Опыт внедрения в Самарском РДУ системы сбора и анализа аварийных режимов
Массовое внедрение в энергетике цифровых регистраторов аварийных событий (РАС) позволило быстро получать достоверную информацию об авариях как на станциях и подстанциях, так и в диспетчерских управлениях (РДУ, ОДУ, ЦДУ). Это бесспорное достижение в цифровой технике последних десятилетий. Однако при этом возникли и определенные проблемы. В диспетчерские службы и службы СРЗА Системного оператора стало поступать столько осциллограмм, что только процесс их просмотра и отбора для последующего анализа стал занимать значительное время. Это затрудняет возможность оперативно реагировать на нарушения в энергосистемах. Для решения этой проблемы Самарское РДУ обратилось в ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ» (поскольку в Самарском регионе установлено более 70 регистраторов «НЕВА», производимых этой фирмой) с предложением модернизировать алгоритм получения информации об аварийных событиях.
При рассмотрении проблем анализа осциллограмм появилось предложение предоставлять персоналу РДУ не сами осциллограммы аварии, а их наиболее важные характеристики, на основании которых можно было бы сразу оперативно принимать решения, а в случае необходимости запросить осциллограммы для анализа. В результате был разработан программный продукт «Система сбора параметров аварийных режимов» (далее ССПАР), который позволяет персоналу в кратчайший срок после аварии получать экспресс-отчёт с данными, необходимыми для анализа и оперативного принятия решений.
Программное обеспечение (ПО) ССПАР устанавливается на серверах РАС энергообъекта или на отдельных серверах. Программа осуществляет поиск в локальном или сетевом каталоге новых осциллограмм аварийных процессов и автоматически анализирует их. Если аварийный процесс сопровождался множественными запусками нескольких регистраторов, то программа учтет этот факт и проанализирует все осциллограммы, относящиеся к аварии. В ходе анализа определяется когда, и в какой последовательности сработали защиты, выключатели и противоаварийная автоматика. Программа рассчитывает действующие значения токов и напряжений по соответствующим линиям в моменты коммутации, определяет вид повреждения ЛЭП и расстояние до места повреждения, а также экстремальные значения токов и напряжений. Результаты анализа сохраняются в файл данных отчета в формате XML. Этот формат широко используется в информационных технологиях. Файлы XML могут обрабатываться всеми современными системами управления базами данных, и это дает возможность заказчику при желании самостоятельно расширять функциональность системы, а также экспортировать данные отчетов в другие системы. Алгоритмы анализа работают сравнительно быстро.
Опыт эксплуатации программы ССПАР показывает, что время анализа одной осциллограммы длительностью 10 секунд составляет приблизительно 20 секунд. Результаты обработки осциллограмм выдаются пользователям в виде короткого табличного отчета, который программа формирует на основе файла данных и файла шаблона. Файл шаблона представляет собой специальный файл формата XSL, определяющий форму и содержание отчета. Файл отчёта формируется в формате HTML, что позволяет просматривать его в любом Интернет браузере, не используя специальное ПО. Размер файла отчета, как правило, не превышает 100 килобайт, что позволяет передать его даже по самым «узким» линиям связи за короткое время. При этом, в отличие от файлов осциллограмм, размер файла отчета никак не связан с техническими характеристиками регистраторов. Сформированные отчеты могут быть доступны путем удаленного доступа по сети обмена технологической информацией или через Internet, а также могут отправляться по электронной почте согласно заданному списку e-mail адресов. Таким образом, объективная, сжатая, представленная в удобной хронологической форме информация может быть получена непосредственно после происшедшего события как персоналом энергообъектов, так и персоналом и руководством управляющих энергокомпаний и Системного оператора.
Рис. 1. Пример отчета сформированного программой ССПАР
Пример отчета программы ССПАР приведен на рис.1. В начале отчета выводится наименование объекта (п.1), дата и время аварии (п.2). В разделе 3 содержится список осциллограмм, на основании которых был создан отчет. Для каждой осциллограммы указываются наименование и номер регистратора, причина запуска на осциллографирование. В разделе 4 содержится таблица дискретных событий, произошедших в ходе аварии с указанием даты/времени, регистратора, линии, значений токов и напряжений соответствующей линии в момент коммутации. В таблицу дискретных событий для моментов коммутации можно вывести и другие параметры: мощности, напряжения и токи обратной последовательности, фазовые сдвиги, гармонические составляющие и многое другое. В разделе 5 выводится вид, участок и расстояние до места повреждения линий. В последнем разделе сведены данные о максимальных токах и минимальных напряжениях по линиям за время аварийного процесса с указанием наименования сигнала, значения и соответствующей ему метки времени. Программное обеспечение ССПАР может работать не только с осциллограммами, записанными регистраторами «НЕВА» (производства ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ»), но и с любыми осциллограммами в стандартном формате COMTRADE, записанными аварийными регистраторами других производителей. Однако важно, чтобы система РАС поддерживала автоматический экспорт осциллограмм в формат COMTRADE.
Впервые система была внедрена в филиале ОАО СО ЕЭС –«Самарское РДУ», которое осуществляет функции диспетчерского управления на территории Самарской области. В управлении и ведении Самарского РДУ находятся объекты генерации установленной электрической мощностью почти 6000 МВт, более 150 линий электропередачи класса напряжения 220, 110 и 35 кВ, объекты диспетчеризации на 101 трансформаторной подстанции и распределительных устройствах электростанций с суммарной мощностью трансформаторов почти 14 000 МВА.
«Проблема быстрого анализа большого массива данных для Самарского РДУ была весьма актуальна, поскольку в его ведении находятся крупные объекты с большим количеством регистраторов», - отметил А.Б.Лозе, заместитель начальника релейной службы. Сейчас, когда внедрение ССПАР успешно завершено на большинстве объектов, можно говорить о его результатах:
- меньшилось время реагирования на аварийное событие. Готовый отчет можно получить практически сразу после аварии.
- Снизилась непроизводительная нагрузка на специалистов службы релейной защиты и автоматики РДУ.
- Снизилась нагрузка на каналы связи за счёт снижения объёма передаваемой информации.
- Существенно расширился круг лиц, которые напрямую могут получить информацию о ходе и причинах аварии. Это даёт более достоверную картину аварии за счет исключения субъективного фактора из анализа и интерпретации данных с регистратора.
- Появилась возможность выявлять пробелы в выдаче информации от объектов энергетики. На практике не всегда требуемое число сигналов подключено к регистратору, особенно это касается дискретных сигналов. А по отчетам ССПАР можно определить недостатки контроля оборудования и объекта в целом.
Сотрудники Самарского РДУ отмечают, что стало намного удобнее работать, проще «отсекать» избыточную информацию и быстро принимать решения, связанные с повышением надежности работы энергосистемы.
Авторы:
Юров В. В., Руководитель группы программистов ЗАО «НПФ «ЭНЕРГОСОЮЗ».
Лозе А.Б., Ведущий специалист ОДУ Средней Волги.