Введение к работе
Актуальность проблемы,
Системы релейной защиты и проти'воаварийной автоматики являются нейшей частью комплекса автоматического управления электроснабжением трических железных дорог и должны обладать повышенной надежностью, гацессе эксплуатации в устройствах релейной защиты (РЗ) возникают неис-шости, в результате которых они теряют способность правильно функцио-эвать в аварийном и нормальном режимах работы электротяговой сети. От-твенность задач, решаемых релейной защитой, требует принятия специаль-мер, направленных на повышение ее надежности.
Существующие методы и средства технического обслуживания, пред-гаченные для обеспечения надежности РЗ электротяговых сетей, в условиях щионального усложнения систем защиты и сохранении, а в ряде случаев, іащении численности квалифицированного обслуживающего персонала, )статочно эффективны. Теоретическим и практическим исследованиям, нашейным на повышение надежности функционирования релейной защиты и ршенствование ее технического обслуживания посвящено большое количе-> работ. Особое место занимает направление исследований решающее зада-овышения надежности РЗ с помощью методов и средств функциональной ностики.
Специфика устройств релейной защиты тяговой сети переменного тока озволяет в полной мере использовать известные методы и средства контро-змерительной и логической частей защит, применяемых в других линиях тропередачи. В большинстве случаев известные средства функциональной ностики являются встроенными, что затрудняет их использование для ор-вации контроля устройств защиты находящихся в эксплуатации. Сущест-щие средства функционального контроля, как правило, не обеспечивают >ерывного контроля измерительной части релейной защиты. Организация >ерывного контроля правильности функционирования методами, преду-ривающими оценивание множества входных сигналов РЗ, требует решения емой функционального контроля (СФК) задачи распознавания режима ра-і защищаемого объекта. Это связано с трудностями технической реализа-системы контроля и обеспечения ее надежности.
Имеющая место, в настоящее время, тенденция к усилению централи-и управления устройствами электроснабжения железных дорог, сокраще-чнслешюстн персонала, при сохранении высоких требований к качеству и іативности управления, остро ставит вопросы автоматизации контроля тех-іского состояния РЗ, накопления информации и обеспечения ею уровней вления, осуществляющих анализ аварийной и послеаварийной ситуаций.
Создание и внедрение новых типов РЗ тяговых сетей, использовг новых схем электроснабжения тяговых потребителей, широкое применен! автоматизации устройств электроснабжения железных дорог микропроцеа ной техники ставят задачу создания теоретических основ, технических и і граммных средств функционального контроля современных защит тяговой ти, ориентированных на применение в автоматизированных и автоматичес информационно-управляющих системах.
Представленные в диссертации результаты получены в Ростовском сударственном университете путей сообщения при решении задач в соотве вин: с заданиями "Отраслевой научно-технической программы развития же нодорожного транспорта на 1986-1990 г.г. (Приказ МПС № 1250-У 24.12.1985 года); с темами, включенными в приказы МПС (14.01.71, 14.01. по заданиям 8 Комиссии ОС ЖД (тема У8-8-12/86 "Внедрение микропроце-ров в устройствах электроснабжения"); с "Программой технического переї ружения и модернизации железнодорожного транспорта на 1991-1995 г. г. і 2000 г.", "Концепцией информатизации железнодорожного транспорта Росс (Постановление Коллегии МПС РФ от 28.02.1996, протокол №5).
Цель работы и задачи исследования.
Целью диссертационной работы является повышение надежност безопасности электроснабжения тяговых потребителей электрических желез дорог, на основе повышения надежности функционирования РЗ электротяге сети переменного тока за счет создания и внедрения методов и средсті функционального контроля (диагностирования).
Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:
-
Разработка теоретических основ функционального контроля РЗ т; вой сети переменного тока, ориентированных на современные релейные за ты и автоматику, микропроцессорные системы контроля и управления злек* снабжением. Создание математических моделей, адекватно отражающих лої функционирования РЗ;
-
Разработка принципов контроля правильности функционирова устройств релейной защиты электротяговой сети переменного тока, ориенті ванных на централизованные и децентрализованные иерархические микрої цессорные системы контроля и управления;
3. Разработка функционально-логической модели, позволяющей
шать задачи контроля правильности функционирования защиты в различ
режимах работы защищаемого объекта;
-
Разработка методов сбора информации о функционировании защ и представления результатов контроля;
-
Разработка и исследование комплекса технических средств и і граммного обеспечения системы функционального контроля РЗ;
6. Разработка методики оценки целесообразности и эффективности менения системы функционального контроля.
Методы исследования
Для решения поставленных задач использовались: положения теории яической диагностики, теории множеств, алгебры логики, теории вероятно-i и теории надежности. Результаты теоретических исследований проверялись териментально в лабораторных и эксплуатационных условиях.
Научная новизна работы.
-
Разработан способ функциональной диагностики релейной защиты сгротяговой сети, основанный на логической обработке множества выход-: сигналов измерительных блоков (ИБ) с учетом информации о границах за-цаемых ими зон и математическом (программном) моделировании работы тческой части защиты, позволяющий осуществлять непрерывный автомати-шй контроль измерительной части РЗ без непосредственного решения сис-ой функционального контроля задачи распознавания режима работы тяговой і.
-
Разработаны математические модели, положенные в основу предло-ного способа функционального контроля.
-
Разработано проіраммно-алгоріїтмическое обеспечение автоматиза-синтеза средств функционального контроля.
4. Сформулированы требования к техническим и программным средст-
СФК, реализованной в рамках автоматизированной системы управления
ганцией электроснабжения.
-
Разработаны принципы построения техннчесюгх средств, информа-нного и программного обеспечения СФК.
-
Предложен метод оценки эффективности применения средств функ-нального контроля.
Прастическая цепкость работы.
Практическая ценность работы заключается:
-в создании it внедрении методов и средств функциональной диагности-елейной защиты электротяговой сети;
-в повышегаш надежности функциогаїрования релейной защиты и, как сствне, повышегаш надежности и безопасности электроснабжения тяговых эебителей электрических железных дорог;
-в повышегаш оперативности управления устройствами электроснабже-в связи с регистрацией СФК информации о работе блоков РЗ и представле-ее на соответствующшт уровень управления в режиме реального времени.
.5
- предложен метод, позволяющий оценить целесообразность применения ф щюнального контроля на конкретном участке железной дорога, для конкре го типа РЗ.
Реализация результатов работы.
Испытания и опытная эксплуатация средств функционального конт] релейной защиты электротяговой сети перемеїшого тока, реализованных в і подсистемы микропроцессорных комплексов (МПК) контроля (диагностик управления "Подстанция 1" и "Подстанция 2", функционирующих на локаль уровне автоматизированной системы управления дистанцией электроснабже проводились на трех тяговых подстанциях Северо-Кавказской железнон дор МПК "Подстанция 1", в составе задач, разработанных совместно РГУ ПГУПС, РГОТУПС и МГУПС внедрен на Прибалтийской, Московской и Се нон железных дорогах. Лабораторией РГУПС вылущена опытная партия шт.) микропроцессорных информацпонно-диагностпческпх контроллеров,: дящих в локальную информационно-диагностическую сеть МПК "Подстаї 2".
Апробации работы.
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались Всесоюзной научно-техшмеской конференщпі "Программируемые устрой релейной защиты и автоматики энергосистем" (Рига, 1986 г.); Всесоюзной н но-техшиеской конференции "Микропроцессорные системы и устрой управления ответственными технологическими процессами на Tpancnoj (Москва, ЦПВНТО ж. д. тр-та, 1989 г.); заседаниях комиссия электрификац] энергетики Научно-технического Совета МПС (1984-1993 г.г.); нау технических конференциях профессорско-преподавательского состава РП (1992-1996).
Публикации
По результатам работы опубликовано 11 печатных работ и 16 отч' по НИР. Получены свидетельства о сдаче в ОФАП МПС трех прикладных зі СФК.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка пользованной литературы из 80 наименований и приложений. Работа излоз на 205 страницах текста, в том числе 11 страниц списка использованной ran туры и 21 страница приложений, иллюстрирована 60 рисунками, 2 фотограї ми и 6 таблицами.