Назначение устройств релейной защиты и предъявляемые к ним требования, страница 3

Первые варианты программных защит были предложены в конце 60 – х годов во Всесоюзном НИИ энергетики (г. Москва), Московском энергетическом институте и в некоторых других оганизациях, однако широкое их применение стало возможным лишь с появлением микроЭВМ, а также многопроцессорных систем, основным элементом которых является микропроцессор (МП). МП представляет собой программируемую универсальную микросхему высокой степени интеграции. На рис. *** представлена упрощенная структурная схема микроЭВМ, на рис. *** - структурная схема программной защиты. 

МикроЭВМ осуществляет операции над величинами, представленными в цифровой форме, поэтому необходимы аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП), осуществляющие согласование формы представления сигналов в микроЭВМ и во внешних устройствах – измерительных преобразователях тока и напряжения и исполнительных органах. В результате выполнения алгоритмов релейной защиты формируется признак о наличии или отсутствии повреждения в защищаемой зоне. При внутреннем повреждении вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на исполнительные органы, которые действуют на отключение выключателя. 

1.3. Требования к релейной защите

Подключенное к ТТ, ТН и источнику оперативного тока УРЗ  начинает функционировать, то есть выполнять свои функции. УРЗ должно:

срабатывать при внутренних КЗ (на элементе ЭЭС, к ТТ и ТН которого оно подключено);

не срабатывать при внешних повреждениях (вне элемента ЭЭС, к которому оно подключено);

не срабатывать в нормальном (рабочем) режиме (без КЗ).

Реальные УРЗ и высоковольтные выключатели могут отказывать, поэтому одной из важнейших проблем является резервирование. Применяется два способа резервирования отказов УРЗ - дальнее и ближнее. При дальнем резервировании на каждом элементе ЭЭС устанавливается два комплекта УРЗ - основной и резервный, причем основной комплект предназначен для защиты элемента, к которому он подключен, с наименьшей выдержкой времени (последняя должна гарантировать сохранение устойчивой работы ЭЭС); в зону действия резервного комплекта входит также и предыдущий участок сети. В случае отказа основного комплекта УРЗ одного элемента (например, участка БВ на схеме, приведенной на рис. 1-2) срабатывает резервный комплект УРЗ на предыдущем участке (АБ). В случае устойчивого повреждения теряют питание потребители ПС. Б (рис. 1-8).

При ближнем резервировании на каждом участке сети устанавливается не менее двух комплектов УРЗ, которые, по возможности, следует выполнять автономными. Обеспечение полной автономии требует значительных затрат, поэтому в большинстве случаев ограничиваются частичной автономией - по цепям переменного тока ( каждый комплект подключают к отдельным ТТ) и по цепям оперативного тока. На практике применяется комбинированный способ резервирования - дальнее резервирование в сочетании с элементами ближнего.

Все возможные виды отказов УРЗ принято подразделять на три вида:

отказы срабатывания (УРЗ не срабатывает при внутреннем КЗ);

излишние срабатывания (УРЗ срабатывает при внешнем КЗ);

ложные срабатывания (УРЗ срабатывает в нормальном режиме).

Указанные понятия не охватывают всех свойств УРЗ. В частности, необходимо обобщенное понятие для оценки всех свойств УРЗ в комплексе (в совокупности). В качестве последнего может использоваться понятие эффективность функционирования УРЗ. Эффективность функционирования - это способность выполнять максимальное число функций, причем каждую - с предельным эффектом. 100% эффективность функционирования могут иметь только идеализированные УРЗ, реальные далеки от таковых.  Для оценки функционирования РЗ используется обобщенный усредненный статистический показатель (h) ее работы, который называется процентом правильных действий и определяется по выражению:

h  =  [n_{п с}  -  (n_{и с}  +  n_{л с})]  100 / (n_{п с}  +  n_{о с}),                          (1-*)