РАЗДЕЛ 2
КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
2.1. Устройства управления и защиты как объекты контроля
Устройства управления и защиты в процессе эксплуатации все время находятся в условиях непрерывного воздействия множества внешних и внутренних возмущающих факторов, влияние которых на устройство носит случайный характер, как по моменту возникновения, так и по их длительности и интенсивности. Соответственно и состояние отдельных элементов защиты изменяется случайным образом, образуя во времени некоторый случайный процесс.
Известно [93, 96, 105, 112], что функционирование любого устройства характеризуется некоторым качеством, т.е. понятием, содержащим описание свойств, которые определяют успешность выполнения заданных устройству функций. Для количественной оценки качества вводятся показатели качества - числа, характеризующие в принятой системе единиц свойства устройства. В самом общем случае показателем качества может являться ошибка устройства, под которой понимается отклонение его выходного сигнала от такого же сигнала при "идеальной" системе.
В зависимости от вида показателя качества и его взаимосвязи с контролируемыми величинами применяются три основные схемы контроля:
- состояние системы описывается совокупностью контролируемых параметров , связанных между собой через показатель качества, определяющий эффективность функционирования устройства, т.е.
. (2.1)
В этом случае проводят измерение этой совокупности параметров и по их значениям находят значение E, которое и сравнивают с допуском;
- состояние системы определяется показателем качества E, но его зависимость от совокупности параметров неизвестна. Оценка показателя качества формируется на основе наблюдения выходных сигналов в реальной контролируемой и идеальной системах;
- состояние системы описывается совокупностью параметров, взаимосвязь которых не позволяет получить выражение, аналогичное (2.1). В этом случае измеренное значение каждого параметра сравнивается с допуском и для принятия решения к результатам контроля применяется логическая схема "И".
Рассмотрим возможность применения данных схем для контроля устройств управления и защиты. За показатель качества примем вероятность невыхода отклонения входного параметра, определяющего срабатывание измерительного органа устройства, от требуемого значения в заданном интервале, т.е.
где - значение входного параметра, при котором произошло срабатывание измерительного элемента;
- заданное значение параметра срабатывания;
- наибольшее допустимое отклонение значений параметра срабатывания.
Применение первой схемы контроля для измерительных элементов устройств при данном показателе качества затруднено из-за необходимости их рассмотрения в более высокой иерархической системе как элемента устройства управления и защиты всей системы. Это является весьма сложной задачей, требующей учета различных целевых факторов, например таких, как количественная оценка влияния надежности функционирования устройств защиты на бесперебойность электроснабжения, качество электрической энергии и т.п. Кроме того, имеется еще ряд причин, исключающих применение первой схемы контроля для устройств защиты, а именно:
- полный анализ условий функционирования измерительных элементов требует в общем случае знания обширного и труднодоступного статистического материала, а также применения достаточно сложного аппарата случайных функций. Накопленный опыт эксплуатации и практика расчета измерительных элементов не позволяют пока упростить получение вероятностных характеристик их функционирования. Поскольку контролируемые параметры связаны с взаимовлияющими величинами весьма сложными зависимостями, определение которых является самостоятельной задачей;
- неоднородность функций, задаваемых измерительным элементам, которая заключается в требованиях к срабатыванию при ненормальных режимах в зоне действия устройств управления и защиты и в требованиях к несрабатыванию при нормальных и ненормальных режимах вне зоны действия;
- многофункциональность, которая состоит в назначении защиты реагировать на различные ненормальные режимы, отличающиеся числом и сочетанием замкнувшихся фаз, величиной и фазой токов и напряжений, переходными сопротивлениями и т.п.;
- различная природа сигналов на входе и выходе измерительных элементов;
- наличие большого числа уровней работоспособности, при которых измерительные элементы реагируют на определенные виды ненормальных режимов;
- необходимость учета большого числа факторов различной физической природы для измерительных элементов, выполненных в виде электромеханических реле;
- отсутствие автоматизированных средств контроля и неприспособленность измерительных элементов к контролю, что является причиной отсутствия достоверных данных о качестве функционирования измерительных элементов;
- зависимость надежности функционирования устройств защиты от действий обслуживающего персонала.
Все вышеназванные особенности устройств управления и защиты ЭТК ГЭТ исключают проведение контроля по показателю качества по первой схеме контроля.
Оценка показателя качества по выходным сигналам идеального и реального устройства по второй схеме контроля практически невозможна из-за отсутствия достаточно надежной математической модели измерительных элементов и надежных статистических данных для ее построения. Необходимо указать на актуальность исследований, связанных с построением процесса контроля по данной схеме, т.к. она позволяет резко сократить необходимое число измерителей, нормализаторов и других устройств аппаратуры контроля, хотя требует определенного усложнения алгоритмов обработки информации.
Проведенный в работе анализ показал, что в настоящее время при соответствующем учете всех факторов, влияющих на результаты контроля, наиболее персп