Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Способы и средства контроля и диагностирования устройств релейной защиты 13
1.1. Основные положения теории контроля и технического диагностирования 13
1.1.1. Модели объектов контроля и диагностирования 16
1.1.2. Методы оптимизации алгоритмов диагностирования 18
1.1.3. Средства контроля и диагностирования и задачи их оптимизации 23
1.2. Существующие способы и средства контроля и диагностирования устройств релейной защиты 25
1.2.1. Особенности устройств релейной защиты как объектов контроля и диагностирования 25
1.2.2. Виды и средства контроля и диагностирования устройств релейной защиты 29
1.2.3. Статические устройства релейной защиты и особенности их контроля и диагностирования 33
1.3. Оперативный контроль статических релейных защит 36
1.3.1. Назначение оперативного контроля и принципы его выполнения 36
1.3.2. Принцип автоматизации тестового контроля, обеспечивающий пропорциональную стратегию его проведения 39
1.3.3. Классификация видов оперативного контроля 46
1.3.4. Оценка эффективности оперативного контроля статических релейных защит 50
1.4. Выводы 54
ГЛАВА 2. Оптимизация диагностических параметров оперативного контроля устройств релейной защиты 56
2.1. Постановка задачи оптимизации диагностических параметров 56
2.2. Методы выбора контрольных режимов 61
2.3. Методы выбора контрольных точек 70
2.3.1. Еыбор контрольных точек для
оперативного контроля 71
2.3.2. Выбор контрольных точек для оперативного диагностического контроля с глубиной до электрически различимой не -исправности 80
2.3.3. Выбор контрольных точек для оперативного диагностического контроля с глубиной до сменного блока 97
2.4. Автоматизация процедур выбора диагности ческих параметров 107
2.4.1. Алгоритм и программа составления таблицы функций неисправностей 107
2.4.2. Программа выбора диагностических параметров III
2.5. Выводы 117
ГЛАВА 3. Разработка устройств оперативного . контроля статических релейных защит 119
3.1. Принципы выполнения устройств опера тивного контроля работоспособности и синтез их структуры 119
3.2. Принципы выполнения диагностических устройств оперативного контроля 127
3.3. Разработка автоматических устройств оперативного контроля работоспособности релейных защит панели типа ПЗ-20І 131
3.3.1. Разработка устройства оперативного контроля дистанционной защиты панели типа ПЗ-20І 131
3.3.2. Разработка устройства оперативного контроля токовых защит панели типа ПЗ-20І 143
3.3.3. Разработка устройства функционального контроля релейных защит панели типа ПЗ-20І 155
3.4. Выводы 159
ГЛАВА 4. Оценка надёжности функционирования реяеиных защит с устройствами оперативного контроля 161
4.1. Особенности расчёта показателей надёжности устройств релейной защиты 161
4.2. Расчёт показателей надёжности релейной защиты с автоматическим устройством оперативного контроля без учёта нестационарности потока коротких замыканий на воздушных линиях электропередач 164
4.3. Расчёт показателей надёжности релейной защиты с учётом нестационарности потока коротких замыканий на воздушных линиях электропередач 171
4.3.1. Расчёт показателей надёжности релейной защиты при пропорциональной стратегии тестового контроля 171
4.3.2. Оценка эффективности автоматического тестового контроля 176
4.4. Выводы 181
Заключение 182
Литература
- Основные положения теории контроля и технического диагностирования
- Постановка задачи оптимизации диагностических параметров
- Принципы выполнения устройств опера тивного контроля работоспособности и синтез их структуры
- Особенности расчёта показателей надёжности устройств релейной защиты
Введение к работе
Решениями ХХУІ съезда КПСС предусмотрено дальнейшее разви -тие электроэнергетических систем, рост количества и мощности промышленных потребителей электроэнергии. В одиннадцатой пяти -летке перед советской электроэнергетикой поставлена задача до -вести выработку электроэнергии в 1985г. до 1550-1600 млрд.кВт. час. Предстоит осуществить строительство крупных тепловых,в том числе атомных, и гидроэлектростанций, ввод в действие уникальных воздушных линий электропередач (ЕЛ) [91] . В этих условиях с учётом постоянного повышения требований к надёжности и качеству электроснабжения народного хозяйства возрастают требования к уровню технического совершенства и надёжности функционирования устройств релейной защиты (УРЗ).
В течение последних лет в технике релейной защиты произошли заметные изменения, связанные с разработкой статических УРЗ,выполняемых на полупроводниковых элементах и интегральных микро -схемах. По сравнению с электромеханическими конструкциями статические УРЗ имеют ряд преимуществ: расширенные функциональные возможности, более высокую чувствительность и быстродействие , меньшее потребление от измерительных трансформаторов тока и напряжения, меньшие габариты и вес. Однако, переход на новую элементную базу обусловил необходимость разработки новых технических решений, направленных на повышение надёжности статических УРЗ.
Многообразие путей повышения надёжности УРЗ вызвало необходимость проведения широкого круга исследований. Значительный вклад в развитие теории надёжности УРЗ и разработку технических решений по её обеспечению внесли Ю.Б.Гук, С.ФДуков, Н.А.Манов, В.Е.Поляков, Э.П.Смирнов, В Д. Фабрикант, А.М.Федосеев, Е.П.Фигурнов и другие советские учёные. В их работах показано, что необходимая надёжность функционирования УРЗ может быть достигнута не только, путём повышения аппаратурной надёжности, например, за счёт использования более надёжных комплектующих элемен-тов, но и вследстШёдаучшения эксплуатационного контроля УРЗ. Это связано с особенностью УРЗ функционировать по требованию , представляющему собой повреждения на защищаемом энергообъекте. Повреждения на энергообъектах происходят сравнительно редко, а время работы повреждённого оборудования весьма мало. Поэтому подавляющее большинство неисправностей в УРЗ происходит в режиме ожидания и за исключением дефектов, приводящих к ложным сраба -тываниям, до возникновения повреждения не проявляется. Средства эксплуатационного контроля позволяют обнаружить аппаратурный отказ до того, как возникает требование функционирования УРЗ. Эффективность эксплуатационного контроля УРЗ достигается посредством применения автоматических устройств контроля и диагности -рования, а также выбором оптимальных моментов его проведения [89].
В наибольшей мере требованиям своевременного выявления не -исправностей в статических релейных защитах отвечает оперативный контроль, проводимый на функционирующих УРЗ. Оперативный контроль выполняется с помощью встроенных средств и выявляет внезапные отказы элементов УРЗ с целью предотвращения перехода этих аппара -турных отказов в отказы функционирования. Средства оперативного контроля призваны также совершенствовать техническое обслужива -ние статических УРЗ, облегчая условия работы, уменьшая затраты труда и времени эксплуатационного персонала. Это особенно важно в связи с постоянным ростом числа комплектов УРЗ, приходящегося на единицу обслуживающего персонала, несовершенством и неприспособленностью существующих средств технического обслуживания для контроля и диагностирования статических УРЗ [26] . Современные статические УРЗ Ш напряжением II0-750 кВ, производство которых осваивается промышленностью, имеют встроенные системы проверки, включающие устройства тестового контроля и самоконтроля исправности отдельных узлов. Они облегчают условия технического обслуживания и способствуют повышению надёжности функционирования статических УРЗ.
Однако разработка систем контроля в настоящее время произ -водится интуитивным путём, что приводит к завышению времени контроля, не обеспечивает необходимые показатели его качества и за -трудняет их оценку, требует больших затрат труда и времени разработчика. Проведение контроля связано с вмешательством эксплуатационного персонала, выполнением определённых переключений в схеме УРЗ, дополнительными затратами времени на расшифровку его результатов и не обеспечивает пропорциональности между потоком проверок и потоком требований к срабатыванию релейной защиты, обусловленным нестационарностью потока коротких замыканий (КЗ) на Ж.
Целью настоящей работы явилось создание методов оптимизации диагностических параметров контроля, обеспечивающих минимальное время его проведения при заданных показателях качества, выбор принципов выполнения устройств и автоматизации процедуры конт -роля, реализующей пропорциональную стратегию, разработка автоматических устройств оперативного контроля и исследование их влияния на показатели надёжности функционирования статических УРЗ.
В соответствии с поставленной целью в работе решались еле -дующие основные задачи:
I) анализ существующих способов и средств контроля и диагностирования УРЗ и выбор принципов выполнения оперативного контроля, позволяющих обнаруживать отказы и производить поиск неисправностей в схемах статических УРЗ; 2) определение принципа автоматизации оперативного контроля реализующего пропорциональную стратегию его проведения;
3) разработка математических методов выбора диагностических параметров оперативного контроля, обеспечивающих при заданных показателях качества минимум аппаратурных и временных затрат;
4) создание и исследование автоматических устройств оперативного контроля конкретных статических УРЗ;
5) исследование влияния оперативного контроля на показатели надёжности статических УРЗ и оценка его эффективности.
При решении поставленных задач использовались: математический аппарат теории релейных устройств, методы технического диагностирования, теории информации, теории вероятностей, теории надёжности. Исследования производились с широким использованием ЭВМ.
Основные положения, выносимые на защиту, и новые научные результаты, полученные в диссертационной работе, сводятся к еле -дующему:
1) показано, что для выявления всех неисправностей, приводящих к отказам функционирования УРЗ, оперативный контроль должен сочетать функциональный и тестовый принципы, выполняться с помощью встроенных средств контроля работоспособности и диагностического контроля в зависимости от конструктивного исполнения защиты;
2) предложен принцип автоматического проведения тестового контроля по факту кратковременного срабатывания измерительных органов защиты при внешних КЗ, обеспечивающий пропорциональность между потоком проверок и потоком требований срабатывания защиты, что повышает эффективность контроля;
3) разработаны математические методы выбора диагностических параметров оперативного контроля, ъ«Щ 0Шр определение минималь-ного числа KOHTg a$ M режимов, требующих минимум времени для его проведения при заданной полноте, и минимальной совокупности контрольных точек в схеме УРЗ, позволяющих получить необходи -мую глубину поиска дефекта;
4) сформулированы требования к устройствам оперативного контроля (УОК), определена их структура в зависимости от вида контроля, показана возможность использования математического аппарата алгебры логики для синтеза УОК работоспособности по таблицам распознавания отказов, разработаны УОК работоспособности релейных защит панели типа ПЗ-20І;
5) предложено производить сравнительную оценку эффектив -ности статических УРЗ с УОК с помощью показателей надёжности их функционирования, расчёт которых без учёта нестационарности потока КЗ сводится к решению системы алгебраических урав -нений А.М.Колмогорова, а с учётом нестационарности - системы дифференциальных уравнений.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: всесоюзном научно-техническом семинаре "Релейная защита и автоматика энергосистем" (г.Рига, 1984г.); засе -даний секции реле и устройств релейной защиты БТС ВШИР (г.Чебоксары, 1984г.); П Республиканской научно-технической конфе -ренции "Диагностика неисправностей устройств релейной защиты и автоматики электрических систем" (г.Жданов, 1982г.); региональном научно-техническом семинаре "Вопросы теории и принципы по -строения устройств и систем,автоматизации" (г.Новочеркасск, 1983г.); научно-техническбмр совещании "Диагностика неисправ -ностей устройств релейное защиты и автоматики" (г.Ленинград, 1982г.); седьмой научно-практической конференции "Обмен опытом эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики в энерго -системах Урала" (г.Свердловск, 1983г.); научно-технической конференции по вопросам повышения эффективности и качества систем и средств управления (г.Пермь, 1982 1983г.г.);:лваучно-техничес -кой конференции "Повышение надёжности и эконОйШнрети работы энергетических установок на предприятиях Урала4?и:Сибири" (г.Свердловск, 1981г.); второй научно-практической конференции СИПИ (г. Свердловск, 1982г.); седьмой научно-технической конференции УПИ им. С.М.Кирова (г.Свердловск, 1984г.).
Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и пяти приложений.
В первой главе проведен анализ современных методов и средств технического диагностирования, рассмотрены существующие способы и средства контроля и диагностирования УРЗ, определены задачи и принципы выполнения оперативного контроля статических релейных защит и произведена классификация его видов по степени полноты, глубины и автоматизации процедуры контроля. Предложен метод ав -томатизации тестового контроля, обеспечивающий пропорциональность между потоком тЄ0бйанйй к срабатыванию УРЗ и потоком проверок за счёт проведенияЧях-после внешних КЗ, вызывающих кратковременное срабатывание измерительных органов защиты, рассмотрены кри -терии оценки эффективности оперативного контроля УРЗ.
В четвёртой главе рассмотрены вопросы оценки эффективности функционирования УРЗ с УОК. Исследовано влияние автоматизации процедуры контроля на повышение надёжности работы релейной за -щиты. Разработаны методы расчёта показателей надёжности стати -ческих релейных защит со встроенными автоматическими УОК без учёта и с учётом нестационарности потока коротких замыканий.
Основные положения теории контроля и технического диагностирования
Техническая диагностика - это научная дисциплина, исследующая формы проявления отказов в технических устройствах, разра -батывающая методы их обнаружения, а также принципы конструиро -вания диагностических систем.
Основными задачами технической диагностики являются [36,93]:
1. Исследование структуры объектов контроля и диагностирования, заключающееся в классификации отказов её элементов и опре -делении множества технических состояний, отличающихся видами отказов и их проявлениями, анализе способов распознавания отказов, сборе и обработке статического материала с целью распределения вероятностей возможных состояний объекта и данных о затратах , связанных с осуществлением его контроля и диагностирования.
2. Создание математических моделей объектов и процессов конт-роля и диагностирования їключающих вопросы разработки оптимальных программ процесса диагностирования, методов построения тестов для проверки работоспособности и поиска дефектов.
3. Разработка принципов выполнения средств контроля и диаг -ностирования йсідфздание и внедрение в эксплуатацию.
4. Исследование диагностических систем, математическая мо -дель которых содержит взаимодействующие между собой объект и средства контроля и диагностирования, включающее разработку принципов их построения и методов реализации, оценку систем по быст -родействию, надёжности, избыточности информации, достоверности диагноза и т.д. Исходным понятием в технической диагностике является понятие объекта контроля и диагностирования (ОКД) [46] . Им может быть любая техническая система, осуществляющая детерминированное преобразование информации.
Сигналы, подаваемые в процессе контроля на входы ОКД, называются контрольными (тестовыми) воздействиями. Тестовые воздействия могут подаваться в периоды времени, когда объект не ис -пользуется по прямому назначению, так и при выполнении им рабочего алгоритма функционирования.
Входы, выходы и внутренние точки ОКД, используемые для це -лей контроля и диагностирования, называются контрольными.
Решение задач технической диагностики основывается на ис -следовании технических состояний ОКД, основными из которых являются: состояния исправности и неисправности, работоспособности и неработоспособности, правильного и неправильного функцио -нирования [93] .
Объект считается исправным, если в нем отсутствуют неисправности (дефекты). Объект работоспособен, если он в состоянии вы -полнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров. Объект правильно функционирует, если в нём отсутствуют неисправ-ности, нарушающие его нормальную работу в данный момент времени.
В общем случае переходы ОКД из одного состояния в другое происходят либо в случайные моменты времени при появлении в них отказов, либо в результате выполнения операций по щІі станов-лению. В зависимости от характера изменения во времени параметров ОКД до их граничных значений, при которых происходит его переход из исправного состояния в неисправное, отказы могут быть внезапные и постепенные [52] .
Результатами проверки исправности, проверки работоспособности и проверки правильности функционирования является получение двух подмножеств технических состояний ОКД. Одноразових содер -жит либо только исправное состояние (при проверку исправности), либо кроме исправного состояния также те неисправные состояния, находясь в которых объект остаётся работоспособным или правильно функционирующим. Второе подмножество содержит либо все неисправные состояния (при проверке исправности), либо такие, пребы -вания в которых делает объект неработоспособным или неправильно функционирующим.
Результатами поиска неисправностей являются разбиения на группы неразличаемых между собой неисправных состояний второго подмножества. Число неисправных состояний в группе определяет достигаемую при поиске степень детализации мест и состава имеющихся в объекте неисправностей. Эту степень детализации принято называть глубиной поиска или глубиной диагностирования. Параметр, показывающий,какая часть ОКД охвачена контролем, определяет полноту контроля [ 2 ].
Постановка задачи оптимизации диагностических параметров
Источником информации о состоянии УРЗ при оперативном контроле являются комбинации значений сигналов в определённых контрольных точках схемы для заданных контрольных режимов работы защиты. Совокупность контрольных режимов и точек будем называть диагностическими параметрами оперативного контроля.
Затраты времени на проведение тестового контроля УРЗ, а так же сложность УОК в целом зависят от количества диагностических параметров, т.е. числа испытательных режимов работы защиты и контрольных точек в её схеме. С другой стороны, количество диаг ностических параметров ограничено.некоторым значением, связанным с числом возможных неисправностей, полнотой и глубиной контроля. Поэтому при разработке устройств оперативного контроля необходи мо производить оптимизацию диагностических параметров таким об разом, чтобы обеспечить требуемые показатели качества контроля их минимальным числом, т.е. при наименьших аппаратурных и времен ных затратах. .
Для проведения оперативного тестового контроля УРЗ, как пра вило, выводится из действия по прямому назначению, в результате чего защищаемый объект остаётся с неполноценной:защитой ИЛИ шается её вообще. Поэтому время тестового контроля" должно быть минимальным, что обеспечивает снижение до минимума вероятность отказа защиты в срабатывании из-за пребывания её в режиме тестового контроля в момент возникновения на защищаемом объекте ко -роткого замыкания.
Бремя проведения тестового контроля (Ттк) равно где t; - время, затрачиваемое на каждый испытательный режим; М -число испытательных режимов, . Учитывая, что "t; для всех испытательных режимов УОК одинаково и равно t , получим
Так как время тестового контроля зависит от числа испыта -тельных режимов, то критерием оптимизации является их минимальное количество, обеспечивающее совместно с нормальным режимом ФК обнаружение заданных неисправностей в схеме УРЗ. Минимальное.. число контрольных режимов позволяет выполнить УОК наиболее простым, т.е. иметь минимум аппаратурных затрат на проведение оперативного контроля.
Оптимизация контрольных точек осуществляется в зависимости от выбранных контрольных режимов и вида контроля: оперативный контроль работоспособности или оперативный диагностический контроль, с различной глубиной поиска дефектов - до сменного блока (модуля) или электрически различимой неисправности.
Оптимизация диагностических параметров производится с по -мощью ТФН, которые задаются для каждого из. контрольных режимов, и таблиц покрытий, заполняемых на основании ТФН.
ТФН, используемая для этой цели, определяет комбинации сигналов в контрольных точках защиты в зависимости от её состояний (табл. 2.1). Столбцам её соответствуют контрольные точки Х- из множества X ( X. X )t а строкам -множество состояний релейной заЩЙТЫ, пР4М S0, 5 ойозНаВДЄТ исправнЬе со«с-ние, a S- в S - её -е неисправное состояние. Каждое ределенного вида отказа Л элементов схемы защиты следующим v і -е неисправное состояние определяется неисправностью Л. из множества Л/ ( /г- Л/ ), возникающей с вероят-ностыо о. ( о Є Р ). Вероятности появления каких- либо неисправностей р- вычисляются на основании интенсивности оп-ределені образом (2.3) К Р- = где /\ - общее число неисправностей.
В клетке (I , I ), находящейся на пересечении строки 5 и столбца Х- записывается значение сигнала Q. в контроль ной точке Х- при S; состоянии защиты ( I =0,К). Поскольку г контрольные точки проставляются после каждого элемента дискрет І г л ной части УРЗ, то значение сигнала -6 (0, 1} , причём О соответствует отсутствию сигнала в данной контрольной точке, а I - наличию сигнала установленного уровня.
Заполнение ТФН для каждого контрольного режима производится на основании принципиальной схемы УРЗ путём анализа влияния каждой из неисправностей на комбинации значений сигналов во всех первоначально заданных контрольных точках. Для этого составляется список неисправностей, приводящих к отказу функционирования защиты, включающий отказ каждого из логических и временных эле -ментов, приводящий к длительному появлению единичного или нуле -вого сигналов на их выходах, обрыв и КЗ диодов, обрыв резисто -ров, обрыв и КЗ контактов реле, обрыв обмоток реле, накладок, переключающих устройств и т.д.
Принципы выполнения устройств опера тивного контроля работоспособности и синтез их структуры
УОК работоспособности выявляют только состояние отказа какого-либо элемента релейной защиты без указания местопо -ложения неисправности, для статических, УРЗ они должны, вы -подняться встроенными, автоматическими ссіічетающими функ -циональный и тестовый принципы. Такие устройства наиболее просто с помощью ТК выявляют неисправности, приводящие к отказам I рода, а с помощью ФК - к отказам Ш рода всего УРЗ или отдельных его элементов, вызывающим отказы П рода защиты.
УОК работоспособности должны обеспечивать [24, 77, 98] : 1) сигнализацию о появлении неисправностей, приводящих к отказу любого рода; 2) блокирование действия защиты на отключение при неисправностях, вызывающих ложные срабатывания УРЗ в нормальном эксплуатационном режиме; 3) формирование диагностических воздействий, представляющих собой испытательные режимы ТК, и подачу их на УРЗ в за -данной последовательности; 4) вывод защиты из действия на время ТК путём блокирова -ния цепи отключения выключателя и автоматический ввод её в работу после окончания режима контроля; 5) регистрацию числа успешных тестовых проверок УРЗ с помощью специального счетчика.
Перечисленные условия относятся к группе основных требо -ваний, которым должны удовлетворять УОК работоспособности статических релейных защит.
Кроме того, УОК работоспособности могут выполнять следующие функции:
1) прерывать режим ТК и автоматически вводить УРЗ в работу при поступлении требования к срабатыванию;
2) разрешить УРЗ действовать на отключение при совпадении КЗ на защищаемом объекте с отказом Ш рода;
3) запрещать действия устройств повторного включения по цепям АПВ, теле- или дистационного управления при неисправностях, вызывающих невозврат измерительных органов УРЗ после от -ключения выключателя [20, 23, 77] ;
4) блокировать действие УРЗ по цепи отключения выключателя при неисправностях, приводящих к излишним срабатываниям [22].
Однако, выполнение данных требований не является обяза -тельным для УОК работоспособности любой статической релейной защиты. Выбор какого-либо из них определяется её назначением (основная или резервная), типом (одноступенчатая или многоступенчатая), сложностью схемы и ответственностью защищаемого оборудования.
В соответствии с назначением и требованиями, предъявляемыми к УОК работоспособности,оно содержит три основных блока (рис. 3.1):
1) блок функционального контроля (БФК), обеспечивающий в нормальном эксплуатационном режиме выявление неисправностей,, приводящих к ложным и излишним срабатываниям УРЗ;
2) блок тестового контроля (ВТК), формирующий диагности -ческие воздействия и обеспечивающий в процессе испытательных режимов работы УРЗ выявление неисправностей, приводящих к его отказу:
3) блок индикации и управления (БИУ), сигнализирующий о появлении неисправностей в схеме УРЗ, регистрирующий число его успешных тестовых проверок, блокирующий действие защиты 2 по цепи отключения выключателя и прекращающий режим ТК. - --- - Синтез структуры УОК работоспособности производится на основании таблицы распознавания отказов УРЗ с помощью мате -матического аппарата алгебры логики [ИЗ] .
Анализ таблицы распознавания отказов (табл. 2.17) для ТНЗНП, структурная схема которой приведена на рис. 2.1, показывает, что в нормальном режиме работы ( ZQ ) выявляются не -исправности, вызывающие:
1) ложные действия защиты - по факту появления сигналов в контрольной точке X на её общем выходе и отсутствию их в контрольных точках X , X и X , что свидетель -ствует о несработанном состоянии пусковых токовых органов всех ступеней;
2) излишние срабатывания защиты при внешних КЗ, обуслов ленные ложным срабатыванием какого-либо из пусковых органов по факту длительного появления сигналов в контрольных точках X , X , X или X , Для выявления ложного срабатывания пусковых органов время существования сигнала в любой из перечисленных контрольных точек должно превышать время действия защиты по цепи последней ступени, что отличает режим появления неисправности от режима КЗ в зоне её дейст ВИЯ.
Особенности расчёта показателей надёжности устройств релейной защиты
Назначением расчёта показателей УРЗ является: 1) проверка соответствия уровня надёжности функционирования защиты установленным нормативам; 2) выявление наиболее слабых по надёжности узлов схемы; 3) выбор, в случае недостаточной надёжности устройства, эффективных средств её повышения; 4) проведение сопоставительных расчётов надёжности различных вариантов выполнения защиты.
В качестве показателей надёжности УРЗ, отражающих влияние отказов функционирования релейной защиты на эффективность работы энергосистемы, приняты [III] : - неготовность срабатывания устройства при внутренних КЗ, которая представляет собой среднюю вероятность того, что одно внутреннее замыкание застанет устройство в состоянии, при котором оно утратило способность срабатывания; - неготовность несрабатывания устройства при внешних КЗ, которая представляет собой среднюю вероятность того, что одно внешнее замыкание застанет устройство в состоянии, при котором оно утратило способность несрабатывания; - параметр потока ложных срабатываний устройства в режимах без КЗ, который представляет собой среднее количество ложных срабатываний в единицу времени.
Вычисление показателей надёжности производится на основании вероятностных моделей, формализующих с определённой степенью приближения к действительности процесс смены состояний УРЗ в результате возникновения неисправностей, выявления их различными средствами и последующего устранения.
Для расчёта показателей надёжности в [81] обоснованы до --пущения о том, что потоки КЗ на Ш, потоки дефектов УРЗ и ПОТОКИ их проверок являются простейшими. С учётом сделанных допущений процесс смены состояний релейной защиты является од -нородным марковским. Он задаётся графом смены состояний, в котором кружками обозначаются состояния УРЗ, стрелками - возможные переходы из одного состояния в другое, петлей - задержки в прежнем состоянии [38].
Расчёт показателей надёжности сводится к стационарному решению однородного марковского процесса. Стационарные вероятности состояний однородного марковского процесса определяются ре -шением системы алгебраических уравнений А.М.Колмогорова, с по -мощью которых описывается граф смены состояний УРЗ. В связи с тем, что число возможных состояний УРЗ может быть достаточно велико, составление и решение систем большого числа уравнений оказывается трудоёмким. Поэтому необходимо минимизировать и упрос -тить граф, т.е. без значительных погрешностей сократить число возможных состояний процесса, учитывая лишь наиболее значимые, а также заменить единый марковский процесс - марковскими про -цессами (по числу показателей надёжности) [81] .
С целью облегчения расчёта показателей надёжности необходимо также учитывать свойство канальности, которым обладают многоступенчатые релейные защиты [106] . Канал срабатывания (несрабаты -вания) защиты при внутренних (внешних) КЗ образуется совокупно -стью тех её элементов, которые заняты при выполнении требуемой функции срабатывания (несрабатывания), В качестве расчётного канала срабатывания (несрабатывания) принимается та -кой, который наименее надёжен и в тоже время наиболее весом по числу требований функционирования защиты и по потерям при его отказе. При этом неготовность срабаты -вания (несрабатывания) расчётного канала приравнивается к соответствующей неготовности УРЗ в целом.
Надёжность несрабатывания без КЗ не обладает свойст -вом канальности, поэтому параметр потока ложных срабатываний рассчитывается для всего УРЗ.
Для случаев, когда нельзя пренебречь нестационарностью потока КЗ на Ж, год разбивается на несколько сезонов нестационарности [85] . В пределах каждого сезона по -ток КЗ на ВИ с некоторым приближением рассматривается как простейший, в результате чего процесс смены состояний УРЗ считается марковским и описывается дифференциальны -ми уравнениями A.M. Колмогорова. В этом случае зна -чения вероятностей состояний к концу f некоторого сезона являются начальными условиями для решения"" дифференциаль -ного уравнения следующего сезона.
УОК релейных защит являются одним из средств повы -шения надёжности их функционирования, т.к. способствуют уменьшению числа отказов благодаря своевременному выяв -лению дефектов, возникающих в схеме защиты. Поэтому с помощью показателей надёжности может производиться оценка эффективности применения УОК для релейных защит, а также сравнительная оценка различных видов оперативного контроля.
