УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к обеспечению непрерывного мониторинга целостности вторичных цепей измерительных трансформаторов тока и напряжения на энергообъектах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна система мониторинга целостности цепей [Патент США № US5532601, МПК G01R 31/02, 1996 г.], обеспечивающая мониторинг целостности вторичных цепей измерительных датчиков, рассматриваемая в качестве аналога полезной модели устройства диагностики вторичных цепей трансформаторов тока и напряжения. Указанная система представляет собой устройство (либо функциональный модуль в составе другого устройства), обеспечивающее выполнение непрерывного мониторинга целостности вторичной цепи измерительного датчика, к которой подключено данное устройство.
Одним из недостатков вышеуказанной системы мониторинга целостности цепей является то, что она вполне пригодна для выполнения мониторинга целостности только неразветвленных цепей (например, вторичных цепей измерительных трансформаторов тока в однофазных сетях переменного тока); возможности применения данной системы для мониторинга целостности разветвленных вторичных цепей существенно ограничены, в частности, для:
- вторичных цепей трехфазных групп измерительных трансформаторов
тока (с общим нейтральным проводом);
-вторичных цепей трехфазных групп однофазных трансформаторов напряжения или вторичных цепей трехфазных трансформаторов напряжения (с общим нейтральным проводом);
-вторичных цепей однофазных трансформаторов напряжения в однофазных сетях переменного тока при наличии нескольких подключенных к вторичной цепи одного трансформатора напряжения электроизмерительных приборов.
При этом система позволяет обнаруживать повреждения во вторичной цепи (разрывы и короткие замыкания) только на неразветвленном участке указанной цепи, к которому она подключена; обнаружение повреждений на других участках разветвленной вторичной цепи не обеспечивается.
Недостатками вышеуказанного аналога также являются:
- низкая чувствительность устройства к отдельным видам повреждений во вторичных цепях, в частности, к коротким замыканиям в кабеле вторичной цепи вблизи измерительного датчика или в самом датчике (например, при междувитковых замыканиях в измерительном трансформаторе тока или напряжения);
-введение добавочной нагрузки во вторичную цепь измерительного датчика, ограничивающее допустимую величину вторичной нагрузки, создаваемую кабелем вторичной цепи и другими устройствами, подключенными к вторичной цепи, соответственно, накладывающее ограничение на минимальное сечение кабеля вторичной цепи и возможность подключения к указанной вторичной цепи отдельных устройств, потребляющих из указанной цепи определенную нагрузку.
Наиболее близким по технической сущности к рассматриваемой полезной модели является устройство мониторинга вторичных цепей измерительных трансформаторов в энергосистеме [Международная заявка № W02010/034149 А1; МПК G01R 31/00, G01R 31/06; 2010 г.], выполненное на базе интеллектуального электронного устройства релейной защиты (Protection Intelligent Electronic Device, сокращенно - Protection IED).
Вышеуказанное устройство обеспечивает выполнение мониторинга вторичных цепей измерительных трансформаторов на энергообъекте на основе выполнения непрерывного анализа сигналов во вторичных цепях измерительных трансформаторов, к которым подключено данное устройство, и выявления на основе вышеуказанного анализа возмущения сигнала («disturbance») во вторичной цепи. При этом под возмущением сигнала во вторичной цепи понимается возникновение сигнала тока или напряжения во вторичной цепи, уровень которого потенциально может соответствовать какой-либо нештатной ситуации, или изменение уровня сигнала во вторичной цепи, величина которого также может соответствовать нештатной ситуации. Нештатной ситуацией в данном случае может быть повреждение во вторичной цепи какого-либо измерительного трансформатора, но также может быть и авария в системе первичного электроснабжения.
Недостатком вышеуказанного устройства мониторинга вторичных цепей [2] является большая вероятность ложных выявлений повреждений во вторичных цепях измерительных трансформаторов. В частности, большая вероятность ложного выявления повреждения имеет место при возникновении повреждения (короткого замыкания) в первичной электросети энергообъекта. При повреждениях в первичной сети энергообъекта возникающие при этом величины сигналов (величины изменений уровней сигналов) во вторичных цепях измерительных трансформаторов, обусловленные указанными повреждениями, существенно зависят от места повреждения в первичной электросети. В частности, при повреждении в первичной электросети на значительном удалении от места установки измерительного трансформатора тока или напряжения возникающее при этом изменение сигнала во вторичной цепи измерительного трансформатора будет незначительным и может не определяться как возмущение сигнала («disturbance»). При этом устройство мониторинга, не определяющее изменение сигнала во вторичной цепи измерительного трансформатора как возмущение, не будет посылать другим устройствам мониторинга сигнал о возникновении соответствующего возмущения, соответственно, в связи с этим другие устройства мониторинга вторичных цепей потенциально могут фиксировать повреждения во вторичных цепях измерительных трансформаторов, к которым они подключены. Очевидным решением данной проблемы является повышение чувствительности устройств мониторинга отдельных присоединений к величинам возмущений сигналов во вторичных цепях. Однако указанное повышение чувствительности может приводить к излишне частому обнаружению возмущений устройствами мониторинга, что в свою очередь может обусловливать:
-дополнительные ложные выявления повреждений во вторичных цепях измерительных трансформаторов;
-необнаружение повреждений во вторичных цепях измерительных трансформаторов (и соответственно, необеспечение своевременной локализации указанных повреждений) ввиду ложных выявлений повреждений в первичной сети энергообъекта, обусловленных практически одновременной фиксацией возмущений во вторичных цепях измерительных трансформаторов различными устройствами мониторинга вторичных цепей в пределах энергообъекта.
Таким образом, указанное решение проблемы не исключает вероятность ложных выявлений повреждений во вторичных цепях измерительных трансформаторов.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей, на решение которой направлена рассматриваемая полезная модель, является снижение количества ложных выявлений повреждений во вторичных цепях измерительных трансформаторов тока и напряжения.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет применения усовершенствованного устройства диагностики вторичных цепей, включающего в себя первый интерфейс, предназначенный для приема данных синхронных измерений, второй интерфейс, предназначенный для приема данных о текущем состоянии первичных соединений, базу актуализируемых данных о первичных соединениях, блок выделения расчетных сегментов схемы первичных соединений, блок вычисления балансов и локализации повреждений, при этом выход первого интерфейса подключен к первому входу блока вычисления балансов и локализации повреждений, выход второго интерфейса подключен к входу базы актуализируемых данных о первичных соединениях, выход которой через блок выделения расчетных сегментов схемы первичных соединений подключен к второму входу блока вычисления балансов и локализации повреждений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства диагностики вторичных цепей трансформаторов тока и напряжения, включающая основные блоки и показывающая взаимосвязь указанных блоков.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Устройство 1 диагностики вторичных цепей трансформаторов тока и напряжения включает в себя следующие блоки:
-первый интерфейс 2, предназначенный для приема данных синхронных измерений;
-второй интерфейс 3, предназначенный для приема данных о текущем состоянии первичных соединений;
- базу 4 актуализируемых данных о первичных соединениях;
-блок 5 выделения расчетных сегментов схемы первичных соединений;
- блок 6 вычисления балансов и локализации повреждений;
- блок 7 формирования предупредительной сигнализации;
- архив 8 балансов и повреждений;
- модуль 9 конфигурирования.
В процессе своего функционирования устройство диагностики вторичных цепей 1 выполняет циклический сбор данных синхронных измерений, поступающих с присоединений энергообъекта, которые через интерфейс связи 2 поступают в блок 6 вычисления балансов и локализации повреждений.
Устройство 1 также производит циклический (и при необходимости -событийный) сбор данных о текущем состоянии схемы первичных соединений энергообъекта (включая положение отдельных коммутационных аппаратов). Указанные данные поступают через интерфейс связи 3 в базу 4 актуализируемых данных о первичных соединениях, обеспечивая непрерывную актуализацию содержащихся в базе 4 данных о текущем состоянии схемы первичных соединений энергообъекта.
Блок 5 выделения расчетных сегментов схемы первичных соединений на основании непрерывно актуализируемых данных о текущем состоянии схемы первичных соединений энергообъекта, хранящихся в базе 4, формирует перечень сегментов схемы первичных соединений энергообъекта, по каждому из которых в дальнейшем вычисляется баланс (токов и/или мощностей).
Для каждого из сегментов схемы первичных соединений энергообъекта, сформированных блоком 5, блок 6 вычисления балансов и локализации повреждений выполняет вычисление (сведение) баланса по данному сегменту. Сведение баланса по сегменту может выполняться, например, сведением баланса токов, или сведением баланса мощностей (активной и реактивной). При сведении балансов по отдельным сегментам схемы первичных соединений энергообъекта выявляются небалансы по отдельным сегментам в соответствии с заданными в блоке 6 критериями выявления небаланса. На основании выявленных небалансов производится локализация повреждений во вторичных цепях трансформаторов тока и напряжения.
Дополнительно устройство 1 диагностики вторичных цепей может содержать в себе блок 7 формирования сигналов предупредительной сигнализации и архив 8 балансов и повреждений. Блок 7 обеспечивает трансляцию полученного от блока 6 сигнала о небалансе или повреждении:
-персоналу энергообъекта с использованием средств, в частности, визуальной и звуковой сигнализации;
- внешним устройствам и системам сигнализации в требуемом данными устройствами и системами формате.
Архив 8 балансов и повреждений обеспечивает архивирование полученных от блока 6 данных о небалансах и повреждениях с заданной временной глубиной во внутренней базе данных. При этом архив 8 снабжен интерфейсом внешнего доступа, через который обеспечивается доступ к содержащимся в архиве данным о балансах и повреждениях со стороны внешних систем.
Дополнительно устройство 1 может содержать в себе модуль 9 конфигурирования, посредством которого обеспечивается конфигурирование:
- блока 5 выделения расчетных сегментов схемы первичных соединений;
- блока б вычисления балансов и локализации повреждений;
- блока 7 формирования предупредительной сигнализации;
- архива 8 балансов и повреждений.
Модуль 9 конфигурирования обеспечивает настройку параметров функционирования вышеперечисленных блоков устройства через установочные входы указанных блоков. В частности, модуль конфигурирования обеспечивает:
- задание критериев выделения расчетных сегментов схемы первичных соединений энергообъекта в блоке 5;
-задание критериев выявления небалансов в блоке б вычисления балансов и локализации повреждений;
-настройку выходных сигналов, выдаваемых блоком 7, в частности, видов сигналов, выдаваемых отдельно при возникновении повреждений во вторичных цепях, и отдельно при выявлении небаланса без обнаружения повреждения;
-настройку временной глубины хранения данных о балансах и повреждениях в архиве 8.