Microsoft Word - 10protdigitale

download Microsoft Word - 10protdigitale

of 20

  • date post

    12-Sep-2015
  • Category

    Documents

  • view

    5
  • download

    2

Embed Size (px)

description

Protectii digitale

Transcript of Microsoft Word - 10protdigitale

  • INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE A INSTALATIILOR ENERGETICE

    1

    10. ECHIPAMENTE DE PROTECIE CU MICROPROCESOARE PROTECII NUMERICE

    1. Stadiul introducerii microcalculatoarelor n tehnica proteciilor

    Stadiul utilizrii tehnicii numerice n domeniul proteciei sistemelor electrice demonstreaz corectitudinea acestei direcii de dezvoltare. Exista de peste 25 de ani preocupri n realizarea proteciilor numerice cu ajutorul microcalculatoarelor. Comitetele internaionale din domeniul reelelor electrice ca CIGRE i CIRED acorda o mare importan introducerii microcalculatoarelor n acest domeniu.

    Evoluia n domeniul realizrii unor dispozitive i aparate cu utilizare generala n domeniul prelucrrii informaiei i al transmisiei datelor i a cror introducere n tehnica proteciilor prezint urmtoarele avantaje:

    1. Posibiliti universale de prelucrare a mrimilor de proces. Proteciile numerice pot realiza caracteristici de funcionare arbitrare, n conformitate cu necesitile echipamentelor protejate i nu n raport cu posibilitile tehnice ca n cazu1 sistemelor de protecie clasice, pe baza unei palete relativ restrnse de structuri hard de baz (microcalculatoare mono-cip, structuri multicalculator extensibile) i a utilizrii soft-urilor adecvate. Utilizarea structurilor hard i soft de baza este practic nelimitata, fiind posibila adaptarea optima la obiectul protejat, fr modificri constructive ale aparaturii ci numai prin program.

    2. Capacitatea de prelucrare a unui volum mare de date n timp real. Acest avantaj revoluioneaz o serie de concepte din tehnica proteciilor i permite supravegherea mrimilor electrice - cureni i tensiuni - la intervale discrete de timp de cca. 1 ms. n plus, rezoluia temporala nalta poate conduce la formularea umor noi criterii de protecie.

    Posibilitatea prelucrrii unui volum mare de date permite integrarea funciunilor mai multor aparate clasice intr-un singur microcalculator i elimina adaptoarele de diferite tipuri, aparatele pentru comanda RAR, forarea excitaiei i de protecie la anclanarea nereuit.

    3. Capacitatea de memorare a unui volum mare de date. Aceasta calitate consta n posibilitatea de memorare a mai multor caracteristici de funcionare care pot fi selectate prin semnalele externe (reconfigurarea automata a structurii proteciei la schimbarea schemei reelei, n corelare cu starea ntreruptoarelor). Permite de asemenea o extindere a funciilor proteciei prin preluarea mrimilor de intrare intr-o "fereastra de timp" n momentul apariiei defectului, inclusiv prin nregistrarea fenomenelor tranzitorii.

    4. Posibilitatea modernizrii procesului de producie al echipamentelor numerice de protecie. Pe lng avantajele tehnice ale proteciilor numerice este remarcabila i posibilitatea dezvoltrii procesului de producie al acestor protecii, pe un alt plan al nivelului tehnologic. Construcia modulara a sistemelor de protecie numerice constituite din elemente universal utilizabile (convertoare AIN, cuploare optice, fibra de sticla, procesoare aritmetice, circuite de memorare, uniti centrale, sisteme bus) asigura posibiliti concrete de cretere a productivitii la productorul de sisteme de protecie.

    Utilizarea fibrelor de sticla, micorarea gabaritului i greutii, schimbarea mijloacelor tehnice ale prelucrrii informaiei pentru echipamentele de protecie, care reduc influenta sistemelor de msur a tensiunii i curentului prin necesarul redus de putere, determina economii de materiale, n special de cupru i otel.

  • INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE A INSTALATIILOR ENERGETICE

    2

    Implementarea rutinelor de supervizare i de testare n proteciile numerice conduce la reducerea necesarului de verificri manuale pe durata funcionarii n regim normal a proteciilor.

    Trecerea la tehnica proteciei numerice, pe lng avantajele prezentate mai nainte, a fost nsoit la nceput i de o serie de dezavantaje, care sunt totui soluionabile. Dintre acestea, menionm:

    .Sistemelor de protecie li se cere o mare fiabilitate n funcionare. Aceasta se reduce cu creterea numrului de elemente componente, ale cror funciuni Pariale participa serial n funcionarea ansamblului. Prin utilizarea unor strategii autosupervizoare i redundante, pot fi asigurai indicatorii unei fiabiliti ridicate.

    .Sensibilitatea mult mai ridicata. a componentelor electronice din sistemele de protecie numerice (in comparaie cu elementele electromecanice ale proteciilor clasice ), la influenta unor cmpuri electromagnetice care se manifesta. n vecintatea echipamentelor energetice.

    Introducerea calculatoarelor numerice n tehnica proteciei are n vedere, ca i n trecut , n cazul aparatelor convenionale, adaptarea la cerinele tehnice ale sistemului energetic a mijloacelor tehnice de protecie i automatizare. Aceasta. relaie dinamica intre dezvoltarea sistemelor energetice i evoluia din domeniile tehnologice de vrf este prezentata. n fig. 1.

    Pe baza cerinelor general valabile ale dezvoltrii sociale, sistemele electroenergetice i micro i optoelectronica evolueaz tehnic independent unele de altele. La momente discrete, are loc procesul de adaptare care conduce la un nou sistem de protecie (n perioada actual - sistemele de protecie numerica).

    Proteciile numerice au aprut i s-au dezvoltat n etape care pot fi caracterizate n 'modul urmtor:

    1. Etapa 1969-1974. Aceasta a nceput cu o lucrare a lui G.D. Rockefeller, care este considerata ca cea dinti n domeniul proteciilor asistate de calculator. Elementele caracteristice ale acestei etape sunt:

    introducerea calculatoarelor de proces mari i mijlocii ca mijloc tehnic central de automatizare a unei staii electrice de transformare pentru rezolvarea problemelor de comand, supraveghere i protecie a tuturor echipamentelor electroenergetice;

    utilizarea celor mai simpli algoritmi pentru conversia criteriilor clasice de protecie.

    Utilizarea calculatorului de proces central pentru realizarea unui concept general de automatizare nu a trecut de faza de probe pe o linie de 230 kV, n anul1972 n SUA. Funciile realizate au fost de protecie (de distanta, suprasarcina), de reanclanare automat, de nregistrare a perturbaiilor i de comanda. Cu aceast ocazie a rezultat necesitatea separrii sarcinilor care trebuiau repartizate mai multor calculatoare specializate pe echipamente protejate.

  • INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE A INSTALATIILOR ENERGETICE

    3

    Fig.1. Condiii pentru dezvoltarea proteciilor numerice

    2. Etapa 1972-1981. Efortul pentru gsirea unor soluii economice n diferite situaii (de exemplu pentru echipri ulterioare, retehnologizarea unor instalaii existente, experimente pentru dobndirea de experien de ctre utilizatorii instalaiilor), necesitatea de a influenta n mod difereniat fiabilitatea precum i a utilizrii opionale a calculatoarelor, au condus la un concept de mprire a sarcinilor i de rezolvare separata a acestora cu sisteme de calcul de capacitate mai mica.

    Tipice pentru aceasta etapa sunt: .introducerea mini i microcalculatoarelor pentru soluii tehnice de

    protecii speciale, cu precdere pentru protecia de distan a liniilor ca i pentru protecia difereniala a generatoarelor i transformatoarelor;

    .cercetarea principiala a posibilitilor tehnicii numerice pentru calculul mrimilor n conformitate cu un anumit criteriu de realizare a proteciei i cu considerarea formei nesinusoidale a mrimilor de proces din sistemele energetice (armoniei superioare, componente aperiodice );

    .fundamentarea bazelor teoretice ale domeniului, cu utilizarea cunotinelor de matematica, teoria semnalelor i teoria liniilor electrice (utilizarea ecuaiilor liniilor, utilizarea formulelor trigonometrice, analiza de corelaie). 3. Etapa din 1975. Odat cu dezvoltarea microprocesoarelor, a devenit disponibila

    o tehnica a circuitelor de comutaie, care prin proprietile sale (volum redus, viteza mare de prelucrare a informaiei, pre competitiv) este predestinata automatizrii descentralizate (distribuite) a proceselor n general i a prelucrrii informaiei n sistemele energetice. Cu aceasta, etapa 2 a trecut n mod continuu n etapa 3 pentru care sunt caracteristice urmtoarele:

  • INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE A INSTALATIILOR ENERGETICE

    4

    .introducerea constanta a microprocesoarelor, microcalculatoarelor i sistemelor de microcalculatoare nsoita de dezvoltarea continua a tehnicii microcalculatoarelor, n special a capacitii de memorare i prelucrare a datelor;

    .reluarea conceptelor de baza din etapa 1, dar acum realizate cu sisteme de microprocesoare cu sisteme autarhice funcional, care comunica prin conexiuni adecvate i sisteme bus. n cadrul acestui sistem director, sistemul de protecie formeaz un sistem parial de sine stttor, cu coninut funcional lrgit n comparaie cu sarcina proteciei clasice.

    2. Principiul de baz al supravegherii mrimilor de proces Deosebirea eseniala ntre proteciile numerice i proteciile electromecanice sau

    analog-numerice, consta n modul de supraveghere a mrimilor de proces. Mrimile analoge obinute la ieirea convertoarelor - transformatoarele de curent i de tensiune (in general i(t) i u(t)) sunt preluate n momente discrete de timp, la intervale de 1"= 0,8+ 1,5 ms numite perioada de eantionare, adic cu o frecvent! de eantionare de 650 Hz (corespunztor 1"= 1,54 ms) pana la 1250 Hz (corespunztor 1"= 0,8 ms). Valorile instantanee astfel obinute (valori eantionate) se trateaz ca reprezentantele discrete n timp ale curbelor mrimilor analogice i care, dupa digitizare (conversie n cod numeric) se prelucreaz n calculator.

    Consideram u(t) un semnal continuu, cauzal, ca mrime de intrare i un dispozitiv de eantionare descris printr-o serie de impulsuri Dirac decalate n timp, de amplitudine unitara i perioada de eantionare 1". Funcia generalizata de distribuie a di