Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Контроль дискретной оперативно-диспетчерской информации на электроэнергетических объектах в нормальных и аварийных режимах
1.1. Анализ и возможные пути снижения аварийности на электроэнергетических объектах 12
1.2. Контроль дискретной информации на электрических станциях 20
1.3. Контроль дискретной информации на подстанциях 22
1.4. Анализ информационного обеспечения задач диагностики оперативных переключений и регистрации аварийных ситуаций на электроэнергетических объектах 27
Выводы по главе 33
Глава 2. Исследование характеристик потоков коммутаций в первичных и вторичных цепях электроэнергетических объектов
2.1. Методика исследования потоков коммутаций 35
2.2. Характеристика потока коммутаций высоковольтных выключателей 52
2.3. Характеристики потока сигналов действия устройств автоматики и релейной защиты 65
2.4. Характеристики потока двухпозиционных сигналов при оперативных переключениях 74
Выводы по главе 78
Глава 3. Математическая модель системы контроля коммутационных ситуаций
3.1. Система контроля коммутационных ситуаций как двух фазная система массового обслуживания 80
3.2. Модель системы первой фазы обслуживания 86
3.3. Распределение периода занятости в первой фазе обслуживания 90
3.4. Модель системы второй фазы обслуживания 98
3.5. Расчет основных параметров системы контроля коммутационных ситуаций 102
Выводы по главе 108
Глава 4. Системы и устройства автоматического контроля коммутационных ситуаций на электроэнергетических объектах
4.1. Способы организации системы контроля коммутационных ситуаций 110
4.2. Использование современной серийной микропроцессорной техники для реализации системы контроля коммутационных ситуаций 116
4.3. Устройство для ввода в УВМ дискретной информации от двухпозиционных датчиков 127
4.4. Многоканальное устройство регистрации событий "Статистик-МЗ" 134
4.5. Эффективность систем контроля коммутационных ситуаций 139
4.6. Пример структуры и функционирования системы контроля коммутационных ситуаций на подстанциях 141
Выводы по главе 145
Заключение по работе 148
Литература
- Анализ и возможные пути снижения аварийности на электроэнергетических объектах
- Характеристика потока коммутаций высоковольтных выключателей
- Система контроля коммутационных ситуаций как двух фазная система массового обслуживания
- Способы организации системы контроля коммутационных ситуаций
Введение к работе
Решения, выработанные ХХУІ съездом КПСС /I/, а также задачи, вытекающие из Постановлений ЦК КПСС и СМ СССР /2 и др./ и Энергетической программы СССР на длительную перспективу /3/ предопределяют необходимость дальнейшего развития исследований, направленных на совершенствование управления технологическими процессами в электроэнергетике.
В связи с непрерывно возрастающим уровнем электропотребления предусматривается строительство новых электростанций, значительное развитие электрических сетей, в том числе и распределительных, значительное увеличение количества и мощности трансформаторных подстанций и усложнение конфигурации сетей. Так, по данным Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Энергосетьпроект" (ВГПИ и НИИ) к 1990 году по сравнению с 1975 г. протяженность сетей 35 кВ и выше увеличится в 2 раза, а количество подстанций 35 кВ и выше почти в 3 раза. Естественно, что при этом увеличивается удельное количество коммутационных аппаратов, устройств автоматики и релейной защиты на единицу длины высоковольтных линий. Уже сейчас количество коммутационных аппаратов достигает нескольких тысяч на одну энергосистему, а число комплектов устройств автоматики и релейной защиты, обслуживаемых одним человеком, превышает сто единиц. Следует отметить также, что процесс развития сетей происходит при одновременном снижении количества обслуживающего персонала. Так, в настоящее время в энергосистемах свыше 90% подстанций малой и средней мощности не имеет постоянного дежурного персонала на щите управления, а оперативное обслуживание осуществляется выездными бригадами.
В этих условиях исключительно важное значение приобретают вопросы разработки новых методов и средств контроля состояния коммутационной аппаратзпры первичных цепей, а также устройств защиты и автоматики в нормальных и аварийных ситуациях. В /102/ отмечается, что в энергосистемах в последние годы резко увеличилось число аварийных ситуаций при работе обслуживающего персонала с коммутационной аппаратурой в первичных и вторичных цепях электроэнергетических объектов. Основными причинами ошибок дежурного персонала являются неправильная переработка им имеющейся информации и принятия в связи с этим неверного плана оперативных действий /88/, а также дефицит информации о положении коммутационной аппаратуры в первичных и вторичных цепях в ходе оперативных переключений.
Не менее важное значение, с точки зрения повышения надежности электроснабжения и сокращения аварийно-восстановительного периода, имеет полная и достоверная оперативная информация о последовательности переключений коммутационной аппаратуры в цепях защит и автоматики на электроэнергетических объектах в аварийных ситуациях. В то же время существующие методы и средства получения этой информации имеют ограниченные возможности как в количественном, так и в качественном отношении.
В связи с этим возникают существенные затруднения при решении таких важных задач, как контроль правильности выполнения оперативных переключений, регистрация аварийных ситуаций, формирование рекомендаций оперативному персоналу в случае сложных аварийных ситуаций, определение ресурса и диагностика состояния коммутационной аппаратуры электроэнергетических объектов, учет сбоев и повреждений. Следует подчеркнуть, что решение указанных задач неразрывно связано с контролем коммутационных ситуаций. Под коммутационной ситуацией подразумевается совокупность двухпозиционных датчиков, однозначно отображающих конфигурацию первичных и вторичных цепей электроэнергетического объекта в текущий момент времени в нормальных или аварийных режимах. Положение коммутационной аппаратуры первичных и вторичных цепей зависит от множества случайных факторов, что обусловливает случайный характер коммутационных ситуаций.
Учитывая современное состояние данной проблемы, в работе поставлена цель - разработать способы организации и алгоритмы функционирования систем и устройств автоматического контроля коммутационных ситуаций на обслуживаемых и необслуживаемых электроэнергетических объектах и реализовать их на базе современных средств информационной и вычислительной техники, что предопределяет необходимость решения следующих задач.
1. Проанализировать существующие методы и средства контроля дискретной оперативно-диспетчерской информации на электрических станциях и крупных системообразующих подстанциях.
2. Исследовать потоки двухпозиционных сигналов в аварийных ситуациях и при оперативных переключениях.
3. Разработать математическую модель системы контроля коммутационных ситуаций и определить основные параметры ее функционирования.
4. Предложить способы организации системы контроля коммутационных ситуаций электрической части станций и подстанций. Выполнить технико-экономическое обоснование вариантов построения систем.
5. Разработать, изготовить и внедрить специализированные технические средства, обеспечивающие реализацию предложенных способов.
Основные научные результаты диссертационной работы сформулированы следующим образом.
I. Получены и исследованы количественные и качественные характеристики потоков сигналов действия устройств автоматики и релейной защиты, а также потоков сигналов срабатывания высоковольтных выключателей (ВВ) классов напряжений 330, НО, 35,10 кВ и потоков сигналов, возникающих в ходе выполнения оперативных переключений.
2. Разработана математическая модель процесса контроля коммутационных ситуаций, представленного одноканальной двухфазной системой массового обслуживания с ожиданием и потерями.
3. Получены математические выражения для определения параметров функционирования аппаратных средств систем контроля коммутационных ситуаций.
4. Предложены способы организации системы контроля коммутационных ситуаций, реализация которых позволяет осуществить автоматический сбор и обработку информации о действии устройств автоматики и релейной защиты, положении коммутационной аппаратуры в первичных и вторичных цепях и других событиях на обслуживаемых и необслуживаемых электроэнергетических объектах в нормальных и аварийных режимах.
Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем.
Внедрение предложенных способов организации, алгоритмов и устройств систем контроля коммутационных ситуаций обеспечивает повышение качества работы дежурного персонала при оперативных переключениях, а также позволяет ускорить восстановление электроснабжения потребителей при нарушениях его за счет получения оперативной достоверной информации о переключениях коммутационной аппаратуры первичных и вторичных цепей электроэнергетических объектов в аварийных режимах.
Использование разработанных устройств в составе комплекса технических средств системы сбора оперативно-диспетчерской ин - 9 формации повышает эффективность функционирования всей системы в целом вследствие снижения затрат на технику сбора информации, более эффективного использования УВМ и снижения загрузки дежурного персонала на электроэнергетических объектах.
На защиту выносятся следующие основные положения.
1. Результаты исследования и анализа потока сигналов состояния коммутационной аппаратуры в первичных и вторичных цепях электроэнергетических объектов в нормальных и аварийных ситуациях.
2. Математическая модель системы контроля коммутационных ситуаций.
3. Способы организации системы контроля коммутационных ситуаций.
4. Комплекс разработанных устройств, реализующих предложенные способы.
5. Структурная схема взаимодействия разработанных устройств и технических средств системы сбора информации на обслуживаемых и необслуживаемых подстанциях.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы и четырех приложений.
В первой главе проведен анализ существующих методов и средств контроля дискретной информации в нормальных и аварийных ситуациях на электрических станциях и подстанциях. Предложены возможные пути снижения вероятности ошибочных действий дежурного персонала при оперативных переключениях. Определены требуемые объемы дискретной информации о положении коммутационной аппаратуры в первичных и вторичных цепях на примере типовой системообразующей подстанции 330 кВ Минэнерго УССР для реализации задач регистрации аварийных ситуаций и диагностики оперативных переключений.
Во второй главе предложена методика проведения исследований
-количественных и качественных характеристик потоков двухпозици-онных сигналов, возникающих в нормальных и аварийных ситуациях. Приведены результаты исследований, расчеты и анализ.
В третьей главе предложена математическая модель и приведено формализованное описание системы контроля коммутационных ситуаций как системы массового обслуживания. Приведены результаты расчетов основных параметров системы контроля коммутационных ситуаций. Предложен критерий оценки качества функционирования разрабатываемых аппаратных средств системы.
В четвертой главе предложены способы организации системы контроля коммутационных ситуаций, проведен анализ технико-экономических показателей вариантов построения системы. Приведены алгоритмы функционирования разработанных устройств, реализующих предложенные способы. Предложена структура системы сбора оперативно-диспетчерской информации на обслуживаемых и необслуживаемых подстанциях с использованием разработанных устройств.
В заключении сформулированы основные выводы по работе.
В приложениях приведены документы, подтверждающие внедрение результатов работы, экономическую эффективность разработанных устройств системы контроля коммутационных ситуаций; результаты экспериментальных исследований потоков двухпозиционных сигналов; алгоритмическое и программное обеспечение разработанных устройств, их структурные схемы и описание принципа работы в различных режимах.
По результатам выполненных исследований и разработок опубликовано 15 работ (10 статей, 4 авторских свидетельства и одно положительное решение на выдачу авторского свидетельства).
Основные результаты, полученные в диссертационной работе, обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах:
П и Ш Республиканских научно-технических конференциях "Совре - II менные проблемы энергетики" (Киев, 1976, 1980);
I и П Республиканских научно-технических конференциях "Молодые энергетики в борьбе за технический прогресс и повышение эффективности производства" (Киев, 1976, 1979);
Республиканском научно-техническом совещании (Ровно,1978);
Всесоюзном научно-техническом семинаре "Передача информации в АСУ сельскими и городскими электрическими сетями" (Киев, 1979);
Всесоюзном научно-техническом совещании "Информационные модели объектов управления и интерфейс человек-система" (Киев, 1979);
Всесоюзном семинаре-совещании "Информационные сети энергосистем" (Киев, 1983);
Всесоюзном научном семинаре "Методы и средства автоматики и релейной защиты энергосистем" (Киев, 1984);
ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Киевского политехнического института (1976-1984).
Реализация результатов работы. Разработанные алгоритмические, программные и аппаратные средства системы контроля коммутационных ситуаций внедрены в Житомирском Восточном предприятии электрических сетей и Предприятии Киевских кабельных сетей ПЭО "Киевэнерго" с общим годовым эффектом 88,8 тыс.руб.
Разработанные устройства системы контроля коммутационных ситуаций "Ситуатор-Д" и "Статистик-МЗ" в 1978-81 гг. экспонировались на ВДНХ СССР в павильоне "Электрификация СССР" и были удостоены серебряной и бронзовой медалей.
С апреля 1984 года по настоящее время указанные устройства экспонируются на ВДНХ УССР.
Анализ и возможные пути снижения аварийности на электроэнергетических объектах
Анализ аварийной статистики и отчетной документации за последние годы показывает, что в энергосистемах уровень аварийности остается высоким. В таблице I.I приведено распределение аварий по причинам и связанный с ними аварийный недоотпуск электрической энергии по Минэнерго УССР за 1983 г., а в приложении 2 приводятся аналогичные данные за 1981 и 1982 гг. (табл.П2.1 и П2.2 соответственно).
Из сопоставления приведенных данных видны неравномерность распределения аварийности по годам, а также отсутствие зависимости аварийного недоотпуска электрической энергии от общего числа аварий, что указывает на случайный характер возникновения аварий и отказов.
Из таблиц следует, что основными причинами аварий и отказов являются стихийные явления, несовершенство конструкций, дефекты изготовления и монтажа, а также ошибки персонала. Так, в 1981 и 1983 гг. стихийные явления вызвали значительный недоотпуск электрической энергии, который составил более 90$ от общего аварийного недоотпуска, а количество аварий достигло 43$ от их общего числа. При этом общее число автоматических отключений воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше в 1981 г. составило 7649, а в 1983 г.-5697.
Количество аварий и аварийный недоотпуск по вине заводов-изготовителей в целом за рассматриваемый период составил 1856 и 0,86$ соответственно.
В отношении аварийности по вине персонала обращает на себя внимание тот факт, что она остается на высоком уровне и даже отмечается ее рост /102/. Так, в целом по Минэнерго УССР за последние годы количество аварий по вине персонала в среднем составило 20% от их общего числа, причем в 1982 г. эта величина выросла до 32%, а аварийный недоотпуск электрической энергии по этой причине достиг 42$.
Анализ аварийной статистики показывает, что более 30% всех аварий по вине персонала является результатом ошибочных действий дежурного персонала, в частности,при переключениях в первичных и вторичных схемах коммутации. Согласно /36/ ошибки при оперативных переключениях и связанные с ними неправильные коммутации разъединителей являются причинами тяжелых объектных аварий, на ликвидацию которых и восстановление нормального питания потребителей обычно уходит не менее часа, а отключаемая мощность достигает 10 МВт и более, что приводит к значительному народнохозяйственному ущербу.
Проведенный автором анализ аварийности на одной из системообразующих подстанций 330 кВ Минэнерго УССР за период с 1962 г. по 1983 г. показал, что в среднем аварии, вызванные ошибочными действиями оперативного персонала, составляют около 12%.
Исследованиями установлено, что наибольший процент аварий происходитна электроэнергетических объектах с постоянным дежурным персоналом /36,61/. По материалам, опубликованным в /36/, в таблице 1.2 приведены наиболее характерные ошибки оперативного персонала при переключениях в первичных и вторичных цепях коммутации и их удельный вес. Анализ ошибочных действий оперативного персонала позволил сделать вывод о том, что основными причинами аварий являются: - отсутствие полноты информации о положении коммутационной аппаратуры в первичных и особенно во вторичных цепях; - нарушение дисциплины проведения переключений (производство переключений единолично, нарушение регламента переключений); - отсутствие блокировок на коммутационных аппаратах.
Снижению аварийности при оперативных переключениях способствует использование заранее подготовленных программ переключений /16,104/, автоматизация составления бланков оперативных переключений /63,64,80/, а также разработка и внедрение тренажеров для оперативного персонала /59/,
Автоматизация составления и печати бланков переключений разгружает оперативный персонал электроэнергетических объектов от рутинной работы, сокращает до минимума время получения бланков, снижает вероятность ошибок в них за счет исключения психологических факторов. Однако использование заранее составленных программ и автоматически сформированных бланков оперативных переключений позволяет снизить только одну составляющую - диспетчерские ошибки. Обратная связь о результатах переключений, особенно в цепях устройств автоматики и релейной зашиты, практически отсутствует.
Автоматизацию формирования бланков оперативных переключений можно рассматривать как промежуточный этап при переходе к прямому управлению переключениями, при которых должны быть исключены ручные операции в первичных и вторичных цепях коммутации /83, III/. На современном этапе развития отечественной электроэнергетики преждевременно говорить об автоматизации производства оперативных переключений, так как применяемые коммутационные аппараты (большинство разъединителей, заземляющих ножей и т.д.) не имеют моторных приводов, а существующие устройства релейной защиты и автоматики (РЗА) принципиально исключают возможность производства переключений без участия человека.
Характеристика потока коммутаций высоковольтных выключателей
Как уже отмечалось, объем статистических данных должен быть достаточно представительным, чтобы получаемые стохастические характеристики наиболее полно определяли действительные свойства случайного процесса.
Для проведения исследований потоков коммутаций ВВ необходимый объем наблюдений (продолжительность наблюдений) определялся -отдельно для каждого класса напряжения согласно методике, рассмотренной в параграфе 2.1 настоящей главы.
Расчет объема наблюдений проводился на основании выражения (2.15) при заданной точности = 0,1 и доверительной вероятности Р = 0,95.
В результате обработки полученного статистического материала для уровня ПЭО получены усредненные данные о распределении коммутаций ВВ на интервале года. Графики распределения приведены на рис.2.5. На рис.2.5,а график - I соответствует ВВ 330 кВ; график 2 - ВВ НО кВ; график 3 - ВВ 35 кВ; N - относительное количество коммутаций ВВ данного класса напряжения, выраженное в процентах.
Графики распределения потока коммутаций ВВ 10 кВ кабельной электрической сети показаны на рис.2.5,6. График I дает представление о распределении на интервале года общего потока, включающего как аварийные, так и плановые коммутации; график 2 соответствует потоку коммутаций ВВ в аварийных режимах.
Как видно из рис.2.5 а, более 60% коммутаций приходится на период июнь-август. Это объясняется множеством случайных факторов, среди которых следует отметить один из основных - большую интенсивность гроз в этот период. Полученные данные в целом совпадают с результатами исследований, приведенными в /49,108/. Выполненные расчеты показали устойчивую корреляционную зависимость интенсивности коммутаций линейных ВВ 330, НО и 35 кВ от времени года. Коэффициент корреляции достигает значения 0,95. Расчет коэффициента корреляции для каждой пары лет осуществлялся согласно выражению /25/: где: ОХІ - to " & 9 Оуі -У і - У і ; Хі ,Хі , бХІ- соответствен но, количество коммутаций ВВ, математическое ожидание и средне-квадратическое отклонение для І -то месяца первого года; у І , У і (Зуі - соответственно, количество коммутаций ВВ, математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение для /-го месяца второго года.
Все это указывает на то, что исследуемый процесс на интервале года носит явно нестационарный характер. Вместе с тем, расчеты на ЭВМ по методике, изложенной в параграфе 2.1, дали возможность на рассматриваемом интервале выделить участки, где числовые характеристики (математическое ожидание, среднеквадратическое отклонение и элементы поля корреляционной матрицы) меняются незначительно. Для ВВ 330 и НО кВ таким участком является август месяц, а для ВВ 35 кВ - июль, т.е. месяцы максимальной интенсивности коммутаций. На этих участках потоки коммутаций ВВ можно считать с некоторым приближением стационарными и все последующие расчеты выполнять для выделенных интервалов времени.
Проведенные аналогичные исследования для потока коммутаций ВВ 10 кВ показали, что этот поток можно рассматривать как стационарный на всем интервале года. Из рисунка 2.5.6 видно, что относительное количество коммутаций ВВ практически не зависит от выбора момента отсчета как для общего потока (график I), так и для потока аварийных отключений (график 2).
Для выяснения вопроса о том, обладают ли исследуемые процессы свойством отсутствия последействия, необходимо оценить степень взаимной зависимости интервалов времени между коммутациями ВВ. С этой целью выполнен расчет корреляционной функции для каждого исследуемого потока.
Система контроля коммутационных ситуаций как двух фазная система массового обслуживания
Полученные в главе 2 качественные характеристики потоков двухпозиционных сигналов позволяют построить математическую модель системы контроля коммутационных ситуаций, используя математический аппарат теории системы массового обслуживания с пуассо-новским входящим потоком.
Полное описание функционирования системы массового обслуживания (СМО) можно выполнить, если заданы входящий поток ДС,структура обслуживающего устройства и порядок регистрации ДС.
При описании будем пользоваться терминами, которые обычно используются в теории массового обслуживания (входящий поток требований, места для ожидания, дисциплина обслуживания и т.п.), хотя особенности анализируемой системы и не позволяют полностью воспользоваться традиционными символами Кендалла /53/. Входной поток ДС определим, как поток требований, систему контроля коммутационных ситуаций -как обслуживающую систему, а порядок регистрации ДС - как дисциплину обслуживания. Обслуживающую систему будем рассматривать разомкнутой, т.е. в ее структуру не включаются источники ДС (датчики) и устройство приема информации /24, 73,75/. Вместе с тем анализ функционирования системы будем проводить с учетом реальных характеристик входного потока требований и внешних устройств приема информации.
Основным обстоятельством, определяющим характер функционирования обслуживающей системы,является случайное поступление ДС, прием и обработка которых производится детерминированным образом. Следует отметить, что контроль состояний ДС заключается в непре рывном сканировании их источников (датчиков). В этом случае время обнаружения изменившего свое состояние сигнала является случайной величиной. В то же время продолжительность записи информации о новом состоянии сигнала и момента его изменения в буферную память, последующего считывания и обработки ее можно считать величиной постоянной. Учитывая, что исследуемая система предполагает совместную работу с медленно действующими внешними устройствами печати или перфорации, время считывания информации из памяти и ее обработка в этом случае будет значительно превышать время обнаружения изменения состояния ДС. В силу этого , для практических расчетов время обнаружения изменения состояния ДС можно не учитывать и считать продолжительность обслуживания каждого сигнала величиной постоянной.
При принятом способе контроля входные сигналы поступают в обслуживающую систему в дискретные моменты времени, определяемые частотой сканирования датчиков. Однако допустимо считать, что входящий поток образует пуассоновский процесс требований. Такая идеализация возможна в силу известной теоремы Григелиониса /34/, утверждающей, что сумма большого числа независимых процессов восстановления приближенно описывается пуассоновским процессом. В реальной системе источники сигналов не являются строго независимыми, но их можно разбить на независимые группы. В главе 2 показано, что общий поток представляет собой поток с групповым поступлением ДС. При этом поток групп требований в пределах ограниченного отрезка времени обладает всеми свойствами простейшего потока. В свою очередь распределение требований в группе, как показано в главе 2, с достаточным приближением можно также считать пуассоновским. Таким образом, входящий поток требований является сложным пуассоновским потоком, каждая составляющая которого описывается своей плотностью вероятностей J СО интер валов времени между последовательными поступлениями (2.21). Количественные и качественные характеристики этого потока определены статистическими методами в главе 2.
Использование устройств приема информации с низким быстродействием неизбежно вызывает возникновение очереди в обслуживающей системе. В связи с этим процесс регистрации потока ДС разделен на две последовательные фазы. Первая фаза заканчивается записью информации об изменившем свое состояние датчике в буферную память. Последующая обработка - считывание из памяти, преобразование в требуемый код и выдача информации во внешнее приемное устройство входит во вторую фазу. Продолжительность обслуживания в первой и второй фазе каждого сигнала, изменившего свое состояние, примем величиной постоянной и обозначим через Та и Тв соответственно, причем Та Тв .
Таким образом, анализируемую систему можно рассматривать как одноканальную систему массового обслуживания, содержащую две последовательные фазы, продолжительность обслуживания в которых постоянная, с промежуточной группой мест для ожидания.
Способы организации системы контроля коммутационных ситуаций
Как показано в главе I, при организации системы контроля коммутационных ситуаций на электроэнергетических объектах, оснащенных средствами вычислительной техники, ввод в УВМ информации от двухпозиционных датчиков целесообразно осуществить с помощью ЦА, т.е. в функциональном отношении система должна включать два иерархических уровня. Нижний уровень - ЦА, которые обеспечивают непрерывный циклический контроль состояний двухпозиционных датчиков и спорадический ввод в УВМ информации об изменениях. Верхний уровень - УВМ, осуществляющая прием этой информации, логический анализ ее, обработку и выдачу результатов анализа на устройства отображения или печати.
По способу формирования выходного сигнала ЦА нижнего уровня системы контроля коммутационных ситуаций могут быть отнесены к ЦА первого рода или автоматам Мили /30/.
Выходная функция такого автомата определяется состоянием его входов и внутренним состоянием в предыдущий момент времени и может быть представлена следующим образом: где Yft) - выходной алфавит автомата множества У выходных сигналов; X(t) - входной алфавит автомата множества X входных сигналов; Q(t Z) - состояние автомата в предыдущий момент времени; Т - интервал времени, соответствующий одному циклу опроса множества X входных сигналов.
Принцип работы автомата заключается в непрерывном сравнении двух последовательностей входных двоичных переменных, разделенных во времени интервалом опроса Т При несоответствии предыдущего и последующего значений хотя бы для одной переменной на выходе автомата формируется инициативный сигнал и выдается информация о новом состоянии этой переменной с указанием ее номера в множестве X Процесс формирования инициативного сигнала можно записать, используя математический аппарат булевой алгебры, следующим образом:
По отношению к УВМ, автомат работает асинхронно, циклически осуществляя сравнение предыдущего и последующего состояний контролируемых датчиков. Примером реализации такого автомата могут служить устройства для сбора данных от двухпозиционных датчиков /11,78/. Имея некоторые достоинства (относительная простота схемного решения, небольшая стоимость), указанные устройства обладают существенным недостатком, который заключается в отсутствии возможности получения информации по инициативе УВМ, что,с одной стороны, ухудшает условия контроля и достоверность ввода состояний ДС,а с другой стороны затрудняется процесс формирования в памяти УВМ массива данных о текущем состоянии ДС в начальный период пуска системы и при необходимости обновления информации.
В связи с этим возникает необходимость организации наряду с асинхронным синхронного режима, который реализуется только при обмене информацией между автоматом и УВМ. Таким образом, с точки зрения выдачи информации, автомат должен функционировать в двух режимах: - асинхронном, когда ввод информации в УВМ осуществляется -по мере изменения состояния ДД; - синхронном, когда ввод информации осуществляется по инициативе и указанию УШ.
Для анализа аварийной ситуации требуется обеспечить хронологическую увязку событий,происходящих на электроэнергетических объектах /86/. Фиксацию моментов времени изменения состояний ДС можно осуществить с помощью таймера УШ. В этом случае процессор УШ вынужден отрабатывать "прерывания" в темпе поступления от ЦА. инициативных сигналов, интенсивность которых в аварийных ситуациях может достигать 250 1/с и более. При этом процессор, отрабатывая "прерывание" по каждому инициативному сигналу, загружается непроизводительными операциями по обращению к таймеру, что увеличивает время ввода информации и, следовательно, может привести к возникновению очередей и росту вероятности потери информации из-за недостаточного быстродействия УВМ.
Для устранения этих недостатков в структуру ЦА. необходимо ввести автономный датчик времени. Наличие датчика времени позволяет установить детерминированную связь между моментом смены состояния ДС и моментом его обнаружения и организовать ввод в УВМ информации об изменении состояний группы ДС по одному "прерыванию" в произвольный момент времени. Это обстоятельство снимает жесткое ограничение на быстродействие УШ, что позволяет организовать двухуровневую систему контроля и регистрации событий на базе любых мини-или микро-ЭВМ, выпускаемых серийно отечественной промышленностью.
