Podatastansiyalarning relekt qorovul xavf-xatar ma'lumotlari aniqlash tizimini ishlab chiqish
I. Kirish
Oxirgi yillarda elektr tarmogining hajmi o'zara kengayishi bilan, elektr tarmogidagi asosiy uzluksiz elektr taminot markazlari (ASEM) kabi muhim nuqtalar, xavfsiz va qonqar ishlashlari orqali butun elektr tarmogining ishonchli ishlashini ta'minlashda muhim rol o'ynaydi. Relay himoya ASEMning xavfsiz ishlashining birinchi qatnovi hisoblanadi. Relay himoyasining aniqlik va tezkorligi elektr tizimining qonqarligiga toliq bog'liq. Shuning uchun, ASEM relay himoya tizimining xato ma'lumotlarini samarali tekshirish, potensial xatlarni tezkor aniqlash va bartaraf etish, elektr tizimining xavfsiz ishlashini ta'minlash uchun juda muhimdir.
Relay himoya xatoliklarini aniqlovchi traditsionus usullar asosan qo'llab-quvvatlash va muntazam ehtiyot ishlariga asoslangan. Bu usullar ko'nik va kuch sarflaydigan, shuningdek, real vaqt rejimida nazoratni amalga oshirish imkoniyati yo'q. Natijada, ular xatolikning boshqa belgilari haqida eshitmay oladi. Ma'lumot texnologiyalarining o'zgarib turuvchi rivojlanishi, ayniqsa kompyuter va aloqa texnologiyalarining rivojlanishi bilan, modern ASEM relay himoya xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizimlar avtomatlashtirilgan usullarni keng tarap erishmoqda. Real vaqt rejimida ma'lumotlarni to'plash orqali, bu tizimlar relay himoyasining holatini real vaqt rejimida nazorat qilish va xatoliklarni tezkor aniqlash imkoniyatini beradi.
Shunday qilib, bu maqulda modern ma'lumot texnologiyalari asosida ASEM relay himoya xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizim haqida taklif qilinadi va uning apparat jihatidan tuziliishi, dasturiy ta'minot tuzilishi va sinov natijalari haqida barqarorlik bilan izoh qilinadi.
II. Tizim apparat jihatidan tuzilishini loyihalash
(1) Bosh kompyuter
Bosh kompyuter tuzilishining loyihasi butun tizimning ishlash jarayonini o'z ichiga oladi. Uning apparat jihatidan tuzilishi C8051F040 yagona chip mikrokompyuterini asosiy protsessor sifatida ishlatadi. C8051F040 yagona chip mikrokompyuter - bu yuqori effektivlik va kam energiya sarflaydigan miqdorli signal mikrokontrolleri, analog va digital I/O portlari, vaqt/sonlar hisoblagichlari, UART, SPI va I2C aloqa interfeyslari kabi zengin periferik resurslarga ega. Bu xususiyatlarni C8051F040 ni bosh kompyuter uchun asosiy protsessor sifatida ideal tanlovga aylantiradi, ya'ni tezkor ma'lumotlarni ishlash va murakkab boshqaruv logikasi talablari asosida.
Tizimning real vaqt rejimida nazorat qilish imkoniyatini ta'minlash uchun, bosh kompyuter loyihasida yuqori effektivlikli nazorat birligi ishlatiladi. Bu birlig, adolatli ADC (Analog-Digital Konverter), DAC (Digital-Analog Konverter) va voltaj/foiz nazorat shemalari kabi elementlardan iborat. U elektr parametrlarini real vaqt rejimida to'plash va konvertatsiya qilish, xatolik tahlillari uchun aniq ma'lumotlarni taqdim etish imkoniyatini beradi.
Hamda, bosh kompyuter pastki kompyuter va masofaviy nazorat markazi bilan aloqaga chiqishi kerak. Loiha RS-232, RS-485 va Ethernet kabi bir qator aloqa interfeyslarini o'z ichiga oladi. Bu interfeyslar tezkor ma'lumotlarni uzatish va masofaviy boshqarish imkoniyatini ta'minlaydi.
Operatorlar tizimni nazorat qilish va boshqarish uchun bosh kompyuter odam-mashina aloqasi interfeysiga ega bo'lishi kerak, adolatli LCD ekran va klaviatura shaklida. Operatorlar ushbu interfeyslardan foydalanib, tizimning holatini real vaqt rejimida ko'rishlari mumkin.
(2) Isolation tekshirish sensori
Eski elektr stansiyalari va ASEMning DC tizimlarini qayta tiklash talablariga javob berish uchun, kadrlar yuqori aniqlikka ega ajratiladigan isolation tekshirish sensorini loyida. Qiymatli elektron texnologiyalar va materiallardan foydalanilgan bu sensor, yuqori sezgirlik, qonqarlik va uzun ish muddati bilan maxsus joylashgan, shuning uchun qattiq sharoitlarda ham qonqar ishlashi mumkin.
Isolation tekshirish sensorining yuqori aniqlik - bu asosiy ish rejasidir. Yengil isolation o'zgarishlarni aniq aniqlash uchun yuqori darajadagi tekshirish algoritmlari va elektron komponentlardan foydalaniladi, bu esa xatolik ma'lumotlarining aniqlik va tezkorligini ta'minlaydi.
Eski elektr stansiyalari va ASEMning DC tizimlaridagi thermal isolation qurilmalarini yangilash va qayta tiklash orqali, yuqori aniqlikka ega ajratiladigan isolation tekshirish sensorlari ishlatiladi, bu esa tizimning xavfsizligini olib boradi. Bu sensorlarning yuqori aniqlikda tekshirish imkoniyati bor va insulation xatoliklarni tezkor aniqlay oladi, shuning uchun voqea paytida sodir bo'lishini oldini olishga yordam beradi.
(3) Oldindan ogohlantirish tekshirish moduli
Oldindan ogohlantirish aniqlik va javob berish tezligini oshirish uchun, bu modul adolatli faol oldindan ogohlantirish va pasiv oldindan ogohlantirish ikki mekanizmni o'z ichiga oladi.
Faol oldindan ogohlantirish - bu tizimning elektr parametrlarini o'z aktive tekshirishini anglatadi. Parametrlar normal chegaradan chiqqan paytda, tez orada oldindan ogohlantirish signali aktivlashtiriladi. Faol oldindan ogohlantirish, adolatli sensorlar va ma'lumotlarni to'plash qurilmalariga asoslangan. Bu qurilmalar, tezkor va yuqori aniqlikda kuchlanish, voltaj va chastota kabi asosiy parametrlarni nazorat qilish va moslashgan algoritmlar orqali ma'lumotlarni tahlil qilib, potensial xato risklari mavjudligini aniqlash imkoniyatini beradi. Pasiv oldindan ogohlantirish esa, tizim tashqi signallarni qabul qilganda, elektr parametrlarini tahlil qilib, oldindan ogohlantirish signali beradi. Misol uchun, ASEMning relay himoya qurilmasi ishga tushganda, pasiv oldindan ogohlantirish moduli tez orada aktivlashtiriladi, operatsiya sababini tahlil qilib, qo'shimcha ishlar talab qilinishini aniqlaydi, shuningdek Rasm 1 da ko'rsatilgandek.
Rasm 1 Apparat jihatidan tuzilish loyihasi
Oldindan ogohlantirish tekshirish modulining apparat jihatidan tuzilish loyihasida, faol va pasiv oldindan ogohlantirishni birlashtirish tizimning oldindan ogohlantirish imkoniyatini va javob berish tezligini oshiradi. Faol oldindan ogohlantirish elektr parametrlarini real vaqt rejimida nazorat qilish va potensial xato risklarini tezkor aniqlash imkoniyatini beradi; pasiv oldindan ogohlantirish esa, xususiy voqea paytlarida tez javob beradi va xato sabablarini mustahkamlangan tahlil qiladi.
Bu ikki oldindan ogohlantirish usullarini samarali birlashtirish uchun, apparat jihatidan tuzilishda quyidagi asosiy elementlarni hisobga olish zarur:
Sensorlar va ma'lumotlarni to'plash qurilmalari tanlovi: Aniq ma'lumotlarni ta'minlash uchun yuqori aniqlikka ega sensorlar va ma'lumotlarni to'plash qurilmalari tanlanishi kerak.
Ma'lumotlarni ishlash va tahlil qilish imkoniyatlari: Oldindan ogohlantirish nazorat moduli, tezkor aniq ma'lumotlarni aniqlash va oldindan ogohlantirish qarorlarini qabul qilish uchun kuchli ma'lumotlarni ishlash va tahlil qilish imkoniyatlarga ega bo'lishi kerak.
Aloqa interfeyslari va protokollari: Modul, boshqa tizimlar yoki qurilmalar bilan ma'lumotlarni almashish uchun bir nechta aloqa interfeyslari va protokollarini qo'llab-quvvatlashi kerak.
Ishonchli: Apparat jihatidan tuzilish, modulning extremal sharoitlarda qonqar ishlashini ta'minlashi va noto'g'ri ish va bevosita kirishdan himoya qilish uchun zarur xavfsizlik choralarini qo'llash kerak.
III. Tizim dasturiy ta'minoti loyihasi
(1) Xatolik yuk xarakteristikalarini model qilish
ASEM relay himoya xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizimning asosi dasturiy ta'minot tuzilishi, ayniqsa statik va dinamik yuk modellari tuzilishida joylashgan. Bu modellar, tizim ishlash jarayonida yukning aktiv va reaktiv quvvatini, shuningdek, voltaj va chastotaning sekin o'zgarishini ifodalashga mo'ljallangan va adolatli polinomial modellarga ko'rinishda ifodalangan. Statik yuk modeli adolatli ko'rinishda quyidagicha ifodalangan:
bu yerda P va Q murojaat qiladi aktiv va reaktiv quvvatga, V - bu voltaj, P0, Q0, V0 - bu referensiya holatidagi qiymatlari, n va m - bu yuk xarakteristikasi koeffitsientlari.
Dinamik yuk modeli nisbatan murakkab. U voltaj va chastotaning o'zgarishiga yukning dinamik javobini hisobga oladi, bu esa yukning voltaj va chastotaga javob berish tezligini simulatsiya qilish uchun bir nechta vaqt doimiyliklarini o'z ichiga oladi. Dinamik yuk modeli, yuk quvvatining vaqt oralig'ida o'zgarish tezligini tavsiflovchi differensial tenglamalar seriyasi ko'rinishida ifodalangan.
Dasturiy ta'minot tuzilishida, bu modellar ASEMning ishlash holatini real vaqt rejimida nazorat qilish va tahlil qilish uchun relay himoya xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizimga integratsiya qilinadi. Tizim tezkor ma'lumotlarni to'plash, shuning uchun kuchlanish, voltaj, quvvat va boshqalar, va bu modellarni hisob-kitoblar uchun ishlatish orqali ilmiy ravishda potensial xatolik holatlarini aniqlaydi.
(2) Xatolik ma'lumotlarini to'plash
Relay himoya qurilmalarining ishonchligini ta'minlash uchun, xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizimning loyihasi ahamiyatga ega, ayniqsa xatolik ma'lumotlarini to'plash bo'limi. Bu bo'lim adolatli uchta modulga bo'linadi: stasionar ma'lumotlar to'plash, transiente ma'lumotlar to'plash va holat fayllarini boshqarish.
Stasionar ma'lumotlar to'plash moduli asosan ASEMning normal ishlash jarayonida elektr parametrlarini to'plash uchun mas'ul, misol uchun voltaj, kuchlanish, quvvat va boshqalar. Bu ma'lumotlar, elektr tarmogining ishlash holatini baholash, shuning uchun xatolik tahlili va prognozlash uchun asos bo'lib, ahamiyatga ega. Bu modul adolatli uchta podmodulga ega: ma'lumotlarni to'plash, ma'lumotlarni ishlash va ma'lumotlarni saqlash. Ma'lumotlarni to'plash podmoduli, ASEM nazorat tizimi bilan bog'liq holda elektr parametrlarni tezkor to'plash; ma'lumotlarni ishlash podmoduli, to'plash ma'lumotlarni avvalgi tahlil qilish, anormallik qiymatlarni o'chirish va ma'lumotlarni formatlash; ma'lumotlarni saqlash podmoduli, ishlash ma'lumotlarini ma'lumotlar bazasiga saqlash, keyinchalik tahlil uchun.
Transiente ma'lumotlar to'plash moduli elektr tarmogidagi transiente voqelarni, misol uchun qisqa qo'shilish, ochish va boshqa xatoliklarni to'plashga qaratilgan. Bu transiente voqelar, elektr parametrlarining o'tkir o'zgarishlari bilan kelinadi, shuning uchun tezkor va yuqori aniqlikda ma'lumotlarni to'plash qurilmalari talab qilinadi. Bu modul adolatli uchta podmodulga ega: tezkor ma'lumotlarni to'plash, transiente voqelanishni aniqlash va voqe ma'lumotlarini saqlash. Tezkor ma'lumotlarni to'plash podmoduli, elektr parametrlarining o'zgarishlarini mikrosekundli aniqlik bilan yozish; transiente voqelanishni aniqlash podmoduli, xatolik yuz berganini yoki yo'q ekanligini aniqlash, aniqlangan xatolik turini belgilash; voqe ma'lumotlarini saqlash podmoduli, aniqlangan xatolik ma'lumotlarini ma'lumotlar bazasiga saqlash, kadrlar uchun mustahkamlangan tahlil uchun.
Holat fayllarini boshqarish moduli ASEM relay himoya qurilmalarining holat fayllarini boshqarish va servis qilish uchun mas'ul, shuning uchun himoya qurilmalarining konfiguratsiya tafsilotlari, ishlash holati va tarixiy xatolik yozuvlari kabi asosiy ma'lumotlarni to'liq saqlaydi. U adolatli to'rt podmodulga ega: holat fayllarini yaratish, yangilash, so'rov va e'lon qilish. Yaratish podmoduli, himoya qurilmalarining faktiki konfiguratsiyasiga qarab boshlang'ich holat faylini yaratadi; yangilash podmoduli, qurilma parametrlari yoki konfiguratsiya o'zgarishi paytda holat faylini yangilaydi; so'rov podmoduli, foydalanuvchilar holat fayldagi ma'lumotlarni so'rovlarni bajarishi; e'lon qilish podmoduli, holat faylini regulyar ravishda e'lon qiladi, ma'lumot yo'qotishdan xavfni olib tashlaydi.
(3) Xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizim
Ko'prik qurilmani tarkibga olgan tarmoqda "A-tarmoq ko'prik qurilmani tarkibga olgan tarmoq ulash xatosi" deb yozilgan alarm ma'lumotini relay himoya qurilmasi yuborgan paytda, tizim tez orada xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi jarayonni boshlashi kerak, bu alarmning yagona manbasi ekanligini tekshirish uchun, ya'ni boshqa qurilmalar ham shunday xatolik ma'lumotlarini yuborganligi. Bu misolda, agar boshqa qurilmalar hech qanday alarm yubormagan bo'lsa, tizim "A-tarmoq ko'prik qurilmani tarkibga olgan tarmoq ulash xatosi" ma'lumotiga qaratadi.
Xatolik ma'lumotlarini samarali ishlash va tahlil qilish uchun, tizim virtual terminal va xatolik nuqtalari uchun beshta kombinatsiyani loyida, Rasm 1 da ko'rsatilgandek.
Har bir virtual terminal turli vazifalarni bajaradi, tarmoq ulash holatini nazorat qilishdan yechim ko'rsatishgacha, to'liq xatolik boshqarish jarayonini tashkil etadi. Yuqorida loyiha bo'yicha dasturiy ta'minot tuzilishi, ASEM relay himoya xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizim xatolik ma'lumotlarini samarali aniqlovchilik va ASEMning xavfsiz ishlashini ta'minlash imkoniyatini beradi. Ahamiyatga ega, "A-tarmoq ko'prik qurilmani tarkibga olgan tarmoq ulash xatosi" deb yozilgan alarm yuborganda, tizim tez javob beradi va mos keladigan choralar qabul qiladi, xatolikning elektr tizimga ta'sirini minimal qilib boradi.
IV. Sinov tekshirish
(1) Tarmoq topologiyasi tuzilishi
2023-yilda ishga tushirilgan 500 kV ASEMning relay himoya xatolik ma'lumotlarini aniqlovchi tizimining tarmoq topologiyasi tuzilishi loyihasi, yuqori ishonch, yuqori ishga tushish va oson xizmat ko'rsatish asosiy prinsiplariga to'la mos keladi. Bu tizim hierarxik va taqsimlangan tarmoq arxitekturasini qo'llab-quvvatlaydi, uning amalga oshirish bosqichlari tartibli, asosan quyidagi havolalar.
