Испытания систем автоматики подстанций на системном уровне



Испытания систем автоматики подстанций на системном уровне
Испытания систем автоматики подстанций на системном уровне
Испытания систем автоматики подстанций на системном уровне
Испытания систем автоматики подстанций на системном уровне

 


Владельцы патента RU 2402784:

АББ РИСЕРЧ ЛТД (CH)

Группа изобретений относится к области систем автоматики подстанций для подстанций сетей электроснабжения высокого и среднего напряжения, а именно к испытаниям функций на системном уровне, подразумевающем использование двух интеллектуальных электронных устройств систем автоматики подстанций. Испытательная среда для испытаний системного уровня автоматики подстанций включает: первое и второе интеллектуальные электронные устройства, сеть передачи данных, испытательное устройство, подключенное к сети передачи данных. С помощью испытательного устройства считывают стандартное описание воплощенных функций интеллектуального электронного устройства. Испытательное устройство выполнено с возможностью передачи сетевых сообщений, обозначающих поведение второго интеллектуального электронного устройства в соответствии с функцией системного уровня через сеть передачи данных в первое интеллектуальное электронное устройство. В ответ на сетевые сообщения отслеживают поведение первого интеллектуального электронного устройства. Техническим результатом от применения заявленной группы изобретений является способствование испытаниям функций на системном уровне. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области систем автоматики подстанций (SA, АП) для подстанций сетей электроснабжения высокого и среднего напряжения. Более конкретно, оно относится к испытаниям функций на системном уровне, подразумевающим использование двух интеллектуальных электронных устройств (IED, ИЭУ) системы АП.

Уровень техники

Система электрического энергоснабжения содержит сеть электроснабжения и/или распределительную сеть, взаимно соединяющую географически разделенные регионы, и множество подстанций в узлах сети электроснабжения. Подстанции включают в себя оборудование для преобразования напряжения и переключения соединения между отдельными линиями сети электроснабжения. Генерированием электроэнергии и потоком нагрузки к потребителям управляют с помощью центральной системы управления энергией (EMS, СУЭ), и/или контроль над ним осуществляется системой диспетчерского управления и сбора данных (SCADA, СДУСД), расположенной в центре управления сети (NCC, ЦУС).

Подстанции в сетях электроснабжения высокого и среднего напряжения включают в себя первичные устройства, такие как электрические кабели, линии, токопроводящие шины, переключатели (прерыватели или разъединители), силовые трансформаторы и инструментальные трансформаторы, которые обычно установлены на трансформаторных подстанциях и/или в стойках. Эти первичные устройства работают автоматически с использованием системы автоматики подстанции (АП), которая отвечает за управление, защиту, измерение и мониторинг подстанций. Система АП содержит вторичные устройства, так называемые, цифровые реле, взаимно соединенные в сеть передачи данных АП и взаимодействующие с первичными устройствами через интерфейс для сопряжения с технологической установкой. Эти устройства обычно подразделяют на один из трех иерархических уровней, которые представляют собой (а), уровень станции, включающий в себя рабочую станцию оператора (OWS, РСО) с интерфейсом человек-машина (HMI, ИЧМ), а также содержащую шлюз с центром управления сетью (ЦУС), (b) уровень стойки, в которой содержится устройство для защиты, управления и измерения, и (с), технологический уровень, содержащий, например, электронные датчики для измерения напряжения, тока и для измерения плотности газа, а также контактные зонды для определения положений переключателя и переключателей ответвления обмоток трансформатора, а также исполнительные устройства, управляющие приводом переключателя или переключателя ответвления обмоток трансформатора. Что касается технологического уровня, интеллектуальные исполнительные устройства могут быть интегрированы в соответствующие первичные устройства и соединены с модулем стойки через последовательное соединение или оптическую технологическую шину. Модули стойки соединены друг с другом и с устройствами на уровне станции через шину, проложенную между стойками, или шину станции.

Современные АП системы требуют обеспечения возможности взаимодействия между всеми устройствами подстанции, независимо от их изготовителя. С этой целью Международным Электротехническим Комитетом, город Женева, был принят международный стандарт передачи данных для обеспечения передачи данных между вторичными устройствами подстанции, под названием IEC 61850 “Сети системы передачи данных на подстанциях”. Все устройства, соответствующие IEC 61850, подключенные к сети АП, называются Интеллектуальными Электронными Устройствами (ИЭУ).

IEC 61850 определяет модель абстрактного объекта для совместимых подстанций, и способ доступа к этим объектам через сеть. Это позволяет специфичным для подстанций приложениям, таким как РСО, работать со стандартными объектами, в то время как фактические объекты подстанции могут быть реализованы по-разному с использованием ИЭУ различных производителей. Модель абстрактного объекта в соответствии с описанным выше стандартом представляет функцию АП в выраженную на основе логических узлов в пределах логических устройств, которые выделены для ИЭУ в качестве физических устройств. Фактический обмен данными между ИЭУ обрабатывают для некритичных по времени сообщений через стек передачи данных MMS (Спецификации сообщений производителя, ССП), построенный по протоколу OSI (взаимодействие открытых систем, ВОС)/ТСР (протокол управления передачей, ПУП)/IР (протокол Интернет, ПИ)/Ethernet, или через критические по времени сообщения, через так называемые обобщенные объектно-ориентированные события подстанции (GOOSE, ОООСП), которые встроены непосредственно на уровне соединения Ethernet стека передачи данных. Каждые критические по времени сигналы на технологическом уровне, такие как, команды на размыкание и аналоговые напряжения или токи используют упрощенный вариант ОООСП, известный как SV (выборочные значения, ВЗ), которые также встроены непосредственно на уровне соединения Ethernet.

Как упомянуто выше, одно из следствий упомянутого требования обеспечения взаимодействия состоит в том, что ИЭУ разных поставщиков могут быть скомбинированы в одной системе АП. Поскольку ИЭУ изначально конфигурируют во время фазы проектирования, соответствующие специализированные инструменты конфигурирования АП разных поставщиков, такие как IET (Интегрированный инструмент проектирования, ИИП) компании ABB или инструмент САР (конфигурирование и программирование КИП) компании ABB должны обладать возможностью обмена информацией о ИЭУ. С этой целью, вся система АП, со всеми ее первичными устройствами, ИЭУ и соединениями передачи данных должна быть определена с использованием считываемого компьютером способа. Эта возможность обеспечивается с помощью полного языка конфигурирования подстанции (SCL, ЯКП) на основе XML (РЯР, расширяемый язык разметки), который представляет собой часть стандарта IEC 61850. Вкратце, язык IEC 61850 обеспечивает стандартизированное описание ЯКП первичной обмотки, вторичных устройств с их функциями ЗУИ, логической структуры системы передачи данных и взаимосвязи между ИЭУ и первичными устройствами, и таким образом, обеспечивает автоматизированное конфигурирование, как обмена данных, так и ИЭУ.

Язык ЯКП используется для описания возможностей конкретного ИЭУ или типа ИЭУ в файле описания способности ИЭУ (ICD, ОСИ), в котором представлен список функций приложения физического устройства, например функций воплощенной защиты. Сконфигурированное описание ИЭУ (CID, СОИ) включает в себя дополнительно свойство передачи данных ИЭУ, например его уникальный ПИ адрес. Файл описания конфигурации подстанции (SCD, ОКП) на языке ЯКП описывает для конкретной подстанции первичные объекты, функции, воплощенные в каждом ИЭУ с учетом логических узлов, и соединений для передачи данных. Файл ОКП, таким образом, содержит (1) название и описание топологии трансформаторной подстанции, (2) описание конфигурации ИЭУ, (3) взаимосвязи между элементами трансформаторной подстанции и функциями ИЭУ и (4) описание сети передачи данных. В соответствии с этим, если конкретный ИЭУ используют в системе АП, пример объекта типа ИЭУ вставляют в соответствующий файл ОКП. Язык ЯКП затем позволяет определять типичные или индивидуальные значения атрибутов данных, переносимых этим экземпляром и относящихся к конкретному ИЭУ, например значения для атрибутов конфигурации и параметров установки. Соединение между технологическим процессом распределения электроэнергии и системой АП описано на языке ЯКП путем выделения или закрепления логических узлов к элементам первичного оборудования. Обычно, логический узел управления переключателем прикреплен к переключающему устройству, в то время как логический узел для измерений выделен для инструментального трансформатора. Семантическое значение функции в системе АП определено типом или классом логического узла в комбинации с трансформаторной подстанцией и/или стойкой, которым они выделены.

Во время процесса разработки подстанции конфигурацию АП (топологию конфигурации ИЭУ и установку передачи данных) получают на основе требований заказчика и сохраняют в файле ОКП, специфичном для проекта. Во время фактической установки или при вводе в эксплуатацию все части заранее спроектированной информации конфигурации должны быть переведены в физические устройства, и сами по себе ИЭУ должны быть соответствующим образом сконфигурированы. Различные ИЭУ загружают специфичными для подстанции конфигурационными данными из файла ОКП и вводят в работу. Кроме того, ИЭУ разных производителей могут быть загружены по отдельности с использованием их собственных инструментов конфигурирования. Часть этого процесса автоматизирована, но большинство этапов все еще требует взаимодействия с человеком с привлечением инженеров ввода в эксплуатацию или инженеров-испытателей. В этом процессе часто возникают ошибки. Дополнительные источники несовместимости между файлом ОКП и фактической конфигурацией отдельных ИЭУ возникают из-за того, что используют разные версии файла ЯКП, или в результате того факта, что ИЭУ позволяет локально изменять их конфигурацию, то есть в самом устройстве или с использованием специфичных для устройства инструментов конфигурирования.

С учетом описанных выше источников несовместимости, а также для идентификации и возможного устранения множества других потенциальных проблем и отклонений от специфичных требований заказчика, требуется производить проверку системы и аттестацию любой относящейся к проекту или специализированной системы АП. Несмотря на тот факт, что испытание, как часть всех действий по проверке и аттестации не может гарантировать отсутствие какой-либо ошибки, цель поставщика системы АП состоит в том, чтобы продемонстрировать правильную скоординированную работу всех частей в наиболее вероятных и важных сценариях работы приложения, а также ожидаемое качество или рабочие характеристики, такие как пропускная способность, доступность, временной отклик, а также работа в условиях высокой нагрузки.

В принципе, ИЭУ ЗУИ подстанции испытывают на соответствие требованиям его спецификаций, которые включают в себя основную работу устройства и поведение под нагрузкой при, так называемых, типовых испытаниях или приемочных испытаниях производителя. Испытуемое устройство обычно проверяют, подавая аналоговые сигналы, которые имитируют форму колебаний вторичного тока и напряжения, которые поступают в устройства в имитируемых условиях электроэнергетической системы. Кроме того, информацию состояния, относящуюся к первичному оборудованию, а также другие логические сигналы управления передают в устройство по цифровой линии передачи данных или по сети передачи данных при возникновении неисправностей имитируемой энергетической системы. Устройство или испытательное устройство для генерирования упомянутых аналоговых сигналов содержит генератор аналогового сигнала, в то время как генераторы цифровых сигналов имитируют работу прерывателя цепи или других частей оборудования. Тестирование ЗУИ ИЭУ на основе обмена данных с использованием цифровой передачи данных между испытуемыми системами и проверяемыми ИЭУ, раскрыто в патентной заявке US 2002/0173927.

Однако работа конкретного ЗУИ ИЭУ также зависит от сигналов, которые генерируют другие ЗУИ ИЭУ, например с целью взаимной блокировки. Поэтому, для воспроизведения всех ожидаемых состояний переключений такими сигналами аналогично требуется манипулировать, и был разработан более широкий диапазон испытаний, позволяющих проверить влияние таких сигналов, генерируемых другими ИЭУ, которые ниже называются испытаниями на системном уровне. В примерных испытаниях на системном уровне, известных как Приемочные испытания на заводе (FAT, ПИЗ), для конкретного проекта подстанции, проверки разрабатывают таким образом, чтобы удостовериться, что правильные устройства включены и, помимо прочего, что функции защиты были правильным образом воплощены. В других испытаниях системного уровня, известных как испытания проверки системы, испытывают все возможные конфигурации устройства, которые могут поддерживаться в системной конфигурации для наихудшего случая, соответствующего гипотетическому проекту подстанции с максимальным расширением. Описанные выше испытания на системном уровне обычно выполняют в условиях испытаний или в испытательной лаборатории, в которой устанавливают некоторое количество ИЭУ. Однако из-за ограниченного количества ИЭУ, увеличение которого связано с чрезмерным увеличением сложности испытательного оборудования, и из-за ограничений по стоимости и пространства устанавливают не все ИЭУ конкретной подстанции для ПИЗ, не говоря уже о большом количестве ИЭУ, которые могли бы потребоваться для наибольших возможных проверочных испытаний подстанции в системе. В соответствии с этим рамки испытываемых конфигураций и сложность описанных выше структур сигналов ограничены.

Сущность изобретения

Таким образом, цель изобретения состоит в том, чтобы способствовать испытаниям функций на системном уровне, включающем в себя несколько систем защиты, управления и измерения (РСМ, ЗУИ) интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ) систем автоматики подстанции (АП). Эта цель достигается с помощью способа проведения и с использованием испытательной среды для испытаний на уровне системы автоматики подстанции (АП) в соответствии с пунктами 1 и 6 формулы изобретения соответственно. Другие предпочтительные варианты воплощения будут понятны из зависимых пунктов формулы изобретения.

В соответствии с изобретением широкомасштабным испытаниям всех возможных функций ЗУИ или вариантов применения расширенной системы АП, содержащей большое количество ИЭУ с множеством конфигураций, способствуют путем моделирования, по меньшей мере, одного из ИЭУ в испытательном устройстве. Следовательно, только ограниченное количество ИЭУ физически присутствуют как отдельные устройства в испытательной среде, при этом поведение, по меньшей мере, одного дополнительного ИЭУ имитируют с помощью специализированного испытательного устройства с соответствующим средством обработки данных. Испытательное устройство собирает сетевые сообщения, обозначающие поведение имитируемых ИЭУ в соответствии с их передаваемыми данными и конфигурациями устройств через сеть передачи данных подстанции, такую как, локальная вычислительная сеть (LAN, ЛВС) в физически присутствующем ИЭУ, подвергаемом испытаниям. Последний может представлять собой один отдельный ИЭУ, такой как рабочая станция оператора (РСО), регистрационное устройство или шлюз для передачи данных в центр управления сети (ЦУС), или может представлять собой любое устройство ЗУИ множества ИЭУ, принадлежащих определенной стойке подстанции, управляемой системой АП. Правильная работа сконфигурированных функций устройства или выделенных логических узлов, то есть ожидаемое правильное действие, инициируемое испытательным устройством, затем проверяют путем анализа испытуемого устройства на его аналоговом и цифровом выходах, а также его отклика через сеть передачи данных.

В изобретении используется преимущество стандартизированного описания воплощенных функций устройства или возможностей стандартизированного описания конфигурации подстанции (ОКП) для подстанции, для которой предполагается система АП, содержащая ИЭУ. В соответствии с этим испытательное устройство получает всю требуемую информацию об имитируемых ИЭУ путем анализа соответствующего файла ЯКП, считывания объектов данных и выделения информации конфигурации, соответствующей каждому ИЭУ.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения фракция ИЭУ расширенной системы АП физически присутствует в испытательных условиях, и эти ИЭУ детектируют автоматически с помощью испытательного устройства. Это осуществляется путем проверки сети передачи данных и попытки подключиться ко всем ИЭУ системы АП, то есть путем просмотра в сети передачи данных ИЭУ, сконфигурированных в соответствии со стандартом IEC 61850. Те ИЭУ, которые ссылаются на файл ОКП подстанции, но которые не отвечают при вызове испытательного устройства, рассматриваются как потерянные для испытательной среды. Следовательно, путем сравнения информации из файла ЯКП (разрабатываемого файла) и приведенных выше ответов, ИЭУ, разрабатываемое для подстанции, но которое физически не установлено в испытательной среде, идентифицируют, и впоследствии они могут быть смоделированы в испытательном устройстве для правильного тестирования фактических проверяемых ИЭУ в предпочтительном варианте.

В предпочтительном варианте рабочая станция оператора (РСО), которая содержит интерфейс человек - машина и способствует записи событий, рассматривается как специальный случай ИЭУ, и ее работу проверяют с помощью испытательного устройства, имитирующего ИЭУ системы АП, которое принадлежит РСО. Другими словами, помимо использования в качестве испытательного устройства для испытания ИЭУ ЗУИ, РСО может сама представлять собой испытываемое устройство. Благодаря мониторингу сообщений, генерируемых РСО, отчеты о событиях, а также данные и форматы часов можно проверять на раннем этапе в процессе разработки без фактической установки каких-либо физических ИЭУ, с целью имитации проверяемой РСО.

В дополнительном предпочтительном варианте воплощения изобретения испытательные последовательности или сценарии вводят через язык сценариев, и испытательное устройство или имитатор может считывать файлы сценария для воспроизведения сценариев автоматизированным способом, в частности, без переключения переключателей или генераторов управляющего напряжения, вручную. Сценарии могут быть инициированы в ответ на внешнее событие, например, команду или запрос от РСО или в результате спонтанного изменения в пределах ИЭУ. Предпочтительно, отслеживаемый отклик испытательного устройства сравнивают с ожидаемым значением в соответствии с испытательным сценарием для проверки правильной работы испытательного устройства. Это может быть выполнено, например, путем проверки состояния РСО через интерфейс ОРС или путем измерения технологических сигналов.

Поскольку обрабатываемая мощность аппаратных средств, на основе которых работает имитатор, ограничена, испытательная среда в соответствии с изобретением, предпочтительно, может быть очищена, в частности, для одновременной имитации множества ИЭУ путем предоставления нескольких испытательных устройств в качестве синхронизированных имитаторов. Кроме того, если последние независимо соединены с сетью передачи данных АП, например, через их специализированные контроллеры Ethernet, подключенные к разным переключателям сети, объемный трафик передачи данных в подстанции может быть сгенерирован более реалистичным образом. Аналогично, также могут быть получены проблемы, связанные с использованием одного контроллера Ethernet с ограниченной способностью фильтрации соседнего трафика и/или генерированием нереального сетевого трафика.

В дополнительном варианте испытательной среды испытательные сигналы обработки поступают на аналоговые и/или двоичные входы проверяемых ИЭУ либо непосредственно с помощью испытательного устройства или имитатора, или путем генерирования с помощью дополнительного генератора сигнала, удаленного от имитатора и подключенного к последнему. Следовательно, не требуется, чтобы генератор сигнала был совместим со стандартом, и может представлять собой устройство обычного типа.

Настоящее изобретение также относится к компьютерному программному продукту, включающему в себя средство компьютерного программного кода, предназначенному для управления одним или больше процессорами испытательного устройства, подключенному к сети передачи данных системы автоматики подстанции, и выполненному с возможностью выполнения этапов считывания стандартизированного описания воплощенных функций ИЭУ и передачи сетевых сообщений, в частности, компьютерному программному продукту, включающему в себя считываемый компьютером носитель информации, содержащий средство компьютерного программного кода.

Краткое описание чертежей

Предмет изобретения поясняется более подробно в следующем тексте со ссылкой на предпочтительные примерные варианты выполнения, которые иллюстрируются на приложенных чертежах, на которых:

на фиг.1 показана часть одиночной линейной схемы подстанции,

на фиг.2 схематично показана основная испытательная компоновка,

на фиг.3 схематично представлена испытательная компоновка с двумя испытательными устройствами,

на фиг.4 схематично показана испытательная компоновка с дополнительным генератором сигнала обработки, отдельным от испытательного устройства.

Номера ссылочных позиций, используемые на чертежах, и их значения, представлены в форме обобщенного списка символов ссылочных позиций. В принципе, идентичные части обозначены на чертежах одинаковыми номерами и символами ссылочных позиций.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показана схема одной линии части или секции примерной подстанции на принятом уровне напряжения, например 110 кВ, вместе с некоторыми соединениями для передачи данных и АП или вторичным оборудованием. Модель трансформаторной подстанции на уровне одной линии содержит соответствующие топологические электрические соединения между первичным оборудованием. Подстанция содержит конфигурацию с двойной токопроводящей шиной с двумя токопроводящими шинами 10, 10', каждая из которых обеспечивает питание двух стоек 11, 11' через разъединители QB1 - QB4. Каждая стойка содержит прерыватель QA1 цепи, разъединитель QC1 и переключатель QE1 заземления. В соответствующей части системы автоматики подстанции представлены жирными линиями сеть 20 передачи данных и два ИЭУ 21, 22, оба из которых представляют собой главные логические узлы класса CSWI (управление переключением). Для каждого логического узла выделен один из упомянутых прерывателей QA1, как обозначено штрихпунктирными линиями на фиг.1.

На фиг.2 показана испытательная среда или испытательная установка в соответствии с изобретением, а также первый испытуемый ИЭУ 21. Последний подключен к сети 20 передачи данных АП, так же как и рабочая станция 12 оператора, шлюз с центром 13 управления сетью и испытательное устройство 30 с выделенными средствами обработки. Испытательное устройство 30 имитирует или эмулирует вторые ИЭУ 22, которые физически не присутствуют в испытательной среде, в соответствии с описанием 23 ЯКП подстанции (ОКП) и ИЭУ (ОСИ).

Испытания происходят путем считывания сценария или последовательности 31 испытаний в интерпретатор 32 сценария, передаче его в имитатор 33 установки для получения имитируемого состояния 34 установки. На этой основе имитируемые вторые ИЭУ 22 генерируют сетевые сообщения, которые передают через сеть 20 передачи данных АП в первый испытательный ИЭУ 21. Ответ последнего отслеживают, используя анализатор 35 аналогового или бинарного сигнала, и оценивают в компараторе 36 вместе с сетевым трафиком, генерируемым ИЭУ 21, а также вместе с информацией из имитируемого состояния 34 установки для того, чтобы сделать вывод о том работает ли ИЭУ 21 так, как ожидается.

Более подробно, испытательная последовательность, таким образом, начинается с того, что испытательные устройства 30 загружают файлы ОКП и/или ОСИ. Затем в сети 20 передачи данных испытательной среды, в которой установлены испытуемые ИЭУ (DUT, ИИУ), выполняют поиск ИЭУ. Это включает в себя, например, обозначение диапазона ПИ (от 10, 41.24.200 до 10.41.24.214) или подсети (10.41.24.XYZ) и передачу команды переброски результатов. Те ИЭУ, которые не отвечают, должны быть таким образом смоделированы. С другой стороны, ИЭУ, которые проявляются по сети 20 передачи данных, но не были описаны полностью или частично в файле ОКП, могут быть интегрированы, как реальные устройства с помощью испытательного устройства 30.

На фиг.3 показана испытательная среда с двумя испытательными устройствами 30а, 30b, независимо подключенными к сети 20 через выделенные переключатели 24 Ethernet. РСО 12, шлюз передачи данных или интерфейс 13 дистанционного управления, а также первое ИЭУ 21 стойки аналогично подключены к сети 20 через их собственные переключатели 24.

На фиг.4 показана испытательная среда с испытательным устройством 30, имитирующим различные ИЭУ 22, подключенные через сеть 30 передачи данных к испытуемому ИЭУ 21. Кроме того, испытательное устройство 30 подключено через модуль 41 дистанционного управления и испытательную сеть 40 к дистанционно управляемому генератору 42 сигнала. Последний генерирует аналоговые сигналы, представляющие трансформаторы тока или напряжения, и двоичные сигналы, представляющие информацию датчиков или состояния, эти имитируемые сигналы обработки применяют, используя усилители 43, которые выполнены внутренними или внешними относительно генератора 42 сигнала, к аналоговым и/или двоичным входам испытуемого ИЭУ 21.

Единственное предварительное условие для типа имитируемого ИЭУ представляет собой доступность модели для типа устройства, обозначающую, какое количество сетевого трафика оно генерирует и принимает и в каких обстоятельствах. В соответствии с этим существующие устройства и/или другое оборудование, не составляющее предшествующий уровень техники, шлюзы соединения для дистанционного управления и регистрационные устройства в равной степени применимы для моделирования.

В идеальном случае, логические схемы, используемые в моделируемых ИЭУ, воспроизводят как можно более точно, то есть при подготовке ответов моделируемых ИЭУ наблюдают информацию о первичных устройствах. В качестве примера, датчики на основе контактных переключателей передают сигнал “переключатель замкнут” только через 30 миллисекунд после того, как команда будет выполнена, следовательно, эта задержка также должна быть воспроизведена любым реалистичным имитатором. Кроме того, те же алгоритмы, которые встроены в реальное ИЭУ, предпочтительно воплощены в имитаторе. В общем случае имитатор должен воспроизводить поведение подстанции с миллисекундным откликом, и должен быть выполнен с возможностью обеспечения синхронизации на основе топографической информации. Кроме того, должны быть смоделированы ситуации с ошибками, такие как неправильное замыкание или размыкание переключателя, одновременные ошибки первичных или вторичных устройств или короткое замыкание в токопроводящих шинах с несколькими десятками одновременно работающих переключателей. Имитатор должен аналогичным образом быть выполнен с возможностью реалистичного воспроизведения стрессовых ситуаций, путем передачи, например, 10000 фреймов в секунду в испытуемое ИЭУ, и поэтому требует соответствующей вычислительной мощности.

Предпочтительно, функциональные модули в соответствии с изобретением воплощены как запрограммированные программные модули или процедуры соответственно; однако для специалистов в данной области техники будет понятно, что функциональные модули могут быть воплощены полностью или частично в виде аппаратных средств. Компьютерный программный код запрограммированных программных модулей содержится в компьютерном программном продукте, например на носителе информации, считываемом компьютером, либо в запоминающем устройстве, интегрированном в испытуемом устройстве 30 или на носителе данных, который можно вставлять в испытательное устройство 30.

Список обозначений

10 токопроводящая шина и стойка

12 рабочая станция оператора (РСО)

13 шлюз

20 сеть передачи данных

21 первое интеллектуальное электронное устройство (ИЭУ)

22 второе ИЭУ

23 файл ОКП

24 переключатель Ethernet

30 испытательное устройство

31 сценарий испытаний

32 интерпретатор сценария

33 имитатор установки

34 имитируемое состояние установки

35 анализатор сигнала

36 компаратор

40 испытательная сеть

41 удаленный модуль управления

42 удаленный генератор управляемого сигнала

43 усилитель

1. Способ проведения испытаний системного уровня первого интеллектуального электронного устройства (ИЭУ) (21) системы автоматики подстанции (АП), в котором испытания функции системного уровня системы АП с привлечением первого ИЭУ (21) и второго ИЭУ (22) проводят на основе сетевых сообщений, которые принимают в первом ИЭУ (21) через сеть (20) передачи данных, способ содержит следующие этапы:
подключают испытательное устройство (30), отличающееся от второго ИЭУ (22), к сети (20) передачи данных,
считывают с помощью испытательного устройства (30) стандартное описание воплощенных функций устройства второго ИЭУ (22),
передают с помощью испытательного устройства (30) сетевые сообщения, обозначающие поведение второго ИЭУ (22), в соответствии с упомянутой функцией системного уровня, через сеть (20) передачи данных в первое ИЭУ (21), и
отслеживают поведение первого ИЭУ (21) в ответ на упомянутые сетевые сообщения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
устанавливают часть из всех ИЭУ системы АП в испытательной среде,
детектирует с помощью испытательного устройства (30) ИЭУ, установленный в испытательной среде,
идентифицирует ИЭУ системы АП, не установленные в испытательной среде, и
передают с помощью испытательного устройства (30) сетевые сообщения, обозначающие поведение ИЭУ системы АП, не установленных в испытательной среде.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит следующий этап:
предоставляют рабочую станцию оператора (12) в качестве первого испытуемого ИЭУ.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит следующий этап:
выполняют испытательные последовательности или сценарии с помощью испытательного устройства (30).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что содержит следующий этап:
сравнивают отклик первого ИЭУ (21) с испытательным сценарием.

6. Испытательная среда для испытаний системного уровня автоматики подстанции (АП) первого интеллектуального электронного устройства (ИЭУ) (21), в которой испытание функции системного уровня системы АП с привлечением первого ИЭУ (21) и второго ИЭУ (22) выполняют на основе сетевых сообщений, которые принимают в первом ИЭУ (21) через сеть (20) передачи данных, причем испытательная среда содержит первое испытательное устройство (30), отличающееся от второго ИЭУ (22), подключенное к сети передачи данных, выполненное с возможностью считывать стандартизированное описание воплощенных функций устройства второго ИЭУ (22) и выполненное с возможностью передачи сетевых сообщений, обозначающих поведение второго ИЭУ (22) в соответствии с упомянутой функцией системного уровня, через сеть (20) передачи данных в первое ИЭУ (21).

7. Испытательная среда по п.6, отличающаяся тем, что содержит средство сохранения и выполнения (32) сценария (31) испытания.

8. Испытательная среда по п.6, отличающаяся тем, что первое испытуемое ИЭУ представляет собой рабочую станцию (12) оператора системы АП.

9. Испытательная среда по п.6, отличающаяся тем, что содержит
второе испытательное устройство (30b), соединенное с сетью (20) передачи данных, независимое от первого испытательного устройства (30а) и выполненное с возможностью передачи сетевых сообщений, обозначающих поведение третьего ИЭУ в соответствии с упомянутой функцией системного уровня.

10. Испытательная среда по п.6, отличающаяся тем, что содержит удаленный генератор (42) сигнала, управляемый испытательным устройством (30), и предоставленный для подачи имитируемых сигналов обработки в аналоговые и двоичные входы первого ИЭУ (21).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний на коммутационную износостойкость коммутационных аппаратов, в основном, контакторов и пускателей.

Изобретение относится к области измерения и контроля характеристик масляных высоковольтных выключателей с шунтирующими сопротивлениями, таких как МКП-35, С-35, У-110, У-220, МКП-110, МКП-220 и т.д.

Изобретение относится к высоковольтному оборудованию и касается диагностики и условий эксплуатации масляных выключателей высокого напряжения. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным выключателям электрических сетей. .

Изобретение относится к технике приборостроения, а именно к технике испытаний вакуумных выключателей. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в процессе разработки и производства коммутационных аппаратов, в основном контакторов и пускателей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному в распределительных устройствах, и может быть использовано на электрических станциях и подстанциях и в других электроустановках.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в промышленности и сельском хозяйстве для проведения исследований по выявлению зависимостей износа контактов магнитных пускателей от эксплуатационных и технологических факторов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным масляным выключателям электрических сетей. .

Изобретение относится к системам автоматизации электроподстанций

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры, содержащей элементы коммутации внешней нагрузки постоянного тока, и предназначена, например, для использования при испытании электронной аппаратуры пуска снарядов

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному в распределительных устройствах, и может быть использовано на электрических станциях, подстанциях и в других электроустановках

Изобретение относится к области испытаний электронной аппаратуры и предназначено для проведения испытаний аппаратуры пуска реактивной системы залпового огня

Изобретение касается способа проверки функционирования вакуумного выключателя (12) тягового выпрямителя тока с по меньшей мере одним четырехквадратным исполнительным элементом (2) сетевой стороны и импульсным выпрямителем (4) тока нагрузочной стороны, которые через конденсатор (CZK) промежуточного контура на стороне постоянного напряжения включены электрически параллельно, и с тяговым трансформатором (10) с по меньшей мере одной вторичной обмоткой (8), выводы которой соединены с выводами (16, 18) стороны переменного напряжения исполнительного элемента (2), и первичная обмотка которого одним выводом через вакуумный выключатель (12) имеет возможность соединения с сетевым переменным напряжением ( u _ N ). Исполнительный элемент (2) при открытом выключателе (12) управляется точно тогда, когда сетевое переменное напряжение ( u _ N ) таким образом во времени лежит относительно входного напряжения ( u _ S t ) исполнительного элемента, что разностное напряжение ( Δ u _ ), определенное между сетевым переменным напряжением ( u _ N ) и входным напряжением ( u _ S t ) исполнительного элемента, по амплитуде соответствует предопределенному испытательному напряжению. Затем проверяется, протекает ли ток от питающей сети к исполнительному элементу (2). Технический результат - возможность проверять работоспособность выключателя тягового выпрямителя тока в любое время без испытательного прибора. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам безопасности на железнодорожном транспорте. Устройство мониторинга безопасности для железнодорожного транспортного средства, содержащее: датчик для подачи сигнала, относящегося к безопасности, по меньшей мере, первое реле безопасности, имеющее два основных вывода и вывод управления для замыкания и размыкания электрического соединения между основными выводами, по меньшей мере, первую тестовую цепь, содержащую: тестовый источник питания, тестовое устройство детектирования тока, первое тестовое средство переключения, предназначенное для переключения устройства мониторинга безопасности между рабочим режимом и первым тестовым режимом таким образом, что в первом тестовом режиме основные выводы первого реле безопасности соединены между тестовым источником питания и устройством детектирования тока, в то время как в рабочем режиме основные выводы первого реле безопасности отсоединены от тестового источника питания, и устройство управления, соединенное с датчиком, с выводом управления первого реле безопасности, с первым тестовым средством переключения и с тестовым устройством детектирования тока, при этом устройство управления содержит: средство для управления переключением устройства мониторинга безопасности между первым тестовым режимом и рабочим режимом, и средство для мониторинга сигнала, относящегося к безопасности, и для размыкания или замыкания первого реле безопасности, в зависимости от сигнала, относящегося к безопасности, в рабочем режиме устройства мониторинга безопасности. Технический результат заключается в исключении не детектируемой неисправности во время работы системы мониторинга и сокращении времени процедуры запуска. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите и автоматике. Технический результат - повышение чувствительности при обработке электрической величины с высокой частотой измерений и возможность выявления и корректировки измерения электрической величины с выбросами. В способе измеряют электрическую величину в равномерно фиксированные моменты времени, настраивают адаптивный фильтр на подавление электрической величины, формируют выходной сигнал настроенного фильтра путем обработки последующих после настройки измерений электрической величины и подают его на вход исполнительного реле и по возврату исполнительного реле фиксируют начало нового и окончание предыдущего интервалов однородности электрической величины. Из измерений электрической величины составляют равномерно сдвинутые во времени децимированные сигналы с фиксированным шагом децимации так, чтобы наложение всех децимированных сигналов на одну временную ось давала измерения электрической величины. Настраивают адаптивный фильтр на подавление одного из децимированных сигналов, формируют копии настроенного адаптивного фильтра по числу децимированных сигналов, определяют выходные сигналы копий фильтров при обработке своих децимированных сигналов и подают их на исполнительное реле. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам определения искажений синусоидального сигнала на электрических станциях и подстанциях в системах производства. Технический результат заключается в сокращении времени на идентификацию параметров мультипликативной апериодической и/или постоянной составляющих электрических сигналов при эксплуатации электрооборудования. В способе определяют начальное значение мультипликативной апериодической составляющей, постоянную времени затухания апериодической составляющей и величину постоянной составляющей путем отслеживания наличия убывающей мультипликативной апериодической составляющей в заданное время при выполнении заданных условий. 4 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ определения остаточного ресурса автоматических выключателей в электроустановках предусматривает измерение и запоминание значения тока ij, вызывавшего срабатывание выключателя при каждом j-м отключении, где j=1, …, n, и вычисление коэффициента k1(ij), характеризующего допустимое количество срабатываний в зависимости от коммутируемого тока ij, и дополнительно предусматривает непрерывное измерение тока i, протекающего через автоматический выключатель. А остаточный ресурс автоматического выключателя определяют по формуле T ( t ) = T 0 − ∑ j = 1 n k 1 ( i j ) − k 2 ∫ 0 t i 2 d t ; где T0 - полный ресурс автоматического выключателя; k2 - весовой коэффициент, равный расчетному коэффициенту ресурсного изнашивания автоматического выключателя, n - общее число срабатываний автоматического выключателя от начала эксплуатации, t - полное время работы автоматического выключателя. Технический результат - обеспечение высокоточной непрерывной оценки остаточного ресурса выключателя с учетом его уменьшения вследствие протекания рабочих токов. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному в распределительных устройствах, и может быть использовано на электрических станциях, подстанциях и в других электроустановках. Сущность: фиксируют текущее значение тока коммутации Iком и текущее значение напряжения Uком для каждой фазы при каждой коммутации. Осуществляют приведение текущего тока коммутации к номинальному напряжению по следующему выражению: It=Iком·Uком/Uном, где It - текущее приведенное значение тока коммутации. Вычисляют величину Pt текущего сработанного ресурса по выражению Pt=(It/Io ном)2. Вычисленную величину текущего сработанного ресурса Pt суммируют к ранее накопленному сработанному ресурсу высоковольтного выключателя Pс для каждой из фаз. Полученное значение сработанного ресурса сравнивают с ресурсом по коммутационной стойкости Pк для каждой из фаз. Технический результат: повышение точности определения срока службы выключателя. 2 з.п. ф-лы.
Наверх