Концепция системы анализа аварийных событий и оценки правильности работы устройств РЗА

Page 1
background image

Page 2
background image

100

Концепция системы анализа 
аварийных событий и оценки 
правильности работы устройств РЗА

З

адача

 

автоматизации

 

анализа

 

аварийных

 

со

-

бытий

 

и

 

оценки

 

правиль

-

ности

 

работы

 

устройств

 

РЗА

 

стоит

 

остро

отвечая

 

на

 

вызовы

 

развития

 

электроэнер

-

гетики

 

в

 

области

 

внедрения

 

ин

-

теллектуальных

 

электронных

 

устройств

  (

ИЭУ

и

 

создания

 

се

-

тей

 SmartGrid. 

Представляем

 

образец

 

информационно

-

ана

-

литической

 

системы

 

для

 

авто

-

матического

 

анализа

 

аварийных

 

событий

 

и

 

оценки

 

правильно

-

сти

 

работы

 

устройств

 

РЗА

  (

да

-

лее

 — 

Система

), 

применимой

 

для

 

энергообъектов

 6–750 

кВ

Он

 

разработан

 

для

:

 

создания

 

информационной

 

мо

-

дели

 

энергообъекта

содержа

-

щей

 

информацию

 

о

 

топологии

 

и

 

характеристиках

 

первичного

 

и

 

вторичного

 

оборудования

параметрах

 

настройки

 

и

 

алго

-

ритмах

 

функционирования

 

устройств

 

РЗА

семантике

 

сиг

-

налов

 

и

 

измерений

;

 

организации

 

сбора

 

и

 

пред

-

ставления

 

всей

 

доступной

 

для

 

анализа

 

оперативной

 

и

 

неоперативной

 

технологиче

-

ской

 

информации

 

с

 

автомати

-

ческой

 

обработкой

;

 

выполнения

 

в

 

автоматизиро

-

ванном

 

режиме

 

идентифи

-

кации

 

аварийных

 

событий

 

и

 

определения

 

места

 

повреж

-

дения

;

 

выполнения

 

в

 

автоматическом

 

режиме

 

анализа

 

развития

 

ава

-

рийного

 

события

 

по

 

сигналам

 

и

 

журналам

 

событий

 

устройств

 

РЗА

 

на

 

энергообъекте

 

и

 

анали

-

за

 

правильности

 

пусков

 

и

 

сра

-

батываний

 

устройств

 

РЗА

.

Рыбаков

 

А

.

К

.,

 

начальник

 

отдела

 

аналитики

 

больших

 

энергосистем

 

ООО

 «

ИНТЭЛАБ

» (

группа

 

компаний

 «

РТСофт

»)

Жуков

 

Д

.

А

.,

 

главный

 

эксперт

 

Управления

 

АСУТП

 

Департамента

 

информационных

 

технологий

 

ПАО

 «

РусГидро

»

Федоров

 

О

.

А

.,

  

директор

 

департамента

 

развития

 

продуктов

 

АО

 «

РТСофт

»

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

И АВТОМАТИКА

ПРОБЛЕМЫ

 

ИНТЕГРАЦИИ

 

ДАННЫХ

Для

 

формата

 

записи

 

неоператив

-

ной

 

информации

 

используются

 

собственные

 

форматы

 

произво

-

дителей

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

автоном

-

ных

 

РАС

Анализ

 

данных

запи

-

санных

 

во

 

внутренних

 

форматах

выполняется

 

с

 

помощью

 

специ

-

ализированного

 

ПО

 

произво

-

дителей

 

устройств

Существует

 

возможность

 

обработки

 

осцилло

-

грамм

 

аварийных

 

событий

 

с

 

по

-

мощью

 

стороннего

 

ПО

 

после

 

экс

-

порта

 

данных

 

аварийных

 

событий

 

из

 

собственного

 

формата

 

данных

 

в

 

универсальный

 

текстовый

 

фор

-

мат

 COMTRADE (

МЭК

 60255-24). 

Для

 

экспорта

 

данных

 

аварийных

 

событий

 

из

 

собственного

 

формата

 

данных

 

в

 

формат

 COMTRADE, 

как

 

правило

производители

 

устройств

 

РАС

 

и

 

РЗА

 

используют

 

всего

 

два

 

типа

 

файлов

 

из

 

возможных

 

четы

-

рех

а

 

именно

файл

 

конфигура

-

ции

 Con

 guration 

 le 

с

 

расширени

-

ем

 .CFG 

и

 

файл

 

данных

 Data 

 le 

расширением

 .DAT. 

При

 

этом

 

не

 

экспортируется

 

дополнительная

 

«

сервисная

» 

информация

содер

-

жащаяся

 

в

 

исходном

 

файле

 

произ

-

водителя

например

информация

 

о

 

самом

 

устройстве

его

 

конфи

-

гурации

уставках

 

и

 

условиях

 

пу

-

ска

а

 

в

 

случае

 

наличия

 

функции

 

ОМП

 — 

вид

 

и

 

место

 

короткого

 

за

-

мыкания

.

Для

 

решения

 

задачи

 

совмест

-

ного

 

анализа

 

осциллограмм

 

ава

-

рийных

 

событий

полученных

 

с

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

РАС

 

произво

-

дителей

необходимы

 

единые

 

тре

-

бования

 

к

 

формированию

 

файлов

 

COMTRADE 

на

 

основе

 

внутренне

-

го

 

формата

 

данных

 

производите

-

лей

требования

 

к

 

обязательному

 

использованию

 

следующих

 

типов

 

файлов

файла

 

заголовка

 Header 

 le  c 

расширением

 .HDR 

и

 

файла

 

информации

 Information 

 le  c 

рас

-

ширением

 .INF.

ИНФОРМАЦИОННОЕ

 

ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

РАСЧЕТНЫХ

 

ЗАДАЧ

Для

 

выполнения

 

оценки

 

правиль

-

ности

 

работы

 

устройств

 

и

 

функций

 

РЗА

 

по

 

условиям

 

пусков

 

и

 

сраба

-

тываний

 

в

 

аварийных

 

режимах

 

предложено

 

использовать

 

резуль

-

таты

 

расчетов

выполненных

 

на

 

расчетной

 

модели

 

электрической

 

сети

включающей

 

модели

 

РЗА

для

 

последующего

 

сравнения

 

ре

-

зультатов

 

моделирования

 

с

 

фак

-

тическими

 

сигналами

 

пусков

срабатываний

собранных

 

с

 

энер

-

гообъектов

.

Инструменты

 

редактирования

 

и

 

актуализации

 

расчетной

 

модели

 

электрической

 

сети

 

в

 

части

 

топо

-

логии

 

электрических

 

соединений

параметров

 

моделей

 

первичного

 

оборудования

 

и

 

их

 

схем

 

замеще

-

ния

 

реализованы

 

в

 

Сис

 

теме

 

пу

-

тем

 

поддержки

 

импорта

 

файлов

 

в

 

формате

 CIM XML, 

сформиро

-

ванных

 

на

 

базе

 

группы

 

стандар

-

тов

 

МЭК

 61970/61968. 

В

 

инфор

-

мационной

 

модели

 

представлена

 

информация

 

о

 

топологии

 

элек

-

трических

 

соединений

о

 

характе

-

ристиках

 

оборудования

о

 

схеме

 

распределения

 

устройств

 

РЗА

 

по

 

трансформаторам

 

тока

 

и

 

на

-

пряжения

о

 

привязке

 

устройств

 

РЗА

 

к

 

защищаемому

 

оборудо

-

ванию

о

 

параметрах

 

настройки

 

и

 

алгоритмах

 

функционирования

 

устройств

 

РЗА

Состояние

 

то

-


Page 3
background image

101

пологии

 

сети

 

в

 

ре

-

жиме

предшеству

-

ющем

 

аварийному

определяется

 

фак

-

тическими

 

данными

 

о

 

состоянии

 

комму

-

тационных

 

аппаратов

 

для

 

заданных

 

момен

-

тов

 

времени

  (

вблизи

 

времени

 

анализиру

-

емых

 

аварийных

 

со

-

бытий

), 

получаемых

 

из

 SCADA-

системы

 

энергообъекта

 

по

-

средством

 

передачи

 

CIM XML 

файла

 

с

 

ак

-

туальной

 

топологией

 

расчетной

 

модели

 

электрической

 

сети

 

за

 

заданные

 

моменты

 

времени

.

Для

 

функций

 

анализа

 

правиль

-

ности

 

работы

 

устройств

 

РЗА

 

были

 

интегрированы

 

функциональные

 

модули

 

расчетов

 

аварийных

 

режи

-

мов

 

в

 

фазных

 

координатах

 

с

 

под

-

держкой

 

расчетов

 

любых

 

видов

 

несимметрий

модули

 

управления

 

информационной

 

моделью

 

энер

-

госистемы

включая

 

цифровые

 

мо

-

дели

 

устройств

 

РЗА

Концепция

 

Системы

 

представ

-

лена

 

на

 

рисунке

 1.

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ

 

ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

АНАЛИТИЧЕСКИХ

 

ЗАДАЧ

Оценка

 

правильности

 

срабатыва

-

ний

 

РЗА

 

и

 

экспресс

-

анализ

 

разви

-

тия

 

аварии

 

выполняются

 

в

 

Системе

 

в

 

режимах

 

возникновения

 

аварий

-

ных

 

отключений

 

на

 

энергообъек

-

те

 

для

 

выявления

 

ошибок

 

работы

 

основных

 

функций

 

устройств

 

РЗА

 

на

 

основе

 

данных

полученных

 

об

 

исходном

 

режиме

 

и

 

аварийном

 

процессе

Оценка

 

правильности

 

срабатываний

 

РЗА

 

и

 

экспресс

-

ана

-

лиз

 

развития

 

аварии

 

выполняются

 

на

 

основе

 

результатов

 

определе

-

ния

 

мест

 

повреждения

По

 

факту

 

оценки

 

правильности

 

срабатыва

-

ния

 

для

 

каждой

 

функции

 

устрой

-

ства

 

РЗА

 

в

 

Системе

 

формируется

 

соответствующая

 

оценка

 

работы

 

(1. 

Правильно

; 2. 

Неправильно

Излишне

Ложно

Отказ

Допуще

-

но

). 

Оценка

 

правильности

 

сраба

-

тываний

 

и

 

пусков

 

выполняется

 

по

 

алгоритму

 

анализа

 

дискретных

 

сигналов

 

о

 

работе

 

защит

 

и

 

срав

-

нения

 

их

 

с

 

автоматически

 

форми

-

руемыми

 

требованиями

 

на

 

сраба

-

тывание

 

для

 

определенного

 

места

 

повреждения

.

Оценка

 

правильности

 

пусков

 

РЗА

 

выполняется

 

в

 

Системе

 

при

 

фиксации

 

аварийных

 

событий

 

в

 

энергосистеме

 

для

 

выявления

 

неправильной

 

работы

 

защит

Ана

-

лиз

 

и

 

оценка

 

выполняются

 

на

 

ос

-

нове

 

данных

 

об

 

аварийном

 

про

-

цессе

а

 

также

 

с

 

использованием

 

результатов

 

воспроизведения

 

ава

-

рийных

 

событий

 

на

 

расчетной

 

мо

-

дели

 

энергосистемы

включающей

 

модели

 

устройств

 

РЗА

Оценка

 

правильности

 

пусков

 

РЗА

 

вы

-

полняется

 

на

 

основе

 

результатов

 

определения

 

мест

 

повреждения

Детальный

 

анализ

 

пусков

 

РЗА

 

всех

 

типов

 

осуществляется

 

сред

-

ствами

 

сравнения

 

зарегистриро

-

ванных

 

сигналов

 

осциллограмм

 

аварийных

 

процессов

 

с

 

использо

-

ванием

 

моделей

 

энергосистемы

 

и

 

устройств

 

РЗА

Алгоритмы

 

авто

-

матического

 

формирования

 

тре

-

бований

 

на

 

срабатывание

 

и

 

пуски

 

РЗА

 

при

 

аварийных

 

событиях

 

учи

-

тывают

 

специфику

 

функциональ

-

но

-

логической

 

структуры

параме

-

тров

 

настройки

 

и

 

конфигурации

 

каждого

 

типа

 

функций

 

анализиру

-

емых

 

устройств

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Информационно

-

алгоритмическое

 

обеспечение

 

Системы

 

было

 

раз

-

работано

 

в

 

соответствии

 

с

 

мето

-

дологией

 

стандартов

 

МЭК

 61850, 

МЭК

 61970/61968; 

при

 

этом

 

ин

-

формационные

 

модели

определя

-

емые

 

в

 

стандартах

были

 

расши

-

рены

 

дополнительной

 

семантикой

Оценка

 

правильности

 

работы

 

устройств

 

РЗА

 

выполняется

 

путем

 

сопоставления

 

результатов

 

авто

-

матического

 

анализа

 

технологиче

-

ской

 

информации

собираемой

 

от

 

автономных

 

цифровых

 

регистра

-

торов

 

РАС

микропроцессорных

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

устройств

 

теле

-

механики

с

 

ожидаемой

 

работой

 

устройств

 

РЗА

Этот

 

процесс

 

тре

-

бует

 

воспроизведения

 

идентифи

-

цированного

 

события

 

и

 

симуляции

 

работы

 

РЗА

 

на

 

модели

 

энерго

-

объекта

Результат

 

такого

 

модели

-

рования

 

используется

 

как

 

эталон

 

при

 

сравнении

 

с

 

результатами

 

анализа

 

фактической

 

технологи

-

ческой

 

информации

Предлагаемые

 

технические

 

решения

 

отличаются

 

от

 

существу

-

ющих

 

на

 

данный

 

момент

 

реализа

-

ций

 

возможностями

 

применения

 

информационной

 

модели

 

энер

-

гообъекта

 

для

 

представления

 

ис

-

ходных

 

данных

 

анализа

 

в

 

унифи

-

цированном

машинно

-

читаемом

 

виде

 

и

 

использованием

 

подробных

 

расчетных

 

моделей

 

электрической

 

сети

 

и

 

устройств

 

РЗА

.  

Р

www.rtsoft.ru

 

COMTRADE

 

 

 

  

МЭК 103/104 

 

МЭК

 61850 – 8.1

 

МЭК CIM 

модель 

энергосистемы

для математического 

моделирования   

  

Система анализа 

и оценки работы РЗА

 

для каждой функции 

и ступени защиты

Отчет с оценкой работы РЗА 

Результаты математического моделирования 
аварии и работы РЗА — требования на пуски 
и срабатывания защит

Актуальные 
дискретные 

и аналоговые

сигналы от МП РЗА

и автономных РАС  

«Цифровой двойник» 

устройства РЗА 

для моделирования 

работы

МОДЕЛИРОВАНИЕ

АВАРИИ

МОДЕЛЬ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Рис

. 1. 

Общий

 

подход

 

к

 

реализации

 

Системы

 6 (51) 2018


Читать онлайн

Задача автоматизации анализа аварийных событий и оценки правильности работы устройств РЗА стоит остро, отвечая на вызовы развития электроэнергетики в области внедрения интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ) и создания сетей SmartGrid. Представляем образец информационно-аналитической системы для автоматического анализа аварийных событий и оценки правильности работы устройств РЗА, применимой для энергообъектов 6–750 кВ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(70), январь-февраль 2022

Превентивное управление нагрузкой в сетях 0,4 кВ в целях предотвращения возникновения аварийных ситуаций

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Релейная защита и автоматика
Удинцев Д.Н. Милованов П.К. Зуев А.И.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(68), сентябрь-октябрь 2021

Внедрение цифрового дистанционного управления оборудованием и МП устройствами РЗА на подстанциях 110–220 кВ ПАО «Россети Московский регион»

Релейная защита и автоматика
Гвоздев Д.Б. Грибков М.А. Бороздин А.А. Рыбаков А.К.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»