо встроить на якорь реле микропереключатель. Этот способ не подходит, так как возникнет дополнительное усилие на якорь реле. Требуется доработка реле и в некоторых реле это сделать физически не возможно.

3. Контроль контактной системы.

3.1) Задействовать незадействованную группу контактов реле. Но этот вариант можно использовать крайне редко, так как при проектировании реле, в большинстве случаев задействуют все контакты. Для реле с большим количеством контактов необходимо усиливать катушку реле, подвижный элемент, делать перерасчет. Не целесообразно использовать реле в защитах, с лишними группами контактов.

Характеристики

Список файлов ВКР