Metoda oceny stanu wyłącznika na podstawie spróbkowanych sygnałów elektrycznych

1. Metoda oceny stanu wyłącznika na podstawie spróbkowanych sygnałów elektrycznych SEMAG 2009 Centrum Badawcze Systemów Teleinformatycznych i Aplikacji Sprzętowych Instytut Tele- i Radiotechniczny WARSZAWA Dr hab. inż. Barbara Ślusarek, dr inż. Aleksander Lisowiec, mgr inż. Jerzy Chudorliński

2. SEMAG 2009 Wstęp • Od prawidłowej pracy wyłączników zależy w dużym stopniu bezpieczeństwo użytkowania sieci energetycznej • Wyłączniki są elementem sieci najbardziej narażonym na uszkodzenia, • Bardzo duży potencjalny koszt usunięcia uszkodzeń w razie awarii wyłącznika, • ….

3. SEMAG 2009 Założenia systemu • Wykorzystanie urządzeń zabezpieczeniowych do akwizycji danych, • Przesyłanie wszelkiej informacji w ramach sieci w standardzie IEC 61850, • Ocena stanu wyłącznika na podstawie sygnałów dostępnych w czasie jego normalnej pracy, • Autonomiczne, tzn. bez udziału operatora podejmowanie decyzji o stanie wyłącznika.

4. SEMAG 2009 Architektura systemu

5. SEMAG 2009 WZM POM PRZETW A/C MIKROPR UKŁAD TRANSM WYŁ URZĄDZENIE AKWIZYCJI DANYCH AUTOMATYKA ZABEZPIECZEN. KONTROLER ETHERNETU Architektura urządzenia Kontrolno- Pomiarowego (Urządzenie Akwizycji Danych)

6. SEMAG 2009 Architektura oprogramowania Koncentratora MODUŁ FILTRACJI CYFROWEJ MODUŁ PARAMETRYZACJI MODUŁ SYSTEMU EKSPERCKIEGO MODUŁ GENERACJI ALARMÓW i RAPORTÓW

7. SEMAG 2009 Schemat działania systemu eksperckiego KLASYFIKACJA ZDARZENIA np. otwarcie lub zamknięcie wyłącznika; w zależności od rodzaju zdarzenia przywoływany jest stosowny zbiór reguł CHARAKTERYZACJA I WERYFIKACJA SYGNAŁÓW Każdy z sygnałów związanych ze zdarzeniem jest analizowany na podstawie zbioru reguł systemu eksperckiego w celu weryfikacji czy parametry sygnału są zgodne z wartościami oczekiwanymi w granicach dopuszczalnych tolerancji WERYFIKACJA ZWIĄZKU PRZYCZYNOWO-SKUTKOWEGO MIĘDZY SYGNAŁAMI Zależności wiążące wiele parametrów oraz wiele sygnałów są analizowane w celu wyznaczenia przyczyn zaobserwowanych cech charakterystycznych sygnałów

8. SEMAG 2009 Schemat działania systemu eksperckiego, cd. WERYFIKACJA OPRACJI WYŁĄCZNIKA Prawidłowe działanie wyłącznika jest oceniane przez porównanie bieżącej operacji z wzorcem – indywidualnym dla każdego typu wyłącznika, zawartym w zbiorze reguł systemu eksperckiego GENERACJA RATPORTU Z ANALIZY W końcowym etapie analizy system ekspercki generuje raport w postaci pliku tekstowego. Raport powinien precyzyjnie opisać operację zadziałania wyłącznika, jego aktualne parametry oraz powinien zawierać rekomendacje co do naprawy wyłącznika w przypadku stwierdzenia odstępstw od wzorca

9. SEMAG 2009 Główne sygnały pobierane z wyłącznika • prądy oraz napięcia fazowe, • prądy oraz napięcia cewek zamykających oraz otwierających, • sygnały analizy ruchu styków, • sygnały cyfrowe, głównie ze styków pomocniczych, również sygnały wyzwalające, • sygnały z czujników, np. z czujnika ciśnienia, • wartości stałych napięć zasilających

10. SEMAG 2009 Wykres prądu cewki rozłączającej

11. SEMAG 2009 Metody parametryzacji sygnałów • analiza widmowa, FFT, • analiza falkowa, • funkcje Rademachera, • metoda momentów, • metoda rozkładu na elementy główne

12. SEMAG 2009 Analiza sygnałów prądowych i napięciowych • czasy drgania styków, • czas otwierania styku i jego zależność od prądu obciążającego wyłącznik, • czas zamykania styku i jego zależność od prądu obciążającego styk, • czas otwierania uśredniony z ostatnich 10 zadziałań, • czas zamykania uśredniony z ostatnich 10 zadziałań, • jednoczesność wyłączania w trzech fazach w zależności od prądu.

13. SEMAG 2009 Podsumowanie Zaprezentowana metoda diagnostyki urządzeń rozdzielnic zostanie w następnym etapie prac wzbogacona o nowe metody diagnozowania styków wyłącznika oparte na metodach termowizyjnych i analizie spektralnej. Powstanie dzięki temu system bardzo kompleksowej oceny stanu wyłącznika pozwalający diagnozować z dużą pewnością, czy wyłącznik zadziała w sposób poprawny następnym razem. Prace prezentowane w tym artykule są częścią projektu rozwojowego współfinansowanego prze Unię Europejską w ramach Funduszy Strukturalnych Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, numer projektu WND-POIG.01.03.01-14-141/08.