Одиннадцать лет безупречной работы (2006-2017 г.)
Главная » Статьи » Особенности эксплуатации микропроцессорных защит и автоматики

Особенности эксплуатации микропроцессорных защит и автоматики

Надежность функционирования систем с цифровыми устройствами защиты
Одной из особенностей цифровых устройств является относительная простота организации контроля исправности аппаратной части и программного обеспечения. Этому благоприятствует циклический режим работы микропроцессора по заложенной в устройство программе. Отдельные фрагменты этой программы и выполняют самотестирование устройства защиты. В арсенале разработчиков цифровой аппаратуры имеется целый набор типовых решений в части тестирования. В цифровых устройствах при самоконтроле часто используются следующие приемы:

Неисправность тракта аналогоцифрового преобразования с большой глубиной охвата входящих в него узлов обнаруживается путем периодического считывания опорного (неиз-менного по времени) напряжения. Если микропроцессор (МП) обнаруживает расхождение между последним и ранее полученным результатом, то он формирует сигналы неисправности.

Исправность ОЗУ проверяют, записывая в ячейки заранее известные числа и сравнивая результаты, получаемые при последующем считывании.
Рабочая программа, хранимая в ПЗУ, периодически рассматривается МП как набор числовых кодов. МП выполняет их формальное суммирование, а результат сравнивает с контрольной суммой, хранимой в заранее известной ячейке.
Целостность обмоток выходных устройств проверяется при кратковременной подаче на них напряжения и контроле обтекания их током.

Периодически выполняется самотестирование МП, измеряются параметры блока питания и других важнейших узлов устройства. На случай выхода из строя самого МП, осуществляющего самоконтроль, в цифровых устройствах предусматривается специальный сторожевой таймер «watch dog». Это несложный, а, следовательно, очень надежный узел. В нормальном режиме МП посылает в этот узел импульсы с заданным периодом следования. С приходом очередного импульса сторожевой таймер начинает отсчет времени. Если за отведенное время от МП не придет очередной импульс, который сбрасывает таймер в исходное состояние, то таймер воздействует на вход возврата МП в исходное состояние. Это вызывает переза-пуск управляющей программы. При неисправности МП «зависает», устойчиво формируя 0 17 18 или 1. Это обнаруживает сторожевой таймер и формирует сигнал тревоги. При необходимости блокируются наиболее ответственные узлы устройства защиты.

Безусловно, тестирование не может обеспечить 100 % выявления внутренних дефектов изде-лия. Глубина тестирования целиком находится в компетенции разработчика, так как тестиро-вание выполняется с учетом особенностей конкретного устройства и, в общем случае, неиз-вестна пользователю. Реально тестированием удается охватить примерно 80—95 % всех элементов изделия. Однако, разработчик, заинтересованный в достижении максимального совершенства своего продукта, стремится предпринять всё возможное для достижения этого.

Надежность функционирования любого устройства следует рассматривать в двух аспектах: надежность самого устройства и надежность функционирования всей системы, в состав кото-рой входит данное устройство. Надежность аппаратной части какого-либо устройства в первую очередь определяется количеством затраченных на его изготовление комплектующих изделий и их качеством. Для примера предположим, что два устройства с одними и теми же функциями выполняются, соответственно, на аналоговом и цифровом принципах из комплектующих (резисторов, конденсаторов, диодов и т. п.) с близкими показателями по надежности. Очевидно, что более надежным окажется устройство, выполненное с использованием меньшего числа элементов. У аналоговых устройств объем аппаратной части V растет пропорционально с увеличением числа реализуемых функций и их сложности С, а у цифровых устройств объем аппаратной части остается практически неизменным при вариациях сложности алгоритма в достаточно широких пределах.

С другой стороны, для цифровых устройств характерен непрерывный автоматический кон-троль аппаратной части и программного обеспечения. Самоконтроль существенно повышает надежность РЗ как системы, благодаря своевременному оповещению персонала о случаях отказа аппаратной части. Это позволяет незамедлительно принимать меры по восстановлению работоспособности системы РЗ. В аналоговых системах РЗ, как правило, предусматривается лишь периодический тестовый контроль работоспособности аппаратной части, причем с участием человека. При периодическом контроле возможна эксплуатация неисправной сис-темы РЗ в течение достаточно длительного времени — до момента очередной плановой проверки. Таким образом, можно говорить о более высокой надежности функционирования цифровых устройств. Следовательно, цикл их технического обслуживания может быть теоретически увеличен до 10-12 лет. Однако, пока отсутствует необходимый практический опыт, под-тверждающий это положение. Поэтому в энергосистемах существует мнение, что цикл их технического обслуживания следует сохранить на уровне микроэлектронных защит — 6 лет. Однако, учитывая наличие автоматического контроля, объем проверки может быть существенно уменьшен. Кроме того, следует иметь в виду, что в состав защиты входят также цепи вторичной коммутации, которые практически не изменились и по прежнему требуют периодической проверки. Необходимо учитывать, что при наладке микропроцессорного устройства защиты, из-за недостаточного знания аппаратуры, персоналом вполне могут быть внесены ошибки. Поэтому, следует сохранить и первый профилактический контроль, призванный обнаружить и устранить ошибки, а также выявить приработочные отказы.

Следует также представлять себе, что если устройство в процессе контроля выявило неисправность, то защита выводится автоматически, а оборудование останется без защиты. По-этому, в силе должны быть оставлены требования о ближнем и дальнем резервировании. Т.е. на ответственном оборудовании следует позаботиться о резервной защите, особенно в случаях, когда дальнее резервирование неэффективно.
Помехозащищенность цифровых устройств

Помехозащищенность — это способность аппаратуры правильно функционировать в условиях электромагнитных помех.
Необходимая помехозащищенность обеспечивается только при комплексном решении ряда вопросов, как-то:
− обеспечение должного превышения уровней информационных сигналов над уровнем помех. В этой связи в энергетике используются сигналы с номинальными уровнями 1 А и более, 100 В и выше;
− правильная прокладка линий связи датчиков информации с устройствами РЗ, а при необхо-димости защита линий связи от действия помех и подавления самих помех;
− правильное конструирование аппаратной части устройства РЗ.
Если решение последнего вопроса находится исключительно в ведении разработчиков аппа-ратуры, то вопросы защиты каналов связи от помех должны решаться на стадии проектиро-вания и в ходе эксплуатации системы защиты. Рассмотрим устройство РЗ с этих позиций.

 


Внимание! Весь материал на сайте защищен от копирования. Частичное или полное копировании материала разрешается только с сылкой на наш первоисточник!

Автор: Nikolay Matvienko

  • +7 (4722) 56-95-50
  • 8 800 302 69 91
  • 116tu@mail.ru
  • tinatim2@gmail.com
  • Тарасова Юлия
  • Тимофеева Валентина
×

Отправьте сообщение

Получите ответ за 5 минут

Обзор