2

Aizsardz �bas un auto m� t ika s iek�rtu s int�ze

A. Sauhats, A. Dol�icers

RTU EEF ENER��TIKAS INSTIT�TS

R�GA -2003. g.

3

Anot�cija

Energosist�mas sarež��t�ba, taj� notiekošo procesu �trums un kompleksais raksturs prasa augstu vad�bas efektivit�ti, kuru var sasniegt tikai ar automatiz�ciju. Energosist�mu automatiz�cijas svar�g�k�s nozares ir relejaizsardz�ba (RA) un pretav�riju autom�tika (PA). Jauna �ra RA un PA s�k�s ar mikroprocesoru tehnikas ieviešanu. Mikroprocesoru b�ze rad�ja iesp�jas izveidot ne tikai kompleksas, tehniski piln�gas RA un PA iek�rtas, bet ar� integr�tas sist�mas, kas apvieno RA un PA iek�rtas. Š� darba uzdevums bija att�st�t energosist�mas RA un PA metodes, balstoties uz mikroprocesoru sist�mu plašu pielietojumu, programmu un aparatras l�dzeku, vad�bas un diagnostikas sist�mu rad�šanu. Pie tam tika �emta v�r� ekonomisk� situ�cija Latvijas republik�, kur energosist�m� tiek ekspluat�ts iev�rojams daudzums novecojušas aparatras, ta�u finansu b�ze neveicina d�rgu iek�rtu ieviešanu. Izvirz�t� uzdevuma atrisin�šanai tika veikti:

� RA un PA mikroprocesoru l�dzeku, iestat�šanas un p�rbaudes l�dzeku, programnodrošin�juma un datu p�rraid�šanas l�dzeku att�st�bas anal�ze,

� Pied�v�tas, pamatotas un izstr�d�tas sarež��tu RA un PA iek�rtu p�rbaudes virtu�l�s un statistiski-virtu�l�s metodes,

� Pied�v�ts un realiz�ts parametru atvasin�jumu apr� ina algoritms, kuru izmantojot realiz� av�rijas notikumu anal�zes ekspertsist�mu,

� Izstr�d�ts un ieviests programnodrošin�jums datu apmai�ai starp RA un PA iek�rt�m un energosist�mu relejaizsardz�bas dienesta datoriem, iestat�jumu redaktori un notikumu vad�šanas sist�ma,

� Rad�ta �eneratoru parametru kontroles sist�ma, kas nodrošina iegto datu kontroli, att�lošanu un anal�zi.

Pied�v�ta, pamatota un izstr�d�ta neline�ro p�rveidot�ju korekcijas metode. Veikto p�t�jumu rezult�ti ieviesti:

� Datu apmai�as programnodrošin�jums Remilink un Autolink � Av�rijas procesu att�lošanas programma Smoky � Programnodrošin�jums Animator virtu�lo izm��in�jumu veikšanai, kas

izmantots vair�k k� 300 ieviesto mikroprocesoru termin�lu p�rbaudei un iestat�šanai, tai skait�:

o Av�rijas procesu re�istratori “REMI” o Elektrop�rvades l�niju kompleks� aizsardz�ba “REDI” o Asinhron�s gaitas likvid�cijas autom�ti “AGNA” o 110-750 kW l�niju boj�juma vietas noteic�ji “REMI-FL”

� �ener�toru parametru kontroles sist�ma.

4

Abstract Sophistication of the electric power system, rate and complex nature of its processes demand high efficiency of the control, that might be achieved only by ensuring automation of these processes. The most prominent spheres of power systems’ automation are protective relaying (PR) and emergency preventive automation (EPA). New epoch of power systems development was initiated by implementation of the microprocessor circuitry. Application of microprocessor base offered new opportunities not only for creation of complex, technically perfected PR and EPA devices, but also for creation of integrated systems involving PR and EPA devices. The goal of the present study was to develop technical means and methods of PR and EPA microprocessor systems for electric power systems based on wide application of microprocessor systems, to work out software and hardware, and systems of control and diagnostic. Economical situation in the Baltic States was taken into account, where a significant number of outdated equipment in electric power system is in operation yet financial base does not contribute to a large-scale implementation of the expensive equipment. For achieving the set goal there has been accomplished:

� The analysis of development of PR and EPA microprocessor devices, means for the set up and test, software and data transfer devices, virtual and statistical virtual testing methods of sophisticated PR and EPA devices are suggested, substantiated and worked out

� The calculation algorithm for the derived parameters, which is used in deployment of expert systems of emergency events analysis is proposed and implemented

� Software for data exchange among PR and EPA terminals and protective relaying service personal computers; terminal setting editors and the system for events control is worked out and implemented.

� The system ensuring generators’ parameters control, display and analysis of the data received is created.

� The method for correction of non-linear converters is suggested, substantiated and implemented.

The items implemented: � The software for data exchange “REMILINK” and “AUTOLINK” � The program for displaying emergency processes Smoky � The software for virtual tests execution “ANIMATOR” used for testing and

setting more than 300 microprocessor terminals implemented, including: � Recorders of emergency processes “REMI” � Complex protections of power transmission lines “REDI” � Units for elimination of asynchronous operation “AGNA” � Detectors for fault location in 110-750 kV power transmission lines

“REMI-FL” � The system for control of generators parameters

5

SATURS ANOT�CIJA ............................................................................................................. 1

ABSTRACT ............................................................................................................... 4

SATURS ..................................................................................................................... 5

SA�SIN�JUMU SARAKSTS .................................................................................... 7

ATT�LU SARAKSTS ............................................................................................... 8

TABULU SARAKSTS ............................................................................................. 10

1. IEVADS................................................................................................................ 11

1.1. UZDEVUMA AKTUALIT�TE ........................................................................... 11 1.2. DARBA M�R�I UN UZDEVUMI ....................................................................... 11

2. RELEJAIZSARDZ�BAS UN PRETAV�RIJU AUTOM�TIKAS MIKROPROCESORREALIZ�CIJA..................................................................... 13

2.1. ENERGOSIST�MAS K� AUTOMATIZ�CIJAS OBJEKTS ....................................... 13 2.2. RELEJAIZSARDZ�BAS UN PRETAV�RIJU AUTOM�TIKAS ATT�ST�BAS ETAPI....... 14 2.3. BALTIJAS VALSTU ENERGOSIST�M�S IZMANTOT� RELEJAIZSARDZ�BA ........... 17 2.4. RELEJAIZSARDZ�BAS MIKROPROCESORIER��U STRUKT�RA UN ELEMENTI....... 18 2.5. SAKARU KAN�LI.......................................................................................... 33 2.6. AIZSARDZ�BU MIKROPROCESORREALIZ�CIJU PROGRAMMAT�RA .................. 39 2.7. SERVISA UN CITAS FUNKCIJAS ...................................................................... 44 2.8. IEREGUL�ŠANA UN P�RBAUDES.................................................................... 47 2.9. SECIN�JUMI ................................................................................................ 48

3. DATU PL�SMU VAD�BA ENERGOSIST�MU RELEJAIZSARDZ�BAS UN AUTOM�TIKAS HIERARHISKAJ�S SIST�M�S............................................. 49

3.1. IEVADS........................................................................................................ 49 3.2. SIST�MAS STRUKT�RA UN APARAT�RA ........................................................ 51 3.3. MODEMI UN KONCENTRATORS ..................................................................... 52 3.4. SAKARU KAN�LI.......................................................................................... 52 3.5. DATU APMAI�AS VAD�BAS PROGRAMMAT�RA .............................................. 55 3.6. BALTIJAS VALSTU RA UN PA T�KLA ELEMENTU REALIZ�CIJA ....................... 59 3.7. TERMIN�LU PIESL�GŠANAS VARIANTI SIST�MAI SCADA............................. 65 3.8. KONCENTRATORA DARB�BA. ........................................................................ 68 3.9. APARAT�RAS UN PROGRAMMAT�RAS REALIZ�CIJA ...................................... 71 3.10. SECIN�JUMI............................................................................................. 72

4. RELEJAIZSARDZ�BU VIRTU�L�S P�RBAUDES ....................................... 73

4.1. IEVADS........................................................................................................ 73 4.2. VIRTU�L�S TEST�ŠANAS ORGANIZ�ŠANA ................................................... 74 4.3. P�RBAUDI IMIT�JOŠO ELEKTRISKO LIELUMU (SIGN�LU) �ENER�CIJA ............ 76 4.4. VIRTU�L�S LABORATORIJAS PROGRAMMU PAKETE....................................... 77 4.5. VIRTU�L� ZIN�TNISK�S P�TNIEC�BAS LABORATORIJA .................................. 80 4.6. SECIN�JUMI ................................................................................................ 81

5. VIRTU�L� STATISTISKO P�RBAUŽU METODE....................................... 82

5.1. IEVADS........................................................................................................ 82

6

5.2. PROGRAMM�ŠANAS K��DU KONSTAT�ŠANAS UZDEVUMA FORMUL�JUMS ..... 83 5.3. MONTE-KARLO METODE UN K��DU MEKL�ŠANAS PROCED�RAS REALIZ�CIJA 85 5.4. IDE�LAS IER�CES DARB�BAS MODEL�ŠANA.................................................... 87 5.5. PROCESU UN IESTAT�JUMU UZDOŠANAS PROCED�RA..................................... 88 5.6. PIEM�RI AR PROGRAMMU K��D�M, KAS IZSAUC RETAS IZPAUSMES ATTEICES 91 5.7. SECIN�JUMI ................................................................................................ 95

6. ENERGOOBJEKTU AV�RIJAS PROCESU ANAL�ZES UN ATSPOGUOŠANAS ALGORITMI UN PROGRAMMAS................................. 96

6.1. IEVADS........................................................................................................ 96 6.2. AV�RIJAS PROCESU IERAKSTU APSTR�DES PROGRAMMU FUNKCIJAS ............. 96 6.3. BOJ�TO F�ŽU ATPAZ�ŠANAS ALGORITMS ...................................................... 98 6.4. NETIEŠI NOV�ROJAMO PROCESU FORM�ŠANAS UN ATSPOGU�OŠANAS PROGRAMMA......................................................................................................... 100 6.5. SECIN�JUMI .............................................................................................. 103

7. FREKVENCES NOTEIKŠANA ....................................................................... 104

7.1. FREKVENCES NOTEIKŠANAS ALGORITMS .................................................... 104 7.2. SECIN�JUMI .............................................................................................. 109

8. RELEJTERMIN�LU IEREGUL�ŠANAS SIST�MA .................................... 110

8.1. IEEJAS SIGN�LU P�RVEIDOT�JI, TOS RAKSTUROJOŠIE LIELUMI, IZKLIEDE ..... 110 8.2. TRANSFORMATORA TIPA P�RVEIDOT�JU K��DU AVOTI............................... 110 8.3. TRANSFORMATORU RAKSTURLIELUMU ATK�RTOJAM�BAS ANAL�ZE ............ 113 8.4. LINE�RA P�RVEIDOT�JA P�RVEIDOJUMU REZULT�TU KOREKCIJA............... 114 8.5. NELINE�RA P�RVEIDOT�JA P�RVEIDOJUMA REZULT�TU KOREKCIJA........... 115 8.6. MEZGLU PUNKTU IZVIETOJUMA OPTIMIZ�CIJA............................................ 117 8.7. RELEJTERMIN�LU IEREGUL�ŠANAS PROGRAMMAT�RAS UN APARAT�RAS L�DZEK�I............................................................................................................... 123 8.8. SECIN�JUMI .............................................................................................. 124

9. LITERAT�RAS SARAKSTS ........................................................................... 125

7

Sa�sin�jumu saraksts AAI Autom�tisk� atkaliesl�gšana ACP Anologciparu p�rveidot�js ADP

Ziemerietumu energosist�mas apvienoto dispe�erp�rvalde

AFR Amplitdas-frekven�u raksturl�kne AK Adrešu kopne ASDU Standartiz�ts datu bloks CF Ciparu filtrs DK Datu p�rraides kopne DOD Dežroperatora person�ldators EOCM Ener��tikas objekta ciparu modelis EPL Elektrop�rvades l�nija FFR F�zes-frekven�u raksturl�kne IEPTL Ieregul�šanas un p�rbaudes tehniskie l�dzeki MDS Magnetodzin�jsp�ks MikroPD Mikroperson�ldators NPP Neapkalpojams pastiprin�šanas punkts OAI Br�vpieejas atmi�a PA Pretav�riju autom�tika PAI Past�v�g�s atmi�as iek�rta PD Person�ldators PPAI P�rprogramm�jam� past�v�g� atmi�a RA Relejaizsardz�ba ROM Tikai las�matmi�a RT Relejtermin�ls SNR Attiec�ba sign�ls/troksnis TP AVS Tehnolo�isko procesu autom�tiska vad�bas sist�ma VK Vad�bas komandu p�rraides kopne ��� Ciparanalogp�rveidot�js

8

Att�lu saraksts ATT. 2.1 ANALOGO RA UN PA STRUKT�RSH�MA ........................................................ 15 ATT. 2.2. RA UN PA MIKROPROCESORIER��U STRUKT�RA............................................ 18 ATT. 2.3 AUGSTSPRIEGUMA AKT�V� P�RVEIDOT�JA SH�MA ......................................... 19 ATT. 2.4 STR�VAS P�RVEIDOT�JS, KAS IZMANTO FARADEJA EFEKTU ........................... 20 ATT. 2.5 ROGOVSKA SPOLE ........................................................................................ 21 ATT. 2.6 IEEJAS P�RVEIDOT�JI UZ STARPTRANSFORMATORU B�ZES.............................. 22 ATT. 2.7 IEEJAS P�RVEIDOT�JS AR HOLLA DEV�JU....................................................... 23 ATT. 2.8 ANALOG� SIGN�LA P�RVEIDOŠANA CIPARU SIGN�L� .................................... 24 ATT. 2.9 ACP K�RTU SKAITS ...................................................................................... 25 ATT. 2.10 DISKR�T� SIGN�LA IEVAD�ŠANAS ORGANIZ�ŠANA ....................................... 26 ATT. 2.11 MIKROPROCESORA BLOKSH�MA .................................................................. 27 ATT. 2.12 IESTAT�JUMU GLAB�ŠANAS PA��MIENI ........................................................ 29 ATT. 2.13 INFORM�CIJAS APMAI�AS VARIANTS ........................................................... 30 ATT. 2.14 IEKŠ�JO SAVIENOJUMU SH�MA SPA – ZP – 5A3 KABELIM. ........................... 31 ATT. 2.15 SIGN�LA KROP�OŠANA, P�RRAIDOT TO PA RE�LU KAN�LU .......................... 33 ATT. 2.16 OPTISK�S Š�IEDRAS KAN�LA SH�MA ........................................................... 34 ATT. 2.17 PA SPA KOPNI P�RRAID�MO ZI�OJUMU STRUKT�RA .................................... 36 ATT. 2.18 SPA – ZC – 17 P�RVEIDOT�JA BLOKSH�MA................................................. 36 ATT. 2.19 STRUKT�RA SIGN�LU ATT�LOŠANAI VEKTORU FORM� ................................. 40 ATT. 2.20 HIBR�DA IEPTL STRUKT�RA ....................................................................... 47 ATT. 3.1 SIST�MA SCADA VISP�R�G� GAD�JUM� ....................................................... 50 ATT. 3.2 DATU V�KŠANAS UN VAD�BAS SIST�MA ......................................................... 51 ATT. 3.3 DATU APMAI�AS VAD�BAS PROGRAMMAS FUNKCIJAS, KO IZPILDA

RELEJTERMIN�LI ................................................................................................. 55 ATT. 3.4 KONCENTRATORA PROGRAMMAT�RAS STRUKT�RA ....................................... 56 ATT. 3.5 NOTIKUMU NOZ�M�BAS ATPAZ�ŠANAS ALGORITMA STRUKT�RSH�MA.............. 57 ATT. 3.6 DATU APMAI�AS PROCESA VAD�BAS PROGRAMMAT�RAS STRUKT�RA............ 58 ATT. 3.7 REMI-INT FUNKCION�ŠANAI NEPIECIEŠAM�S KOMPONENTES ....................... 60 ATT. 3.8 REMI-INT FUNKCION�ŠANAS ALGORITMS .................................................... 61 ATT. 3.9 SAVIENOJUMS AR TERMIN�LU ....................................................................... 63 ATT. 3.10 INTERFEISA PAMATELEMENTI ...................................................................... 64 ATT. 3.11 IESTAT�JUMA IZMAI�AS DIALOGA LOGS........................................................ 65 ATT. 3.12 DATU APMAI�AS SIST�MA AR KONCENTRATORA IZMANTOŠANU .................. 67 ATT. 3.13 IER��U APTAUJAS ALGORITMS...................................................................... 68 ATT. 3.14 KONCENTRATORA PROGRAMMAS STRUKT�RA............................................. 70 ATT. 4.1 MIKROPROCESORIER�CES DARB�BAS ALGORITMA FRAGMENTS ........................ 74 ATT. 4.2 VIRTU�LO P�RBAUŽU ALGORITMA FRAGMENTS ............................................. 75 ATT. 4.3 DAŽ�DOS LAIKA INTERV�LOS FIKS�TU OSCILOGRAMMU SINT�ZES PIEM�RS .... 77 ATT. 4.4 SAREŽ��TA SIGN�LA FORM�ŠANAS INTERFEISS .............................................. 78 ATT. 4.5 SAREŽ��TA TESTA PROCESA PIEM�RS ............................................................. 78 ATT. 4.6 VEKTORU DIAGRAMMA VIENF�ZES �SSL�GUMA GAD�JUM� ............................. 79 ATT. 4.7 VIENF�ZES �SSL�GUMA STR�VAS UN SPRIEGUMI ............................................ 79 ATT. 4.8 VIRTU�L�S LABORATORIJAS STRUKT�RA ...................................................... 80 ATT. 5.1 K��DU MEKL�ŠANAS PROCED�RAS STRUKT�RSH�MA.................................... 84 ATT. 5.2 K��DU MEKL�JUMS SIGN�LU PARAMETRU LAUK� ......................................... 86 ATT. 5.3 K��DU MEKL�JUMS OBJEKTA MODE�A PARAMETRU LAUK� ........................... 86 ATT. 5.4 P�RBAUŽU SKAITU X ATKAR�BA NO � UN � ................................................... 87 ATT. 5.5 IER��U REDI P�RBAUDEI IZMANTOT� T�KLA SH�MA ...................................... 89

9

ATT. 5.6 T�KLA SH�MA, KO IZMANTO IER�CES AGNA P�RBAUDEI................................ 90 ATT. 5.7 VIRTU�LI-STATISTISKO P�RBAUŽU VEIKŠANAS ALGORITMA FRAGMENTS........ 91 ATT. 5.8 110-330 KV EPL KOMPLEKS�S AIZSARDZ�BAS UN AUTOM�TIKAS

FUNKCION�ŠANAS ALGORITMA FRAGMENTS ......................................................... 92 ATT. 5.9 TRAUC�T� AC-P�RVEIDOJUMA OSCILOGRAMMA .......................................... 93 ATT. 5.10 MIKROPROCESORFIKSATORA FUNKCION�ŠANAS ALGORITMA FRAGMENTS

NOSAKOT ATT�LUMU L�DZ BOJ�JUMA VIETAI ....................................................... 94 ATT. 6.1 EXPR() FUNKCIJAS ALGORITMS .................................................................... 100 ATT. 6.2 TERM() FUNKCIJAS ALGORITMS ................................................................... 101 ATT. 6.3 FORMULAS (6.9) FORM�ŠANA ..................................................................... 102 ATT. 6.4 PAREJAS PRETEST�BAS IZMAI�AS LAIK� ...................................................... 102 ATT. 6.5 LIELUMU ATSPOGU�OŠANA VEKTORU DIAGRAMMAS VEID�.......................... 103 ATT. 7.1 ALGORITMS � UN � V�RT�BU Z�MES NOTEIKŠANAI ..................................... 106 ATT. 7.2 TEST�ŠANAS SPRIEGUMS (1., 3. UN 5. HARMONIKAS), F =50HZ ..................... 107 ATT. 8.1 TRANSFORMATORA AIZVIETOŠANAS SH�MA................................................. 110 ATT. 8.2 MAGNETIZ�ŠANAS �PATN�J� MDS UN ZUDUMU LE��A ATKAR�BA NO

INDUKCIJAS 3413 MARKAS ELEKTROTEHNISKAJAM T�RAUDAM........................... 112 ATT. 8.3 AMPLIT�DAS FI UN F�ZES � K��DAS TIPVEIDA RAKSTURL�KNES.................... 112 ATT. 8.4 HISTOGRAMMA P�RVADES FUNKCIJAS MODU�A NOVIRŽU SADAL�JUMAM NO

VID�J�S V�RT�BAS............................................................................................. 113 ATT. 8.5�

�ATRAŠANA AR MONTE-KARLO METODI .................................................... 118

ATT. 8.6 ALGORITMA MODIFIK�CIJA ��

ATRAŠANAI AR MONTE-KARLO METODI ........ 119 ATT. 8.7 SEC�GA AIZPILD�ŠANA ................................................................................. 120 ATT. 8.8 GAD�JUMRAKSTURA PIEAUGUMU METODE ................................................... 121 ATT. 8.9 AUTOMATIZ�TS IEREGUL�ŠANAS KOMPLEKSS .............................................. 123 ATT.8.10 AUTOMATIZ�TS IEREGUL�ŠANAS ALGORITMS............................................... 122 ATT.8.11 VEKTORDIAGRAMMA, KAS IEG�TA TERMIN�LAM PIRMS IEREGUL�ŠANAS (KREISAJ� PUS�) UN P�C T�S (LABAJ� PUS�).......................................... ......................123

10

Tabulu saraksts TABULA 5.1 APL�KOJAM�S IER�CES FUNKCIJU LAIKA PERIODI...................................... 89 TABULA 6.1. �SSL�GUMA VEIDA ATPAZ�ŠANAS NOSAC�JUMI.......................................... 98 TABULA 7.1 B MATRICAS KOEFICIENTI (SGN�LAM AR VIENU (PIRMO) HARMONIKU) ... 105 TABULA7.2. FREKVENCES NOTEIKŠANA. 51�f HZ, 03,0�sT S ............................... 108 TABULA.7.3 FREKVENCES NOTEIKŠANA. 49�f HZ, 03,0�sT S ............................... 109

11

1. Ievads ������������ ��� ������

1.1. Uzdevuma aktualit�te Elektroener��tisk�s sist�mas ir viena no visvair�k automatiz�taj�m ražošanas nozar�m. Elektroenetr��tikas galvenais uzdevums ir pat�r�t�ju droša, ekonomiska un kvalitat�va apg�de ar ener�iju un to realiz� izmantojot vad�bas automatiz�cijas l�dzekus un sist�mas. Viens no svar�g�kajiem autom�tikas veidiem ir relejaizsardz�ba (RA) un pretav�riju autom�tika (PA). Šie autom�tikas veidi paredz�ti av�rijas situ�ciju un seku likvid�cijai. Av�rijas situ�cijas energosist�m�s var izrais�t daudzi faktori: - klimatiskie (v�tras, sniegpute�i, zibens, apledojums uz vadiem un citi); - cilv�ka vai vi�a vad�t�s tehnikas darb�ba (s�kot no autotransporta izrais�t�m

av�rij�m l�dz av�rij�m no negad�jumiem ar lidapar�tiem vai teroristu darb�bas); - floras un faunas darb�ba (l�nijas �ssl�gumi, ko izrais�jusi koku augšana un

krišana, bebru aktivit�tes, lieli putni un tml.); - kdainas darb�bas energoobjektu vad�b�; - iek�rtas atteices. Av�rijas procesi energosist�m�s izplat�s praktiski ar gaismas �trumu un av�rijas apjomi var daudzk�rt�gi pieaugt dažu sekundes dau laik�. Labi paz�stami milz�gu av�riju gad�jumi, kas rad�juši milijardu apjoma zaud�jumus. T�d� (ekonomisko faktoru ietekm�), k� ar� cilv�kam-operatoram nesp�jot pietiekami �tri pie�emt l�mumus un veikt nepieciešam�s pretav�rijas darb�bas, visos energosist�mu att�st�bas etapos lielu uzman�bu piev�rsa RA un PA sist�mu pilnveidošanai. P�d�jos divdesmit gados ir visp�rpie�emts, radot drošas, ekonomiskas un tehniski piln�gas pretav�riju sist�mas, izmantot mikroprocesoru elementu b�zi. Mikroprocesoru tehnikas izmantošana paver jaunas iesp�jas izveidojot kompleksas, tehniski piln�gas, vienot� sist�m� apvienotas RA un PA iek�rtas. Šaj� virzien� str�d� oti daudzi p�tnieki, pieejami tkstoši publik�ciju. Ac�mredzama oti strauja aparatras un programmatras l�dzeku att�st�ba. Energosist�mu ekspluat�cijas praks� �tri ien�k jaun� tehnika. Taj� pat laik� saglab�jas virkne neatrisin�tu uzdevumu, rodas jaunas probl�mas, ko izsauc p�reja no analog�s uz ciparu tehniku, agr�k neizmantoto programmatras l�dzeku un to iesp�ju pielietojums. Dotais darbs velt�ts dažu t�du uzdevumu un probl�mu risin�šanai.

1.2. Darba m�ri un uzdevumi Dot� darba m�r is ir att�st�t energosist�mu RA un PA mikroprocesorsist�mu metodes, l�dzekus un elementus un ieviest ražošan� un ekspluat�cij� atbilstošus programmatras un aparatras l�dzekus. Izvirz�t� m�r a sasniegšanai darb� risin�ti sekojoši pamatuzdevumi:

12

- veikts RA un PA mikroprocesorier��u att�st�bas etapu un virzienu, aparatras un programmatras elementu, struktru, izmantoto sakaru kan�lu, ieregul�šanas un p�rbaužu organiz�šanas l�dzeku anal�tiskais apskats;

- pied�v�tas, pamatotas un izstr�d�tas sarež��tu, kompleksu RA un PA (visu nepieciešamo aparatras un programmatras l�dzeku rad�šanas l�men�) virtu�lo un statistisko virtu�lo p�rbaužu metodes;

- pied�v�ts un realiz�ts kontrol�to procesu netieši nov�rojamo parametru izskaitošanas algoritms, ko izmanto realiz�jot av�rijas procesu un notikumu anal�zes ekspertsist�mas; laboratorija, kas nodrošina �eneratoru un elektrop�rvades l�niju iesl�gšanas-atsl�gšanas procesu, av�rijas procesu un notikumu rašan�s, iek�rtu atteices seku nov�rošanu un anal�zi;

- izstr�d�ti un realiz�ti algoritmi un programmas: datu apmai�ai starp relejaizsardz�bas dienestu operatoru person�lajiem datoriem un RA un PA termin�liem; termin�lu iestat�jumu redaktoriem;

- sintez�ta struktra, izstr�d�ta aparatra un atbilstoš�s programmas lieljaudas elektrostacijas �eneratoru parametru kontroles, re�istr�cijas, atspoguošanas un anal�zes nodrošin�šanai.

13

2. Relejaizsardz�bas un pretav�riju autom�tikas mikroprocesorrealiz�cija

������������ ��� ���� ������ Energosist�mu un energoobjektu k� vad�bas un automatiz�cijas objektu �patn�bas. Sign�lu apstr�des analogie un ciparu principi. Mikroprocesoraizsardz�bu att�st�bas etapi. Elementi, to att�st�bas tendences, apar�tu strukt�ras. Programmu bloki. Galven�s un servisa funkcijas. To integr�cija. Baltijas valstu energosist�mu relejaizsardz�bas st�voklis. Sakaru kan�li un SCADA sist�ma. Regul�šana, piel�gošana un p�rbaudes. Izmantojamie programmat�ras un aparat�ras l�dzek�i.

2.1. Energosist�mas k� automatiz�cijas objekts Elektroener��tisk�s sist�mas ir vienas no sarež��t�kaj�m, cilv�ka darb�bas rad�taj�m, m�ksl�gaj�m tehniskaj�m sist�m�m /1,2,3/. Taj�s iekauti tkstoši �eneratoru, transformatoru, simti tkstoši kilometru elektrop�rvades l�niju un miljoni pat�r�t�ju. Visi energosist�mas elementi funkcion� k� vienota sist�ma. T� k� praktiski nav elementu, kas sp�j uzkr�t ražoto ener�iju (iz��mums ir hidroakumul�još�s elektrostacijas un intens�vi tiek mekl�tas jaunu ener�ijas uzkr�j�ju iesp�jas), tad katr� laika moment� ražotajai ener�ijai j�bt vien�dai ar pat�r�to. Taj� pat laik� ener�ijas pat�ri�š pakauts btisk�m varbt�bas rakstura sv�rst�b�m. Procesi energosist�m� izplat�s praktiski ar gaismas �trumu. �oti daudzos gad�jumos cilv�ks nesp�j pietiekami �tri pie�emt l�mumus un veikt vad�bas iedarbes /4,5,6/. Bez tam energosist�mas sast�v� esošie elementi pakauti atteic�m, ko var izsaukt sekojoši iemesli: � novecošan�s, nodilums, iek�rtu defektu rašan�s (izol�cijas caursite, aizdegšan�s,

meh�niski boj�jumi u.c.); � apk�rt�j�s vides iedarb�ba (klimatiskie un meteorolo�iskie faktori: zemestr�ces,

viesui, zibens aktivit�tes, vadu apledojums, tempetratras sv�rst�bas, pldi, sniegpute�i un sniega lav�nas, ugunsgr�ki u.c.);

� dz�vnieku un augu pasaules ietekme (Latvij� viens no izplat�tiem l�nijas �ssl�gumu izsaucošiem faktoriem ir bebru darb�ba, kuri sp�j nog�zt uz l�nijas lielus kokus, �ssl�gumus var rad�t lieli putni, �tri augoši koki);

� cilv�ku darb�ba: vad�bas iedarbju kdas, terorisma darb�bas. Energosist�mas elementu atteices izsauc av�rijas procesus: pieaug str�vas, samazin�s spriegumi, tiek trauc�tas jaudu plsmas. Neatsl�dzot boj�to elementu av�rijas procesa m�rogi strauji aug. Var rasties procesi ar katastrofisk�m sek�m: s�kot no lielu pils�tu un re�ionu elektropadeves p�rtraukumiem l�dz pat cilv�ku boj�ejai. Energosist�mas elementu atteices seku likvid�cijai, katastrofisku seku nov�ršanai jau no paša energosist�mas veidošanas pirms�kuma tika izmantots speci�ls autom�tikas veids: energosist�mu relejaizsardz�ba un pretav�riju autom�tika (RA un PA). Veidojot energosist�mas RA un PA oti svar�ga loma ir sekojoš�m energosist�mas �patn�b�m:

14

1. Sist�mas apm�ri, kuros iekaujas miljoni kop�gi darbojošos objektu, k� ar� teritori�l� izplat�ba.

2. Automatiz�cijas augst� atbild�ba. Nepareiza RA un PA darb�ba var kt par c�loni av�rijas un katastrofiskiem procesiem un notikumiem.

3. Struktras un parametru nenoteikt�ba, gad�juma rakstura faktoru ietekme. Saska�� ar moderno autom�tisk�s vad�bas teoriju ar atz�m�taj�m �paš�b�m apvelt�tie objektu automatiz�cijas uzdevumi pieskait�mi vissarež��t�ko uzdevumu klasei / 6 /.

4. Att�st�bas dinamiskums. Energosist�mas nep�rtraukti att�st�s /7/. Tiek bv�ti jauni ener�ijas avoti, elektrop�rvades l�nijas, tiek piesl�gti jauni elektrisk�s ener�ijas pat�r�t�ji. T�d� RA un PA j�bt sp�j�gai piem�roties jauniem darba apst�kiem.

5. Energosist�mas un t�s vad�bas sist�mas kapit�lietilp�ba. RA un PA j�bt sapr�t�gi l�tai un sp�j�gai pild�t paredz�t�s funkcijas desmitiem gadu garum�. Nesapr�t�ga ir uzdevuma nost�dne vienlaic�gi nomain�t ier��u lielu skaitu. T�d� rodas nepieciešam�ba nodrošin�t iesp�ju kop�gi funkcion�t vecaj�m un jaunaj�m iek�rt�m, realiz�t principu un funkcion�šanas algoritmu savietojam�bu.

6. RA un PA darba apst�ki. Daudzi energoobjekti, kas ražo vai p�rvada iev�rojamas jaudas, str�d� intens�v� elektromagn�tisk� lauka apst�kos un, t�tad, nepieciešams re in�ties ar trauc�jumu avotiem. Sam�r� smagi ir ekspluat�cijas apst�ki (temperatras rež�ms, mitrums, vibr�cijas u.c.).

2.2. Relejaizsardz�bas un pretav�riju autom�tikas att�st�bas etapi

Pirmais apar�ts, kas realiz�ja terminu RELEJS, tika konstru�ts 1830-tajos gados (Šillings, Henri / 8 /) un pielietots telegr�fu tehnik� / 9 /. Dr�z p�c tam uzbv�t�s rpnieciskas noz�mes elektroener��tisk�s iek�rtas tika apg�d�tas ar vienk�rš�kaj�m aizsardz�b�m, ko veidoja kstošie drošin�t�ji. Releji pretav�rijas autom�tikas funkcijas s�ka pild�t tikai 19. gadsimta paš�s beig�s / 9 /. Visilgstoš�kais RA un PA tehnikas att�st�bas periods saist�ts ar daž�diem elektromagn�tiskajiem relejiem k� struktru pamatelementiem. RA un PA svar�gie risin�mie uzdevumi rad�ja šo ier��u raksturlielumu un parametru uzlabošanas tendenci. Radioelektronikas elementu b�zes att�st�ba, jaunu elementu un apar�tu par�d�šan�s (radioelektronikas lampas, pusvad�t�ju diodes un tranzistori, integr�l�s sh�mas, oper�ciju pastiprin�t�ji) izsauca m��in�jumus tos izmantot RA un PA tehnik�. Tika rad�tas un praktiski pielietotas daudzas ier�ces un sist�mas / 10,11,12,13,14 /. Tom�r var apgalvot: 1. Nenotika RA un PA elektromeh�nisko releju masveida nomai�a. 2. Uz radioelektronikas lampu un pusvad�t�ju diožu b�zes rad�t�s sist�mas neguva

plašu praktisko pielietojumu. Galvenais iemesls tam bija nepietiekams darb�bas drošums sal�dzin�jum� ar elektromeh�niskaj�m sist�m�m.

3. RA un PA pusvad�t�ju sist�mas (integr�l�s lo�isk�s mikrosh�mas, oper�ciju pastiprin�t�ji) nodrošin�ja virknes tehnisko parametru uzlabojumu, paplašin�ja izpild�mo funkciju spektru, bet rad�ja jaunas probl�mas: apkalpošanas, darb�bas drošuma, truc�jumnotur�bas u.c. T�das sist�mas s�ka izmantot �paši sarež��tu

15

objektu automatiz�cij�, plašu pielietojumu ieguva atseviš i relejaizsardz�bu veidi un autom�tikas elementi (boj�juma vietas fiks�cijas apar�ti, pusvad�t�ju laika un str�vas releji, distantaizsardz�bas u.c.).

4. Visos augšmin�tajos etapos tika izmantots analogais sign�lu apstr�des pa��miens un atbilstoši analogie elementi. RA un PA ier�ces (s�kot no elektromeh�niskaj�m un l�dz pat ier�c�m uz oper�ciju pastiprin�t�ju un citu vid�jas integr�cijas pak�pes mikrosh�mu b�zes) var�ja att�lot ar struktrsh�mu / 15 /, kas par�d�ta Att. 2.1.

Att. 2.1 Analogo RA un PA strukt�rsh�ma

1 – M�relements; 2 – Sal�dzin�šanas elements; 3 – M�rorg�ns; 4 – Lo�iskais bloks.

M�relements (m�r�šanas sh�ma) veic nep�rtraukto (analogo) ieejas sign�lu p�rveidošanu ar m�r i izdal�t t�l�kajai izmantošanai nepieciešamos parametrus (rpniecisk�s frekvences harmonisk�s komponentes, noteiktu sec�bu str�vas vai spriegumus u.c.). Sal�dzin�šanas elements �ener� diskr�to (lo�isko) sign�lu pie ieejas sign�lu parametru noteiktas attiec�bas. Analog�s tehnikas ierobežot�s iesp�jas izpaud�s tieši šo elementu realiz�cij�. Tika izmantoti divi sal�dzin�šanas pamatelementu tipi: p�c f�zes un p�c amplitdas / 15,16,17 /. Realiz�jot sarež��tus m�rorg�nus bija nepieciešama liela izveic�ba kombin�jot m�r�šanas elementu un sal�dzin�šanas elementu struktras. Lo�iskais bloks izpilda visas nepieciešam�s lo�isk�s funkcijas kombin�jot Bla algebras lo�isko pamatoper�ciju (UN, VAI, NE) izpildi, k� ar� laika kav�juma un atmi�as oper�cijas. Š�s oper�cijas bija viegli izpild�t izmantojot releju kontaktus un v�l�k integr�l�s lo�isk�s mikrosh�mas.

4

1

2

1 2

3

3

16

Pirmie m��in�jumi izmantot principi�li citu inform�cijas apstr�des pa��mienu – ciparu pa��mienu tika veikti 1960-tajos gados / 18 /. Taj� laik� jau bija rad�tas lielas, jaud�gas ciparu elektronisk�s maš�nas, kuru raž�bu raksturoja miljoni oper�ciju sekund� / 19,20 /. Tom�r inform�cijas apstr�des ciparu metožu praktiskai izmantošanai RA un PA bija nepieciešams: 1. Sign�lu analogciparu p�rveidot�ji. Kontrol�jamie procesi p�c fizik�l�s bt�bas

bija un paliek analogie. 2. Jauno risin�jumu ekonomiskais pamatojums. Lielo skaitošanas maš�nu cena

lok�lu autom�tikas ier��u funkciju realiz�šanai bija nepie�emami augsta. 3. Pietiekama darb�bas drošuma l�me�a nodrošin�šana. T� laika liel�s

skaitošanas maš�nas sast�v�ja no tkstošiem diskr�to elementu un t�d� skaitošanas kompleksu atteices intensit�te bija nepie�emami augsta.

L�tu, drošu, ar pietiekami augstiem tehniskiem r�d�t�jiem apvelt�tu anologciparu p�rveidot�ju (ACP) trkums, lielo skaitošanas maš�nu augst�s cenas un zemais darb�bas drošums nenodrošin�ja iesp�ju izmantot jaunos RA un PA izveides principus. 1970-tajos gados praktiskajos lietojumos par�d�j�s mini-ESM, kuras gan ar� izr�d�j�s nepiem�rotas min�to m�r u realiz�šanai. Tom�rt atz�m�sim, ka mini-ESM s�ka izmantot ener��tisko objektu vad�bas uzdevumos (gad�jumos, kad nepieciešama maz�ka �trdarb�ba). Mikroprocesoru rad�šana 1970-tajos gados un tam sekojoš� šo elementu tehnisko parametru oti strauj� att�st�ba veicin�ja RA un PA metožu un l�dzeku rad�šanu un praktisku izmantošanu s�kot no 1980-tajiem gadiem. Digit�l�s RA un PA ier�ces veido izmantojot inform�cijas ciparu apstr�des metodes. To realiz�šanai veic sign�lu analogciparu p�rveidošanu (ACP). Kontrol�jamo analogo sign�lu p�rveidošanai ciparu form� izmanto vienm�r�go (ar vien�diem kvant�šanas laika interv�liem) procedru (ir ar� citas ACP metodes / 20 /, kuras praktiski neizmanto RA un PA ier��u realiz�cij�). Mikroprocesorelementu s�kotn�j�s iesp�jas bija stipri ierobežotas. T�d� par�d�j�s darbi, kas bija virz�ti uz šiem elementiem izvirz�to pras�bu minimiz�ciju. Tika pied�v�ti algoritmi, kas minimiz�ja mikroprocesorelementu resursu pat�ri�u. Tom�r visai dr�z kuva ac�mredzami, ka mikroprocesoru tehnikas iesp�jas un att�st�bas tendences nodrošina ne tikai tradicion�li izmantoto funkciju br�vu realiz�ciju, bet auj ar� realiz�t virkni citu RA un PA funkciju, kas izr�d�j�s oti svar�gas ier��u praktiskaj� izmantošan�: � pašp�rbaude un boj�to bloku identific�šana; � kontrol�jamo procesu un iekš�j� struktr� esošo elementu st�voka re�istr�cija; � iestat�jumu ievad�šanas un ierakst�to iestat�jumu atspoguošanas �rtums; � inform�cijas apmai�a ar cit�m digit�laj�m ier�c�m, taj� skait� person�lajiem

datoriem; � tehniski vienk�rša un relat�vi l�ta piesl�gšana sakaru kan�liem ar m�r i sa�emt un

nodot inform�ciju.

17

Jauno funkciju iesp�jas bija izš iroš�s ier��u praktiskai izplat�bai. 1980-to gadu vid to perspekt�vas un priekšroc�bas kuva visp�ratz�tas un ac�mredzamas.

2.3. Baltijas valstu energosist�m�s izmantot� relejaizsardz�ba

Baltijas valstu energosist�mas sast�v no vair�k�m liel�m elektrostacij�m katr� valst�, sist�mveidojoš�m 330 kV elektrop�rvades l�nij�m (EPL), att�st�tiem 220 un 110 kV t�kliem un 35, 20, 10 un 6 kV sadales t�kliem. Baltijas valstu energosist�mas realiz� ciešu saiti, nodrošina savstarp�jo rezerv�šanu un savstarp�ji izdev�gas importa-eksporta oper�cijas ar blakus esošaj�m kaimi�valst�m Krieviju un Baltkrieviju. Visi energosist�mu elementi, protams, apr�koti ar visu nepieciešamo relejaizsardz�bu un pretav�riju autom�tiku. Analiz�jot RA un PA st�vokli uz 90-to gadu vidu autora darba s�kumu pie dot�s disert�cijas, var konstat�t: 1. Vairum� gad�jumu tika izmantota analog� tehnika, pie kam liel� m�r� izveidota

izmantojot elektromeh�nisko elementu b�zi. Daudzu objektu relejaizsardz�ba pirmk�rt bija fiziski novecojusi, jo ekspluat�cij� atrad�s pirms 30 – 40 gadiem ražotas ier�ces. Šo ier��u mezgli bija kuvuši trausli, izol�cija nedroša un, t�tad, bija nepieciešama ier��u masveida aizst�šana ar jaun�m.

2. Ekspluat�cij� bija vair�ki desmiti mikroprocesorier��u, kas izpild�ja š�das funkcijas:

� att�luma fiks�cija l�dz boj�juma vietai 110-330 kV EPL. Apar�ti izstr�d�ti R�gas Tehniskaj� universit�t� (RTU) profesora A.Sauhata vad�b�. Apar�tus izgatavoja R�gas rpn�c� “Energoautom�tika” un tie bija pirmie mikroprocesorapar�ti, ko RA un PA elementu lom� izmantoja toreiz�j�s PSRS energosist�mas / 21, 22, 23 /

� Asinhron� rež�ma nov�ršanai un likvid�šanai. Šie apar�ti izstr�d�ti p�c Ziemerietumu energosist�mas Apvienot�s dispe�erp�rvaldes (ADP) iniciat�vas un algoritma (inženierzin�t�u doktors K.Bri� is), bet mikroprocesorrealiz�cija veikta RTU. Š�s klases apar�ti bija pirm�s mikroprocesorier�ces, kas sp�ja veikt atbild�gu iek�rtu atsl�gšanas oper�cijas / 24, 25 /.

3. Visas izmantot� RA un PA ier�ces bija tikai lok�l�s, t.i., t�s nebija piem�rotas inform�cijas sa�emšanai un nost�šanai (iz��mums bija elektrop�rvades l�niju diferenci�l�s aizsardz�bas, k� ar� dažu objektu iesl�gšana vai atsl�gšana izmantojot esošos telemeh�nikas sakaru kan�lus).

4. Tuvoj�s nobeigumam av�rijas procesu un notikumu ciparu re�istratora izstr�de. T� pamatos pirmo reizi tika iekauti vadošo elektronikas firmu ražotie mikroprocesorelementi.

Sal�dzinot Baltijas valstu RA un PA tehnikas st�vokli ar situ�ciju rpnieciski att�st�taj�s valst�s var konstat�t iev�rojamu atpalikšanu k� pielietojumos, t� ar�, �paši, šo sist�mu ražošan�. Pasaules vadoš�s elektrotehnisk�s firmas (ABB, Siemens, Tochiba, General Electric) 80-to gadu vid bija uzs�kušas daudzu RA un PA mikroprocesorier��u s�rijveida ražošanu. Š�du ier��u priekšroc�bas bija apstiprin�tas ar ekspluat�cijas pieredzi.

18

Baltijas valstu ener��tikas praktisk�s vajadz�bas, ekonomiskais st�voklis, k� ar� raduš�s iesp�jas izmantot vismodern�kos mikroprocesorelementus bija priekšnoteikums praktiskas ievirzes uzdevumam: novest p�t�jumus un izstr�des l�dz l�menim, kas nodrošina RA un PA sist�mu ražošanu Latvij�, k� ar� to konkur�tsp�ju kaimi�valstu energosist�m�s.

2.4. Relejaizsardz�bas mikroprocesorier��u strukt�ra un elementi

2.4.1. Mikroprocesoraizsardz�bu strukt�ra

RA un PA mikroprocesorier��u visbiež�k izmantot� struktra par�d�ta att�l�Att. 2.2 .

Att. 2.2. RA un PA mikroprocesorier��u strukt�ra

1 – Ieejas p�rveidot�ju bloks; 2 – Apakš�jo frekven�u filtrs; 3- Multipleksors; 4 – ACP; 5 – Vad�bas un indik�cijas bloks; 6 – izejas releju bloks; 7 – interfeiss

Ieejas p�rveidot�ju bloku piesl�dz kontrol�jamo str�vu un spriegumu avotiem un šis bloks pilda divas svar�gas funkcijas: 1. Galvaniski atdala daž�das �des. 2. P�rveido ieejas sign�lus l�dz l�menim, kas �rts turpm�kaj� izmantošan�. Apakš�jo frekven�u filtriem ir svar�ga un principi�la loma ier�c�s, kur�s izmanto inform�cijas apstr�des ciparu pa��mienus un š� bloka nepieciešam�bu dikt� Naikvista teor�ma / 24, 25,26,27 /, kas paredz pietiekami augstu frekven�u kl�tbtni, ko nevar izsl�gt ar sign�lu ciparu apstr�des metod�m. Multipleksors 3 ir pirmais aplkojam�s struktras bloks, ko vada mikroprocesors. Tas veic sign�lu sec�gu piesl�gšanu ACP 4 ieejai.

i (t)

u(t)

5 6 7

1 2 3

4

mikroprocesors

19

Vad�bas un indik�cijas bloks 5 un interfeiss 7 nodrošina iesp�ju sazin�ties ar RA un PA mikroprocesorier�ci, bet izejas releju bloks 6 nodod iesl�gšanas/atsl�gšanas komandas uz energoobjekta izpildelementiem (visbiež�k sl�dži). Att. 2.2 parad�t� struktra nav vien�gi iesp�jam�. RA un PA mikroprocesorier��u sast�v� var bt: � vair�ki mikroprocesori un tad inform�cijas apstr�des programmas uzdevumi tiek

sadal�ti. Piem�ram, sam�r� izplat�t� variant� / 26, 27, 28, 29 / katra kontrol�jam� sign�la apstr�dei tiek izdal�ts atseviš s mikroprocesors;

� Vair�ki ACP. Šaj� gad�jum� var nebt multipleksors un sign�lu p�rveidošana notiek paral�li;

� izejas releju viet� var izmantot pusvad�t�ju elementus, piem�ram, tiristorus. Neskatoties uz iesp�jamaj�m vari�cij�m, struktra, kas par�d�ta att�l� Att. 2.2, patlaban ir visizplat�t�k� un šaj� darb� tiks izmantota k� galven�.

2.4.2. Prim�rie str�vas un sprieguma p�rveidot�ji

J�atz�m�, ka patreiz�j� moment� notiek intens�va prim�ro str�vas un sprieguma p�rveidot�ju izstr�de un ir jau rad�ti jauni p�rveidot�ju veidi. Izmanto vair�kus zem�k aplkotos principus, pie kam kop�gs ir izejas sign�lu pasniegšanas veids – tie tiek doti ciparu form� un t�d� att�la Att. 2.2. RA un PA mikroprocesorier��u struktra nav nepieciešami sekojoši bloki: ieejas p�rveidot�ji, ACP, multipleksors. Prim�ro str�vas un sprieguma p�rveidot�ju sign�lus padod tieši uz mikroprocesoru bloku, bet daž�du m�r uzdevumu ier��u galvanisk�s atdal�šanas funkciju izpilda optisk�s š iedras kan�li, kas galvanisk�s atdal�šanas funkciju izpilda kop� ar savu galveno uzdevumu – inform�cijas p�rvadi. Akt�vie sprieguma dal�t�ji. To pamat� ir vienk�ršs potenci�la pazemin�šanas princips izmantojot divas akt�v�s pretest�bas (skat. Att. 2.3).

Att. 2.3 Augstsprieguma akt�v� p�rveidot�ja sh�ma

RA un PA

ier�cei ACP

U1

R �1

R2

R�1

U2

� 1

��2 Aizsarg izl�dnis

Sign�la potenci�ls Zemes potenci�ls

20

Aplkojam� principa praktisk� izmantošana izr�d�j�s iesp�jama pateicoties izol�jošiem pastiprin�t�jiem, jo tikai t�d� gad�jum� var izmantot pie�emami mazas jaudas dal�t�ju (neizmantojot pastiprin�t�jus un piesl�dzot RA un PA tieši dal�t�ja izejai btu nepieciešams izmantot pretest�bu R1, kuras jauda ir desmiti kW!). Bez tam paliktu neatrisin�ta ier��u galvanisk�s atdal�šanas probl�ma. Aplkojamaj� sh�m� šo probl�mu risina div�j�di. Izol�jošais pastiprin�t�js nodrošina izol�ciju starp ieej�m un izej�m un š� izol�cija iztur aptuveni 5 kV lielus p�rspriegumus. Bez tam ACP datus var p�rvad�t pa optisk�s š iedras sakaru kan�liem. Sam�r� perspekt�vi ir str�vas p�rveidot�ji, kas izmanto Faradeja efektu / 28, 29, 30, 31 / - gaismas polariz�ciju elektromagn�tiskaj� lauk�. Š�da p�rveidot�ja princips paskaidrots Att. 2.4.

Att. 2.4 Str�vas p�rveidot�js, kas izmanto Faradeja efektu

Str�va polariz� gaismu, kas iet caur optisk�s š iedras kabeli, pie kam le� is starp s�kumvektoru G1 un izejas vektoru G2 ir proporcion�ls str�vai i : 1 2arg /i K G G� (2.1) Princips jau ieguvis praktisku pielietojumu, ir konkurentsp�j�gs cenas zi�� un realiz� p�rveidojumu ar augstu precizit�ti.. P�d�j� laik� ir pieaugusi interese par “Rogovska jostas” tipa str�vas dev�jiem.

Rogovska m�rspolei ( Att. 2.5) nav ferromagn�tiskas serdes un t� tiek uzt�ta ap m�r�m�s str�vas i(t) vad�t�ju. Vad�t�ja str�vas magn�tiskais lauks induc� spol� EDS saska�� ar sekojošu izteiksmi:

� ( )

( ) ,o

d i tu t n S

dt� � � � � (2.2)

kur o – apk�rt�j�s vides magn�tisk� caurlaid�ba, n - tinumu uzt�šanas bl�vums (vijumu skaits uz garuma vien�bu), S – spoles vijuma laukums.

Prim�r�s str�vas vad�t�js

� = Ki

G1

G2

21

Piev�rs�sim uzman�bu apst�klim, ka spoles EDS rada str�va. T�p�c str�vai proporcion�la sign�la iegšanai, nepieciešams integr�t spoles izejas spriegumu. Pie sinusoid�las str�vas:

( ) sin( )mi t I t � � � (2.3)

spoles EDS bs sinusoid�ls, atpaliks f�z� par 900 , bet t� v�rt�ba nosak�ma saska�� ar izteiksmi

U= o·n·S· ·Im (2.4)

Neline�r�s ferromagn�tisk�s spoles neesam�ba nodrošina p�rveidot�ja mazo kdu (parauga gad�jumos ne vair�k k� 0,1%) oti plaš� m�r�m�s str�vas izmai�u diapazon� (no nulles l�dz simtiem kiloamp�ru). Ar Rogovska spoles pal�dz�bu iesp�jams m�r�t st�vas frekven�u diapazon� no 0,1 Hz l�dz 1 MHz. Rogovska spoles galvenie trkumi ir oti maz� atdot� jauda un izejas sign�la zemais l�menis. Tom�r, neskatoties uz šo trkumu, Rogovska spoles lieto jau sam�r� plaši.

Att. 2.5 Rogovska spole

Visi aplkotie str�vas un sprieguma p�rveidot�ju principi ir perspekt�vi un, ac�mredzot, iegs plašu lietojumu. Tom�r tam bs nepieciešams sam�r� liels laika periods, jo to izmantošana iesp�jama tikai divos gad�jumos: 1. Bv�jot jaunas apakšstacijas. 2. Esošo objektu �ener�las rekonstrukcijas gad�jumos (ar piln�gu RA un PA, ieskaitot

sakaru kan�lus, nomai�u). T�d�j�di ''klasisk�'' RA un PA ier��u struktra (par�d�ta att�l� 2.2), kas orient�ta uz analogo ieejas sign�lu izmantošanu, kurus iegst no str�vas un sprieguma m�rmai�iem, joproj�m ir visplaš�k izplat�t�. Šaj� darb� turpm�k galvenok�rt tiek aplkota tieši š�da struktra.

u(t)

i(t)

Rogovska spole

Str�vas vad�t�js

22

2.4.3. Ieejas p�rveidot�ji

Visbiež�k aizsardz�bas iek�rtas str�d� ar sign�liem no mai�str�vas un mai�sprieguma avotiem, ar tradicion�liem nomin�lajiem l�me�iem: 1A, 5A, 100V. Š�di sign�lu l�me�i nodrošina nepieciešamo trauc�jumnotur�bu, ta�u ir piln�gi neizmantojami apstr�dei mikrosh�m�s. Ta�u, izmantojot dev�ju sign�lus, kuri atbilstu elektronikas pras�b�m, n�ktos iev�rojami samazin�t sakaru l�niju garumu, vai ar�, veikt papildpas�kumus trauc�jumu nov�ršanai, piem�ram, ekran�šanu, kas btu sam�r� d�rga. Piesl�dzot mikroprocesoru iek�rtas tradicion�lajiem str�vas un sprieguma dev�jiem, sa�emtie sign�li j�p�rv�rš vienot� elektriskaj� lielum� un m�rdiapazon�, kas pie�emams elektronikas mezgliem. Ieejas p�rveidot�ji ciparu iek�rt�s visbiež�k tiek izpild�ti ar elektromagn�tiskajiem transformatoriem ar ferromagn�tisku serdi. Neskatoties uz to, ka š�diem transformatoriem ir neline�ras transform�cijas raksturl�knes, sam�r� liela parametru izkliede, nestabilit�te laik� un atkar�ba no temperatras, tie tom�r ir izmantojami, lai realiz�tu aizsardz�bas iek�rtas ar kdu 2�5% robež�s.

Att. 2.6 Ieejas p�rveidot�ji uz starptransformatoru b�zes

Transformatoru p�rveidot�jos (Att. 2.6) galveno uzman�bu piev�rš starptinumu kapacit�tes samazin�šanai, jo caur to iesp�jama trauc�jumu impulsu iekšana iek�rt�. Š� iemesla d� sekund�rie tinumi j�sekcion� vai ar� starp prim�ro un sekund�ro tinumu j�ievieto elektrostatiskais ekr�ns. Elektronikas mezglu aizsardz�bai pret iesp�jamiem p�rspriegumiem plaši pielietoto varistorus Rv (vai stabilitronus) un apakš�jo frekven�u filtrus, piem�ram, uz RC �žu b�zes. Apakš�jo frekven�u filtra efektivit�te izskaidrojama ar to, ka trauc�jumu impulsu ener�ija koncentr�ta frekven�u spektra augš�j�s frekvenc�s. Augš�jo frekven�u joslas ierobežošana ir nepieciešama ar� analogciparu p�rveidot�ja pareizai darb�bai, neatkar�gi no t� vai tiks vai netiks izmantota digit�l� sign�lu filtr�cija. Atseviš �s digit�laj�s iek�rt�s ieejas p�rveidot�ji izveidoti uz “akt�vo transformatoru” b�zes. Šie p�rveidot�ji paz�stami k� p�rveidot�ji ar Holla dev�ju. Att�l� (Att. 2.7) par�d�ta š�da p�rveidot�ja sh�ma.

iie TAL

Rv R*

RF

Uiz CF

a)

TVL

Rv R*

RF

Uiz CF Uie

b)

23

Att. 2.7 Ieejas p�rveidot�js ar Holla dev�ju

Temperatras nestabilit�tes d� Holla dev�ju praktiski nevar tieši izmantot magn�tisk�s plsmas m�r�šanai. Ta�u to iesp�jams izmantot k� nulles indikatoru. Tas ar� tiek dar�ts dotaj� p�rveidot�j�, kur pastiprin�t�ji DA �ener� transformatora sekund�raj� tinum� t�du str�vu, lai btu tinumu MDS l�dzsvars. Š�da p�rveidot�ja precizit�tes klase sasniedz pat 0,1, kas ar rezervi apmierina relejaizsardz�bu pras�bas. Trešais RA un PA ieejas p�rveidot�ju realiz�cijas variants paredz izmantot izol�jošos oper�ciju pastiprin�t�jus. Š�du pastiprin�t�ju realiz�cija integr�l�s mikrosh�mas veid�, kur� augsti tehniskie parametri (linearit�te, p�rveidojuma precizit�te, augsts izol�cijas l�menis) apvienoti ar sam�r� zemu cenu (desmiti dol�ru), rad�ja iesp�ju to izmantošanai RA un PA. Atš ir�b� no transformatoru p�rveidot�jiem, izol�jošos pastiprin�t�jus var izmantot oti zemu frekven�u sign�lu p�rveidošanai. No p�rveidot�ja realiz�cijas izmaksu viedoka visl�t�kais ir variants ar transformatoru p�rveidot�jiem. Galvenais š�du p�rveidot�ju trkums ir nelinearit�te, relat�vi zem� precizit�te, nepieciešam�ba izmantot regul�šanas elementus. P�d�jais gan, k� tiks par�d�ts zem�k, liel� m�r� nov�ršams ar ciparu programm�šanas metod�m.

2.4.4. Analogciparu p�rveidot�ja trakts

Ar RA un PA pal�dz�bu kontrol�jamie procesi tiek atspoguoti ar analogo sign�lu pal�dz�bu. Analogais sign�ls laik� nep�rtraukti main�s un var pie�emt jebkuru v�rt�bu noteikt� diapazon�, kuru nosaka fizik�l�s par�d�bas lielums. Diskr�tais (ciparu) sign�ls, atš ir�b� no analog�, var pie�emt tikai gal�gas v�rt�bas un ir nosak�ms tikai konkr�tiem laika momentiem. Procedru, kas realiz� p�rejas no analog� sign�la uz diskr�to, sauc par diskretiz�ciju vai sign�la kvant�šanu, bet iek�rtu, kas veic šo oper�ciju, sauc par analogciparu p�rveidot�ju (ACP) / 30, 31, 32, 33 /. P�reja no nep�rtraukt� sign�la uz diskr�to vienm�r notiek zaud�jot kaut k�du inform�cijas daudzumu. Gal�g� diskr�t� sign�la grad�ciju skaits nosaka kvant�šanas kdu, bet viens no iemesliem kvant�šanai p�c laika ir tas, ka pašam analog� sign�la p�rveides procesam ciparu sign�l� un apr� inu ciklam mikroprocesor� ir nepieciešams zin�ms laiks. Paejot šim laikam, var no jauna p�rveidot ieejas sign�lu (skat. Att. 2.8).

DA

R

w1

w2 2

11 w

wRIU ��� ��

i2

i1

magn�tvads

Holla dev�js

pastiprin�t�js 211 wIwI ��� ��

24

Att. 2.8 Analog� sign�la p�rveidošana ciparu sign�l�

Raksturojot ACP, �em v�r� k�rtu skaitu un analog� sign�la diskretiz�cijas laika interv�lu �t vai nolas�jumu frekvenci fu ,

fu = 1/�t (2.5)

vai, periodisku sign�lu ar periodu T gad�jum� - ar nolas�jumu skaitu period� N:

N=fu�T (2.6)

Periodiskajiem sign�liem eksist� sakar�ba starp p�rveidojam� sign�la augš�jo frekvenci un nolas�jumu biežumu. Zin�tnieki jau aizpag�juš� gadsimta tr�sdesmitajos gados pier�d�ja Naikvista teor�mu / 26, 27 /, ka prec�zai s�kotn�j� sign�la att�lošanai ar diskr�to, nolas�jumu frekvencei ir vismaz divas reizes j�p�rsniedz ieejas sign�la pati augst�k� frekvence, t.i.

fu � 2fmax vai N � 2fmax �T (2.7)

Veicot analogciparu p�rveidošanu no ieejas sign�la ir j�izsl�dz visas harmonisk�s sast�vdaas ar frekvenc�m, kuras p�rsniedz kvant�šanas frekvenci. Pret�j� gad�jum�, atjaunojot sign�lu, par�d�s zemas frekvences komponente. T�p�c ACP ieej� vienm�r uzst�da apakš�jo frekven�u analogo filtru ar nociršanas frekvenci, ne liel�ku par fu. RA iek�rt�s pielieto ACP ar nolas�jumu frekvenci no 600 Hz l�dz 2000 Hz. Otrs svar�gs ACP raksturlielums ir p�rveidot�ja k�rtu skaits, ar k�du analog� sign�la nolas�jumu p�rveido bin�raj� kod�. Lai noteiktu k�dai j�bt ks v�rt�bai, aplkosim ACP k� “melno kasti” (skat. Att. 2.9.), kuras ieej� tiek padots sign�ls x, bet t�s ciparu

1 2 3 �t

x

t

x(t)

i-1 i i+1 n-1 n

1 2 3 �t

x

t

x(t)

i-1 i i+1 n-1 n

T

25

izej�s par�d�s ekvivalents skaitlis bin�raj� kod� ar diviem iesp�jamiem l�me�iem, nosac�ti apz�m�jamiem k� 0 un 1.

Att. 2.9 ACP k�rtu skaits

Past�v tieša sakar�ba starp ACP k�rtu skaitu un analog� lieluma m�r�šanas precizit�ti. Piem�ram, ACP izej� ar div�m k�rt�m ir iesp�jamas tikai �etras neatkar�gas ciparu kombin�cijas: 00; 01; 10 un 11. Šos �etrus skaitus var interpret�t k� analog� ieejas sign�la atrašanos vien� no �etriem apakšdiapazoniem, robež�s no 0 l�dz xmax. ACP gad�jum� ar ks k�rt�m ieejas sign�la atrašan�s ir iesp�jama jebkur� no m=2ks

apakšdiapazoniem. Pie tam kvant�šanas solis, nosakot sign�la l�meni, bs xmax/ 2ks. Ener��tik� no visiem lielumiem visplaš�k� diapazon� main�s str�va. Norm�l� darba rež�m� elektroiek�rtas str�va ir robež�s (0…1)Inom, bet av�rij�s sasniedz (10….30) Inom. P�rv�ršanai ar kdu ne liel�ku par (0,5-1)%, kvant�šanas sou skaitam m ir j�bt 4000…8000, t.i. nepieciešams ACP ar ks=13…14. 13 –14 k�rtu ACP v�l pirms 10 – 15 gadiem plašai lietošanai nebija pieejami. Patlaban š�di p�rveidot�ji ar mikrosekundes da�s m�r�mu pilnas p�rveidošanas laiku ir visp�rpieejami un to aptuvena cena ir desmit dol�ri. Viena p�rveidojuma laiks mikrosekundes robež�s nodrošina:

1. Iesp�ju atteikties no “izv�les-glab�šanas“ sh�mu izmantošanas / 32, 34 /. Š�s sh�mas saglab� p�rveidošanas moment� fiks�to analogo sign�lu. ACP att�st�bas s�kummoment�, kad p�rveidošanas laiks bija m�r�ms mikrosekund�s vai pat desmitos mikrosekunžu, š�s sh�mas bija RA un PA struktru neat�emama sast�vdaa / 33, 35 /.

2. Iesp�ju izmantot vienu p�rveidot�ju daudzu signalu �d�s.

2.4.5. Diskr�to ieejas sign�lu p�rveidot�ji

Praktiski vis�s msdienu elektronikas aparatr�s diskr�to sign�lu ievad�šana tiek �stenota caur p�rveidot�ju kurš darbojas uz optronu b�zes. Vienk�ršota t�da p�rveidot�ja sh�ma ir par�d�ta Att. 2.10 Pat daž�du izgatavot�ju optroniem, piem�t sam�r� l�dz�gas raksturl�knes. Pašiem optroniem p�rsl�gšan�s laiks – mikrosekunžu daas. Fotop�rim (gaismdiode – fotouztv�r�js) rakstur�ga maza caurlaides sp�ja, kas ierobežo trauc�jumu nokšanu pa šo ceu. Pieaujamais spriegums starp vad�bas �d�m un vad�majiem elementiem sasniedz vair�kus kilovoltus, bet darba str�va gaismas diodei VD ir 3�5 mA.

ACP

X 20=0 21=1 22=1 23=1

p=1 2 3 4

m xma

m=2kx

�� ��

#

26

Att. 2.10 Diskr�t� sign�la ievad�šanas organiz�šana

Optrona mazajai ieejas str�vai ir vair�kas priekšroc�bas: p�rveidot�js pat�r� maz�k ener�ijas, tiek atrisin�ta balasta rezistora RD izkliedes siltuma probl�ma un samazin�s slodze uz vad�bas kontaktiem S2. Ta�u maz� darba str�va rada citas probl�mas. Pirmk�rt, maz� ieejas str�va padara iek�rtu slikti aizsarg�tu pret trauc�jumiem. Piem�ram, ja ir vads, kas savieno sl�dzi S2 ar optronu, tad iesp�jama nepareiza nostr�de pie paraz�tisk�s kapacit�tes C p�rl�des iesl�dzot sl�dzi S1. Lai š�d�s situ�cij�s nov�rstu aizsardz�bas iek�rtu nepareizu nostr�di, p�rveidot�ja izej� form�jot izejas sign�lu j�uzst�da kav�jumelements DT (skat. Att. 2.10.b) ar fiks�tu vai regul�jamu kav�jumu. P�rejas procesa ietekmes nov�ršanai parasti pietiek ar kav�jumu 0,5...3ms. Iek�rtas ar mazu jaudas pat�ri�u var rea��t uz zemessl�gumiem, jo to ieejas str�va sam�rojama ar izol�cijas kontroles �des str�vu operat�v�s str�vas t�kl�. Lai to izsl�gtu, ieejas �des m�rp�rveidot�ju E (Att. 2.10.b) izveido ar piesaisti pie operat�v� t�kla polu potenci�la un pace p�rveidot�ja E p�rsl�gšan�s slieksni l�dz (60 � 80)% no nomin�l� t�kla sprieguma.

2.4.6. Izejas releju p�rveidot�ji Neskatoties uz ac�mredzamajiem elektronikas sasniegumiem augstu potenci�lu un stipru str�vu komut�cij�, digit�lajos relejos, vairum� gad�jumu v�l aizvien tiek izmantoti elektromagn�tiskie starpreleji. Kontaktu p�ris pagaid�m ir vien�gais elements, kas nodrošina redzamu �des p�rr�vumu. Pie tam tas ir pats l�t�kais risin�jums. K� likums, digit�laj�s RA iek�rt�s tiek izmantoti vair�ku tipu mazgabar�tu releji: ar lielu komut�cijas sp�ju – darbam tieši jaudas sl�džu vad�bas �d�s, ar mazu komut�cijas sp�ju – darbam signaliz�cijas �d�s. Jaud�gi releji ir sp�j�gi iesl�gt �des ar str�vu 5�30 A, bet to atsl�gšanas sp�ja parasti nep�rsniedz 1 A pie 220 V sprieguma. T�p�c jaudas sl�dža elektromagn�ta vad�bas �d�s j�paredz atsl�gšana ar jaudas sl�dža blokkontaktiem. Sign�lreleju atsl�gšanas sp�ja parasti nep�rsniedz 0,15 A l�dzstr�vas �d�s ar 220 V spriegumu.

+EN

RB VT

RN

KL S1

S2 RD

VD C Ip

+ -

Uiz

a) b)

Ie

DT~3ms

S E

R

Uiz

+ -

R

27

2.4.7. Mikroprocesora bloks

Praktiski visa inform�cijas apstr�de digit�lajos relejos notiek mikroprocesor� p�c noteikta algoritma. Šo algoritmu procesors izpilda programmas veid�. Aplkosimsim att�l� Att. 2.11 par�d�to mikroprocesora bloksh�mu.

CPU

Ievada – izvada iek�rta

Takta �enerators

Programmas atmi�a

Datu atmi�a

Datu kopne

Adresu kopne

Vad�bas kopne

Att. 2.11 Mikroprocesora bloksh�ma

Centr�lo vad�bas un apr� inu bloku sauc par mikroprocesoru (Central Processing Unit - CPU) vai vienk�rši par procesoru. Strauja mikroprocesoru att�st�ba s�k�s, kad šis mezgls tika apvienots vien� integr�l� mikrosh�m� (IMS). Š�du IMS sauc par mikroprocesoru. K� redzams mikroprocesora bloksh�m�, mikroprocesors k� past�v�gs mezgls netiek izmantots. Atz�m�sim, ka p�d�jos gados notiek t�l�k� integr�cijas pak�pes palielin�šana un vair�kums šeit aplkojamo bloku tiek apvienoti vien� IMS. T� darb�bai nepieciešama �r�ja atmi�as iek�rta izpild�m�s programmas glab�šanai (komandu izpild�šanas sec�ba). Iek�rt�s, kuras str�d� p�c noteiktas programmas, piem�ram, relejaizsardz�ba, programma tiek ierakst�ta past�v�gaj� atmi�� (PA). Main�gu datu un apr� inu starprezult�tu glab�šanai izmanto operat�vo atmi�u (OA). Inform�cijas apmai�a ar �r�j�m iek�rt�m tiek veikta ar ievada – izvada iek�rt�m. Procesoros jebkura inform�cija tiek apstr�d�ta ciparu veid� (ciparu kodos). Inform�cijas apmai�a starp mikroprocesora mezgliem notiek pa kopn�m, t.i., elektrisko l�niju sist�m�m. Kopnes tiek iedal�tas p�c funkcij�m - datu p�rraides kopne

28

(DK), adrešu kopne (AK), vad�bas komandu p�rraides kopne (VK). Piem�ram, ievadot datus no ievada – izvada iek�rtas procesor�, p�d�jais uzst�da uz DK ievada – izvada iek�rtas adresi, bet uz VK – sign�lus, kuri uzdod ievada – izvada iek�rtai sniegt datus uz DK. P�rraidot inform�ciju izmanto bin�ro skait�šanas sist�mu, kurai ir nepieciešami tikai divi simboli 0 un 1. Tas padara daudz vienk�rš�ku procesora mezglu izveidi uz elektriskajiem principiem.

Mikroprocesora darba �trums ir btiski atkar�gs no ciparu k�rtu skaita, kuri tiek p�rraid�ti no mezgla uz mezglu. To nosaka datu kopnes k�rtu skaits. Pirmie mikroprocesori str�d�ja ar �etru k�rtu cipariem, msdienu - ar 16 un 32 k�rtu maš�nkodiem. Komandu izpildes laiku nosaka takta �eneratora frekvence un t� ir atkar�ga no izmantojam�s IMS, kas savuk�rt tiek noteikta p�c izgatavošanas tehnolo�ijas. Msdien�s elektronikas rpniec�ba pied�v� desmitiem daž�da veida mikroprocesorus, kuri nep�rtraukti tiek pilnveidoti. Modernie plaši pieejamie mikroprocesori un mikroESM sekund� sp�j izpild�t miljonus aritm�tisko oper�ciju. Tie sav� struktr� var iekaut iev�rojamus (simti kilobaitu) atmi�as apjomus, l�dzprocesorus, kas izpilda aritm�tisk�s oper�cijas ar skaitiem ar peldošo komatu. Mikroprocesoru bloku iesp�ju pieaugums veicina arvien jaunu, piln�g�ku algoritmu mekl�jumus, arvien liel�ku RA un PA funkciju skaita integr�šanu.

2.4.8. Inform�cijas glab�šana

Viens no svar�g�kajiem digit�l� releja mezgliem ir inform�cijas glab�šanas iek�rta. Msdien�s inform�cijas glab�šanai izmanto daž�da tipa iek�rtas. No apskata j�izsl�dz iek�rtas ar elektromeh�niskiem mezgliem (piem�ram, ar inform�cijas ierakst�šanu uz magn�tisk� diska), jo t�m ir ierobežoti resursi un nepieciešama past�v�ga apkalpe. RA iek�rt�s, kuras ir paredz�tas ilgiem ekspluat�cijas termi�iem ar minim�liem apkalpošanas izdevumiem, j�izmanto mezgli bez kust�g�m da�m. Funkcion�l� zi��, visas statisk�s atmi�as iek�rtas iedal�s PAI, OAI un EPPAI / 32 /. Aplkosim t�s detaliz�t�k. Aizsardz�bas iek�rtu darbu programmu glab�šanai parasti izmanto past�v�g�s atmi�as iek�rtas PAI. Šaj� atmi�� inform�ciju var ierakst�t tikai vienu reizi, kuru v�l�k var tikai nolas�t. Angliski to sauc par ROM (Read Only Memory – tikai las�matmi�a). PAI priekšroc�ba ir to zem� cena un inform�cijas saglab�šanas iesp�jas pie atsl�gtas barošanas. P�d�j� laik� aizvien plaš�k izmanto t� saucam�s p�rprogramm�jam�s past�v�g�s atmi�as iek�rtas. �paši aktu�las t�s ir aizsardz�bas iek�rt�m, kuru darba programma j�maina ekspluat�cijas laik�. Pašlaik ir RAA iek�rtas, kuru aizsardz�bas funkcijas lietot�js izv�las no standartu funkciju bibliot�kas. Šo RAA iek�rtu lo�isko dau rada lietot�js no b�zes lo�isk�m funkcij�m UN, VAI, u.c. Darba programmu var glab�t p�rprogramm�jam�s past�v�g�s atmi��s (PPAI vai

29

EEPROM – Electrical Erasable Programmable Read Only Memory, elektriski p�rrakst�ma patst�v�g� atmi�a). PPAI nav atkar�ga no operat�v�s barošanas, pazdot barošanas spriegumam inform�cija tiek saglab�ta. Apr� inu staprezult�tu �slaic�gai glab�šanai tiek izmantota operat�v�s atmi�as iek�rta (OAI vai RAM – Random Access Memory, br�vpieejas atmi�a). Datu ierakst�šana un las�šana OAI notiek ar maksim�lu �trumu. OAI trkums ir inform�cijas zaud�šana pie barošanas sprieguma atsl�gšanas. Iestat�jumu un citu ekspluat�cijas gait� main�mu parametru glab�šanai msdien�s izmanto PPAI, kur� inform�ciju var daudzk�rt main�t. Pirms šo mikrosh�mu par�d�šan�s iestat�jumus glab�ja analog� veid� k� noteiktu l�me�u spriegumus Viest

(Att. 2.12,a), vai ar� OAI ar neatkar�gu barošanu ( Att. 2.12,b).

Att. 2.12 Iestat�jumu glab�šanas pa��mieni

Viens no pirmajiem iestat�jumu glab�šanas pa��mieniem ir to glab�šana ar sprieguma potenci�lu, kuru no�em no regul�jama sprieguma dal�t�ja un p�c tam p�rveido ar analogciparu p�rveidot�ju, jo iestat�jums t�l�k j�nodod digit�lajai iek�rtai. Š�s metodes galvenais trkums – nav iesp�jama iestat�jumu izmai�a no att�luma, bet tas kuvis svar�gi relejiem str�d�jot ar tehnolo�isko procesu autom�tisko vad�bas sist�mu (TP AVS). T�p�c k� risin�jums rad�s iestat�jumu glab�šana OAI, kurai ir iebv�ts rezerves barošanas avots G. Š�d�s iek�rt�s izmanto speci�las IM ar mazu pat�ri�u un baterijas ar kalpošanas laiku 5-10 gadi. Š�s metodes trkums ir regul�ras kontroles nepieciešam�ba un barošanas avota savaic�gu nomai�a. K� jebkurš izstr�d�jums, atmi�as iek�rtas var boj�ties un zaud�t inform�ciju, piem�ram, joniz�još� starojuma iespaid�. Taml�dz�ga boj�juma konstat�šanai pielieto vair�kas metodes. PAI, kur dati glab�jas atmi�u šn�s, sec�gi veic konkr�ta datu mas�va visu skaitu form�lu summ�šanu, bet rezult�tu (kontrolsummu) ievieto noteikt� šn�. PAI test�šanas rež�m� dators veic faktisko skaitu saskait�šanu un sal�dzina iegto summu ar kontrolsummu. P�rbaudot OAI, t�s šn�s sec�gi tiek ierakst�tas nulles un vieninieki, bet p�c tam tiek analiz�ti saskait�šanas rezult�ti. Iek�rt�s ar EEPROM atmi�u zaud�to inform�ciju ir iesp�jams ar� atjaunot. Lai to var�tu, svar�g�kos inform�cijas mas�vus, piem�ram, iestat�jumus, dubl� daž�d�s atmi�as mikrosh�m�s. T� k� varbt�ba saboj�t inform�ciju vienlaic�gi div�s

����

�

ACP Ub

R Uie

a) 1.1.

G

VD

b) BB

VD

30

mikrosh�m�s ir maza, tad past�v iesp�ja atjaunot inform�ciju, p�rrakstot no vesel� mas�va uz boj�to.

2.4.9. Interfeisi

Ar interfeisu saprot apar�tu, programmu un konstrukciju kopumu, kas nepieciešams, lai realiz�tu daž�du digit�lo iek�rtu darb�bu vienot� sist�m�. P�c inform�cijas apmai�as principa interfeisi iedal�s paral�lajos un virknes / 36 /. Vis�tr�ko inform�cijas apmai�u starp div�m digit�l�m iek�rt�m nodrošina paral�lais interfeiss, kura vienk�ršota sh�ma par�d�ta Att. 2.13.a att�l�.

Att. 2.13 Inform�cijas apmai�as variants

Šaj� gad�jum� p�c sinhroniz�joša sign�la (tas var bt viens no daudziem vad�bas sign�liem) raidoš� iek�rta uz datu kopnes vienlaic�gi izvada visas p�rraid�m� skaita k�rtas, bet uztveroš� iek�rta t�s nolasa. K� redzams, paral�lajam interfeisam ir nepieciešams sam�r� sarež��ts raid�šanas trakts, kurš ietver n+1 fizisku l�niju pie n k�rtu p�rraid�mo datu skaitiem. Visbiež�k š� tipa interfeisi tiek izmantoti inform�cijas raid�šanai nelielos att�lumos (piem�ram, datora sakariem ar printeri), vai nodrošinot visliel�ko apmai�as �trumu. Tehniski daudz vienk�rš�k ir izveidot interfeisu ar virknes datu p�rraidi. Šaj� gad�jum� datu skaiti tiek p�rraid�ti sec�gi, k�rta p�c k�rtas. Izplat�t�kais ir asinhronais datu p�rraides rež�ms, kas shematiski par�d�ts Att. 2.13.b att�l�. Asinhronajam datu p�rraides pa��mienam nepieciešams minim�ls l�niju skaits. Asinhronai raid�šanai izmanto noteiktas likumsakar�bas, kuras uztv�r�jam auj noteikt ne tikai raid�šanas s�kumu un beigas, bet pat noteikt inform�cijas kropošanu pie raid�šanas. To veic sekojoši (skat. Att. 2.13.b): gaid�šanas rež�m� raid�t�js pa l�niju sta lo�iskos vieniniekus, raid�šanas s�kšanu uztv�r�js atpaz�st p�c null�tes par�d�šan�s. Tas ir t� saucamais starta bits. Viena bita raid�šanas ilgums tiek iepriekš

1

0

1

1

r a id � t� js d a tu k o p n e

s in h r on iz � c . s ig n .

u z tv� r � js

1

1

0

1

1

0

1

1

r a id � t� js

s ta r ta b i ts d a tu

b i t i

u z tv� r � js

0

s to p b i ts

p a r i t� tesb i ts

1 0 1 1 x 1 1

a )

b )

31

atrun�ts, t.i., uztv�r�jam un raid�t�jam j�bt iepriekš noska�otiem. P�c starta bita raid�šanas beig�m raid�t�js raida datu ciparus k�rtu p�c k�rtas. P�c datu p�rraid�šanas seko t� saucamais parit�tes bits. P�c norunas raid�t�js parit�tes bitu uzst�da k� lo�isko vieninieku, ja datu skaitl� vieninieku skaits ir nep�ra (tiek izmantota nep�ra parit�te). Un otr�di, ja p�c norunas tiek lietota “p�ra” parit�te, tad par parit�tes bitu sauc nulles v�rt�bu. P�rraidot datus un izmantojot parit�tes bitu uztv�r�js var noteikt vienu kdu. Raid�šanu beidz p�rraidot stop bitu (1; 1,5 vai 2 bitus). P�c bt�bas stop biti nosaka minim�lo interv�lu starp atseviš i p�rraid�tiem datu skaitiem. Asinhronai raid�šanai parasti izmanto standarta �trumus: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 biti/s utt. Virknes raid�šanas kan�liem eksist� sam�r� daudz standartu. Standarti atš iras ar apmai�as �trumu, sakaru l�niju organiz�ciju un garumu utt. [36]. Plaš�k paz�stamais standarts ir RS-232, kuru izmanto ar IBM savietojamos datoros. Standart� RS-232C, kuru izstr�d�ja 1969.gad�, interfeiss nodrošina sakarus att�lum� l�dz 15 m ar �trumu l�dz 19200 bodi. Izmantojamo sign�lu l�me�i: lo�isk� nulle ir +3…+25V, lo�iskais vieninieks ir -3…-25V. Slodzes pretest�ba: +3…7 k�. Daudzos digit�lajos relejos virknes sakaru ports ir izveidots p�c standarta RS-485. Šis interfeiss paredz izmantot simetrisko kan�lu (v�to vadu p�ri). Sakari tiek nodrošin�ti ar segmentiem ar garumu l�dz 1200 m un iesp�ju piesl�gt l�dz 35 mezgliem uz segmentu. Minim�l� slodzes pretest�ba – 60 k�., apmai�as �trums l�dz 10 Mbiti/s. K� redzams, person�l� datora un digit�l� releja porti var bt izgatavoti p�c daž�diem standartiem, kas izsl�dz to tiešu savienošanu. Piem�ram, ABB firmas SPACO M s�rijas releji str�d� ar tranzistoru lo�ikas sign�lu l�meni un lai tos piesl�gtu datoram ir nepieciešams speci�ls kabelis SPA-2P-5A3, kuram ir iebv�ti, atdaloši sign�lu p�rveidot�ji DA1 un DA2 (skat.Att 2. 14)

Att. 2.14 Iekš�jo savienojumu sh�ma SPA – ZP – 5A3 kabelim.

P�rveidot�ju barošana veic no releja caur speci�lu barošanas bloku DA3. Sh�m� pie�emti sekojoši apz�m�jumi: RD (Received Data – sa�emamie dati); TD (Transmitted Data – p�rraid�mie dati); DSR (Data Set Ready – dati gatavi); CTS ( Clear To Set – dati gatavi p�rbaudei); GND (Ground – zeme).

RD 2

TD 3

GND 5

DSR 6

CTS 8

BB DA3

+U/U

+U/-U

DA2

DA1 [ 0/5]B

[0/5]B 2 TD

3 RD

7 GND

9 +8B

32

P�rraidot inform�ciju var tikt izmantotas daž�das fizik�l�s vides: elektrisk�s l�nijas, radiokan�li, optiskie kabei.

33

2.5. Sakaru kan�li

2.5.1. Vadu sakaru kan�li

Impulsu p�rraid�šanu pa elektriskajiem kan�liem ar ierobežotu caurlaides joslu

�f = fmax – fmin , (2.8)

pavada kav�jumi un impulsu formas noapaojumi (skat. Att. 2.15.).

Att. 2.15 Sign�la krop�ošana, p�rraidot to pa re�lu kan�lu

Praktiskiem m�r iem var pie�emt sekojošu attiec�bu starp gal�jo impulsu raid�šanas �trumu: vmax (bodos) – raid�šanas �trumu, kas m�r�ms taktos/sekund� un kan�la caurlaides joslu �f (uzdodamu Hz) [3]:

Vmax � 2�f (2.9)

K� redzams, šaurs kan�ls ierobežo apmai�as �trumu. Piem�ram, p�rraidot inform�ciju pa t�lru�a kan�lu ar caurlaides joslu �f=3200 Hz maksim�lais �trums bs 6400 bodi. Sign�lu impulsu raid�šanai pa t�lru�a l�nij�m, kuras projekt�tas ton�lajiem (analogajiem) sign�liem, izmanto modemus. K� r�da nosaukums “modems” (MoDem = modulators + demodulators), tas nodrošina impulsu sign�lu p�rveidošanu ton�lajos, modul�jot frekvenci. Msdien�gi modemi nodrošina piln�gus dupleksus sakarus, t.i., vienlaic�gu divvirzienu inform�cijas p�rraidi pa vienu t�lru�a kan�lu. Piem�ram, p�rraidot vien� virzien�, tiek izmantota 1200 Hz nes�jfrekvence, bet otr� – 2400 Hz. Dažreiz amplitdas modul�cijas viet� izmanto frekvences vai f�žu modul�ciju. Perspekt�va ir t� saucam� f�žu manipul�cija. Šaj� gad�jum�, f�zes izmai�u �steno p�c bitu p�ra (debita) p�rraid�šanas: 00 = 0�; 01 = 90�; 10 = 180�; 11 = -90�. F�zu

R izejas sign.

E

S

ieejas sign.

a)

ieejas sign.

t

izejas sign.

t R izejas

sign.

J

S

ieejas sign.

b)

tpieaug

taizt

c)

34

manipul�cija it k� samazina ekvivalento p�rraides �trumu un veicina kan�la caurlaides paaugstin�šanu. P�rraidot inform�ciju pa virknes sakaru kan�lu sa�emt�s inform�cijas pareiz�bas p�rbaudei izmanto daž�dus pa��mienus. Var sal�dzin�t parit�tes bitus ar vieninieku skaitu atseviš os simbolos vai ar� sal�dzin�t vienas p�rraides visu simbolu kodu summu ar šo kodu kontrolsummu, kuru sa�em p�rraid�šanas beig�s. Tas viss izsl�dz uztv�r�ja nepareizas inform�cijas sa�emšanu. Tom�r pie lieliem elektromagn�tiskajiem trauc�jumiem efekt�vais inform�cijas p�rraides �trums pa elektriskaj�m l�nij�m strauji samazin�s, jo saboj�t�s p�rraides n�kas atk�rtot. T�p�c staciju un apakšstaciju gad�jum� par elektrisko l�niju alternat�vu kst optisko š iedru sakaru l�nijas.

2.5.2. Optisko šiedru inform�cijas p�rraides kan�li

Optisk�s sakaru sist�mas s�ka att�st�ties 70-tajos gados. Pirms tam 60-tajos par�d�j�s l�zers – jaud�gs instruments inform�cijas p�rraid�šanai. Tom�r apk�rt�j� vide – atmosf�ra izr�d�j�s nestabila, lai organiz�tu sakarus optiskaj� diapazon�. Optisko sist�mu att�st�bu veicin�ja supert�ra kvarca ražošana, kas nepieciešams lai iegtu augstas kvalit�tes kvarca stiklu. S�kot ar 1978.gadu optisko š iedru s�ka izmantot komerci�liem m�r iem [28]. Msdien�s š� nozare att�st�s oti strauji. Att. 2.16 par�d�ta inform�cijas p�rraid�šana pa optisk�s š iedras kan�lu.

Att. 2.16 Optisk�s šiedras kan�la sh�ma

Galven�s š�s sist�mas komponentes ir: optiskais starot�js - gaismas diode VD un gaismas jt�gs elements (foto uztv�r�js) VT. Par starot�ju izmanto pusvad�t�ju gaismas diodes, bet p�d�j� laik�, sam�r� l�tos diožu l�zerus. Atš ir�b� no difz�m gaismas diod�m, l�zeri ir koherent� starojuma avoti. Parasti tiek izmantoti starot�ji ar vi�u garumu 80 nm (infrasarkanais neredzamais gaismas spektra apgabals) [37]. K� detektori tiek izmantoti fototranzistori un pindiodes. P�d�j�s ir augstas kvalit�tes optiskie detektori ar nostr�des laiku dažas nanosekundes un jt�bu l�dz 1000 fotoniem sekund� [37]. Gaismas kust�ba gar neline�ro gaismas vadu notiek ar stara vair�kk�rt�gu iekš�ju atstarošanos uz gaismas vada robežas – apvalka. Optisk�s š iedras kabelim ir sarež��ta uzbve un tam j�nodrošina minim�ls ener�ijas pat�ri�š un tas ir pietiekami j�aizsarg� no �r�j�s iedarb�bas. Eksist� vair�ki optisko š iedru kabeu tipi. Paši l�t�kie ir kabei ar š iedras pak�pjveida laušanas koeficienta

ieejas sign.

izejas sign.

optiskais starot�js

gaismas vads

foto uztv�r�js

VT V

Tx Rx

35

izmai�u. Kabeu izgatavošanai bieži izmanto optiski caursp�d�gu plastmasu. Minim�li zudumi plastmas� ir nov�rojami redzamajam (sarkanajam) starojumam. Ar plastmasas gaismvadu pal�dz�bu var p�rraid�t datus dažu desmitu metru att�lum�. Daudz augst�kas kvalit�tes kabeos izmanto kvarca š iedras. Kvarca gaismas vadi ir ar pak�pjveida un plstošu laušanas koeficienta izmai�u. Par p�d�jo optisko š iedru t�lo sakaru sasniegumu uzskata inform�cijas p�rraid�šanu ar frekvenci l�dz 46 MHz un att�lum� 120 km bez atk�rtot�jiem [37]. Gaismas vadiem, sal�dzinot ar elektriskajiem kabeiem, ir virkne priekšroc�bu:

� Augsta trauc�jumnotur�ba eletromagn�tisko lauku apst�kos, � Liela caurlaides sp�ja. Sal�dzinot ar koaksi�lajiem kabeiem, kuros �trums un

zudumi btiski atkar�gi no frekvences, optisko š iedru kabeos dispersija (f�žu vi�u �truma atkar�ba no frekvences) ir nenoz�m�ga un l�dz ar to maz�k� m�r� nov�rojama impulsu paplašin�šan�s (skat.2.15.b att.).

� Droši ekspluat�cij�. Tiek izsl�gta elektrisk� potenci�la iznešana no elektroiek�rtas.

� �ssl�guma gad�jum� nav iesp�jama kabea aizdegšan�s. � Netiek izmantots varš, kas, uzlabojot optisko š iedru ražošanu, tos padara

potenci�li l�t�kus n�kotn�,. � Augstas ekspluat�cijas raksturojumi: mazs liekuma r�diuss, mazpras�gi pret

guld�šanas apst�kiem (iesp�jams guld�t blakus stipras str�vas kabeiem), mazi masas – gabar�ta r�d�t�ji utt.

Galvenais optisko kabeu trkums ir sarež��t� gaismas vadu savienošana sav� starp� un ar sign�lu raid�t�jiem un uztv�r�jiem. T� iemesls ir ar� mazais š iedras diametrs (0,125 mm un maz�k), nepieciešam�ba ar augstu virsmas t�r�bas pak�pi š iedru griezt tieši perpendikul�ri t�s asij, lai iegtu p�c iesp�jas maz�ku aizkl�jumu. Š� iemesla d� viendz�slu kabei ar iesp�jamo garumu l�dz dažiem desmitiem metru šodien skait�s neizdev�gi. Ta�u, kabeu savienošanas tehnolo�ijas tiek nep�rtraukti uzlabotas. Izmantojot optisk�s sakaru l�nijas, digit�l�s iek�rtas papildus j�apr�ko ar opto-elektronisko p�rveidošanas moduli, kas var bt gan �r�js, gan iebv�ts. K� piem�ru aplkosim optisk� sakaru kan�la organiz�šanu starp ABB firmas digit�lo releju un augst�ka l�me�a iek�rtu (TP AVS). Inform�cijas p�rraide notiek ar t� saucamo SPA kopni (skat. sh�mu Error! Reference source not found..).

Sh�m� ir pie�emti sekojoši sa�sin�jumi:

Rx (Receiver) – sign�la uztv�r�js; Tx (Transsmitter) – sign�la raid�t�js.

TP AVS

Tx Rx

Tx Rx Tx Rx Tx Rx

Relejs Nr. 1

Relejs Nr. i

Relejs Nr. n

Opto-elektriskais p�rveidot�js

Att. 2.17 SPA kopnes sh�ma

36

Ar SPA kopni saprot sakaru apar�tu kopumu un p�rraid�mo zi�ojumu form�šanas noteikumus, kuri tiek defin�ti apmai�as protokol�. Fiziski SPA kopne ir optisk�s š iedras cilpa, sec�gi savienojoša relejus un augš�j� l�me�a iek�rtas. Sign�la raid�šana tikai vien� virzien� btiski vienk�ršo optoelektronisk� p�rveidot�ja konstrukciju. Zi�ojums, kuru p�rraida pa optisko cilpu, cirkul� no viena optoelektronisk� p�rveidot�ja uz otru tik ilgi, kam�r atrod savu adres�tu. Saska�� ar SPA protokolu p�rraid�majiem zi�ojumiem ir Att. 2.18. par�d�t� forma.

Att. 2.18 Pa SPA kopni p�rraid�mo zi�ojumu strukt�ra

Lai izsl�gtu konflikta situ�cijas (vienlaic�gu vair�ku sign�lu p�rraid�šanu pa cilpu), augš�j� l�me�a iek�rta ir vadoš� un tikai tai ir dota iesp�ja izanaliz�t inform�ciju. Pakaut�s iek�rtas var tikai atbild�t uz vadošo iek�rtu jaut�jumiem. Gad�jum�, ja vadošajai iek�rtai rodas nepieciešam�ba vienlaic�gi v�rsties pie pakautaj�m, piem�ram, sinhroniz�jot iekš�jos pulkste�us, tiek izmantots t� saucamais plaš�s apraides rež�ms, kur� vis�m pakautaj�m iek�rt�m tiek izmantota viena adrese. Pie SPA kopnes tiek pieskait�ts ar� optoelektroniskais p�rveidot�js. Visplaš�ko pielietojumu ir ieguvis SPA – ZC – 17 p�rveidot�js, kura bloksh�ma par�d�ta att�l� Att. 2.19

Att. 2.19 SPA – ZC – 17 p�rveidot�ja bloksh�ma

Š� iek�rta optiskos sign�lus p�rveido elektroniskajos (TTL – l�menis) un pret�ji. P�rveidot�ju baro vienlaic�gi no operat�v�s str�vas t�kla un releja. Relejam p�rveidot�ju piesl�dz caur t� d�v�to saspraud�a D-tipa savienojumu. Pie raid�t�ja izejas (Tx) un uztv�r�ja ieejas (Rx) optisk�s š iedras kabeus pievieno caur izjaucamiem optiskajiem savienot�jiem. P�rveidot�js var str�d�t ar optiskajiem kabeiem ar stikla š iedras vai plastik�ta serdi. Tom�r j�atceras, ka daž�du tipu kabeos raid�šanai izmanto daž�du vi�u garumu optiskos starojumus. Tas j��em v�r� izv�loties p�rveidot�ja modifik�ciju. Piem�ram, SPA – ZC –17BB. Š iedras tipu

~

Rx Tx

RS485

Ub

9

(RS1-las�t iestat�jumu S1, i�

99 RS1 : : xx crlf

lf > 99 D : 10.1 xx crlf

Starta simbols Adrese (99) Zi�ojuma tips �ojuma

D-dati, utt.

Datu lauks Dati

:

Kontrolsumma

P�araides atsl�gš.

simbols

37

nor�da p�d�jie divi apz�m�juma burti. Pirmais burts nor�da uz raid�t�ju ejoš�s š iedras tipu, bet otrais – uz uztv�r�ju: B- plastik�ta serde; M- stikla š iedra. Analo�iska konstrukcija ir ar� citiem optoelektroniskajiem p�rveidot�jiem. Piem�ram, SPA – ZC – 21 atš ir�b� no iepriekš aplkot�, nav barošanas no t�kla.

2.5.3. T�lru�a sakaru kan�li

T�lru�a sakaru kan�lu galvenais uzdevums ir p�rvad�t balss inform�ciju. Datu p�rvad�šanai šie kan�li zin�m� m�r� j�adapt�. Ener��tik� izmantošanai pieejami divi kan�lu veidi: � Dienesta kan�li, kas rad�ti un finans�ti ar paša uz��muma l�dzekiem. � Publiskie kan�li, ko iznom� no publisko t�klu operatora. Latvij� vadu sakaru

t�lru�u kan�lu pakalpojumu sniegšanas monopols pieder komp�nijai Lattelekom. GSM form�ta mobilos sakarus nodrošina LMT un Tele2. Mobilo sakaru sist�m�s veiksm�gi izmanto modemu Siemens M20T.

Dienesta kan�li m�dz bt k� piln� diapazona, kad frekvences diapazons ir no 100 l�dz 4000 Hz, t� ar� sašaurin�t� diapazona, kad frekvenci virs 3000 Hz izmanto distantm�r�jumu un distantvad�bas sist�mu datu p�rraid�šanai. Nereti p�rraid�šanas frekvence samazin�s zem 2300-2500 Hz, kas praktiski padara neiesp�jamu standarta modemu darb�bu. T�lru�a kan�ls struktur�li sast�v no sekojošiem galvenajiem elementiem: � Abonenta komplekta � Komut�cijas iek�rtas, kas realiz� abonentu savienošanu � Ma�istr�l� kan�la sabl�v�šanas aparatras, kas raid�šanas gal� veic inform�cijas

saspiešanu vai nu ar analogciparu p�rveidojumu, vai, vec�k�s iek�rt�s, nob�dot ton�lo diapazonu uz augš�jo frekven�u pusi. Uztverošaj� gal� notiek pret�js p�rveidojums.

� Paša ma�istr�l� kan�la. Parasti kan�ls sast�v no posmiem un pastiprin�šanas punktiem. Kabeu kan�liem izveido neapkalpojamus pastiprin�šanas punktus (NPP), radiokan�liem – retranslatorus. Ja l�niju veido optisk�s š iedras kabelis, tad l�nij� veido pastiprin�šanas-re�ener�cijas punktus.

Katram abonentam var pieš irt daž�dus piesl�guma variantus: � Standarta l�nija ar izsaukumu � Izdal�ta divvadu l�nija � Izdal�ta �etru vadu l�nija � Pievienojumi T-1, T-2, T-3 – tiešais izvads uz ma�istr�lo kan�lu ar caurlaišanas

sp�ju l�dz 45 Mbitiem/s � Piesl�gums ISDN – 1 vai 2 kan�li datu vai balss zi�ojumu p�rvad�šanai. Katra

kan�la caurlaišanas sp�ja 64 kbiti/s � Iepriekš bija pieejami telegr�fa sakaru kan�li ar caurlaišanas sp�ju 300 biti/s, bet

patlaban sakar� ar atteikšanos no telegr�fa pakalpojumiem šie kan�li tiek likvid�ti. Datu p�rraides iesp�jas liel� m�r� nosaka ma�istr�l� kan�la struktra. Sakaru nodrošin�šanai starp ener��tiskajiem objektiem izmanto tehnolo�ijas, kuru lietošanu

38

dikt� ener��tisko objektu izvietojuma specifika, respekt�vi, bieži vien starp objektiem nevar ier�kot kabea l�niju. Iesp�jami divi varianti. � tiešas redzam�bas gad�jum� – radiorelejkan�la izmantošana; � pašas elektrop�rvades l�nijas izmantošana vai nu p�rraidot inform�ciju pa vadiem

ar paaugstin�tas frekvences sign�lu, vai ar� piekarot/ieguldot optisk�s š iedras kabeli.

Radiokan�lu izmantošana saist�ta ar zin�m�m grt�b�m, jo agr�k izveidot�s radioreleju l�nijas projekt�ja uz frekvenci 450 MHz, bet ar šo frekvenci darbojas NMT standarta mobil�s sakaru sist�mas un Motorola un Kenwood radiostacijas, ko plaši izmanto operat�vie dienesti. T�d� pien�c�gs datu p�rraides l�menis iesp�jams tikai �rpus darba laika, kad trauc�jumu aktivit�te samazin�s. Izmantojot kan�lu, ko veido pašas l�nijas vadi, pa kuriem p�rvada paaugstin�tas frekvences sign�lus, praktiski nevar sasniegt augstus p�rraides �trumus. Tam par iemeslu ir augstais trauc�jumu l�menis (koronas izl�de, rpniec�bas frekvences augst�k�s harmonisk�s komponentes). �paši augsts trauc�jumu l�menis ir l�nij�s, kur�m vis� garum� nav ier�kota aizsardz�bas trose vai trose ier�kota ar p�rtraukumiem. T�d�s l�nij�s augst�ko harmonisko sast�vdau ar k�rtn�bu 3 trauc�jumu l�menis ir tik augsts, ka nevar nodrošin�t stabilus sakarus pat ar 100 bodu �trumu. Vislab�kos rezult�tus dod optisk�s š iedras kabea ier�košana piekarot to vadam vai aizsargtrosei, vai ar� izmantojot speci�lu trosi ar kan�lu šim kabelim. Kabea atkl�t� piek�ršana ir l�t�ka, tom�r palielin�s boj�jumu iesp�ja (pie l�nijas boj�jumiem kabeli p�rdedzina elektriskais loks, iesp�jama kabea apdegšana pie z�les un krmu ugunsgr�kiem) un priekšroka dodama speci�las troses izmantošanai.

39

2.6. Aizsardz�bu mikroprocesorrealiz�ciju programmat�ra

2.6.1. Programmas galvenie bloki

RA un PA mikroprocesorier�ces, kuru struktra par�d�ta att�l� 2.2, kontrol� ieejas sign�lu analogciparu p�rveidošanu un inform�cijas apstr�di, ar programmas pal�dz�bu realiz� l�mumu pie�emšanas procedras. Programmas blokus, kas realiz� RA un PA funkcijas, var dal�t divos pamatveidos: 1. Pamatfunkciju izpilde, t.i. konkr�tu veidu RA un PA funkciju. Šo funkciju veidu

dikt� aizsarg�jam� objekta veids un vieta energosist�m�. 2. Virknes pal�gfunkciju realiz�cija. Šo funkciju kopums nodrošina ier�ces

ekspluat�cijas �rt�bas, palielina ier�ces ekspluat�cijas efektivit�ti. Š� veida funkcijas rad�s l�dz ar mikroprocesortehnikas ien�kšanu un nebija rakstur�gas ne elektromeh�niskaj�m, ne pusvad�t�ju analogaj�m ier�c�m /1, 2/:

� procesu un notikumu re�istr�cija (oscilograf�šana); � procesu un notikumu piesaiste re�l� laika skalai; � iesp�ja ier�ci darbin�t ar vair�k�m iestat�jumu kop�m; � kontrol�jamo procesu parametru m�r�jumi; � inform�cijas sa�emšanas un nodošanas sp�ja; � lo�isko vad�bas sign�lu st�voku atspoguošana; � paškontrole un boj�to bloku boj�jumu identific�šana; � ekspluat�cijas viet� programm�jama lo�ika (atkar�b� no konkr�tiem apst�kiem).

2.6.2. Pamatfunkciju izpildes algoritmi

RA un PA darb�bas pamatalgoritmus, kas sast�da programmatras sint�zes pamatu, pirmk�rt nosaka atbilstoš�s ier�ces konkr�tais m�r uzdevums. Vad�mo un aizsarg�jamo objektu ir daudz, to funkcion�šanas daudzveid�ba pieprasa lielu skaitu sarež��t�bas zi��, kontrol�jamo sign�lu skaita un to apstr�des pa��mienu zi�� atš ir�gu algoritmu. Taj� pat laik� var izdal�t tikai dažas algoritmu sint�z� izmantotas pamatpieejas. T�da dal�juma pamat� ir sint�z� izmantoto algoritmu vien�dojumu veids un tos var dal�t tr�s grup�s: Algebriskie vien�dojumi ar kompleksajiem main�gajiem. Š�dus vien�dojumus var izmantot pie sinusoid�l�m str�v�m un spriegumiem, kas vairum� gad�jumu nav rakstur�gi RA un PA funkcion�šanas nosac�jumiem. Š�m ier�c�m j�darbojas p�rejas procesu s�kuma etap�. Atz�m�to pretrunu likvid� izmantojot ciparu filtrus, kas izdala rpniec�bas frekvences pamatharmonisko sast�vdau un pav�jina citas harmonisk�s komponentes. Visplaš�ko lietojumu ieguvuši nerekurs�vie ciparu filtri, kuru funkcion�šanu apraksta izteiksme /38,39,40,41,42,43 /:

1

( ) ( ),N

ii

y nT K X nT iT�

� �� (2.10)

40

kur y(nT) un X(nT) - atbilstoši filtra izejas un ieejas sign�ls, – diskretiz�cijas interv�ls p�c laika; Ki – ciparu filtra koeficienti. Ciparu filtra (CF) koeficienti nosaka t� amplitdas-frekven�u raksturl�kni (AFR)

( ) ( )j TA H e � (2.11)

un f�zes-frekven�u raksturl�kni (FFR):

( ) arg ( )j TH e � � �� � �, (2.12)

kur

0

1

( )1

ri

ii

mj

jj

c ZH Z

d Z

�

�

�

�

��

�

� (2.13)

-diskr�ta p�rvades funkcija. Att�st�ta ciparu filtr�cijas teorija / 26, 27 / sniedz koeficientu izv�les metodes, kas nodrošina sintez�jam� filtra AFR tuvin�jumu uzdotajai raksturl�knei. Pie kam var iegt daž�das FFR, ieskaitot izteikti line�ras /26,27/. Tieši šo �paš�bu plaši izmanto lai kontrol�jamo sign�lu S harmonisk�s sast�vdaas izteiktu vektoru form�:

Re( ) Im( ),S S j S� � (2.14)

Lai iegtu S vektora komponentes (ortogon�l�s sast�vdaas), izmanto divus CF ar tuv�m AFR un par 90 elektriskiem gr�diem nob�d�t�m FFR /43/ (skat Att. 2.20)

Att. 2.20 Strukt�ra sign�lu att�lošanai vektoru form�

Sign�lu izteikšana (2.14) veid� ir oti �rta un nodrošina iesp�ju RA un PA darb�bas algoritmu aprakst� izmantot elektrotehnikas klasiskos vien�dojumus un pa��mienus. Ortogon�lo sast�vdau izdal�šana var bt paskaidrota ar sign�lu korel�cijas teorijas pal�dz�bu/20,26/ Divu sign�lu korel�ciju var defin�t ar izteiksmi

CF1

CF2

X(nT)

SRC(nT)

SIM(nT)

S(nT)

41

� � � � � �1lim

2xy x t y t dt�

��

� �� !

�

" � �# , (2.15)

vai rež�a funkciju gad�jum� /44, 45, 46, 47, 48/:

� � � � � �1

1 N

xyk

x k t y k tN

� ��

" � � � �� .(2.16)

kur � �x t - periodisk� ieejas funkcija ar periodu � ; � �y t �� - korel�još� funkcija. Pie�emsim, ka kontrol�jamo sign�lu kop� ar augst�k�m harmonik�m var aprakst�t sekojošas izteiksmes veid�:

� � � �01

sinN

n nn

x t A A n t ��

� � �� (2.17)

un to korel�sim ar sinusa funkciju � � siny t n t � , (2.18)

kur n - harmonika, kuru ir v�lams izdal�t. Pielietojot iepriekš uzrakst�tas izteiksmes, izteiksmi (2.15) att�losim sekojoš� veid�:

� � � � � �� �0

1sin sin

2

T

xy n nT

A A n t n t dtT

� � ��

$ %" � � � �& '

( )�# (2.19)

Integr�jot izteiksmi (2.19) un aizvietojot T*

� , dabjam:

� � � �1cos

2xy n nA n t� �" � � (2.20)

jeb, pie 0� � ,

� � 10 cos

2xy n nA �" � (2.21)

Analo�iski apr� in�sim � �,

xy �" , tikai šaj� gad�jum� korel�sim izm�r�to sign�lu ar kosinusa funkciju:

� � � �, 1sin

2xy n nA n t� �" � � (2.22)

jeb, pie 0� � ,

42

� �, 10 sin

2xy n nA �" � (2.23)

Rež�a funkciju gad�jum� viegli iegt:

� � � �

� � � �

1

,

1 20 sin

1 20 cos

N

k

kx k a

N N

kx k b

N N

*

*�

" � �

" � �

�

� .(2.24)

Tad�j�di ar korel�cijas pa��miena pal�dz�bu var iegt to pašu izteiksmi, kuru izmanto Furje rindas koeficentu apr� iniem. Sinusa un kosinusa funkciju lielumi ir j�apr� ina off-line , pirms m�r�šanas s�kuma. Digit�l�s filtr�cijas darb�ba ir sast�d�ta no izm�r�to lielumu reizin�šanas ar filtra koeficientiem un reizin�jumu rezult�tu summ�šanas. Atz�m�sim, ka gad�jum� ja sinusa un kosinusa korel�jušo funkciju viet� izmantot impulsa funkcijas var viegli iegt ar� citus filtrus, piem�ram k� /44, 45, 46, 47, 48/. Izstr�d�tas daudzas CF sint�zes metodes, kas piem�rotas izmantošanai RA un PA /44, 45, 46, 47, 48/. S�kotn�ji p�tnieku centieni bija v�rsti izmantojam� procesora raž�bas pras�bu samazin�šanas virzien�. Priekšlikumi par Hara, Volša funkciju, veselo skaitu koeficientu izmantošanu /46/ paredz�ja mikroprocesortehnikas s�kumetap� grti realiz�jam�s reizin�šanas funkcijas aizst�t ar saskait�šanas un at�emšanas oper�cij�m. Patlaban, kad eksist� procesori, kas reizin�šanas oper�ciju sp�j veikt viena maš�nas takta laik�, min�tie darbi zaud�juši aktualit�ti. Summ�jot nerekurs�vo CF p�tniec�bas rezult�tus var apgalvot /47,48,49/

� Pamatharmonisk�s vektora izdal�šanai ar pie�emamu precizit�ti nepieciešams nov�rošanas interv�ls 0,01 - 0,02 s /46/;

� Kvant�šanas interv�lam T j�atbilst 10 – 20 atskait�m rpniec�bas frekvences perioda laik�.

� Izmantojot nerekurs�vos ciparu filtrus vairum� gad�jumu pie�em, ka pamatharmonisk�s (rpniec�bas) frekvence ir nemain�gs lielums. Gad�jumos, kad š�ds pie��mums nav pieaujams, j�izmanto sarež��t�ki filtr�cijas algoritmi /50,51,52/. Nepieciešam� nov�rošanas laika samazin�šanai izmanto Kalmana filtrus /53/, tom�r to izmantošana nav plaša.

Ciparu filtru sint�zes pamati doti Pielikum� 1. Diferenci�lvien�dojumi. Šaj� gad�jum� tiek uzskat�ts, ka zin�ma kontrol�jam� objekta aizvietošanas sh�ma (visbiež�k ar R-L elementiem), kurai sast�da diferenci�lvien�dojumu, kur� saist�tas aplkojam�s str�vas un spriegumi. Piem�ram, R-L �des gad�jum� var rakst�t:

( )

( ) ( )di t

u t R i t Ldt

� � (2.25)

Izmantojot vien�dojuma (2.25) starp�bu analogu, maz�ko kvadr�tu metodi un n atskaites (str�vu un spriegumu AC-p�rveidojumu rezult�tus) viegli iegt R un L nov�rt�jumus /55, 56/.

43

Iesp�jams izmantot sarež��t�kus vien�dojumus, kas, piem�ram, atbilst R-L-C �d�m un savienojumiem /54/. Kopum�, k� par�da padziin�ta anal�ze, diferenci�lvien�dojumu lietojums nedod �pašas priekšroc�bas sal�dzin�jum� ar augst�k aplkotajiem algebriskajiem vien�dojumiem. Diferenci�lvien�dojumi ar parci�lajiem atvasin�jumiem. Tie atbilst l�nij�m ar izklied�tiem parametriem un vi�u procesiem. T�das pieejas realiz�cijas m��in�jumi /57, 58, 59/ bija jau izmantojot analogo tehniku, tom�r l�dz pat šim laikam nav guvuši plašu pielietojumu. Rezum�jot RA un PA galveno uzdevumu risin�šanas algoritmu sint�zes metožu �so apskatu atz�m�sim: � ir algoritmu sarež��t�bas pieaugšanas tendence; � rad�tas daž�das jaud�gas metodes, kas auj risin�t RA un PA plašu uzdevumu loku.

44

2.7. Servisa un citas funkcijas

2.7.1. Procesu un notikumu re�istr�cija

Pirmie m��in�jumi realiz�t av�rijas procesu re�istratorus, izmantojot mikroprocesoru elementu b�zi, tika veikti pirms aptuveni 20 gadiem /58/. Re�istrators tika savietots ar elektrop�rvades l�nijas distantaizsardz�bu / 59,60,61/. V�l�k av�rijas procesu re�istr�cija kuva par praktiski visu uz mikroprocesoru elementu b�zes izveidoto RA un PA ier��u neat�emamu sast�vdau. Pirms�kumos grti atrisin�mu probl�mu rad�ja nepieciešam�ba saglab�t iev�rojama apjoma inform�ciju (desmiti, v�l�k simti kilobaitu). Atmi�as elementu lom� izmantoja pusvad�t�ju un magn�tiskos (disketes) elementus. Inform�cijas atspoguošanai izmantoja printerus /58/. 1990-to gadu s�kum� kuva ac�mredzams un realiz�jams sekojošais: 1. Nepieciešam� darb�bas drošuma nodrošin�šanai j�izmanto statisk� tipa atmi�as

integr�l�s mikrosh�mas (kuva pieejamas lielas integr�cijas pak�pes mikrosh�mas).

2. Inform�cijas nolas�šana un anal�ze j�veic izmantojot person�los datorus, bet t�s p�rvad�šanai j�izmanto modemi un t�lru�u sakaru kan�li.

Vienlaic�gi ar av�rijas procesu analogo raksturlielumu re�istr�ciju rad�s un tika atrisin�ts komut�cijas tehnikas (sl�dži, releji) kontaktu st�voka kontroles uzdevums. Ar re�istr�cijas funkciju apg�d�to RA un PA ier��u skaita pieaugums dikt�ja inform�cijas v�kšanas, glab�šanas un izmantošanas procesu automatiz�cijas nepieciešam�bu. Tika s�kta šo probl�mu risin�šanai nepieciešam�s programmatras rad�šana. Rad�s ar� m�r�jumu sinhroniz�cijas uzdevums. Pied�v�tas t� risin�šanas iesp�jas /61, 62, 63, 64, 65/. Analiz�jot moderno re�istratoru tehniskos raksturojumus var atz�m�t: � visi msdien�gie re�istratori nodrošina dažu desmitu sekunžu garu procesu ierakstu

un saglab�šanu; � kvant�šanu veic ar periodiskumu 10-32 nolas�jumi rpniec�bas frekvences perioda

laik�; � termin�li apg�d�ti ar vienk�rš�ko notikumu atpaz�šanas funkciju un sp�j uz

iebv�tiem displejiem izvad�t atbilstošus pazi�ojumus; � inform�cijas v�kšanai un atspoguošanai izmanto PD un daž�das specializ�tas

programmatras paketes; � daž�du ražot�jfirmu re�istratoru savietojam�bas nodrošin�šanai izstr�d�ts

starptautisks standarts Comtrade /64/; � re�istratoros lietotajiem ACP ir sam�r� liels k�rtu skaits (12-14) un tie nodrošina

augstu p�rveidošanas precizit�ti. Tad�j�di, modernie av�rijas procesu re�istratori apvelt�ti ar pietiekami att�st�t�m un tehniski piln�g�m iesp�j�m. Tom�r joproj�m past�v iesp�ja piln�got inform�cijas v�kšanas, anal�zes un atspoguošanas procesu programmatru.

45

2.7.2. Iestat�jumu ievad�šana, glab�šana un atspogu�ošana Mikroprocesortehnikas att�st�bas s�kumstadij� iestat�jumu ievad�šana un saglab�šana sag�d�ja nopietnas grt�bas /56/, kuru pamat� bija sekojošas pras�bas: � iestat�jumu daudzk�rt�jas izmain�šanas iesp�jas; � to saglab�šana pie operat�v�s barošanas ilgstošas pazušanas. Pie mikroprocesortehnikas elementu izveidošanas tehnolo�ijas att�st�bas msdienu l�me�a min�to probl�mu risina izmantojot atmi�as elementus, kas satur savu neatkar�gu un ilgstošai izmantošanai paredz�tu barošanas avotu /32/. Š�du atmi�as elementu lietošana iestat�jumu v�rt�bu izmain�šanai un atspoguošanai deva t�das iesp�jas, ka iev�rojami pieauga iestat�jumu skaits (daudzos gad�jumos tas ir attaisnojoši, jo auj raeliz�t ier��u efekt�v�ku adapt�ciju konkr�tos ekspluat�cijas apst�kos). Vienlaic�gi rad�s iesp�ja saglab�t vair�kus iestat�jumu mas�vus (galveno un rezserves), ko ieved saska�� ar apriori paredz�t�m aizsarg�jam� objekta rež�ma izmai��m (remonta rež�mi). Nepieciešam�ba ievad�t un kontrol�t desmitiem un pat simtiem iestat�jumu rad�ja nepieciešam�bu automatiz�t šo procesu. Rad�s ideja iestat�jumus p�rvad�t no operatora datora uz RA un PA ier�ci (vai otr�di) pa sakaru kan�liem. Procesa nodrošin�jumprogrammas ir msdien�gu RA un PA kompleksu neat�emama sast�vdaa.

2.7.3. M�r�jumu sinhroniz�cija

M�r�jumu sinhroniz�cija energosist�mas m�rog� var btiski ietekm�t daudzu probl�mu risin�šanas pa��mienus / 67, 68, 69 /. Tom�r š�s idejas realiz�cija izr�d�s d�rga un joproj�m tehniski grti realiz�jama / 70, 71, 72, 73 /. Zin�mi vair�ki sinhroniz�šanas realiz�šanas pa��mieni / 74, 75 /: � p�rvadot sinhroniz�jošus sign�lus pa sakaru satel�tkan�liem; � izmantojot gaismvadu sakaru kan�lus. Tehniskos sarež��jumus nosaka divi galvenie faktori: 1. Sist�mas izm�ri un teritori�l� izkliede. 2. Nepieciešam� precizit�te (piem�ram, risinot boj�juma vietas fiks�šanas uzdevumu

sinhroniz�cijas kdai 1 s atbilst att�luma noteikšanas kda aptuveni 300 m). Neraugoties uz risin�m� uzdevuma realiz�cijas sarež��t�bu par to joproj�m saglab�jas stabila interese. Par�d�s arvien jaunas publik�cijas par sinhrono m�r�jumu izmantošanu un eksperimentiem automatiz�jot energosist�mas atseviš as daas /75/.

2.7.4. Pašp�rbaude un boj�to bloku noteikšana M��in�jumi realiz�t pašp�rbaudes funkcijas un identific�t boj�tos blokus tika veikti jau izmantojot analogo tehniku /76, 77/. Izmantoja aizliegto kombin�ciju paz�mes aizsardz�bu lo�iskaj� da� /77/, zin�mi m��in�jumi ievest atgriezenisko saiti – rad�t

46

m�ksl�gus aizsardz�bas atgriešan�s apst�kus p�c t�s nostr�des. Ja nenotika aizsardz�bas atgriešan�s, tad var�ja kvalific�t boj�jumu /76/ . Sam�r� plaši izmantoja pusautom�tiskus dažu bloku da�jas p�rbaudes pa��mienus. Šie pa��mieni balst�j�s uz m�r�šanas vai lo�isko bloku nostr�des apst�ku m�ksl�gu rad�šanu un nostr�des kontroli (izmantojot mirdzdiožu indik�ciju). Tom�r kopum� var apgalvot, ka analog�s pašp�rbaudes funkcijas aptv�ra tikai nelielu ier�ces dau un bija saist�tas ar papildizdevumiem, papildbloku un elementu izmantošanu un t�d� plašu izplat�bu neguva. Mikroprocesortehnika izr�d�j�s piem�rota aplkojamo funkciju realiz�šanai sekojošu iemeslu d� /78, 79, 80 /: 1. Praktiski nav nepieciešami papildus aparatras izdevumi. Pašp�rbaudi realiz� ar

programmatras l�dzekiem. 2. Pieejami ar� citu funkciju realiz�šanai izmantotie bloki indik�cijai un datu

apmai�ai ar PD. Pa��mienus, ko izmanto pašp�rbaudes veikšanai un boj�to bloku noteikšanai, var sadal�t 3 grup�s: 1. Mikroprocesora centra p�rbaude (procesors, atmi�as bloki, kopnes), pie kam: � realiz� kontrolsummu noteikšanas procedras, kontrolskaitu ierakst�šanu-

nolas�šanu un citas procedras, ko izmanto visp�r�jas lietošanas mikroprocesortehnikas darbsp�jas p�rbaud�m /80, 81/.

� kontrol� iepriekš zin�mu (ar programmas struktru uzdotu) programmas bloku sec�bu. Tam izmanto speci�li šiem m�r iem rad�tu mikrosh�mu – “Watch dog” /32/. Programmas veido ar t�du apr� inu, lai korektas izpildes gad�jum� uz min�to mikrosh�mu tiktu padoti uzdotas frekvences impulsi. Programmas bloku sec�bas izjaukšanas gad�jum� main�s �ener�to impulsu parametri un nostr�d� mikrosh�ma, kas signaliz� par boj�jumu un aptur kontrol�jam�s aizsardz�bas darb�bu.

2. Ieejas �žu p�rbaude (str�vas un sprieguma ieejas p�rveidot�ji, to piesl�gšanas �des pie prim�rajiem p�rveidot�jiem, ACP trakts). Šaj� gad�jum� boj�juma identific�šanai izmanto zin�šanas par RA un PA funkcion�šanas specifiskiem nosac�jumiem:

� kontrol�jamo tr�sf�žu spriegumu un str�vu sist�mu simetrija. Iev�rojamas nesimetrijas par�d�šan�s iesp�jama tikai av�rijas rež�mos, t�d� ilgstoši past�vošas nesimetrijas fiks�jums var kalpot par ieejas �žu boj�juma paz�mi;

� kontrol�jamo sign�lu harmoniskais sast�vs. Par boj�juma paz�mi var kalpot ilgstoša btiska augst�ko harmonisko sast�vdau kl�tbtne kontrol�jamajos sign�los;

� norm�l� rež�m� spriegumu v�rt�bas ir uzdotaj� diapazon�. No boj�jumu konstat�šanas viedoka visas min�t�s paz�mes ir inerci�las. 3. Izejas bloku (releji un to vad�bas �des, sakaru interfeiss) p�rbaude. Boj�jumi izejas releju blok� var rad�t divu veidu atteices /82/: � nesankcion�tu atsl�gšanu. Mikroprocesortehnika sp�j nov�rst š� tipa atteici.

Pietiekami izmantot izejas releju inerces �paš�bu un kontrol�t spriegumu uz releja spoles (nostr�des laiks no sprieguma padošanas uz spoli ir dažas milisekundes). Konstat�jot nesankcion�tu sprieguma par�d�šanos uz releja spoles tiek realiz�ta iedarbe uz operat�vo spriegumu un nov�rsta releja nostr�de /76/.

47

� nenostr�de pie nostr�des piepras�juma. Šo atteices veidu var nov�rst dubl�jot izejas relejus un to vad�bas �des.

Sakaru interfeisu boj�jumus viegli konstat�t sakaru seansu laik� nostot-sa�emot kontroles virknes.

2.8. Ieregul�šana un p�rbaudes Ieregul�šanas un p�rbaudes probl�ma ir bijusi aktu�la visos RA un PA att�st�bas etapos. Probl�mas risin�šanai izmantoja un izmanto speci�lu tehniku, kura izg�jusi divus att�st�bas etapus: 1. Realiz�cija izmantojot analogo elementu b�zi. 2. Realiz�cija ar hibr�diem elementiem (ciparu un analogajiem). Ieregul�šanas un p�rbaudes tehnisko l�dzeku (IEPTL) galvenais uzdevums ir laboratorijas apst�kos rad�t procesus, kas tuvi av�rijas procesiem, kuru kontrolei rad�ta p�rbaud�m� ier�ce. Eksist� divu pamattipu IEPTL:/79/ � model�jošas sinusoid�lu spriegumu un str�vu izmai�as procesus. Šaj� gad�jum�

izmanto regul�jamus un vad�mus str�vu un spriegumu avotus. P�rbaudes bt�b� sast�v daudziem eksperimentiem, kas atbilst ier�ces nostr�des vai nenostr�des apst�kiem.

� model�jošas procesus, kas tuvi re�lajiem. Tam tika izmantoti fizisk�s model�šanas pa��mieni, mazas jaudas �eneratori, transformatori, elektrop�rvades l�niju fiziskie modei. P�rbaudes laik� imit� daž�du boj�jumu veidus un fiks� p�rbaud�m�s ier�ces reakciju

Att. 2.21 Hibr�da IEPTL strukt�ra

EOCM – ener��tikas objekta ciparu modelis; �� – ciparanalogp�rveidot�js; ACP – analogciparu p�rveidot�js; > - pastiprin�t�js Mikroprocesortehnikas un citas ciparu tehnikas izmantošana noveda pie att�l� Att. 2.21 par�d�t�s struktras. EOCM struktr� ir person�lais dators, ko izmanto eksperimentu rezult�tu apstr�dei. ACP atgriezeniskaj� sait� starp pastiprin�t�ju un EOCM paredz�ts p�rveidojumu augstas precizit�tes iegšanai kompens�jot pastiprin�t�ju ienest�s kdas. Atz�m�sim,

��

EOCM ���

�AP

ACP RA

u(t)

i(t)

48

ka pastiprin�t�ju realiz�cija ir sam�r� sarež��ts tehniskais uzdevums, �paši realiz�jot str�vas pastiprin�t�ju. Galveno probl�mu rada nepieciešamais str�vu l�menis – daži desmiti (l�dz 200) amp�ru. Elektroener��tisko objektu un sist�mu procesu ciparu model�šanai var izmantot atst�t�to teoriju par elektromagn�tiskajiem un elektromeh�niskajiem p�rejas procesiem /84,85/ , k� ar� jaud�gas rpniecisk�s programmas /86, 87 /.

2.9. Secin�jumi 1. Energosist�ma ir sarež��ts autom�tisk�s vad�bas objekts un viena no

svar�g�kaj�m sast�vda�m ir relejaizsardz�ba un pretav�riju autom�tika. 2. Mikroprocesortehnikas izmantošana RA un PA nodrošin�ja tai papildiesp�jas,

palielin�ja darb�bas drošuma un efektivit�tes l�meni. 3. Mikroprocesortehnikas izmantošana izsauca RA un PA funkcion�šanas

algoritmu sarež��t�bas pak�pes pieaugšanas tendenci, kompleksu ier��u rad�šanu, kas apvieno vair�kus autom�tikas veidus.

4. Baltijas energosist�m�s nepieciešams nomain�t mor�li un fiziski novecojuš�s RA un PA ier�ces. Nepieciešams rekonstru�t simtiem apakšstaciju, nomain�t tkstošiem RA un PA komplektu, kas dikt� ier��u izstr�des un izgatavošanas aktualit�ti Latvij�.

5. Sarež��tu, kompleksu RA un PA mikroprocesorier��u ieregul�šana un ekspluat�cija nav iesp�jama bez speci�liem tehniskiem l�dzekiem, kas nodrošina šo procesu automatiz�ciju.

6. RA un PA ier��u konkur�tsp�ju un efektivit�ti nosaka ne tikai pamatfunkciju izpildes algoritmu tehnisk� piln�ba, bet liel� m�r� ar� servisa un citu funkciju izpildes l�menis: � a

v�rijas procesu re�istr�cijas, atspoguošanas un anal�zes; � p

iem�rot�ba datu apmai�ai ar cit�m ciparu sist�m�m, it �paši ar person�lajiem datoriem un izmantojot daž�dus sakaru kan�lu tipus;

� kontrol�jamo sign�lu m�r�šana un atspoguošana.

7. RA un PA mikroprocesorier��u izstr�dei j�bt saist�tai ar programmatras l�dzeku izstr�di servisa un papildfunkciju efekt�vai izpildei.

8. Mikroprocesoru elementu b�zes strauju att�st�bu pavada komplekso iek�rtu noska�ošanas un p�rbaudes sarež��jumi

49

3. Datu pl�smu vad�ba energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas hierarhiskaj�s sist�m�s

Relejtermin�li un to vieta energoobjektu hierarhiskaj� vad�bas sist�m�. Sist�ma SCADA. Datu apmai�as protokoli, sist�mas strukt�ra. Intelektu�lie koncentratori un operatora person�lais dators. Sakaru kan�li un modemi. Termin�lu, koncentratoru un person�lo datoru programmat�ra. Savienojuma dators-termin�ls vad�ba, iestat�jumu redi��šana. ������������ ��� ������

3.1. Ievads Lok�lo savstarp�ji teritori�li att�lin�to autom�tikas ier��u apvienošana vienot� sist�m� rad�ja jaunus priekšnoteikumus energosist�mu drošuma un ekonomiskuma turpm�kai paaugstin�šanai /28/. Taj� pat laik� apvienošana noveda pie intens�vas starpelementu datu plsmas. Šo plsmu intensit�te pieaug aizst�jot vec�s lok�l�s ier�ces ar jaunajiem relejtermin�liem uz mikroprocesoru b�zes /28, 60, 61/. Š�di termin�li, l�dztekus tradicion�laj�m objektu vad�bas funkcij�m av�rijas rež�mos, ir sp�j�gi veikt daudzu m�r�jumu funkcijas, procesu un notikumu fiks�ciju, �ener�t pazi�ojumus par boj�jumiem utt. Energosist�mas av�rijas notikuma rezult�t� var rasties nepieciešam�ba p�rvad�t datus, kuru apjoms sasniedz simtus vai pat tkstošus kilobaitu. T�du situ�ciju piem�rs ir boj�tu objektu atsl�gšana, ko pavada nepieciešam�ba analiz�t digit�l�s oscilogrammas /60, 61/. Patreiz�j� moment� datu v�kšanu un apstr�di energosist�m�s realiz� ar div�m savstarp�ji relat�vi v�ji saist�t�m sist�m�m: 1. SCADA (Supervision Control and DATA Aquisition /28/ ), kas pirmk�rt paredz�ta energosist�mas rež�mu operat�v�s vad�bas vajadz�b�m. Visp�r�g� gad�jum� sist�ma SCADA sast�v no vair�kiem l�me�iem (Att. 3.1).

50

Att. 3.1 Sist�ma SCADA visp�r�g� gad�jum�

Katrs sist�mas l�menis parasti sast�v no daudz�m daž�du ražot�ju pieg�d�t�m ier�c�m (atseviš as RA un PA ier�ces, person�lie datori, datu p�rvades sist�mas) ar daž�du programmatru un daž�du aparatras realiz�ciju. Sist�mas SCADA izstr�d�t�ji nodrošina š�s sist�mas t�l�kas paplašin�šanas un atjaunotnes iesp�ju veidojot to k� “atv�rtu sist�mu”, kas auj:

� Sadarboties ar cit�m vad�bas un kontroles sist�m�m; � Iekaut sist�m� daž�du ražot�ju ier�ces; � Piekt jebkura sist�mas l�me�a datiem.

Sist�mas atv�rt�bu realiz� ar diviem pa��mieniem: � Datu pasniegšanas formas standartiz�cija; � Datu apmai�as pa��miena programmatras un aparatras standartiz�cija.

2. Datu v�kšanas un relejtermin�lu un av�rijas notikumu un procesu re�istratoru vad�bas sist�ma (š�das sist�mas piem�ram var kalpot veidojam� sist�ma REMIS)/88, 89/. Š� sist�ma pirmk�rt nodrošina energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas dienestu risin�mos uzdevumus. Šo sist�mu m�r uzdevums, funkcion�šana un t�m izvirz�t�s pras�bas ir btiski atš ir�gas. Sist�mai SCADA j�nodrošina datu sav�kšana un apstr�de adekv�ti tekošajam rež�mam, praktiski re�laj� laik�. Relat�vi nelielais datu apjoms, ko sav�c katr� objekt�, non�k dispe�era r�c�b�, bet t�du objektu skaits m�r�ms simtos, pat

Elektroener�ijas ražošanas, sadales un pat�r�šanas procesu optimiz�cija

Glob�lais komunik�ciju t�kls

Elektroener�ijas ražošanas vad�ba

Elektroener�ijas p�rvades vad�ba

Elektroener�ijas sadales vad�ba

Staciju un apakšstaciju komunik�ciju t�kls

Elektroener�ijas ražošanas automatiz�cijas

sist�ma stacij�

� � � � � �

Apakšstacijas automatiz�cijas sist�ma

� � � � � �

51

tkstošos. T�d� pat modernas sist�mas nesp�j nodrošin�t datu p�rvad�šanu no konkr�ta objekta uz centru ar �trumu simti bitu sekund�. Otrai sist�mai j�nodrošina datu apmai�a tikai relat�vi retu av�rijas situ�ciju gad�jumos (�ssl�gumi, av�rijas atsl�gumi, iek�rtu atteices utt.). Pie kam, k� tas atz�m�ts jau augst�k, inform�cijas apjoms var bt m�r�ms simtos kilobaitu un, atkar�b� no av�rijas situ�cijas, inform�cijas nodošanai var tikt izmantotas dažas sekundes. Moderno SCADA struktra nodrošina datu sa�emšanu un nodošanu ne tikai p�c dispe�era iniciat�vas, bet ar� p�c citu lietot�ju piepras�juma, ja datori darbojas kop�j� t�kl�. No š� viedoka var run�t par datu kontroles un vad�bas vienotu sist�mu. Tom�r SCADA izmantotie sakaru kan�li visp�r�g� gad�jum� nesp�j nodrošin�t �tru liela apjoma inform�cijas p�rvad�šanu un, t�tad, relejaizsardz�bas un autom�tikas vajadz�b�m j�izveido tam piem�rota sist�ma. Š�das sist�mas izstr�de, pirmk�rt, ierobežota ar stingriem cenas noteikumiem un, otrk�rt, sist�mai j�nodrošina pietiekama elast�ba un lietot�ja �rt�bas. Svar�gs ir ar� nosac�jums, ka sist�mu ievies�s pak�peniski un ar laik� main�giem nosac�jumiem.

3.2. Sist�mas strukt�ra un aparat�ra

Pietiekami l�tas, elast�gas un univers�ls relejtermin�lu datu v�kšanas un vad�bas sist�mas realiz�cijas struktras mekl�jumi noveda pie risin�juma, kas par�d�ts att�l� Att. 3.2. Sist�ma satur ar optisk�s š iedras vai vadu sakaru kan�liem savstarp�ji savienotus relejtermin�lus (RT), uz mikroperson�l� datora ( piem�ram, Octagon Systems ražojums ) b�zes izveidotu intelektu�lo koncentratoru un modemu. Koncentrators k� struktras elements nav oblig�ts. Vienk�rš�kos gad�jumos inform�cijas apmai�u ar centr�lo datoru var nodrošin�t ar� bez koncentratora. Tom�r šaj� gad�jum�, �emot v�r� ierobežot�s iesp�jas pie relejtermin�lu realiz�cijas, j�apmierin�s ar datu apmai�u tikai ar modema un t�lru�a sakaru kan�la pal�dz�bu.

Att. 3.2 Datu v�kšanas un vad�bas sist�ma

No citu firmu RT

Koncentrators �

R� R� R� LAN WAN

SCADAAA

M

LAN WAN

T�lr. sakaru kan�ls

T�lr. kan�ls

Centr�l� dienesta person�lais

52

Tiek ar� zaud�ta iesp�ja vienot� t�kl� apvienot daž�du izgatavot�jfirmu termin�lus. N�kas atteikties no sakaru nodibin�šanas p�c inicist�vas “no apakšas“, t.i. pie notikumiem, ko fiks� relejtermin�li. P�d�jais apgalvojums izskaidrojams ar relat�vi sarež��to sakaru nodibin�šanas procedru izmantojot modemus un t�lru�a sakaru kan�lus. Ja sakaru nodibin�šanu ierosina relejtermin�ls un nav intelektu�l� koncentratora, tad š� procesa vad�bas funkcijas j�realiz� ar termin�la pal�dz�bu. T�d� rodas pras�bas p�c liel�ka programmatras atmi�as apjoma, kas, iev�rojot termin�lu lielo skaitu, ir neizdev�gi gan no darb�bas drošuma, gan cenas viedoka.

3.3. Modemi un koncentrators � Modemi. Šo ier��u ekspluat�cija apakšstacijas apst�kos rada �pašas pras�bas

attiec�b� uz ieprogramm�t� rež�ma saglab�šanu. Daž�du izgatavot�jfirmu vair�ku desmitu modemu ekspluat�cijas process par�d�ja divas šo ier��u izmantošanas iesp�jas:

1. Nodrošinot ieprogramm�t� rež�ma saglab�šanu ekspluat�cijas apst�kos apakšstacij�s ar palielin�tu trauc�jumu l�meni. Daž�du izgatavot�jfirmu (USRobotics, Octocomm, Haes, Westermo) modemu eksperiment�l� izmantošana par�d�ja, ka vispiem�rot�kie un droš�kie ir modemi, kuriem ir ar aparatru realiz�jams aizliegums main�t darb�bas rež�mu un funkcija “Watch Dog”, t.i. sp�ja �ener�t apar�tatgriešanu konstat�jot programmas trauc�jumu.

2. Realiz�jot periodisku inicializ�ciju, ko veic vadoties no darb�bas rež�ma iesp�jam� trauc�juma, ko var rad�t apakšstacijas trauc�jums. Pie kam, ja apakšstacij� nav intelektu�l� koncentratora, tad ar inicializ�šanas sp�j�m j�bt apvelt�tiem relejtermin�liem. Atz�m�sim, ka visp�r�jas lietošanas modemu inicializ�cijas komandas atkar�gas no izgatavot�jfirmas un modema markas. T�d�, �emot v�r� �tr�s izmai�as modemu tirg, j�nodrošina iesp�ja, atkar�b� no izmantot� modema tipa, izmain�t inicializ�cijas programmu.

Pirm� no par�d�taj�m iesp�j�m ir l�t�ka, droš�ka un t�d� tai ir priekšroc�bas. � Mikroperson�ldators (MikroPD). Š�di MikroPD piem�roti darb�bai rpnieciskos

apst�kos, tiem ir person�lo datoru sp�jas darboties t�kl� un tos var apg�d�t ar PD vajadz�b�m izstr�d�to programmatru. Tas noz�m�, ka uz š�du MikroPD b�zes izveidota koncentratora iesl�gšana aplkojamaj� struktr� sniedz jaunas iesp�jas darb�bai daž�dos t�klos un no�em ierobežojumus, kas rodas pie�emot izstr�dei otro relejrtermin�lu variantu. V�l vair�k, rodas iesp�ja objekta l�men� rad�t intelektu�lu ier�ci, kas sp�j atpaz�t notikumu un procesu noz�m�gumu, racion�li noteikt pazi�ojumu nodošanas sec�bu un tml.

3.4. Sakaru kan�li

Patreiz�j� moment� pieejamas 5 galven�s kan�lu grupas 1. Pašu uz��mumu t�lru�a sakaru kan�li 2. Vadu kan�li, ko pied�v� publiskie t�lru�u sakaru operatori

53

3. Mobilo (šnu) sakaru operatoru kan�li 4. Komp�niju kan�li, kuras pied�v� pieeju internetam 5. Sakaru pavado�u kan�li. Vispievilc�g�kie ir uz��mumu kan�li, pirmk�rt, visai stingr�s publisko operatoru cenu politikas d�. Tagad tas ir visatt�st�t�kais virziens un vairums energosist�mu invest� l�dzekus savu t�lru�a kan�lu rekonstrukcij�. T�d� datu p�rvad�šanai m�r tiec�gi oriet�ties uz ton�lo frekven�u diapazona t�lru�a kan�liem. Jaunaj�s ciparu l�nij�s veiksm�gi izmanto standarta modemus. Sarež��jumi rodas ar sa�sin�t� frekven�u diapazona kan�liem, kuros frekven�u diapazona virsto�a dau izmanto sist�mas SCADA darb�. Š�das l�nijas raksturo frekven�u diapazons no 300 l�dz 2300 Hz un attiec�ba sign�ls/troksnis (SNR) l�dz 5 dB. T�d�m l�nij�m var izmantot sekojošus protokolus: � V.21 dupleksais protokols, kas paredz kan�lu sadal�šanu un darb�bu ar frekvenc�m

980/1180 Hz un 1650/1850 Hz. Izmanto frekvences modul�ciju FSK. Trkums ir mazais p�rraides �trums – 300 biti sekund� (b/s).

� V.22 dupleksais protokols, kas izmanto 4-DPSK modul�ciju un frekven�u diapazonu 1200/2400 Hz. P�rraides �trums – 1200 b/s. Protokola spoguatt�la kopija ir amerik��u Bell 212�.

� V.22.bis modifik�cija V.22 ar modul�ciju 16- QAM,kas auj palielin�t p�rraides �trumu l�dz 2400 b/s. Izmantojot š� protokola modifik�ciju firma ��������-�� (Krievija) ir izstr�d�jusi modemu AnCom STE-1842. Amplitdas-f�zes modul�cija 16-QAM pie frekvenc�m 900 un 1800 Hz (standarta 1200 Hz un 2400 Hz viet�) auj iegt sign�lu spektra optim�lu izvietojumu diapazon� 600 –2100 Hz, kas rakstur�gs kan�liem ar sašaurin�tu ton�lo diapazonu.

� V.23 pusdupleksais protokols, kas darbojas pie frekvenc�m 1300/1700 Hz, 1850/2100 Hz izmantojot frekvences modul�ciju FSK. P�rraides �trums 1200/75 b/s. Patlaban š�du protokolu uztur tikai rpnieciskie modemi (piem�ram, Westermo TD-22).

� V.26 bis – pusdupleksais protokols, kas izmanto DPSK modul�ciju ar nesošo frekvenci 1800 Hz, modul�cijas �trumu 1200 bodi, ar frekven�u diapazonu 1200 – 2400 Hz. Šis protokols nodrošina p�rraides �trumu 1200/2400 b/s. Diemž�l izgatavot�jfirmas šo protokolu realiz� tikai modemiem ar izdal�t�m 4 vadu l�nij�m (piem�ram, Zyxel U-1496 un t� v�l�k�s modifik�cijas).

� PEP – firmas Telebit ori�in�lais pusdupleksais protokols, kas paredz p�rraides �trumu l�dz 23000 b/s. Protokols paredz visa frekven�u diapazona sadal�šanu atseviš u šauras joslas kan�lu grup�. Pa katru no šiem kan�liem p�rraida kop�j�s datu plsmas porciju. Iesp�jama katra kan�la p�rraides �truma individu�la regul�šana. Diemž�l firma � � !�� ir atteikusies uztur�t protokolu savos jaunajos modeos.

� V.32 , V.32 bis – protokolu saime ar p�rraides �trumiem 4800 – 14400 b/s, centr�lo frekvenci 1800 Hz. Atš ir�gas tikai modul�cijas metodes - 4-DPSK , 16-TCM, 32-TCM, vai ar� 64-TCM. Šis protokols labi darbojas relat�vi kvalitat�v�s l�nij�s un t� ierobežojums ir augst� jt�ba pret f�zes kropojumiem kan�l�.

Vairum� gad�jumu sakariem ar objektu iegti labi r�d�t�ji izmantojot protokolus V.21 un V.22 vecaj�m l�nij�m un protokolu V.32 jaunaj�m l�nij�m. Protokola PEP ieviešanu btiski kav�ja komp�nijas Telebit cenu politika un modemu TrailBlazer zem�

54

trauc�jumnotur�ba. Patreiz�j� moment� Telebit ir atteikusies no protokola PEP uztur�šanas liekot akcentu par labu protokoliem V.32 un V.34. Publisko operatoru kan�li. Vairum� gad�jumu šo kan�lu kvalit�te ir laba un der�ga protokola V.32 izmantošanai. Tom�r ne vienm�r ir iesp�jams šos kan�lus piesl�gt apakšstacij�m. P�d�j� laik� vadu kan�lu operatori pied�v� radiokan�lu realiz�ciju l�dz b�zes stacij�m ar t�l�ko ievad�šanu kabeu ma�istr�l�s. Šajos gad�jumos nepieciešamais priekšnoteikums ir tieš� redzam�ba starp uzst�d�šanas punktu un b�zes staciju. Att�lin�tu objektu pievienošanai nepieciešamas invest�cijas vai nu jaunu l�niju, vai retranslatoru ier�košanai.

Ja objekts ar operatora centr�li savienots ar augstas kvalit�tes kabel�nij�m, tad operators pied�v� standarta ISDN vai DSL(ADSL) ciparu datu p�rvades kan�lus. ISDN nodrošina kan�lu ar caurlaides sp�ju 64 kbiti/s. Parasti pied�v� uzreiz divus kan�lus ar kop�jo caurlaides sp�ju 128 kbiti/s. Pie tam vienu no kan�liem var izmantot balss sakaru vajadz�b�m. Perspekt�v�ks ir piesl�gums DSL ar att�st�bu uz ADSL. ADSL l�nijas nodrošina caurlaides sp�ju dažus Mbitus/s. Patreiz�j� moment� publisko operatoru pakalpojumi nav �paši popul�ri ekonomisko apsv�rumu d� un tos izmanti tikai tad, ja uz��muma iekš�j� sakaru t�kla organiz�cija nav ekonomiski lietder�ga.

Mobilo sakaru kan�li. Mobilo sakaru p�rkl�juma zonas paplašin�šan�s padara šo t�klu pievilc�gu sakaru nodrošin�šanai ar att�lin�tiem un grti pieejamiem objektiem. Ilgstošu laiku š �rslis izmantošanai bija piem�rotu modemu trkums. Ražotie modemi, kas uztur protokolu HST, paredz�ti ASV tirgum un tos nevar saska�ot ar Eirop� pie�emto standartu GSM. Patlaban ražo daudzus mobilo t�lru�u modeus, kuriem ir datu p�rraides funkcija (firmas Nokia, Ericsson, Siemens, Motorola, Alcatel), tom�r tie visi paredz�ti darbam ar IBM-PC oper�t�jsist�mu Microsoft Windows vad�b�. Uz šodienu no Latvijas tirg pied�v�t� stacion�rai uzst�d�šanai objekt� piem�rots komp�nijas Siemens AG izgatavotais termin�ls Siemens M20/98/. Rpnieciskai izmantošanai piem�rotais Siemens M20 sev� apvieno balss sakaru iesp�jas, datu p�rvad�šanu ar �trumu 9600 biti/s un faksa datu nost�šanu saska�� ar standartu Fax Group 3. No datu p�rvad�šanas viedoka M20 realiz� protokolus V.21, V.22, V.23, V.26, V.110. Lietot�jam M20 dod iesp�ju darboties ar Haes savietojamu modemu ar interfeisu V.24. M20 ekspluat�cijas pirm� pozit�v� pieredze iegta Igaunij�. Mobilo sakaru plašu izmantošanu ierobežo augst�s izmaksas. Patlaban tos izmantot ekonomiski izdev�gi ir tikai grti pieejamos objektos un ar nelielu izmantošanas laiku, vai ar� rezerves kan�lu lom�. Interneta komp�niju kan�li. No visa kan�lu spektra, ko pied�v� daž�das interneta komp�nijas, var izdal�t divas pamatgrupas – radio kan�li un ar kabetelev�ziju savietotie kan�li. Radiokan�liem nepieciešama tieša redzam�ba starp objektu un retranslatoru un tie sam�r� reti pieejami radius� �rpus 20 km no liel�m apdz�vot�m viet�m. Ar kabetelev�ziju aptvert�s zonas ir v�l šaur�kas. T�d� patlaban šie kan�li ir mazpiem�roti, bet l�dz ar attiec�go t�klu att�st�bu šo kan�lu izmantošanas iesp�jas pieaugs. Sakaru pavado�u kan�li. Sakaru pavado�u jeb satel�tkan�li var nodrošin�t oti �tru piekšanu jebkuram punktam, pie kam ar oti augstu caurlaides sp�ju. Tom�r

55

ekonomisko apsv�rumu d� šo kan�lu izmantošana lietder�ga tikai seviš i grti pieejamu �eogr�fisko apst�ku gad�jumos, k� ar� pie oti liela p�rvad�m�s inform�cijas apjoma.. K� piem�ru var �emt krievu pavadoni “Ekspress-A”. Pavadon� ir 12 transponderi C (6/4 GHz) diapazon� un 5 transponderi Ku (14/12 GHz) diapazon�. C diapazons izmantojams galvenok�rt t�lru�u kommunikacij�m, k� ar� datu p�rraid�m, ieskaitot lok�lo satel�ta t�kla VSAT datus. Ku diapazon� p�rraida telev�zijas programmas. Ku diapazona uztv�r�jam var izmantot nelielas (1.2 – 2.5 m) antenas. Gada izmaksas par viena transpondera �ri ir no 850000 l�dz 1200000 ASV dol�ru. / 97/

3.5. Datu apmai�as vad�bas programmat�ra Visiem struktr� iekautajiem objektiem j�bt apg�d�tiem ar datu apmai�as procesa uztur�šanas programmatru:

� Relejtermin�li R�. Eksist� divas gal�j�s iesp�jas: 1. Pieš irt termin�liem sp�ju uztur�t t�kla kop�j� m�r uzdevuma protokolus. Šaj� gad�jum� j�r� in�s ar btiski lieliem izstr�des un realiz�cijas ieguld�jumiem. 2. Izstr�d�t specializ�tu un stingri ierobežotu protokolu, kas nodrošina datu las�šanu un ierakstu apriori uzdot� un relat�vi primit�v� stuktr�. T�da protokola rad�šanas izdevumi tiek minimiz�ti, ja atsak�s no dialoga realiz�šanas p�c paša relejtermin�la iniciat�vas. Otr� varianta gad�jum� rodas btiski ierobežojumi, jo j�atsak�s no dialoga p�c iniciat�vas “no apakšas”, ko tom�r sam�r� vienk�rši var nov�rst izmantojot t.s. intelektu�lo koncentratoru. Datu vad�bas pamatfunkcijas ilustr�tas att�l� Att. 3.3.

Att. 3.3 Datu apmai�as vad�bas programmas funkcijas, ko izpilda relejtermin�li

� Intelektu�lais koncentrators var veikt inform�cijas apmai�as vad�bas š�das

pamatfunkcijas:

Relejtermin�lu datu apmai�as vad�bas

programmas funkcijas

Dialoga izsaukšananas sign�lu at- paz�šana

Pazi�ojumu form�šana par p�rvad�m�s infor- m�cijas esam �bu

Inform�cijas bloku form�šana un to ticam �bas kontroles sagatavošana

Ataujas kontrole piekšanai inform�cijas p�rvadei un sa�emšanai

Datu pie�emšana iestat�jumu mas�vu

form�šanai

Datu p�rvad�šanas procesa vad�bas komandu

pie�emšana

Datu p�rvad�šanas l�niju darbsp�jas kontrole

Termin�la pulkste�a sinhroniz�cija ar centr�l�

datora komand�m

56

- ar relejtermin�liem. Pie tam var izmantot vienk�ršotus protokolus, kas, pirmk�rt, �rti realiz�jot relejtermin�lus. Nepieciešam�bas gad�jumos mikroPD programmatru viegli adapt�t daž�diem protokoliem. Btiski, ka šaj� gad�jum� nav nepieciešams pieš irt relejtermin�liem sp�ju izpild�t sarež��tus SCADA realiz�cij� izmantotus protokolus ( IEC-5-101 vai IEC-5-103 ).

- ar centr�l� dienesta datoriem. Datu apmai�ai var izmantot jebkuras konkr�t� gad�jum� realiz�t�s t�kla organiz�cijas iesp�jas: interneta, lok�l� t�kla, publisko operatoru sakaru kan�lu. Pie kam btisks ir apst�klis, ka šiem gad�jumiem ir izstr�d�ta un pieejama daž�da l�ta programmatra.

- ar SCADA serveriem realiz�jot atbilstošu standarta protokolu. Izmantojot mikroPD var realiz�t lielu iesp�ju programmatru, kas ir �paši pievilc�gi risinot sarež��tu uzdevumu ar sa�emt�s inform�cijas š irošanu p�c noz�m�guma pak�pes. Koncentratora programmatras risin�mie uzdevumi par�d�ti att�l�.

Att. 3.4 Koncentratora programmat�ras strukt�ra

Visp�r�g� gad�jum� vissarež��t�kais uzdevums ir pazi�ojumu sadal�šana pa svar�guma (noz�m�bas) l�me�iem. Teikto vispirms var izskaidrot ar grt�b�m, kas rodas atpaz�stot attei�u svar�gumu, k� ar� ar kontrol�jamo lo�isko sign�lu desmitiem tkstošu aizliegto kombin�ciju. St�vokli v�l vair�k sarež�� m��in�jums saist�t analogo un lo�isko sign�lu procesus un, visp�r�g� gad�jum�, attei�u identific�šanai nepieciešama kvalific�tu ekspertu kl�tbtne.

Koncentratora programmat�ras

risin�mie uzdevumi

Datu apmai�a t�kl�

Modemu inicializ�cija un

vad�ba

Dialogs ar centr�lo datoru Datu saglab�šanas kontrole

Inform�cijas atlase p�rvad�šanai pa

SCADA kan�liem

Paša programmatras papildin�šana

Inform�cijas p�rvades l�niju

darbsp�jas p�rbaude

Procesu un notikumu š irošana pa noz�m�bas

l�me�iem

Pazi�ojumu izst�šana uz mobilajiem t�lru�iem

57

Att. 3.5 Notikumu noz�m�bas atpaz�šanas algoritma strukt�rsh�ma

Atkar�b� no konkr�t� gad�juma aplkojamo uzdevumu var atrisin�t ar att�l� Att. 3.5 par�d�t� vienk�rš� algoritma pal�dz�bu. Notikumu rašan�s nosac�jumus, pazi�ojumu adres�tus un tekstus uzdod lietot�js vadoties no konkr�tiem apst�kiem. Diemž�l nosac�jumu saraksts var bt sam�r� plašs. Tom�r, pat ja sarakst� ir vair�ki desmiti svar�g�ko notikumu (jaudas sl�džu kontaktu st�voka izmai�a, �ssl�guma rašan�s,sl�džu atteices, galveno aizsardz�bu nostr�de utt.), š�ds saraksts var izr�d�ties visai noder�gs.

� Centr�l� dienesta person�lais dators izpilda sekojošas galven�s funkcijas: - nodrošina datu pie�emšanu vai nodošanu p�c savas iniciat�vas vai p�c

uzdota scen�rija; - vada modemu un sakaru kan�lu darba rež�mus; - lietot�jam sniedz inform�ciju, kas nodrošina �tru, pareizu l�mumu

pie�emšanu par sa�emamo vai nododamo datu sec�bu un apjomiem. Pie tam iesp�jams izmantot pa SCADA kan�liem iegto inform�ciju;

- kontrol� datu ticam�bu un t�kla droš�bu (piem�ram, p�rbaudot vai lietot�js zin paroli un atsl�gas v�rdus). Centr�l� datora programmatras struktra par�d�ta att�l� Att. 3.6

Notikuma Nr.1 rašan�s

nosac�jumi

Notikuma Nr.N rašan�s

nosac�jumi Pazi�ojuma adres�ti

un teksts "##�$

Pazi�ojuma adres�ti un teksts N�

N�

J�

Sign�li

58

Att. 3.6 Datu apmai�as procesa vad�bas programmat�ras strukt�ra

Centr�l� datora risin�mie uzdevumi

Termin�lu iestat�jumu datu b�zes redaktori

Datu autom�tiskas v�kšanas scen�riju

redaktors

Datu ticam�bas un sist�mas droš�bas

kontrole

Datu apmai�a ar SCADA

Modemu vad�bas programmu bibliot�ka

Procesu un notikumu «secin�jumu» form�šana

T�kla un termin�lu pulkste�u sinhroniz�cija

Datu apmai�as nodrošin�šana dialoga

rež�m�

59

3.6. Baltijas valstu RA un PA t�kla elementu realiz�cija

3.6.1. Programmat�ra REMILINK Izmantojot aplkot�s koncepcijas un metodiku Baltijas valst�s realiz�tas un tiek plaši izmantotas relejaizsardz�bas hierarhisk�s sist�mas, kas izpilda š�das galven�s funkcijas:

- 110-330 �V AL aizsardz�bas un autom�tikas; - av�rijas procesu un notikumu re�istratori; - boj�juma veida un vietas fiks�cija; - transformatoru aizsardz�bas un autom�tikas; - 6-35 �V pievienojumu aizsardz�bas un autom�tikas.

Min�t�s funkcijas izpilda termin�li, kas realiz�ti izmantojot vienotu elementu b�zi un apg�d�ti ar programmatru, kas nodrošina datu apmai�u ar koncentratoru, kurš izveidots uz mikroPD b�zes, vai ar�, izmantojot modemu starpniec�bu, ar centr�lo datoru. Š� darba autors izstr�d�ja programmu kompleksu, kas realiz� att�l� 3.4 par�d�t�s funkcijas un kuram pieš irts nosaukums REMILINK. Šo kompleksu izmanto daudzos Baltijas valstu energosist�mu uz��mumos, tas pier�d�jis darbsp�ju un efektivit�ti. REMILINK apraksts dots Pielikum� 1.

3.6.2. REMI INT darb�bas algoritms

Pamatojoties uz datiem, kas sa�emti no re�istr�jošiem vai aizsardz�bas termin�liem REMI, dispe�era dators var izmantojot Interneta un mobilo sakaru iesp�jas ar programmas REMI INT pal�dz�bu nor�d�tam person�lam nost�t š�du inform�ciju:

Augstsprieguma l�nijas numuru, kur� tika nov�rots notikums;

�ssl�guma veidu;

Boj�to f�zi;

Att�lumu l�dz �ssl�guma vietai;

Str�vu un spriegumu simetrisk�s komponentes �ssl�guma moment�;

�ssl�guma st�vas v�rt�bu;

�ssl�gumu atsl�guš�s aizsardz�bas numuru un nosaukumu;

Aizsardz�bu nostr�des pareiz�bu.

Š� inform�cijas dažreiz var bt oti svar�ga. Izmantojot mobilo sakaru t�klu pakalpojumus person�ls var sa�emt �szi�u atrodoties praktiski jebkur� viet�: atpt�, �rzemju ceojum�, darba viet�. Bet elektronisk� pasta sa�emšanai ir nepieciešams dators un savienojums ar internetu.

Inform�cijas sa�emšanas uzdevums j�automatiz�. Šim nolkam nepieciešams izstr�d�t divu veidu programmas. Viena no t�m izpilda sakaru funkcijas un otra – ekspertsist�mas funkciju, kas analiz� rež�ma b�stam�bu.

60

Savienojumam ar Internet t�klu var izmantots jebkuru no iesp�jamiem piesl�gšanas veidiem: iezvanpieeju, radio sakarus, ISDN piesl�gšanu, nom�tu ciparu l�niju DSL vai ADSL

Att�l� Att. 3.8 aplkots REMI-INT funkcion�šanas algoritms. REMI-LINK programma sa�em inform�ciju no termin�liem, form� notikumu un procesu datu b�zi. REMI-INT analiz� notikumus un atkar�b� no to svar�guma izv�las adres�tu un inform�cijas nodošanas veidu. Pazi�ojums var tikt nost�ts daž�d�m person�la grup�m: tuv�kajam t�klu rajonam, energosist�mas dispe�eriem, uz DC Baltija, visiem dispe�eriem, cit�m person�m, k� ar� nor�d�tajiem mobilo t�lru�u abonentiem.

Att. 3.7 REMI-INT funkcion�šanai nepieciešam�s komponentes

N�košaj� etap� notiek zi�ojumu p�rraides vad�ba, kas sev� ietver autom�tisku piesl�gšanu pie glob�l� t�kla (iezvanpieejas gad�jum�), inform�cijas nost�šanu un sa�emšanu un, nepieciešam�bas gad�jum�, autom�tisku atsl�gšanos.

S�k�k aplkosim zi�ojuma nost�šanas procesu. Pirmaj� etap�, atkar�b� no programmas REMI INT iestat�jumiem, ar Windows oper�t�jsist�mas standartbibliot�kas Wininet.dll (ja lietot�j�m ir iezvanpieeja) funkciju pal�dz�bu lietot�jam tiek realiz�ta autom�tiska Internet iezvanpieeja.

61

Att. 3.8 REMI-INT funkcion�šanas algoritms

Past�v�g� piesl�guma gad�jum� šis etaps nav nepieciešams. Otraj� etap� ar Active X Winsock (vad�bas elements, kas realiz� piesl�gumu pie Internet serveriem ar TCP/IP /104, 106, 107/ protokola izmantošanu) l�dzekiem notiek elektronisk� pasta nost�šana. Vad�bas elements Winsock lietojot DNS /102, 103/ protokolu nosaka pasta servera IP adresi /104/ un nodibina savienojumu ar nor�d�to IP adresi. Ja savienojuma laik� ir bijusi kda, tad tiek izsaukts kdu apstr�des modulis.

P�c savienojuma konstat�šanas inform�cijas nost�šana pasta serverim notiek no programmas p�c SMTP /109/ protokola. Serveris sa�em komandas un datus par zi�ojumu, kas ietver lietot�ja uzv�rdu, nost�t�ja e-adresi, sa��m�ja e-adresi, zi�ojuma tekstu un atsl�gšanas komandu. P�c zi�ojuma nost�šanas, ja kontakta laik� kdas nav konstat�tas, ar Wininet.dll pal�dz�bu dators atsl�dzas no glob�l� t�kla. Kdu gad�jum� izmanto izv�ln�s nor�d�to rezerves pasta serveri.

Notikumu žurn�l� REMI INT ieraksta inform�ciju par piesl�gumu un nost�to zi�ojumu.

62

L�dz�gi var izpild�t ar� zi�ojuma sa�emšanu, tikai SMTP protokola viet� izmanto POP3 vai IMAP /108, 110/ protokolu.

3.6.3. REMI INT programmas iestat�jumi

REMI INT programm� lietot�js var uzdot sekojošus parametrus � Glob�l� t�kla piesl�gšanas veidu; � Galveno un rezerves pasta serveru sarakstu; � Elektronisk� pasta adrešu un mobilo t�lru�u abonentu sarakstu zi�ojuma

nost�šanai; � Energosist�mas person�lam nepieciešam�s inform�cijas apjomu; � Elektronisk� pasta adrešu un mobilo t�lru�u abonentu sarakstu zi�ojuma

sa�emšanai – programma ignor�s p�r�jos nost�t�jus; � Lietot�ja v�rdu un paroli piesl�gšanai pasta serverim un zi�ojuma sa�emšanai; � Paroli sa�emajamam zi�ojumam (droš�bas nolkos)

3.6.4. Funkcion�šanas vide REMIS sist�mas programmatra str�d� Windows vid� (95 un augst�kas). REMI INT funkcion�šanai no Interneta pieg�d�t�ja puses nav nepieciešami nek�di Interneta papildus pakalpojumi, k�, piem�ram, past�v�gais savienojums. Programma str�d� ar� ar jebkuru pasta serveri, kurš uztur SMTP un POP3 vai IMAP protokolus. Min�tais nosac�jums ir �paši noz�m�gs, jo lielas energosist�mas ekspluat�cijas apst�kos iepriekš nav zin�mi Interneta piesl�gšanas nosac�jumi. Elektronisk� pasta un �szi�as nost�šanai papildus izmanto br�vi ieg�d�jamu VB bibliot�ku Vbsendmail.dll. Interneta iezvanpieejas gad�jum� autom�tisk� piesl�gšana un atsl�gšana auj btiski samazin�t t�lru�a pakalpojumu izmaksas.

� Elektrot�klu rež�mu parametru kontroles sist�ma, kas veidota izmantojot mikroprocesoru termin�lus, auj iev�rojami samazin�t apkalpojoš� person�la darba apjomu un dod iesp�ju paaugstin�t d�rgu iek�rtu funkcion�šanas drošumu.

� Tuv�kaj� laik� iecer�ta programmas izstr�de energoobjektu vad�bai no mobilajiem t�lru�iem vai att�lin�tiem datoriem. Š�dam programmas kompleksam var bt plašs pielietojums energoobjektu vad�bas automatiz�cijas un darba efektivit�tes palielin�šanas jom�.

Att�l� Att. 3.9 doti displej� izvad�t�s inform�cijas piem�ri gad�jumam, kad centr�lais dators darbojas datu v�kšanas un iestat�jumu redi��šanas rež�m�.

63

Att. 3.9 Savienojums ar termin�lu

3.6.5. Iestat�jumu redaktors 1. Pielietojums. Iestat�jumu redaktors (Settings Editor) paredz�ts Iestat�jumu failu

redi��šanai (.SET faili ) . Settings Editor tehnisk�s iesp�jas: · Maksim�lais iestat�jumu skaits – 32000 · Iestat�jumu izmai�as diapazons ( attiecin�t�s vien�bas ) no –32765 l�dz + 32765 · Iestat�jumu izmai�as diapazons ( nosaukt�s vien�bas ) no-10 32 l�dz +1032 · Izmantojamie šrifti – Unicode tipa.Programma darbojas vien� no vid�m – Microsoft Windows 95, 98, ME, 2000, WindowsNT 4.0

64

A

B

C

D E F G HI

Att. 3.10 Interfeisa pamatelementi

Interfeisa pamatelementi (doti Att. 3.10) · A – Izv��u nosaukumi · B – No 3 da�m sast�voša iestat�jumu tabula 1- Iestat�juma nosaukums (Settig) 2- Iestat�juma tekoš� v�rt�ba (Value) 3- Iestat�juma v�rt�ba pirms redi��šanas (Original Value) · C – Inform�cijas lauks papildinform�cijai par tekošo iestat�jumu. · D – Iestat�juma izmai�as poga (Change ) · Å – Faila saglab�šanas poga (Save) · F – Poga ori�in�lo v�rt�bu aizvietošanai ar tekoš�m iestat�jumu v�rt�b�m (Update). · G - Poga tekošo v�rt�bu aizvietošanai ar ori�in�l�m iestat�jumu v�rt�b�m (Reset). · H –Darb�bas beigu poga (Done) · I –Redi��jam� faila nosaukuma lauks. Faila atv�ršana . Faila atv�ršanai j�izv�las (Att. 3.9) komanda File-> Open vai j�nospiež CTRL+O . Šin� gad�jum� tiks pied�v�ta MS Windovs standartprocedra. Iestat�jumu mai�a. P�c vajadz�g�s rindi�as izv�les pietiek nospiest pogu Change (Att. 3.9 -D) vai tausti�u "Enter" . Tiks pied�v�ts iestat�juma izmai�as dialoga logs (Att. 3.10).

65

A B

Att. 3.11 Iestat�juma izmai�as dialoga logs

V�rt�bas lauk� (Att. 3.11 - A) j�ieved jaun� v�rt�ba un j�nospiež poga OK vai tausti�š Enter. Lai atteiktos no izmai�as pietiek nospiest pogu "Cancel" vai tausti�u ESC. Iestat�juma v�rt�bu var main�t ar� izmantojot ar bulti��m mar �t�s pogas (Att.3.10 –B). P�d�j� gad�jum� izmai�as notiek ar paredz�to minim�lo soli. Izmai�as lietot�js redz lauk� B (Att.3.9) un t�s tiek att�lotas ar zilas kr�sas cipariem. Atteikties no vis�m izmai��m var ar pogas Reset (Att. 3.9-G) pal�dz�bu. Ar pogas Update pal�dz�bu var veikt ori�in�lo v�rt�bu nomai�u ar tekošaj�m (Att. 3.9-F ). Lai pa�trin�tu iestat�jumu ierakstu iesp�jams izmantot funkciju Copy - Paste. Failu saglab�šanai un izdrukai j�izmanto MS Windows standartpa��mieni. Lai pabeigtu programmatras darb�bu j�izv�las File->Close< vai j�nospiež poga Done ( Att.3.9 -H ). Ja fails netika ierakst�ts, tad programmatra �ener� priekšlikumu to saglab�t. Paredz�ta iesp�ja saglab�t iestat�jumu failus izstr�d�jamaj� datu b�z�, kur� tiks glab�ti visas energosist�mas aizsardz�bu iestat�jumi. Saglab�jams ir ne tikai p�d�jais iestat�jumu variants, bet ar� iestat�jumu v�rt�bas pirms izmai�as. Paredz�ta ar� iesp�ja autom�tiski revid�t iestat�jumus – autom�tiski nolas�t iestat�jumus no ier��u atmi�as, sal�dzin�t tos ar datu b�z� esošaj�m v�rt�b�m.

3.7. Termin�lu piesl�gšanas varianti sist�mai SCADA. Visu inform�ciju, ko satur RA un PA ier�ce nosac�ti var sadal�t div�s kategorij�s: � Inform�cija, kas j�apstr�d� nekav�joties, kas nepieciešama dispe�erdienestam

operat�vo darb�bu veikšanai (pazi�ojumi par RA un PA p�d�j�m darb�b�m un tekošo st�vokli, ier�ces kontrol�to diskr�to sign�lu st�voklis – sl�dža st�voklis, inform�cija par att�lumu l�dz boj�juma vietai, ier�ces kontrol�to str�vu, spriegumu, jaudu tekoš�s v�rt�bas). Š� tipa inform�cijai rakstur�gs neliels datu apjoms un t�d� t�s p�rvad�šanai nepieciešams neliels laika pat�ri�š.

� Inform�cija, kas nepieciešama v�l�kai procesu un notikumu anal�zei (re�istr�to procesu oscilogrammas, notikumu pilna v�sture, RA unA ier��u iestat�jumi un tml.).

66

Š� tipa inform�cijas datu apjomi var bt oti lieli un to p�rvad�šanai var tikt pat�r�ts liels laiks.

No vad�bas efektivit�tes viedoka augst�ka priorit�tes pak�pe ir pirm�s kategorijas inform�cijai un t�d� lielu apjomu inform�cijas p�rvades izsauktie kav�jumi sakaru kan�los ir nev�lami. Taj� pat laik� jabt pieejamai visai zem�k� l�me�a ier�c�s esošajai inform�cijai. Alternat�vs risin�jums var bt liela apjoma inform�cijas (piem�ram, oscilogrammu) p�rvad�šanai izmantot neatkar�gus sakaru kan�lus, pie kam šo inform�ciju saglab�t kop�j� datu b�z� starpdatoru apmai�as l�men�. Sist�mas SCADA izmanto starptautisko datu apmai�as standartu “IEC 870-5-103”( “IEC 870-5-101”) kurš reglament� divas inform�cijas apmai�as metodes: � Datu apmai�� izmanto stingri reglament�tas komandas un dati tiek p�rvad�ti

standartiz�tu pazi�ojumu veid�; � Datu apmai�� izmanto ier�ces kop�j�s aptaujas komandu, pie kam inform�cijas

apraksts (datu tips, nosaukums un fizik�l� j�ga) ievietots tieši no ier�ces nodotajos datos.

Ne vienm�r visus dotaj� ier�c� pieejamos inform�cijas veidus var iekaut standartiz�tajos pazi�ojumos. Šajos gad�jumos j�izmanto inform�cijas apmai�a ar visp�r�ja tipa datiem. Ja vair�k�m zem�k� l�me�a RA un A ier�c�m izmanto vienu sakaru kan�lu, tad centr�l� sist�ma izpilda zem�k� l�me�a ier��u ciklisku aptauju. Aptaujas cikliskums atkar�gs no sakaru kan�la fiziskajiem parametriem un no aptauj�jam�s ier�ces reakcijas laika uz sa�emto komandu (laiks, kas nepieciešams lai p�rveidotu piepras�tos datus standartform� un tos p�rvad�tu pa sakaru kan�lu).

Aplkoti divi datu apmai�as standarta “IEC 870-5-103” uztur�šanas varianti darbojoties ar esošaj�m ier�c�m:

� Katr� ier�c� tiek realiz�ts atbilstošs aparatras un programmatras nodrošin�jums. RA un PA ier��u iekš�jais datu form�ts praktiski vienm�r atš iras no �r�jo ier��u izmantot� inform�cijas apmai�as form�ta. T�d�, lai uztur�tu datu apmai�as standarta protokolu, ier�c� j�bt programmatrai, kas datus no iekš�j� form�ta p�rveido vien� no standarta “IEC 870-5-103” noteiktaj�m form�m. Fizisk� interfeisa nodrošin�šanai katrai ier�cei j�bt apg�d�tai ar sign�lu �r�jo konvert�t�ju RS-232/RS-485 vai RS-232/BFOC2,5/F-SMA. Š� varianta priekšroc�ba ir ier��u savstarp�j� neatkar�ba (inform�cijas apmai�as zi��). Trkums ir iev�rojamais aparatras pat�ri�š, nepieciešam�ba izmain�t katras ier�ces programmatru, nepieciešam�ba izstr�d�t daž�dus programmu blokus atkar�b� no ier�ces izpild�maj�m funkcij�m, k� ar� ier�ces operat�v�s p�rprogramm�šanas sarež��jumi gad�jumos, kad tas nepieciešams pie inform�cijas apmai�as sist�mas konfigur�cijas izmai��m.

� �pašas ier�ces – koncentratora izstr�de un izgatavošana. Š�da ier�ce past�v�gi sav�c inform�ciju no vair�k�m REMI tipa ier�c�m un p�rveido sav�ktos datus atbilstoši standartam “IEC 870-5-103”. T�da risin�juma galvenais trkums – koncentratora boj�juma gad�jum� p�rtrkst sakari ar ier�c�m. RA un A ier��u boj�jumus un kmes galvenok�rt izsauc trauc�jumi un p�rspriegumi �d�s, ko kontrol� š�s

67

ier�ces (str�vas un sprieguma �des). Koncentratoram t�du �žu nav un tas btiski samazina koncentratora darb�bas trauc�jumu iesp�ju. Datu apmai�as sist�ma ar koncentratora izmantošanu par�d�ta Att. 3.12 Koncentratoram ir vair�ki interfeisi fizisko sakaru kan�lu uztur�šanai: interfeiss RS-485 vai BFOC2,5/F-SMA lai integr�tos komunik�cijas sist�m� saska�� ar standartu “IEC 870-5-101”, izol�ts interfeiss RS-232 sakariem ar REMI tipa ier�c�m un interfeiss RS-232 lai uztur�tu jau esošo sakaru sist�mu ar REMI tipa ier�c�m pa t�lru�a kan�liem.

Att. 3.12 Datu apmai�as sist�ma ar koncentratora izmantošanu

REMI ier�ces atkar�b� no izpild�juma tipa var izsniegt sekojošu inform�ciju: � Septi�u p�d�jo notikumu saraksts; � Ier�c� glab�to procesu pierakstu (oscilogrammas) hronolo�iskais saraksts; � Jebkura no ier�ces atmi�� saglab�taj�m oscilogramm�m; � Ier�ces iestat�jumu tekoš�s v�rt�bas; � Ier�ces kontrol�to analogo sign�lu tekošo m�r�jumu rezult�ti; � Ier�ces kontrol�to diskr�to sign�lu tekošie st�voki; � Ier�ces iekš�j� astronomisk� pulkste�a r�d�jums.

Koncentrators

RS-485/F-SMA

RS-232 RS-232

REMI REMI REMI REMI

MODEMS

Protokols IEC 870-5-101

1. Iekš�jais

T�lru�a l�nija

68

3.8. Koncentratora darb�ba. Datu apmai�a starp REMI tipa ier�c�m un koncentratoru notiek saska�� ar iekš�jo protokolu, kas jau ievietots katr� REMI ier�c�. Koncentrators cikliski p�c k�rtas aptauj� katru REMI ier�ci – nosta komandas un pie�em atbilstošus datus. Dati tiek atjaunoti un saglab�ti koncentratora iekš�j� atmi�� izmantojot struktru, kas analoga direktorijiem – katram

Att. 3.13 Ier��u aptaujas algoritms

piesl�gtajam REMI atv�l�ts atseviš s atmi�as apgabals. Koncentratora programmas ier��u aptaujas algoritms par�d�ts Att. 3.13. T� k� jebkura REMI tipa ier�ces aktivit�te tiek atz�m�ta k� jauna notikuma par�d�šan�s, tad aptaujas priorit�te tiek pieš irta jauna notikuma par�d�šan�s faktam k�d� no ier�c�m. No ier�c�m sa�emto inform�ciju koncentrators p�rveido vien� no IEC 870-5-101 standartam atbilstoš�m form�m un š iro to pa direktorijiem. T�d�j�di koncentratora iekš�j� atmi�� tiek saglab�ta un cikliski atjaunota visa ier�c�s pieejam� inform�cija.

Saites p�rbaude ar ier�ci, ier�ces inicializ�cija, ier��u iestat�jumu tekošo v�rt�bu ievad�šana, ier�c�s glab�to notikumu sarakstu form�šana, ier�c�s glab�to procesu

pierakstu sarakstu form�šana

Ier�ces «1» aptauja par jauna notikuma esam�bu

Ier�ces «N» aptauja par jauna notikuma esam�bu

Jaunu notikumu nav

Jauns notikums

Jaunu notikumu ievad�šana, procesu pierakstu saraksta

papildin�šana

Ier�ces «1» tekošo laika r�d�jumu, analogo un diskr�to sign�lu aptauja

**

**

Jaunu notikumu nav

Jauns notikums

Ier�ces «N» tekošo laika r�d�jumu, analogo un diskr�to sign�lu aptauja

69

Koncentratora programmas struktra, kas realiz� inform�cija apmai�u ar augš�j� l�me�a aparatru, par�d�ta Att. 3.14. No augš�j� l�me�a aparatras redzespunkta koncentrators ir adresu lauks, kas satur vair�kas adreses (atkar�b� no koncentratoram piesl�gto REMI skaita), pie kam konkr�tas adreses izv�le atbilst vienas no koncentratoram piesl�gto ier��u izv�l�m. Inform�cijas apmai�a starp koncentratoru un augš�j� l�me�a aparatru var tikt realiz�ta ar standartiz�to datu bloku (ASDU) starpniec�bu, vai ar� aptauj�jot visp�r�j� tipa datus (Generic Services). Uz sa�emtaj�m komand�m koncentrators rea�� vai nu nododot datus no vajadz�gajiem direktorijiem – šie dati jau ir sav�kti iepriekš�j�s ciklisk�s ier��u aptaujas laik�, vai ar� (ja laiks no p�d�j�s aptaujas momenta p�rsniedz pieaujamo ier�ces reakcijas laiku) tieši pieprasot adres�jamo ier�ci. Realiz�jot oscilogrammu nodošanas komandu “File Transfer” koncentrators p�rtrauc ier��u ciklisko aptauju un p�rved adres�jamo ier�ci oscilogrammas nodošanas rež�m�. Koncentratora iekš�j� atmi�� iepriekš�ji tiek rad�ta (programm�ta) ier��u iesp�ju specifik�cijas karte. Katrai ier�cei specifik�cijas kart� nosaka: � Ier�ces adresi; � Izpild�mo komandu sarakstu (ASDU tipus); � Ier�ces datu form�tu; � Iesp�jamo notikumu sarakstu; � Ier�ces kontrol�to analogo un diskr�to sign�lu sarakstu; � Ier�ces parametriz�cijas iesp�jas un k�rt�bu; � Maksim�li pieaujamo reakcijas laiku uz piepras�jumu; � Dot�s ier�ces aptaujas priorit�tes l�meni; � Atsau�u tabulu par ier�ces iesp�jamo reakciju uz piepras�jumu; � Atmi�as apjomu un apgabalu, kas atv�l�ts no ier�ces pie�emto datu glab�šanai. Dau no specifik�cijas kartes parametriem aizpilda piesl�dzot ier�ces koncentratoram (š� daa atkar�ga no ier�ces tipa un funkcij�m). P�r�jo kartes dau programm� atbilstoši standarta IEC 870-5-101 uztur�to funkciju saska�ošanas saraksta punktiem.

70

Att. 3.14 Koncentratora programmas strukt�ra

DIR4:

SettingsRecords

Time

DIR3:EventsSettingsRecords

Time

CONFIG2:ASDU 3ASDU 5RecordsMeasurandsDiskret signTime

CONFIG1:ASDU 3ASDU 1ASDU 6ASDU 5ASDU 23

DIR4:EventsSettingsRecordsMeasurandsDiskret signTime

DIR3:EventsSettingsRecordsMeasurandsDiskret signTime

DIR2:EventsSettingsRecordsMeasurandsDiskret signTime

Saites nodibin�šanas procedras izpilde,ja piepras�t� adrese sakr�t ar koncentratoraadresu lauku

Atmi�as apgabala (direktorija) izv�lesaska�� ar ier�ces adresi

Komandas dekod�šana un datusagatavošana atbilstoši ier�ceskonfigur�cijai

DIR1:EventsSettingsRecordsMeasurandsDiskret signTime

Datu ciklisk�s aptaujasprogramma

Datu bloka nodošanaatbilstoši sa�emtajampiepras�jumam

71

3.9. Aparat�ras un programmat�ras realiz�cija

Svar�g�kais nosac�jums, kas j�izpilda izstr�d�jot koncentratoru – t� adapt�cijas iesp�jas ne tikai ar jauna tipa kontrol�jam�m ier�c�m, bet ar� ar atseviš �m parametru izmai��m datu apmai�as standart� ar augš�j� l�me�a ier�c�m. Š�du koncentratora elast�bu var sasniegt ar diviem pa��mieniem: � Radot univers�lu (visu IEC 870-5-101 standartu uzturošu) programmatru. Tad

koncentratora konkr�tu uztur�tu funkciju izv�lei nepieciešams uzdot lielu skaitu atbilstošu parametru (iestat�jumu). T�d� gad�jum� nepamatoti pieaug pras�bas pret koncentratora iekš�j�s atmi�as apjomu un btiski sarež��t�ks kst atmi�as parametriz�cijas process.

� Radot iesp�ju operat�vi main�t ne tikai koncentratora iestat�jumus, bet ar� visu programmatru, ievadot p�d�jo pa sakaru kan�liem. Š�ds variants ir perspekt�v�ks, jo auj ar distantvad�bu koncentratora aparatras iesp�ju robež�s izdar�t darb�bas algoritma jebkuras izmai�as.

Aplkoti divi koncentratora realiz�cijas varianti:

� Izmantojot mikroprocesoru. Lietots mikroprocesors TMS320F206 ar iebv�to programmas atmi�u un iesp�ju to operat�v� ce� p�rprogramm�t

� Koncentratora izveide izmantojot rpniecisku mikro PD (izmantots modelis ICOP-6026VE). Š� varianta priekšroc�ba ir iesp�ja rad�t koncentratora programmatru izmantojot jebkuru augst�k� l�me�a valodu.

Koncentratora distantp�rprogramm�šanas realiz�cijai abu variantu aparatras realiz�cij� paredz�ta t�lru�a kan�la piesl�gšanas iesp�ja.

72

3.10. Secin�jumi

1. Mikroprocesoru un skaitošanas tehnikas un modernu sakaru l�dzeku izmantošana nodrošina energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas efekt�vu hierarhisko sist�mu rad�šanas iesp�jas.

2. SCADA modern�s sist�mas v�ji piem�rotas izmantošanai RA un PA sist�m�s datu lielu apjomu p�rvad�šanai. Nepieciešams rad�t specializ�tas sist�mas.

3. Pied�v�ta RA un PA t�kla struktra un izstr�d�ti t� elementi. Izmantoti visi pieejamie t�lru�u sakaru kan�lu veidi, izstr�d�ta programmatra datu plsmu vad�šanai visu l�me�u ier�c�m: relejtermin�liem, koncentratoriem un person�lajiem datoriem. Programmatrai person�lajiem datoriem, kas liel� m�r� nosaka visas sist�mas konkur�tsp�ju, j�bt efekt�vai un drošai un viegli pieejamai operatoram ar darba iema��m ies�c�ja l�men�. Realiz�t�s programmas izmanto Windows vidi un izplat�t�kos darba pa��mienus taj�.

4. Relejtermin�lu skaita pieaugums rada nepieciešam�bu izstr�d�t intelektu�lus koncentratorus, kas sp�j atpaz�t notikumu noz�m�gumu un re�istr�t procesus. Rad�ts un realiz�ts algoritms, kas sp�j atpaz�t notikumu un procesu noz�m�bas pak�pi.

5. Izstr�d�tie un realiz�tie Baltijas energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas datu plsmu vad�bas programmatras un aparatras l�dzeki apliecin�juši darbsp�ju, efektivit�ti un konkurences sp�ju.

6. Elektrot�klu rež�mu parametru kontroles sist�ma, kas veidota izmantojot mikroprocesoru termin�lus, auj iev�rojami samazin�t apkalpojoš� person�la darba apjomu un dod iesp�ju paaugstin�t d�rgu iek�rtu funkcion�šanas drošumu.

7. Tuv�kaj� laik� iecer�ta programmas izstr�de energoobjektu vad�bai no mobilajiem t�lru�iem vai att�lin�tiem datoriem. Š�dam programmas kompleksam var bt plašs pielietojums energoobjektu vad�bas automatiz�cijas un darba efektivit�tes palielin�šanas jom�.

73

4. Relejaizsardz�bu virtu�l�s p�rbaudes Equation Chapter (Next) Section 1 Virtu�l�s p�rbaudes metoda b�t�ba. Test�šanas procesa organiz�šana. Programmu pakete, procesu piem�ri. Virtual� zin�tniski-p�tniecisk� laboratorija.

4.1. Ievads Visp�r�g� gad�jum� sarež��tu kontroles un vad�bas mikroprocesorsist�mu p�rbaudei nepieciešams rad�t speci�lu, d�rgu laboratoriju un veikt ilgstošas, darbietilp�gas, augsti kvalific�ta person�la izpild�tas p�rbaudes /85/. Probl�mu da�ji risina iebv�tie pašp�rbaudes bloki, kas auj konstat�t boj�jumu rašanos vairum� no apar�tdaas blokiem. Izstr�d�ti ar� specializ�ti ar datoru vad�mi stendi, kas nodrošina uzdotu str�vu un spriegumu izmai�as procesu �ener�ciju un RA un A ier��u test�šanu /86/ . Ta�u š�du stendu izmaksas ir augstas, bet iegto str�vu, spriegumu un lo�isko sign�lu daudzums visai ierobežots. Sarež��tu aizsardz�bu p�rbaud�, pat izmantojot datorvad�mus stendus, rodas iev�rojamas probl�mas. Š�s probl�mas v�l daudzk�rt pieaug ier��u tehnisk�s izstr�des etap�. Pieredze r�da, ka sintez�to ier��u darbsp�ju p�rbaudes stadij� bieži nepieciešams izdar�t korekcijas. Pie tam, pat nelielu programmatras korekciju gad�jum�, iesp�jamas kdas, kas par�d�s visneiedom�jam�kaj�s viet�s. Jebkura izmai�a, kas izdar�ta programmatr�, rada nepieciešam�bu piln� apjom� atk�rtot darbietilp�go test�šanu. Dabisk� tieksme samazin�t izdevumus uz test�šanas apjoma samazin�šanas r� ina rada iev�rojamas kdas. Var min�t piem�rus, kad kdas par�d�s tikai p�c vair�kiem gadiem, ekspluat�jot desmitiem ier��u, un rezult�t� rada iev�rojamus zaud�jumus, ko izsauc visu procesoru programm�jamo atmi�u nomai�as nepieciešam�ba. RA un A elektromeh�nisko un uz analogo pusvad�t�jelementu b�zes rad�to ier��u struktru veido paral�li str�d�joši bloki, kas auj tos p�rbaud�t atseviš i, piem�ram, atseviš i parbaud�t palaišanas un blo �šanas blokus, atseviš i p�rbaud�t daž�du f�žu m�rier�ces, k� ar� daž�du aizsardz�bas pak�pju m�rier�ces. Mikroprocesorier�ces atseviš us programmas blokus realiz� p�c k�rtas ar nob�di laik�. Pie tam atseviš u bloku p�rbaude ir iesp�jama tikai apejot (izlaižot) nep�rbaud�mos blokus. Š�da p�rbaude ir nepiln�ga. Ier��u izstr�des stadij�, lai atvieglotu visai darbietilp�go programmu ievad�šanu mikroprocesor�, š�s programmas parasti model� un sken� ar person�l� datora pal�dz�bu. Ta�u šis pa��miens nesp�j piln�gi aizvietot re�l�s iek�rtas p�rbaudi.

T�l�k par�d�ts, ka modern� datortehnika auj ar visai maziem papildus izdevumiem atrisin�t aizsardz�bu test�šanas probl�mu mikroprocesorier��u projekt�šanas stadij�, gandr�z piln�gi automatiz�jot atk�rtot�s p�rbaudes.

74

4.2. Virtu�l�s test�šanas organiz�šana Jebkuras mikroprocesorier�ces darb�bas algoritmu var raksturot ar virkn� sl�gtiem blokiem (sk. Att. 4.1).

Att. 4.1 Mikroprocesorier�ces darb�bas algoritma fragments

1. Ieejas str�vu un spriegumus analogciparu (ACP) p�rveidot�ja, k� ar� ieejas

lo�isko sign�lu ievada bloku. 2. Sign�lu ierakst�šanu atmi��. 3. P�rveidojumu un ievad�to rezult�tu apstr�des programmu bloku.

Virtu�l�s test�šanas bt�bu raksturo p�rbaud�m�s ier�ces funkcion�šanas algoritma papildin�jums ar papildus programmu bloku, kas aizvieto iepriekšmin�t� pirm� bloka p�rveidošanas rezult�tus ar mikroprocesora atmi�� ierakst�tiem p�rbaudes procesu imit�jošiem elektriskiem lielumiem. Ac�mredzami, ka š�da test�šana ir piem�rota programmatras p�rbaudei un auj noteikt gan tieši programmas kdas, gan apar�tu atteices, kas izraisa nepareizu programmu izpildi. Piln�gi netiek p�rbaud�ts pirmais no nosauktajiem blokiem. Ta�u š� bloka darbsp�jas p�rbaude viegli izdar�ma ar re�lu, bet oti vienk�ršu testu pal�dz�bu: p�rbaudot sinhronu str�vu un spriegumu p�rveidojuma rezult�tus. Virtu�l�s test�šanas realiz�cijai nepieciešams (sk.Att. 4.2):

uA uB

i

AC p�rveidojumi

Ieraksts atmi��

Apstr�de un l�mumu pie�emšana

75

Att. 4.2 Virtu�lo p�rbaužu algoritma fragments

1. Papildin�t mikroprocesorier�ces ar atmi�as bloku, kura apjoms atautu

uzglab�t pietiekama ilguma procesu raksturojošos elektriskos lielumus. 2. Nodrošin�t procesu ( to raksturojošo sign�lu) sa�emšanu no �r�j� avota un

ierakst�šanu atmi��. 3. Organiz�t p�rbaudi imit�jošo procesu �ener�ciju un p�rvadi.

J�atz�m�, ka pirmo divu noteikumu realiz�cija nerada grt�bas. Msdien�gas ier�ces, k� likums, nodrošin�tas ar atmi�u, kas paredz�ta av�rijas procesu sign�lu uzglab�šanai (ciparu oscilograf�šana). P�rbaužu laik� šo atmi�u vai t�s dau var izmantot testa sign�lu s�riju uzglab�šanai. Taj� pat laik� mikroprocesorier�ces apg�d� ar� ar interfeisiem, kas realiz� datu apmai�as funkciju ar �r�jiem datoriem/62/. T�d�j�di, lai realiz�tu virtu�l�s p�rbaudes, nepieciešams izstr�d�t divu l�me�u atbalsta (papildus) programmas: � Programmu ieejas sign�lu analogciparu p�rveidojumu aizvietošanai ar person�l�

datora iepriekš izskaitot�m v�rt�b�m ( p�rbaudes laik� sign�li var l�dzin�ties nullei). Šo programmu realiz� mikroprocesorier�ce un to var sintez�t tikai izstr�des stadij�.

� Programmu p�rbaudi imit�jošo procesu �ener�cijai. Š�du programmu izstr�de praktiski nav saist�ta ar test�jamo iek�rtu �patn�b�m un t� veicama iev�rojot konkr�t� aizsarg�jam� objekta specifiku.

AC p�rveidojumi

P�rbaudes procesu �enerators

AC p�rveidojumu aizvietošana

Apstr�de un l�mumu pie�emšana

76

4.3. P�rbaudi imit�jošo elektrisko lielumu (sign�lu) �ener�cija

Pašreiz�j� augstu att�st�t� elektromagn�tisko un elektromeh�nisko p�rejas procesu teorija, k� ar� jau izstr�d�t� daudzveid�g� , energosist�m�s un projekt�šanas organiz�cij�s plaši pielietot� programmatra auj atrast p�rbaudi imit�jošo procesu raksturojošos elektriskos lielumus. Vairums šo programmu atrod str�vu un spriegumu lielumus vektoru veid�. Tieša šo vektoru izmantošana virtu�lo p�rbaužu veikšanai nav piem�rota, ta�u tie viegli p�rveidojami sinusoid�lu sign�lu raksturojoš�s ciparu virknes veid�, iev�rojot kvant�šanas ( nolas�jumu) periodu un iegstot attiec�gu pak�pjveida (rež�a) funkciju . Bez tam sinusoidas j�p�rveido t�, lai t�s atbilstu konkr�t�s test�jam�s ier�ces analogciparu p�rveidotaj� izmantojamam kodam (skaitošanas sist�mai, v�rt�go ciparu skaitam). Abi šie p�rveidojumi ir element�ri un viegli realiz�jami. �trdarb�gu relejaizsardz�bu p�rbaud�s var rasties nepieciešam�ba �ener�t p�rejas procesus iev�rojot ne vien uzspiest�s, bet ar� br�v�s rimstoš�s komponentes. Šai gad�jum� zin�m�s programmas ataino procesus rež�a funkciju veid�, kuras virtu�lo p�rbaužu veikšanai t�l�k j�p�rveido atbilstoš� ACP kod�. Pie tam j�iev�ro, ka vairumam mikroprocesorier��u ir analogie ieejas filtri. Šie filtri sl�p� augst�k�s harmonisk�s, tie ir element�ri vienk�rši gan struktras zi�� (R-C �de), gan ietekmes model�šanas noz�m� ( inerci�ls posms). P�rbaudi imit�jošo procesu elektriskos lielumus var iegt ar� cit� veid� no ciparu oscilogramm�m, ko ierakst�juši av�rijas procesu mikroprocesorre�istratori vai pašas ciparu relejaizsardz�bas. Lai nodrošin�tu oscilogrammu izmantošanas iesp�ju nepieciešams: � Rad�t iesp�ju p�rveidot s�kotn�jo ierakstu izmainot, ja nepieciešams, t� m�rogu,

diskredit�cijas frekvenci (piem�ram, izmantojot interpol�ciju). � Nodrošin�t analogo un lo�isko sign�lu izmai�as procesu papildin�šanu un

p�rveidošanu. � Rad�t interesanto un informat�vo laika interv�lu “izgriešanas un sal�m�šanas”

iesp�ju, kas dod iesp�ju form�t daudzveid�gus, reti sastopamus, bet re�lus procesus. Piem�ram: �ssl�guma rašan�s tl�t p�c jaudas sl�dža iesl�gšanas, viena �ssl�guma veida p�reja cit� u.t.t.

Min�to p�rveidojumu veikšanai nepieciešama atbilstoša programmatra, kas var�tu apstr�d�t COMTRADE standart� (starptautiskais standarts digit�lo oscilogrammu kod�šanai) dot�s oscilogrammas . Relejaizsardz�bas un autom�tikas ier�ces visbiež�k p�rbauda ar tradicion�laj�m metod�m, pievadot test�jamai ier�cei noteiktus lo�iskos sign�lus, str�vas un spriegumus, kuru v�rt�bas iegst ar regul�jamiem str�vas un sprieguma avotiem. Ac�m redzams, ka ar� š�du p�rbaudi var veikt virtu�li. Šim nolkam j�rada programmatra, kas ierakst�tu atmi�� operatora realiz�tos ieejas sign�lus.

77

4.4. Virtu�l�s laboratorijas programmu pakete Virtu�l�s laboratorijas programmu paketes pamat� ir R�gas Tehniskaj� universit�t� izstr�d�tais ciparu oscilogrammu att�lošanas un apstr�des programmu komplekss SMOKY/88,89/. Š� kompleksa izv�li galvenok�rt nosaka tas, ka Baltijas valstu energoobjektu liel�kaj� da� uzst�d�ti REMI tipa re�istratori /98/, kuru oscilogrammas apstr�d� izmantojot SMOKY programmas. SMOKY programma izvietota Ener��tikas un Elektrotehnikas fakult�tes internetlap�: http://www.eef.rtu.lv/remis un ir pieejama energosist�mu darbiniekiem un studentiem. T� rezult�t� uzkr�jusies visai plaša daž�du procesu bibliot�ka, ko var izmantot testa sign�lu sint�z�. Lai nodrošin�tu iesp�ju izmantot citu tipu ier��u COMTRADE standart� re�istr�t�s oscilogrammas, papildus uzst�d�ts translators no COMTRADE form�ta, k� ar� nodrošin�ta jau iepriekš min�to “izgriešanas un sal�m�šanas” funkciju izpilde. Vair�ku daž�dos laika interv�los fiks�tu oscilogrammu sint�zes piem�rs par�d�ts Att. 4.3. att�l�. Testa process atbilst vienf�z�ga �ssl�guma p�rejai divf�žu �ssl�gum� uz zemi un nesekm�gas autom�tisk�s atkaliesl�gšanas p�rejai divk�rš� �ssl�gum� uz zemi.

Att. 4.3 Daž�dos laika interv�los fiks�tu oscilogrammu sint�zes piem�rs

Lai izmain�tu sign�lus vai to harmonisk�s sast�vdaas laik�, rad�ts speci�ls interfeiss. Tas auj uzdot sign�lus (harmonisk�s) sarež��tu laika funkciju veid�. Interfeisa logs dots attel� 4.4. Pie tam nav nepieciešama programm�šanas valodu izmantošana. Rodas plašas iesp�jas uzdot procesus sec�gos laika interv�los. T� Att. 4.5 dots testa procesa ieraksts, kurš ilustr� sarež��tu testa procesu rad�šanas iesp�ju.

78

Att. 4.4 Sarež��ta sign�la form�šanas interfeiss

Att. 4.5 Sarež��ta testa procesa piem�rs

Lai izmantotu daž�dus energosist�mu modeus (šos modeus aprakstoš�s programmas), rad�ts interfeiss, kas auj modeos iegstamos kompleksos elektriskos lielumus p�rveidot oscilogrammu form�t�. Attiec�gi att�l� Att. 4.6 par�d�ta ar energosist�mas modea pal�dz�bu iegt� str�vu un spriegumu vektoru diagramma vienf�zes �ssl�guma gad�jum�, bet att�l� Att. 4.7 t�s pašas str�vas un spriegumi p�c transl�cijas oscilogrammas form�.

79

Att. 4.6 Vektoru diagramma vienf�zes �ssl�guma gad�jum�

Att. 4.7 Vienf�zes �ssl�guma str�vas un spriegumi

Periodisku atk�rtotu p�rbaužu (testu) veikšanai nepieciešams rad�t datu b�zi, kas noteiktu testu sec�bu un p�rbaud�m�s ier�ces paraugreakciju uz šiem testiem.

80

4.5. Virtu�l� zin�tnisk�s p�tniec�bas laboratorija Virtu�lo p�rbaužu metodes rad�šana, l�dzdal�ba av�rijas procesu re�istr�cijas sist�mas un vair�ku mikroprocesortermin�lu izstr�d� �va rad�t zin�tnisk�s p�tniec�bas laboratoriju R�gas Tehnisk�s universit�tes darbinieku un studentu vajadz�b�m. Laboratorija nodrošina: 1. Baltijas valstu energosist�mu ener��tiskajos objektos notiekošo procesu tiešu

nov�rošanu (�eneratori, to palaišana un aptur�šana, transformatori un autotransformatori, elektrop�rvades l�nijas, lieljaudas elektrodzin�ji).

2. “Interesantu“ procesu bibliot�kas rad�šanu, �paši procesu, kas noved pie iek�rtu atteic�m, l�niju kask�dveida atsl�gšan�s u.c. Š�du procesu avots visbiež�k ir relejaizsardz�bas dienestu v�ršan�s pie sist�mas izstr�d�t�jiem ar lgumu veikt re�istr�to procesu ekspert�zi.

3. Statistisko datu sav�kšanu par slodz�m, sprieguma sv�rst�b�m, p�rvad�maj�m jaud�m utt.

4. Izstr�d�to vai izstr�d�jamo ier��u p�rbaud�m, ja š�s ier�ces ir piem�rotas virtu�laj�m p�rbaud�m.

Virtu�l�s laboratorijas struktra parad�ta att�l� Att. 4.8

Att. 4.8 Virtu�l�s laboratorijas strukt�ra

Ener��tikas institta datort�kla serveris nodrošina av�rijas un citu procesu ierakstu sa�emšanu un glab�šanu, bibliot�kas form�šanu. Datu par�d�šan�s iesp�jama caur internetu p�c energosist�mas dienestu iniciat�vas. P�c laboratorijas lietot�ja ieskatiem iesp�jams piesl�gties pie simtiem re�istratoru. Darba stacijas apg�d�tas ar daudziem programmu blokiem, kas ietilpst relejaizsardz�bas termin�lu programmatr�:

- AC- p�rveidot�ja vad�ba;

Ener��tikas institta serveris. Inform�cijas v�kšana, procesu

bibliot�kas form�šana

Intern�ts

Laboratorijas darba stacijas

T�lru�u modems

Baltijas valstu energosist�mas

releju aizsardz�bas dienesti Baltijas valstu

energosist�mas apakšstacijas

Pabaud�mas

ier�ces

P�rbaud�mo algoritmu

programm�šana

81

- ciparu filtr�cija; - palaišanas un blo �šanas m�rorg�ni, pretest�bas m�rorg�ni u.c.

Bez tam darba stacijas apg�d�tas ar programmu izstr�d�t�ja programmatru attiec�b� uz firmas Texas Instruments sign�lprocesoriem / 100 /. Min�to programmu bloku kopums nodrošina iesp�ju izstr�d�t un p�rbaud�t p�t�mos algoritmus. Laboratorija �paši noder�ga un efekt�va studentiem, kas specializ�jas energosist�mu automatiz�cijas virzien�, izstr�d�jot kursa un diplomprojektus.

4.6. Secin�jumi

1. RA un PA mikroprocesorier��u darb�bas algoritmu �patn�bas un apar�tu struktra atauj pielietot virtu�lo p�rbaužu metodi. Pie tam, atkr�t nepieciešam�ba izmantot sarež��tus un d�rgus p�rbaužu stendus.

2. Virtu�lo p�rbaužu metode var izmantot re�lo vai izr� in�to, izmantojot rpnieciskas programmu paketes, procesu ierakstus.

3. Virtu�lo p�rbaužu metode aprob�ta sarež��to mikroprocesorier��u p�rbaudes gait�: kompleks�s augstsprieguma l�niju aizsardz�bas REDI , asinhron�s gaitas nov�ršanas autom�tikas AGNA un ct.

4. Izstr�d�t� metode un programmu paketes kuva par pamatu virtu�las zin�tniski-p�tnieciskas laboratorijas izveidošanai

82

5. Virtu�l� statistisko p�rbaužu metode Equation Chapter (Next) Section 1 Mikroprocesoru tehnikas �paš�bas veicina programmu sarež��t�bas pieaugumu. Programmas k��du mekl�šanas gr�t�bas. K��du mekl�šanas algoritma strukt�rsh�ma. Monte-Karlo metode un k��du atrašana. Nepieciešamais p�rbaužu skaits. Programmas k��du piem�ri.

5.1. Ievads Augst�k jau atz�m�ts, ka uz mikroprocesoru tehnikas b�zes izveidotaj�m energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas ier�c�m ir virkne pozit�vu �paš�bu un priekšroc�bu. Tom�r š�s ier�ces sev l�dzi atnesa ar� probl�mas, kas sak�ojas mikroprocesortehnikas pozit�vaj�s �paš�b�s: 1. Funkcion�šanas algoritma uzdošana programmas veid�. Tieši šis pa��miens veicina

viena m�r uzdevuma ier��u variantu un modifik�ciju �tru mai�u. Ier�c�s tiek ievestas arvien jaunas, visbiež�k otrš ir�gas, servisa funkcijas, paplašin�tas iesp�jas.

2. Augstraž�gu mikroprocesorelementu zemas cenas. Š� �paš�ba veicina agr�ko atseviš o ier��u funkciju integr�ciju.

3. Inform�cijas apstr�des ciparu pa��miens. Š� pa��miena priekšroc�bas sal�dzin�jum� ar analogo ir visp�rzin�mas un tiek lietder�gi izmantotas.

4. Iesp�ja viegli veikt iestat�jumu uzdošanas un mai�as procedru, iestat�jumu izmantošana algoritma struktras izmai�ai (lo�isk�s funkcijas, atseviš u funkciju ievešana vai izsl�gšana).

Zem�k tiks par�d�ts, ka atz�m�t�s �paš�bas var rad�t nopietnas grt�bas v�rt�jot aizsardz�bas un autom�tikas ier��u efektivit�ti. Grt�bu pamat� ir p�rbaužu sarež��t�ba v�rt�jot ier�ces piem�rot�bas pak�pi peredz�to pras�bu nodrošin�šanai. Mikroprocesortehnikas p�rbaužu nepieciešam�bu dikt� divi galvenie iemesli: 1. Aparatras atteices; 2. Programmatras kdas. Mikroprocesortehnikas aparatras atteices, pateicoties ražošanas tehnolo�ijas sasniegumiem, ir sam�r� reta parad�ba, kas sam�r� viegli identific�jama ar speci�liem l�dzekiem un metod�m /51/. Turpretim programmas kdas atrast grti /85/. Citos gad�jumos veiksm�gi pielietojamais kdu atrašanas pa��miens – p�rbaudes ekspluat�cija nav piem�rots relejaizsardz�bai, jo t�s darb�b� nostr�des piepras�juma plsmas intensit�te ir niec�gi maza. �tr� programmatras variantu mai�a v�l vair�k pasv�tro p�rbaudes ekspluat�cijas nepiem�rot�bu programmas kdu mekl�jumos. Atliek vispus�gu, sarež��tu, d�rgu un darbietilp�gu laboratorijas p�rbaužu veikšanas ceš. Zem�k par�d�ts, ka funkciju integr�cija, inform�cijas programmas-ciparu apstr�des pa��mienu lietojums un lielais iestat�jumu skaits sarež�� un sad�rdzina ier��u p�rbaudes. � Funkciju integr�cija noved pie sarež��t�k�m programm�m. Realiz�jot

programmatras produktus, diemž�l j�secina, ka kda jaunievestaj� modul� var trauc�t citu, jau p�rbaud�to, moduu darb�bu.

83

� Inform�cijas apstr�des ciparu pa��mieni liel� m�r� pakauti neline�riem efektiem, �paši kdu gad�jumos. Analog�s tehnikas struktr�s bija daudz line�ro bloku, kuru fizik�l�s bt�bas d� bija pietiekami veikt p�rbaudi tikai dažos to raksturl�k�u punktos. Izmantojot ciparu principus rodas p�rpild�juma efekti, notiek oper�cijas pa bitiem, tiek realiz�ta aritm�tika ar uzdoto bitu skaitu, kas situ�ciju v�l vair�k pasliktina. Var rasties kdas ar oti retu izpausmi.

� Iestat�jumu skaita pieaugums pie p�rbaud�m rada papildpras�bas. No teikt� izriet, ka p�rbaudot ciparu ier�ces funkcion�šanu j�veic p�rbaudes ar daž�d�m iestat�jumu kombin�cij�m un palielinoties iestat�jumu skaitam šo kombin�ciju skaits strauji aug.

Mekl�jam�s programm�šanas kdas var dal�t div�s grup�s: 1. Tieš�s programmas kdas. Šo kdu rezult�t� tiek izjaukts programm�t�ja

iedom�tais algoritms. 2. Algoritma kdas. Izstr�d�jot relejaizsardz�bas un autom�tikas ier�ces rodas daž�das

detaliz�t�bas pak�pes algoritmi. Vairum� gad�jumu s�kotn�ji izstr�d� izejas algoritmu, kur� oper� ar relejaizsardz�bas klasiskajiem j�dzieniem un kategorij�m: str�vas, sprieguma, pretest�bas m�relementu nostr�de, to atgriešan�s, lo�isk�s funkcijas, nostr�des un atgriešan�s kav�jumi utt. T�du algoritmu efektivit�ti un racionalit�ti daudzu gadu laik� un daudzos gad�jumos apstiprin�jusi ekspluat�cijas prakse un daudziem kvalific�tiem ekspertiem pierast� terminolo�ija. Realiz�tais un programm�jamais algoritms oper� ar AC-p�rveidojumu rezult�tiem, komand�m un oper�cij�m, kas defin�tas konkr�tajam procesoram un citiem elementiem, kas ietilpst programm�jamaj� apar�t�. Starp šiem diviem nosauktajiem algoritmu tipiem ir liela atš ir�ba. Otrais ir daudzk�rt sarež��t�ks, t� izstr�des gait� iesp�jamas kdas, kas noved�s pie s�kotn�ji iepl�not� algoritma neizpildes. T�da tipa kdas kop� ar pašas programmas kd�m j�atrod. T�l�k vad�simies no pie��muma, ka izejas algoritms ir bez kd�m un t�d� nav to mekl�šanas uzdevuma.

5.2. Programm�šanas k��du konstat�šanas uzdevuma formul�jums

Relejaizsardz�bas ier��u funkcion�šana atkar�ga: � No kontrol�jamo procesu gaitas. � No programm� noteiktas kontrol�jamos procesus atspoguojošu ciparu virkn�jumu

(str�vu, spriegumu AC-p�rveidojumi, lo�isko sign�lu v�rt�bas) apstr�des procedras.

� No iestat�jumu v�rt�bu kopuma. Pie kam ier�c�m izvirza divas galven�s pras�bas: 1. Nost�d�t pie nostr�des piepras�juma. 2. Nenostr�d�t pie nenostr�des piepras�juma.

84

Tiek uzskat�ts, ka p�rbaud�m�s ier�ces iestat�jumi izv�l�ti saska�� ar nostr�des un nenostr�des pras�b�m. Min�to pras�bu neizpildes gad�jum� rodas atbilstošas atteices: � nostr�des atteice (pie nostr�des piepras�juma); � lieka nostr�de (pie pret�j�s pras�bas). Relejaizsardz�bas ier��u kontrol�tie procesi atbilst varbt�bas procesu klasei, jo tos nosaka daudzi gad�jumrakstura faktori (boj�juma veids un vieta, att�lin�jums, slodze, t�kla konfigur�cija u.c.). P�rbaud�m�s ier�ces funkcion�šanas programma un iestat�jumi tiek doti projekt�šanas proces� un parasti ir determin�ti. Tom�r teiktais atbilst paties�bai tikai tad, ja nav programmas kdu. Ja t�das ir, tad komandu izpildes sec�ba un sast�vs, k� ar� iestat�jumi var bt atkar�gi no kontrol�jamajiem procesiem. T�d� kdu konstat�šanas uzdevum� visu tr�s faktoru grupas, kas nosaka p�rbaud�m�s ier�ces funkcion�šanu, var tikt uzskat�tas k� gad�jumrakstura. Pie kam, saska�� ar identifik�cijas teorij� pie�emto terminolo�iju / /, p�rbaud�mo ier�ci var uzskat�t par nezin�mas struktras objektu ar nov�rojam�m ieej�m un izej�m. Bet kdu mekl�šanas uzdevumu var p�rst�v�t att�l� 5.1 par�d�t� procedra.

Att. 5.1 K��du mekl�šanas proced�ras strukt�rsh�ma

S(t) – kontrol�jamie analogie procesi; L(t) – kontrol�jamie lo�iskie procesi; U - iestat�jumu kopa; V(t), V’(t) – p�rbaud�m�s un ide�l�s ier�ces izejas sign�li.

Att�l� Att. 5.1 parad�t�s procedras praktiskai izmantošanai svar�g�kie ir kontrol�jamo procesu S(t) un iestat�jumu U izveidošanas procedras jaut�jumi, k� ar� “ide�las ier�ces“ izstr�d�šana. Atz�m�sim ar�, ka elements “izsl�dzošais VAI”, kas �ener� kdas pazi�ojumu, ir vienk�ršots, t� k� re�li iesp�jamas piln�b� pieaujamas laika novirzes pie

Uzdošanas procedra

parametriem S ( t ), U , L ( t )

P �rbaud�m a ier�ce

Ide�las ier�ces modelis

XOR elementsSTOP

Pazi�ojums p�r kdu

S (t)

U(t) V(t)

L(t)

V’(t)

85

sign�lu V(t) un V’(t) par�d�šan�s. Zem�k aplkota sign�lu V(t) un V’(t) nepieaujamas atš ir�bas atpaz�šanas re�la procedra.

5.3. Monte-Karlo metode un k��du mekl�šanas proced�ras realiz�cija

S(t) un U uzdošanas procedrai j�nodrošina t�du realiz�ciju S(t) un U kombin�ciju mekl�šana, kas noved pie atteices parad�šan�s. T�tad j�realiz� procesu un iestat�jumu realiz�cijas variantu kombin�šanas procedra. T�das procedras izveidošanai eksist� divi galvenie varianti: 1. Izmantojot deterministisko pieeju. 2. Ar statistisko pieeju. Daudzm�ru uzdevumos otrajai pieejai, kas izveidota balstoties uz Monte-Karlo metodes, ir btiskas priekšroc�bas /46/, t� nodrošina �tr�ku un droš�ku atrisin�jumu /46/. Mekl�juma procedru (gad�jumrakstura kombin�šana) var izveidot div�j�di: 1. Kontrol�jamos procesus S(t) uzdodošo gad�jumrakstura parametru lauk�.

Atseviš � gad�jum� vari� spriegumu un str�vu amplitdas un f�zes. Atteices šaj� lauk� visbiež�k mekl� aizsardz�bas un autom�tikas ier��u laboratorijas p�rbaužu laik�.

2. Aizsarg�jamo objektu modeu parametru lauk�. No realiz�cijas darbietilp�guma un kdu mekl�šanas efektivit�tes viedoka abi cei ir aptuveni l�dzv�rt�gi. S(t) un U uzdošanas algoritmu struktrsh�mas par�d�tas att�l� 5.2 un att�l� 5.3. Abos gad�jumos izmanto pie��mumu par gad�jumrakstura parametru vienm�r�ga sadal�juma likumu. Atz�m�sim, ka aplkojamaj� uzdevum� š�ds pie��mums ir piln�gi korekts, jo m�r is ir atrast procesu un iestat�jumu jebkuru kombin�ciju, pie kuras par�d�s kda+.

+ V�rt�jot aizsardz�bas ier��u efektivit�ti tiek apr� in�tas attei�u varbt�bas. Šajos gad�jumos pie��mums par vienm�r�g� sadal�juma likumu var rad�t lielas kdas.

86

Att. 5.2 K��du mekl�jums sign�lu parametru lauk�

Organiz�jot aplkojam�s procedras rodas jaut�jums par p�rbaužu skaitu, kas ar iepriekš uzdotu ticam�bu garant� attei�u konstat�šanu. Pie�emam, ka atseviš as p�rbaudes laik� atteice var izpausties ar varbt�bu �. Atrad�sim varbt�bu, ka n neatkar�gu p�rbaužu rezult�t� atteice par�d�sies vienu reizi.

Att. 5.3 K��du mekl�jums objekta mode�a parametru lauk�

Parbaudes izpilda l�dz pirm�s atteices faktam. Šaj� gad�jum� p�rbaužu skaitam X, kas j�veic l�dz pirmajai atteicei, bs sadal�jums saska�� ar Farri likumu (Pask�la sadal�juma likuma �pašs gad�jums /95/ ). Tad: ( ; 1; ) (1 ) ,xP X � � � �� (5.1) kur (�; 1; �) – atteices par�d�šan�s varbt�ba pie X-t�s p�rbaudes. Atrad�sim varbt�bu, ka atteices konstat�šanai nepieciešams ne vair�k par X p�rbaud�m:

1

0

( ) (1 ) .x

i

i

P X x�

�

, � � ��� (5.2)

Sign�lu un iestat�jumu eksist�šanas sarakstu un interv�lu uzdošana

Vienm�r�gi sadal�to skaitu kopumu, kuri pieder uzdotiem interv�liem, �enerators

S(t) un U form�šana

Aizsarg�jam� objekta modea parametru un iestat�jumu eksist�šanas sarakstu un interv�lu

uzdošana

Objekta un ier�ces parametrus uzdodošo vienm�r�gi sadal�to skaitu kopuma �enerators

Kontrol�jamo procesu model�šana

87

Organiz�jot p�rbaudes lo�iska ir sekojoša jaut�juma nost�dne: - izv�l�ties p�rbaužu skaitu X, pie kura pat reti eksist�jošas atteices var�tu

konstat�t ar varbt�bu, kas tuva 1. Atkar�ba % no � un �, kas atbilst t�dai nost�dnei, parad�ta att�l� Att. 5.4.

Att. 5.4 p�rbaužu skaitu X atkar�ba no un �

Ticam�bas P un varbt�bas � v�rt�bas izv�le j�veic vadoties no p�rbaužu izmaks�m un ekonomisk�s situ�cijas, kas rad�sies izlaižot produkciju ar programmas kd�m (t�m par�doties j�veic visu ražoto ier��u programmatras nomai�a, rodas zaud�jumi sakar� ar ražot�jfirmas prestiža kritumu). Aptuvenu varbt�bas � var pie�emt balstoties uz pras�bas, ka programmas kdu rad�t�s atteices varbt�bai j�bt maz�kai par aparatras rad�t�s atteices varbt�bu. T�d�j�di, pie�emot, ka moderno mikroprocesorier��u darbmžs T ir 25 gadi, var atrast (pie�emot, ka atteices rodas saska�� ar eksponenci�lo likumu) atteices varbt�bu viena ekspluat�cijas gada laik�

��� =1

1 0,039 ,Te�

� � (5.3) ko var pie�emt par pamatu uzdodot � izteiksm� (5.1).

5.4. Ide�las ier�ces darb�bas model�šana Programmas kdu mekl�šanai saska�� ar att�la 5.1 strutrsh�mu tikai tad ir j�ga, ja droši un nekd�gi realiz�ts ide�l�s ier�ces modelis. T�d� š� modea realiz�cijas programmai j�bt daudz vienk�rš�kai par p�rbaud�mo mikroprocesorrealiz�ciju. Šo pras�bu var izpild�t izmantojot izejas algoritmus un projekt�šanas tehnisko uzdevumu. Pie kam ier�ces darb�bas programm�šanai j�izmanto augsta l�me�a valodas. Person�lajam datoram paredz�t�s programmas var izstr�d�t izmantojot dubult�s precizit�tes aritm�tiku un neekonom�jot programmas un operat�vo atmi�u, atkr�t nepieciešam�ba vad�t daudzus elementus un blokus, kas ietilpst mikroprocesorier�ces sast�v�. T�d� programmas, kas model� izejas algoritmus, izr�d�s relat�vi vienk�ršas un

100

1000

10000

100000

1000000

0.000010.00010.0010.01

P=0.95 P=0.99 P=0.999 P=0.9999

88

t�s viegli redi��t un p�rbaud�t. Atz�m�sim, ka daudzos gad�jumos algoritmisko kdu konstat�šanai mikroprocesorier��u projekt�šanas procesu s�k ar model�još�s programmas rad�šanu un t�s darb�bas efektivit�tes p�rbaudi ar aizsarg�jam� objekta ciparu modea pal�dz�bu. Šaj� gad�jum� organiz�jot statistisk�s virtu�l�s p�rbaudes var izmantot gatavus programmu blokus, kas model� izejas algoritmu.

5.5. Procesu un iestat�jumu uzdošanas proced�ra Virtu�lo p�rbaužu organiz�šanai nepieciešam� procesu un iestat�jumu uzdošanas procedra pirmk�rt atkar�ga no p�rbaud�m�s ier�ces m�r uzdevuma, kontrol�jamajiem sign�liem un t�d� to var izstr�d�t un programm�t tikai konkr�t�m ier�c�m. Zem�k aplkotas t�du procedru izveidošanas �patn�bas div�m mikroprocesorier�c�m: 110-330 kV elektrop�rvades l�niju kompleksai aizsardz�bai un autom�tikai REDI; asinhron� rež�ma nov�ršanas un likvid�cijas autom�tikai AGNA /101/. Atbilstoši divu veidu pras�b�m, ko izvirza relejaizsardz�bas un autom�tikas ier�c�m, aplkojamo procedru dal�sim div�s da�s, kas �ener� procesus:

� Izsaucošus nostr�des piepras�jumus. � Nostr�di nepieprasošus.

Dal�jums ir nosac�ts, jo iesp�jamas procesu p�rejas no vienas klases uz otru. Aplkots procedras uzdošanas gad�jums parametru lauk�, kas uzdod kontrol�jamos procesus. Aplkojam�s ier�ces funkciju anal�ze un nostr�des piepras�juma situ�cija auj izdal�t dažus rakstur�gus laika periodus:

1. Pirmsav�rijas (slodzes) rež�ms. Rež�mu raksturo str�vu un spriegumu simetrija. Zin�mi procesu sinusoid�lu parametru eksistences diapazoni.

2. Av�rijas rež�ms 3. Bezstr�vas pauze 4. Autom�tisk� atkaliesl�gšana (AAI) 5. P�cav�rijas rež�ms

89

Pirmsav�rijas rež�ms

Rež�m

s

Pirmsav�rijas

rež�ms

Av�rijas rež�ms

Bezstr�vas pauze

Autom�tisk� atkaliesl�gšana

(AAI) Av�rijas rež�ms

Palaišanas bloks Sl�dža atteices aizsardz�ba

Blo �šana pie sprieguma �žu

boj�jumiem

M�r�šanas elementu atgriešan�s

Blo �šana pie

sv�rst�b�m

AAI lo�ika Atsl�gšanas pa�trin�jums p�c nesekm�gas AAI

Miruš�s zonas nov�ršana

Sinhronisma uztveršana

Str�vas un distantie m�r�šanas elementi

Lo�isko sign�lu vad�bas funkcijas

Lo�isko sign�lu vad�bas funkcijas

Laika kav�jumi

Pak�pju nostr�des laiks

P�rb

aud�

m�s

funk

cija

s

Procesu un notikumu re�istr�cija, signaliz�cija

Procesu un notikumu re�istr�cija, signaliz�cija

Tabula 5.1 Apl�kojam�s ier�ces funkciju laika periodi

Tabul� 5.1 par�d�to procesu model�šanu var veikt izmantojot vienu no praktiski ekspluat�jamiem programmu kompleksiem, kas model� elektromagn�tiskos un elektromeh�niskos p�rejas procesus /87/. Tom�r univers�lu programmu izmantošana rada nepamatoti lielus skaitošanas laika pat�ri�us. Skaitošanas laika samazin�šanai un RA un PA ier��u p�rbaužu realiz�šanai izstr�d�tas vienk�ršotu sh�mu (par�d�tas att�los Att. 5.5 un Att. 5.6) elektromagn�tisko un elektromeh�nisko p�rejas procesu model�šanas programmas.

Att. 5.5 Ier��u REDI p�rbaudei izmantot� t�kla sh�ma

~

E1 l

lL ZS2

E2

ZS1

~

90

Att�l� 5.5 par�d�t� sh�ma nodrošina procesu model�šanu rež�miem, kas par�d�ti tabul� 5.1. K� gad�jumparametri pie�emti: energosist�mu ekvivalento EDS vektori &1, &2, &3 , energosist�mu ekvivalent�s pretest�bas ZS1 un ZS2 (tieš�s, pretsec�bas un nulsec�bas), att�lums l�dz boj�juma vietai, l�niju parametri, mijinduktivit�tes pretest�bas, boj�juma veids u.c. Pie�emts vienm�r�gais gad�jumparametru sadal�juma likums, bet t� parametrus (eksistences interv�lu) p�c l�niju un t�klu parametru statistisko datu anal�zes uzdod lietot�js. Procesu model�šan� izmantoti plaši paz�stamie vien�dojumi un simetrisko komponentu metode /87/. Att�l� Att. 5.6 par�d�t� energosist�mas divmaš�nu ekvivalent� sh�ma izmantota asinhron� rež�ma nov�ršanas un likvid�cijas autom�tikas AGNA p�rbaudei.

Att. 5.6 T�kla sh�ma, ko izmanto ier�ces AGNA p�rbaudei

Š� sh�ma auj model�t slodzes rež�mu, tr�sf�žu �ssl�gumu un vienk�ršotu asinhrono rež�mu. Asinhron� rež�ma vienk�ršota model�šana veikta balstoties uz hipot�zes par divu frekven�u stacion�ru rež�mu, kad energosist�mas &1 �eneratori rot� ar frekvenci 1, bet energosist�mas &2 – ar frekvenci 2. Šaj� gad�jum� apr� ini kst vienk�rš�ki un tos var veikt ar superpoz�cijas metodi. Par gad�jumparametriem pie�emti visi att�l� 5.6 parad�tie parametri, frekvences 1 un 2 k� ar� pie�emti vienm�r�g� sadal�juma likumi. Att�l� 5.7 parad�ti virtu�li-statistisko p�rbaužu veikšanas programmas galvenie bloki. Att�los 5.5 un 5.6 par�d�to vienk�rš�ko sh�mu gad�jumos iestat�jumu izv�les procedras izveidošana nerada principi�las grt�bas.

~

E1

l

lL ZS2

E2

ZS1

~

91

Att. 5.7 Virtu�li-statistisko p�rbaužu veikšanas algoritma fragments

Ide�l�s un p�rbaud�m�s ier�ces darb�bas rezult�tu sal�dzin�šanas procedra att�l� Att. 5.7 atbilst elementam “izsl�dzošais VAI” att�l� Att. 5.1 �sten�b� rodas nepieciešam�ba izmantot sarež��t�ku divu ier��u funkcion�šanas rezult�tu sal�dzin�šanas procedru. T�dai nepieciešam�bai ir sekojoši iemesli:

1. Ide�l�s un p�rbaud�m�s ier�ces reakcijas (nostr�des, atgriešan�s) var nebt vienlaic�gas. Atš ir�bu iev�rošana veidojot aplkojamo procedru parasti grt�bas nerada, jo zin�mi maksim�lie (maksim�li pieaujamie) nostr�des un atgriešan�s laiki.

2. Abu ier��u reakcijas var atš irties pie kontrol�jamo procesu tuvin�šan�s robežai starp nostr�des un nenostr�des nosac�jumiem. Šaj� gad�jum� fiks�jot reakciju atš ir�bu pietiek p�rbaud�t nosac�jumu att�lin�jumu no atbilstošaj�m robež�m. Att�lin�jumu, kur� pieautas atš ir�bas, var uzdot vadoties no tehniskajiem nosac�jumiem.

5.6. Piem�ri ar programmu k��d�m, kas izsauc retas izpausmes atteices

Zem�k aplkosim divu tipu kdas, kas konstat�tas projekt�jamo ier��u p�rbaužu beigu stadij�. Abos gad�jumos kdas konstat�tas veicot virtu�l�s statistisk�s p�rbaudes un abos gad�jumos programmas kdas par�d�j�s pie noteikt�m, reti sastopam�m kontrol�jamo procesu un iestat�jumu kombin�cij�m. 1. Piem�rs. 110-330 kV EPL kompleks� aizsardz�ba un autom�tika REDI. Att�l� Att. 5.8 parad�ts ier�ces funkcion�šanas algoritma fragments, saska�� ar ko:

- ik p�c milisekundes notiek programrealiz�ts p�rtraukums, kas noved pie visu kontrol�jamo sign�lu AC-p�rveidošanas un iegto rezult�tu ciparu filtr�šanas;

Gad�jumrakstura modea parametru uzdošanas procedra

Iestat�jumu r� in�šanas procedra

Procesu r� in�šanas procedra

Ide�las ier�ces reakcija P�rbaud�m�s ier�ces reakcija

Sal�dzin�šana, kdu noteikšana

92

- notiek laik� sec�ga visu distantaizsardz�bu pak�pju, maksim�lstr�vas (virz�t�s, vai sprieguma �žu boj�juma gad�jum� nevirz�t�s), nulsec�bas str�vas nostr�des nosac�jumu p�rbaude. Visas š�s p�rbaudes veic laika interv�los starp p�rtraukumiem. Konstat�jot nostr�des nosac�jumus pak�pei vai zonai ar maz�ku numuru atkr�t, protams, nepieciešam�ba p�rbaud�t nostr�des nosac�jumus pak�p�m ar augst�ku numuru. Programm�t�ja uzdevums bija dot�s milisekundes robež�s nodrošin�t visas nepieciešam�s p�rbaudes visu nepieciešamo datu sagatavošanu. Šaj� nolk� tika veikta nepieciešamo komandu izv�le un uzskaite, to izpildes laika apr� ins, lai nodrošin�tu to izpildi atv�l�taj� laika diapazon�.

Att. 5.8 110-330 kV EPL kompleks�s aizsardz�bas un autom�tikas funkcion�šanas algoritma fragments

Liel� zarošan�s skaita d� uzdevums izr�d�j�s visai sarež��ts.

Ikmilisekundes p�rtraukums

AC – p�rveidošana

Ciparu filtracija

I, II, III, IV distantaizsardz�bas pak�pes

Nulsec�bas str�vas aizsardz�bas I, II, III, IV, pak�pes

Maksim�lstr�vas aizsardz�bas pak�pes

Parejas funkcijas izpilde

93

Pieaut�s kdas bt�ba bija apst�kl�, ka nebija �emts v�r� viens rež�ms – procesu atbilst�ba vienlaic�gi piektajai zonai distantaizsardz�bai pret �ssl�gumiem uz zemi, maksim�lstr�vas aizsardz�bas (nevirz�tajai, ko ieved pie sprieguma �žu boj�jumiem) ceturtajai pak�pei un nulsec�bas str�vas aizsardz�bas ceturtajai pak�pei. Pie distantaizsardz�bas zonu lieliem laika kav�jumiem izr�d�j�s, ka procesors nepasp�j sak�rtot datus, kas nepieciešami iepriekš�j�s milisekundes apr� iniem (p�rtraukums tika izpild�ts pirms beidz�s visu datu sagatavošana). Pie p�rtraukumiem atlikt�s oper�cijas kr�j�s, kas pie lieliem laika kav�jumiem noveda pie atteic�m. Pie kam atteices rad�s programmas da�, kas š ita labi nostr�d�ta un neatkar�ga no cit�m programmas da�m – ACP vad�b�. Trauc�t� AC-p�rveidojuma procesa rezult�tu oscilogramma parad�ta att�l� 5.9.

Att. 5.9 Trauc�t� AC-p�rveidojuma oscilogramma

Skaidri redzami sign�la kropojumi, ko rad�jusi nolas�jumu “izkrišana”. Redzamas distantaizsardz�bas 3.,4.,5. zonas liekas nostr�des. Tom�r ciparu filtr�cijas rezult�t� kropotie procesi tika izl�dzin�ti un atteices izpaud�s tikai gad�jumos, kad procesi atbilda darb�bas zonai tuvu izvietotiem punktiem.

94

Att. 5.10 Mikroprocesorfiksatora funkcion�šanas algoritma fragments nosakot att�lumu l�dz boj�juma vietai

T�d�j�di pieaut�s kdas izpausmei bija nepieciešama sekojošu nosac�jumu sakrit�ba:

- iev�rojami aizsardz�bu laika kav�jumi; - procesu atbilst�ba zon�m ar maksim�lajiem numuriem; - pretest�bu un str�vu vektoru novietojums tuvu zonas robež�m; - boj�jums sprieguma �d�s.

Š�du nosac�jumu rašan�s varbt�ba p�rbaudes ekspluat�cijas laik� ir oti maza. Veicot statistisk�s virtu�l�s p�rbaudes atteice par�d�j�s p�c apm�ram tkstoš p�rbaud�m. 2. piem�rs. Mikroprocesorindikators, kas fiks� att�lumu l�dz boj�juma vietai /21, 22, 23/. Att�l� Att. 5.10 par�d�ts ier�ces funkcion�šanas algoritma fragments, saska�� ar kuru:

� tiek veikta katra sign�la divk�rt�ja AC-p�rveidošana. Pie kam pie pirm�s p�rveidošanas sign�lu ACP pievada caur pastiprin�t�ju ar mazu pastiprin�juma koeficientu. Notiek sign�la lieluma rupjš nov�rt�jums, tiek izv�l�ts pastiprin�juma koeficients, pie kura ACP pievad�mais sign�ls ir tuvs maksim�li pieaujamam un notiek atk�rtots, prec�zs AC-p�rveidojums. Apr� inos izmanto AC-p�rveidojuma rezult�ta reizin�jumu ar pastiprin�juma koeficientu. Aprakst�tais divk�rš�s p�rveidošanas pa��miens �va paaugstin�t p�rveidošanas precizit�ti sign�liem ar lielu dinamisko izmai�as diapazonu.

� realiz� ciparu filtr�ciju un apr� ina att�lumu l�dz boj�juma vietai balstoties uz sign�lu parametru un iestat�jumu nov�rt�jumiem /22/.

Kdas bt�ba bija nepareizi izv�l�ts k�rtu skaits veicot dažas aritm�tisk�s darb�bas (tika izmantota veselo skaitu aritm�tika /45/). Izr�d�j�s, ka pie daž�m sign�lu v�rt�bu un iestat�jumu kombin�cij�m izpildot aritm�tisk�s darb�bas rodas p�rpild�jums. T�d� skaitošanas rezult�ti tika rupji izkropoti. Interesanti atz�m�t, ka kropojumi rad�s pie sign�lu v�rt�b�m to eksistences diapazona vid.

Palaišana

Pirmais AC-p�rveidojums Pastiprin�juma koeficienta izv�le

Otrais AC-p�rveidojums

Att�lumu l�dz boj�juma vietai apr� in�šana

95

Aplkotais piem�rs interesants ar to, ka apstiprina sekojošu faktu. Desmitiem apar�tu ar aprakst�to kdu tika veiksm�gi ekspluat�ti energosist�m�s (kda neizpaud�s).

5.7. Secin�jumi

1. Mikroprocesoru elementu b�zes �paš�bas un tehniskie raksturojumi veicina RA un PA pragrammu sarež��t�bas pieaugumu, funkciju apvienojumu, iestat�jumu skaita pieaugumu un, k� sekas, rada programmas kdu mekl�šanas probl�mu.

2. Kdu mekl�šanu var realiz�t sal�dzinot p�rbaud�m�s un ide�l�s (programce� realiz�t�s) ier�ces reakcijas.

3. P�rbaudes procesa automatiz�šanai pied�v�ts izmantot Monte-Karlo metodi. Dota p�rbaužu skaita izv�les metodika.

4. Izstr�d�ti vienk�ršoti energosist�mas modei ar autora l�dzdal�bu izstr�d�to sarež��to mikroprocesorier��u p�rbaud�m ar virtu�l�s statistisk�s p�rbaudes metodi:

5. REDI – kompleksai RA un PA ier�cei, kas realiz� elektrop�rvades l�niju visu veidu relejaizsardz�bu un autom�tiku.

6. AGNA – kompleksai RA un PA ier�cei, kas realiz� asinhron� rež�ma nov�ršanas un likvid�cijas funkcijas.

7. Sarež��tu RA un PA ier��u izstr�d� re�li pieautu kdu ietekmes un izpausmes nosac�jumu anal�ze apstiprin�ja ilgstošu un visaptverošu p�rbaužu veikšanas nepieciešam�bu.

96

6. Energoobjektu av�rijas procesu anal�zes un atspogu�ošanas algoritmi un programmas

Av�rijas procesu re�istratoru veicam�s funkcijas. Re�istratoru uzdevumu un konfigur�ciju daudzveid�ba. Netieši nov�rojamie procesi. To parametru izskait�ošanas, uzdošanas un atspogu�ošanas algoritmi. Procesu un to atspogu�ošanas piem�ri.

Equation Chapter (Next) Section 1

6.1. Ievads Lai nodrošin�tu energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas neboj�ta st�voka kontroli, konstat�tu t�s elementu atteices, projekt�šanas un mont�žas kdas, energosist�m�s veic av�rijas procesu kontroli un pierakst�šanu. Daudzu gadu gait� kontroles un ierakst�šanas funkcijas izpild�ja elektromeh�niskie oscilogr�fi magnetogr�fi, kas realiz�ja av�rijas str�vu un spriegumu pierakst�šanu uz gaismjt�ga pap�ra, vai, atbilstoši magn�tiskaj� lent�. Neapmierinošais ierakstu skaits, elektromeh�nisko ierakst�šanas ier��u zemais darb�bas drošums veicin�ja av�rijas procesu mikroprocesorre�istratoru izstr�di un intens�vu ieviešanu. Re�istratori uz mikroprocesoru b�zes �va btiski uzlabot galvenos tehniskos raksturojumus: m�r�jumu un to atspoguojumu precizit�ti, ierakst�mo procesu garumu. Vienlaic�gi rad�s iesp�ja realiz�t virkni jaunu, energosist�mu ekspluat�cijas praks� oti noder�gu funkciju:

� inform�cijas apmai�u starp kontrol�jamo procesu m�r�šanu un ierakstu veicošiem mikroprocesorre�istratoriem un person�lajiem datoriem, kas realiz� procesu atspoguošanu. Inform�cijas p�rvad�šanai var izmantot daž�dus sakaru kan�lu veidus (publiskie un uz��mumu t�lru�u kan�li, internets). Av�rijas procesu kontroles un re�istr�cijas modernas sist�mas struktrsh�ma par�d�ta att�l� Att. 3.2.

� m�r�jumu rezult�tu apstr�des automatiz�ciju, ko veic ar m�r i atvieglot un pa�trin�t anal�zes procesus.

Av�rijas procesu m�r�jumu un ierakstu rezult�tu apstr�di veic izmantojot person�los datorus, kas apg�d�ti ar speci�l�m programm�m, kas auj operatoram str�d�t dialoga rež�m�. Šaj� noda� aplkoti šo programmu at�st�bas cei. Par pamatu tam kalpo rad�tais speci�lais programmu komplekss, kas nodrošina netieši nov�rojamo procesu atspoguošanu.

6.2. Av�rijas procesu ierakstu apstr�des programmu funkcijas

Av�rijas procesu re�isr�cijas un atspoguošanas sist�mu funkcijas var dal�t 2 da�s: 1. Atk�rtojoš�s klasisk�s, ko realiz�ja jau agr�k. Pie kam tiek iegtas btiski jaunas iesp�jas:

97

� nost�t datus pa sakaru kan�liem un atbilstoši atspoguot procesus praktiski bez laika kav�juma;

� vad�t procesu atspoguošanu atkar�b� no procesa gaitas un nov�rot�ja v�lm�m. Tieš�m, atš ir�b� no ierakstiem, kas veikti uz fotopap�ra vai magn�tisk�s lentes, ciparu virkn�jumiem, ko par�da person�l� datora displej�, var viegli main�t m�rogu, dislok�cijas vietu, apg�d�t ar koment�riem, sign�lu izmai�as grafikiem, tos var iekr�sot daž�d�s kr�s�s, p�tnieks no grafika var “izgriezt” vi�u visvair�k interes�jošos fragmentus, iesp�jams savietot daž�du ier��u vai daž�dos laika momentos re�istr�t�s oscilogrammas.

2. Realiz�jošas netieši nov�rojamu procesu un notikumu apr� inu un atspoguošanu. Uzdevumu daudzveid�ba, ko sastop ierakstu apstr�des proces�, rada procesu un notikumu garu virkni, kuras atspoguošana un apr� ins nepieciešams risinot k�dus citus uzdevumus: str�vu un spriegumu simetrisk�s komponentes, harmonisko sast�vdau spektra raksturojumi, pamatharmonisk�s frekvence, akt�v� un reakt�v� jauda, le� i starp str�vu un spriegumu vektoriem, ener�ija, jaudas virziens, pretest�ba, �ssl�guma gad�jums, t� veids, boj�t�s f�zes, releju m�relementu nostr�des notikumi utt. Šaj� sarakst� ir notikumi un procesi, kuru apr� ini iepriekš, bez av�rijas procesu re�istratora konkr�tas uzst�d�šanas vietas zin�šanas, paredzami tikai da�ji. Tieš�m, elektroener��tisko objektu un to ekspluat�cijas apst�ku daudzveid�ba rada nepieciešam�bu kontrol�t daž�das str�vu un spriegumu kombin�cijas. Iesp�jama ar� iev�rojama kontrol�jamo sign�lu skaita atš ir�ba: analogo sign�lu skaits modern�s av�rijas procesu re�istr�cijas sist�m�s ir no 6 l�dz 32, lo�isko sign�lu skaits sasniedz 48. T�d� rodas simtiem kombin�ciju apstr�d�jamo tr�sf�žu str�vu un spriegumu un lo�isko sign�lu. Sign�lu un to grupu konkr�tu nosaukumu uzdošana notiek projekt�jot re�istratora piesl�gšanas sh�mu konkr�t� objekt�. T�d� pie re�istratora neierobežotas konfigur�cijas br�v�bas izv�les (kontrol�jamo sign�lu fizik�l� bt�ba un skaits) izr�d�s neiesp�jami rad�t univers�lu programmatru netieši kontrol�jamo procesu un notikumu atspoguošanai. Rodas nepieciešam�ba sniegt lietot�jam iesp�ju form�t programmatru p�c projekt�šanas nobeiguma un atkar�b� no re�istr�t� procesa gaitas. Pie kam j�nodrošina: Iesp�ja str�d�t ar programmatru daž�das kvalifik�cijas lietot�jiem. Viegli un �tri form�t att�lojumus atkar�b� no situ�cijas un lietot�ja gaumes. Konkr�tam re�istratoram rad�t procesu atspoguošanas pa��mienu standartu bibliot�ku un ar iesp�jamu t�s paplašin�šanu. Izstr�d�t ekpertsist�mu, kas sarež��t�s situ�cij�s auj realiz�t nor�des un pal�dz�bu lietot�jam. V�lama iesp�ja papildin�t sist�mu ekspluat�cijas gait�. T�d� rodas nepieciešam�ba rad�t:

� Apakšprogrammu bibliot�ku, kas realiz� visbiež�k sastopamo procesu un notikumu parametru apr� inus.

� Programm�šanas vidi, kur� lietot�js var programm�t saska�� ar sav�m v�lm�m. Pie tam nedr�kst uzst�d�t oblig�tas pras�bas lietot�ja iepriekš�j�m zin�šan�m programm�šanas jom� un kaut k�d�s visp�r�j�s lietošanas programm�šanas valod�s

Lai rad�tu defin�taj�m pras�b�m atbilstošu programmatru, var izmantot zem�k aplkoto matem�tisko apar�tu, kas balst�s uz nov�rojamo procesu pamatharmonisk�s

98

(rpniec�bas frekvences) sast�vdaas ciparu filtr�cijas, k� ar� uz galvenajiem izplat�t�s oper�t�jsist�mas Windows principiem un pa��mieniem /94/ (izstr�d�t�s programmatras dažu iesp�ju un to realiz�cijas pa��mienu apraksti doti pielikumos). Vairums energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas ier��u funkcion�šanas algoritmu veidots izmantojot sign�lu pamatharmonisk�s sast�vdaas sign�lus, ko iegst ar nerekurs�viem ciparu filtriem,(sk § 2.6.2).Vektoru re�l�s Sre un imagin�r�s SIm

komponentes izdal�šana nodrošina iesp�ju izskaitot procesus, kas nosaka vairuma relejaizsardz�bas un autom�tikas ier��u funkcion�šanu. Tam pietiekami izmantot zin�m�s izteiksmes, ko teor�tiskaj� elektrotehnik� izmanto analiz�jot mai�tr�vas tr�sf�žu �des, simetrisk�s komponentes, jaudas, pretest�bas utt. Taj� skait� var tikt noteikta pamatharmonisk�s sast�vdaas efekt�v� v�rt�ba

2 21Re Im2

S S� �- (6.1)

Sign�la u efekt�v�s v�rt�bas apr� inam

2

0

1 T

U dtT u� # (6.2)

var izmantot skaitlisk�s integr�šanas metodi, piem�ram, izmantojot taisnstru formulu /92/

12

0

1 N

ll

EN u

�

�

� � (6.3)

Sinusoid�lam sign�lam u H un E v�rt�bas sakr�t. Piem�r� aplkosim uzdevumu, kur� j�atpaz�st �ssl�guma rašan�s fakts, j�identific� veids un boj�t�s f�zes. Šis uzdevums ir viens no sarež��t�kajiem �ssl�gumu procesu oscilogrammu apstr�d� un tas auj noskaidrot programm�šanas vides izveidošanas principus, ar kuru pal�dz�bu realiz� lietot�ju daudzveid�go uzdevumu risin�šanu.

6.3. Boj�to f�žu atpaz�šanas algoritms

Aplkosim algoritmu, kur� izmanto sakar�bas starp augstsprieguma l�niju str�vu simetrisko sast�vdau vektoriem. Galven�s sakar�bas dotas tabul� 6.1 un atš iras no /17/ aplkotaj�m ar izmain�tiem robežnosac�jumiem: - tas izdar�ts ar m�r i palielin�t ticam�bu atpaz�stot divf�žu �ssl�gumus uz zemi (boj�jumu model�šana izmantojot nevien�d�bas ar robežnosac�jumiem /17/ pier�d�ja to nepiem�rot�bu pie �ssl�gumiem caur p�rejas pretest�bu). Tabulas 6.1 nosac�jumi nodrošina tikai �paš�s f�zes izdal�šanu, t.i. boj�t�s f�zes - pie vienf�žu �ssl�gumiem un neboj�t�s f�zes – pie divf�žu �ssl�gumiem uz zemi. Tr�sf�žu �ssl�gumus atpaz�st izmantojot zin�m�s sakar�bas /17/. Nr. Boj�juma veids Nosac�jums

1 �' vai (�' -20# < arg I2A /I 0 < 100o 2 BO vai CAO 220# < arg I2A /I 0 < 340o 3 CO vai �(' 100# < arg I2A /I 0 < 220o

Tabula 6.1. �ssl�guma veida atpaz�šanas nosac�jumi

99

P�c �paš�s f�zes noteikšanas �ssl�guma veida un boj�to f�žu atpaz�šanas uzdevumu var atrisin�t izmantojot divu tipu distantm�relementus: m�rošus �ssl�guma cilpas pretest�bu pie starpf�žu �ssl�gumiem, t.i. pie �paš�s f�zes A:

;B CBC

B C

U UZ

I I�

��

(6.4)

nov�rt�jošus �ssl�guma cilpas pretest�bu pie vienf�zes �ssl�gumiem, t.i. pie �paš�s f�zes A:

0

,AA

A

UZ

I K I�

� (6.5)

kur IA, IB , IC , UA, UB, UC, atbilstoši f�žu str�vu un spriegumu vektori, bet K – kompens�cijas koeficients, pie kam

0 1

1

,Z Z

KZ�

� (6.6)

kur Z1 un Z0 – kontrol�jam�s l�nijas tieš�s un nulsec�bas �patn�j�s pretest�bas. Boj�juma veidu un boj�t�s f�zes veic p�rbaudot nevien�d�bu: ,BC AZ Z. (6.7) pie kam (6.7) izpilde atbilst vienf�zes �ssl�gumiem uz zemi, bet neizpilde – atbilstoši divf�žu �ssl�gumiem uz zemi. Tabulas 6.1 jebkuras nevien�d�bas p�rbaudi, piem�ram, pirm�s, viegli reduc�t uz vienlaic�gu divu nevien�d�bu izpildes p�rbaudi:

� �

1 2 0

2 2 0

/ 0,

/ 0Am

Am

I P I I

I P I I

. /01

. 02 (6.8)

kur �1 un �2 – pagriešanas operatori atbilstoši par 20 un 100 elektriskajiem gr�diem. Analiz�jot boj�to f�žu un �ssl�guma veida identifik�cijas piem�ru, k� ar� aplkojot citus uzdevumus, ko iegst analiz�jot boj�jumu procesus un energosist�mu relejaizsardz�bas un autom�tikas darb�bu var non�kt pie secin�juma, ka p�rbaudot vairuma ier��u nostr�des nosac�jumus var izmantot š�das galven�s oper�cijas ar str�vu un spriegumu vektoru sast�vda�m un kompleks�m konstant�m:

- aritm�tisk�s pamatoper�cijas; - nevien�d�bu izpild�šan�s p�rbaude; - pagriešanas oper�cija; - kompleks� lieluma modua, re�l�s vai imagin�r�s daas izdal�šana; - lo�isk�s pamatoper�cijas (UN, VAI, NE).

100

6.4. Netieši nov�rojamo procesu form�šanas un atspogu�ošanas programma

Augšmin�to oper�ciju kl�sts �va rad�t izmantošanai vienk�ršu programm�šanas vidi, kas nodrošina netieši nov�rojamo procesu izskaitošanu un atspoguošanu. Šaj� nolk� noteikts:

� Main�gie S(N) un C(N), kuru izsaukšana nodrošina ciparu filtr�ciju atbilstoši saska�� ar (2.24). N v�rt�ba uzdod atbilstoš� sign�la numuru.

� Aritm�tisk�s, lo�isk�s oper�cijas, modua, re�l�s un imagin�r�s daas izdal�šanas oper�cijas, saist�t� kompleks� skaita noteikšanas oper�cija, vektora pagriešanas un le� a izskaitošanas oper�cija.

� Nevien�d�bu p�rbaudes procedras un v�rt�bu pieš iršana lo�iskajiem vai kompleksajiem main�gajiem.

Programma auj form�t atvasin�tus sign�lus, kuru v�rt�bas tiek izskaitotas saska�� ar izmantot�ja ievad�t�m formul�m. Formul� k� operandus var izmantot sign�lus un konstantes (re�lus vai kompleksus). Var izmantot �etras aritm�tisk�s oper�cijas un ( +, -, *, / ) un�ro m�nusu. Oper�ciju izpildei ir sekojoša sec�ba: augst�k� priorit�te ir un�rajam m�nusam, tad izpilda reizin�šanu un dal�šanu un zem�k� priorit�te ir saskait�šanai un at�emšanai. Oper�ciju k�rt�bu var main�t ar iekavu pal�dz�bu. T�d�j�di, tiek izmantoti parast�s algebras noteikumi. Vispirms tiek izdal�tas izteiksmes, kas iesl�gtas visdzi�k ievietotaj�s iekav�s. Izteiksmes t�l�ko sintakses anal�zi veic saska�� ar sekojošo algoritmu: Funkcija expr() apstr�d� saskait�šanu un at�emšanu; t� sastav no viek�rša cikla, kas

mekl� saskait�šanas vai at�emšanas termus:

Att. 6.1 Expr() funkcijas algoritms

X = term()

�emt n�kamo z�mi

z�me “+”

X = X + term()

z�me “-”

X = X - term()

atgriezt X

j�

j�

n�

n�

101

Funkcija term() apstr�d� reizin�šanu un dal�šanu, l�dz�gi k� tas ir expr() gad�jum� ar saskait�šanu un at�emšanu:

Att. 6.2 Term() funkcijas algoritms

Funkcija oper() atgriež tekošo operandu. T� k� operands var bt gan skaitlis (konstante) gan skaitu mas�vs (sign�ls vai skaitošanas starprezult�ts), tad operandi p�rst�v�ti valodas C++ COperand klases objektu veid�. Oper�cijas noteiktas k� COperand klases funkcijas-loceki. P�c lietot�ja v�lmes atvasin�t�s sast�vdaas var noteikt izmantojot sign�lu moment�n�s v�rt�bas vai kompleks�s v�rt�bas, kur�m re�lo un imagin�ro dau nosaka p�c formul�m (2.24) izmantojot ciparu filtr�ciju. Ja apr� inu veic p�c kompleksaj�m v�rt�b�m, tad par atvasin�t� sign�la v�rt�bu var pie�emt vienu no kompleks� skaita raksturlielumiem: re�lo vai imagin�ro dau, amplitdu vai f�zi. Piemin�to main�go, oper�ciju un procedru izsaukšanai izmanto visp�rpie�emtos simbolus un interfeisu, kas neprasa programmista speci�las zin�šanas un iema�as. Paskaidrosim teikto ar vienk�ršo piem�ru. Pie�emsim, ka tiek izvirz�ts uzdevums izskaitot un atspoguot Rp lielumu:

0

0

( )Re .f f lU I kI Z

RpI

� �� �� 3 4

� � (6.9)

Att�l� Att. 6.3 redzams, ka lietot�jam š� procesa form�šana reduc�jas uz izteiksmei (6.9) tuvas formulas uzrakst�šanu.

X = oper()

�emt n�kamo z�mi

z�me “*”

X = X * oper()

z�me “/”

X = X / oper()

atgriezt X

j�

j�

n�

n�

102

Att. 6.3 Formulas (6.9) form�šana

Att�l� Att. 6.4 par�d�ta oscilogramma, kas atspoguo parejas pretest�bas laik� main�go procesu. �sten�b� visi šie lielumi izskaitoti izpildot oper�cijas ar tr�sf�žu str�vu IA, IB , IC un spriegumu sist�m�m UA, UB, UC.

Att. 6.4 Parejas pretest�bas izmai�as laik�

Att�l� Att. 6.5 par�d�tas nov�rojamo un izskaitojamo lielumu vektoru diagrammas, kas ir cits šo lielumu atspoguošanas pa��miens.

103

Att. 6.5 Lielumu atspogu�ošana vektoru diagrammas veid�

Programmatras izstr�d� izmantotais valodas Visual C ++ pielietojums nodrošin�ja iesp�ju rad�t lietot�jam �rtu interfeisu. Pie kam vairums oper�ciju (m�rogu, l�niju kr�sas un biezuma, l�k�u izvietojuma, m�r�jumu rezult�tu atspoguošanas, nov�rošanas posmu izv�les, simetrisko sast�vdau form�šanas, neinformat�vo procesu izdz�šanas, vektoru diagrammu form�šanas utt. izmain�šanas) var uzdot ar vienk�rš�kaj�m Windows vid� pie�emtaj�m standarta manipul�cij�m ar peles kursoru. Izstr�d�t� programmat�ra plaši izplat�ta Baltijas valstu energosist�m�s.

6.5. Secin�jumi

1. Elektroener��tisko objektu un uzdevumu daudzveid�ba, kas sastopama analiz�jot av�rijas procesu gaitu, rada nepieciešam�bu izveidot elast�gu, konkr�tam objektam un uzdevumam viegli piem�rojamu sist�mu procesu un notikumu atspoguošanai.

2. Vairuma procesu un notikumu atspoguošanas uzdevumu risin�šan� var izmantot pied�v�to metodiku un programmatru, pie kam t� auj ar programm�šanas zin�šan�m un iema��m neapvelt�tam lietot�jam att�lot specifiskus uzdevumus un to risin�šanas nosac�jumus.

3. Atvasin�to lielumu izskaitošana un atspoguošana paplašina av�rijas procesu re�istr�cijas un procesu anal�zes iesp�jas.

4. Aprakst�t� programmatra sniedz plašas iesp�jas veidot laboratorijas darbus studentiem, un var bt izmantota kursa un diplomdarbos.

104

7. Frekvences noteikšana Equation Chapter (Next) Section 1

7.1. Frekvences noteikšanas algoritms Frekvences noteikšanas algoritm� izmantosim maz�ko kvadr�tu metodi /5/. Pie�emsim, ka kontrol�jamo sign�lu apraksta vien�dojums

20 0( ) sin (1 )Mu t U t t � � �� �� � � �� � (7.1)

kur Um – kontrol�jam� sign�la amplitda, 0 - frekvences nomin�l� v�rt�ba, � - frekvences novirze no nomin�l�s v�rt�bas, � - relat�vais le� iskais pa�trin�jums.. Pie�emsim line�ru frekvences izmai�u

0 0 0 t � �� � � (7.2) Izteiksmes (7.2) izvirz�jums Teilora rind� auj uzskat�t ( )u t par summu (doti tikai pirmie 6 summas loceki)

6

01

( ) ( )i ii

u t a f t �

�� (7.3)

kur 1 cosMa U �� 1 0sinf t �

2 sinMa U �� � 2 0cosf t �

3 cosMa U �� 3 0 0cosf t t � (7.4)

4 sinMa U �� � 4 0 0sinf t t �

5 cosMa U �� 25 0 0cosf t t �

6 sinMa U �� � 26 0 0sinf t t � .

Izmantojot u m�r�jumu N rezult�tus un iev�rojot kdu 5 , izteiksmi (7.4) var uzrakst�t u AF 5� � (7.5) Minimiz�jot kdu p�c maz�ko kvadr�tu metodes

2

1

( ) ( )N

T

i

E U AF U AF5�

� � � �� (7.6)

iegstam vien�dojumu

105

1( )T TA F F F U BU�� � (7.7) Vien�dojums (7.7) apraksta 6 nerekurs�vos ciparu filtrus. Pie kam matrica B nav atkar�ga no ieejas sign�la un to var izskaitot iepriekš t�d�j�di ekonom�jot procesora laiku.

N 1 2 3 4 5 6

b1 -343,473 1614,433 -3118,846 3084,671 -1559,423 322,887

b2 1 0 0 0 0 0

b3 334,864 -1595,760 3100,335 -3072,272 1554,686 -322,104

b4 101,186 -429,560 753,863 -680,114 313,993 -58,768

b5 -23367,860 106810,050 -

197787,941 185000,433 -87210,04 16523,572

b6 23367,860 -118906,14 244523,661 -254335,861 133945,76 -28619,66

Tabula 7.1 B matricas koeficienti (sgn�lam ar vienu (pirmo) harmoniku)

P�c vektora A atrašanas frekvenci viegli izskaitot saska�� ar izteiksmi

2 20 3 4

2 20 1 2

a aa a

�

� �

� ��

(7.8)

Aprakst�tais algoritms auj vienk�rši atrast ar� le� isko pa�trin�jumu

2 25 6

2 2 20 1 2

1| |

2d a adt a a

�

�� �

� (7.9)

kas ir svar�gs parametrs, ko izmanto hidro�eneratoru vad�b�. � un � v�rt�bu z�mes var iegt p�c algoritma, kas ir par�d�ts att�l� 7.2.

106

Att. 7.1 Algoritms � un � v�rt�bu z�mes noteikšanai

Algoritmu var izmantot ar� augst�ko harmonisko sast�vdau gad�jumos. Katra harmonisk� sast�vdaa, kura tiek iev�rota, pagarina vektoru F par 6 elementiem. B matricas elementus var apr� in�t apriori – nav vajadz�gi apr� ini re�laj� laik�. Aplkot� algoritma test�šanai bija �emts sprieguma sign�ls, kas satur 1., 3. un 5. harmonikas (Att. 7.2).

� �

6

� �

6

107

Att. 7.2 Test�šanas spriegums (1., 3. un 5. harmonikas), f =50Hz

Test�šanas rezult�ti doti tabul�s 7.2, 7.3. Iepriekš pied�v�t�s formulas ir der�gas sign�lam tikai ar pirmo harmoniku. Lai noteiktu frekvences novirzi gad�jum�, kad sign�l� ir citas harmonisk�s komponentes, tad j�iev�ro, ka katra jauna harmonisk� sast�vdaa pagarina F matricu par sešiem papildus elementiem, kas, savuk�rt, sarež�� apr� inus.

-150

-100

-50

0

50

100

150

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

t, s

U, V

108

7.1.1. Test�šanas rezult�ti

1. harm. 1. un 2. harm 1. un 3. harm. 1. un 4. harm 1. un 5. harm.

k1 = 1; k2 = 2; k3 = 3.

f = 51,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = 0,060

f = 51,010 Hz

%f� = 0,020 %

� = 0,069

f = 51,080 Hz

%f� = 0,157 %

� = 0,165

--- ---

k1 = 1; k2 = 2; k3 = 4.

f = 51,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = 0,061

f = 51,015 Hz

%f� = 0,029 %

� = 0,071

---

f = 52,920 Hz

%f� = 3,765 %

� = 1,362

---

k1 = 1; k2 = 2; k3 = 5.

f = 51,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = 0,061

f = 51,015 Hz

%f� = 0,029 %

� = 0,072

--- ---

f = 50,985 Hz

%f� = -0,029 %

� = 1,044

k1 = 1; k2 = 3; k3 = 4.

f = 51,005 Hz

%f� = 0,010 %

� = 0,062

---

f = 51,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = 0,077

f = 51,030 Hz

%f� = 0,059 %

� = 0,114

---

k1 = 1; k2 = 3; k3 = 5.

f = 51,005 Hz

%f� = 0,010 %

� = 0,062

---

f = 51,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = 0,082

---

f = 50,985 Hz

%f� = -0,029 %

� = 0,112

k1 = 1; k2 = 4; k3 = 5.

f = 51,005 Hz

%f� = 0,010 %

� = 0,063

--- ---

f = 51,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = 0,084

f = 51,005 Hz

%f� = 0,010 %

� = 0,114

Tabula7.2. Frekvences noteikšana. 51�f Hz, 03,0�sT s

109

1. harm. 1. un 2. harm 1. un 3. harm. 1. un 4. harm 1. un 5. harm.

k1 = 1; k2 = 2; k3 = 3.

f = 49,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = -0,066

f = 48,990 Hz

%f� = -0,020 %

� = -0,071

f = 48,875 Hz

%f� = -0,255 %

� = -0,180

--- ---

k1 = 1; k2 = 2; k3 = 4.

f = 49,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = -0,065

f = 48,990 Hz

%f� = -0,020 %

� = -0,070

---

f = 48,445 Hz

%f� = -1,133 %

� = -0,343

---

k1 = 1; k2 = 2; k3 = 5.

f = 49,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = -0,065

f = 48,985 Hz

%f� = -0,031 %

� = -0,070

--- ---

f = 48,685 Hz

%f� = -0,643 %

� = -1,281

k1 = 1; k2 = 3; k3 = 4.

f = 48,995 Hz

%f� = -0,010 %

� = -0,064

---

f = 49,000 Hz

%f� = 0,000 %

� = -0,083

f = 48,995 Hz

%f� = -0,010 %

� = -0,083

---

k1 = 1; k2 = 3; k3 = 5.

f = 48,995 Hz

%f� = -0,010 %

� = -0,063

---

f = 49,005 Hz

%f� = 0,010 %

� = -0,079

---

f = 49,025 Hz

%f� = 0,051 %

� = -0,103

k1 = 1; k2 = 4; k3 = 5.

f = 48,995 Hz

%f� = -0,010 %

� = -0,063

--- ---

f = 48,990 Hz

%f� = -0,020 %

� = -0,110

f = 48,995 Hz

%f� = -0,010 %

� = -0,095

Tabula.7.3 Frekvences noteikšana. 49�f Hz, 03,0�sT s

Koeficienti K1, K2, K3 nosaka apriori pie�emto harmoniku esam�bu, piem�ram K1 = 1,

K2,= 2 K3= 5 noz�m�, ka s�kotn�j� hipot�z� pie�emts, ka ieejas sign�ls satur 1., 2., un 5. harmonisko.

7.2. Secin�jumi

1. Pied�v�t� sign�lu aproksim�cija un maz�ko kvadr�tu metode auj nov�rt�t galvenos sarež��to sign�lu parametrus (harmoniku amplitdas, frekvences, to izmai�as �trumu).

110

8. Relejtermin�lu ieregul�šanas sist�ma Equation Chapter (Next) Section 1 Ieejas sign�lu p�rveidot�ji, raksturojošie lielumi, izkliede. P�rvades funkciju lineariz�cijas uzdevums un t� risin�šanas pa��mieni. Aproksim�cija ar Lagranža polinomu. Aproksim�cijas interv�lu izv�les uzdevums un t� risin�šanas pa��mieni. Autom�tiskas ieregul�šanas sist�mas strukt�ra. Ieregul�šanas efektivit�te.

8.1. Ieejas sign�lu p�rveidot�ji, tos raksturojošie lielumi, izkliede

Otraj� sada� jau tika atz�m�ts, ka ieejas sign�lu p�rveidot�jus var izveidot izmantojot:

� izol�jošos oper�ciju pastiprin�t�jus � Holla dev�jus � str�vmai�us un spriegummai�us.

P�rveidot�ji uz m�rmai�u b�zes ir btiski (desmitiem reižu) l�t�ki, tiem ir augsts darb�bas drošums, tom�r virkn� gad�jumu tie var kt par lielu kdu avotu. Dotaj� sada� pamatota p�rveidojumu rezult�tu korekcijas iesp�ja un aprakst�ta autom�tiska relejtermin�lu individu�las ieregul�šanas ciparu sist�ma. Ieregul�šanas rezult�t� p�rveidošanas kdas samazin�s vair�kas reizes un sasniedz pieaujamas v�rt�bas.

8.2. Transformatora tipa p�rveidot�ju k��du avoti Str�vmainis ienes k� amplitdas t� f�zes kdu.

Att. 8.1 Transformatora aizvietošanas sh�ma

No vektordiagrammas var atrast str�vmai�a nomin�lo (t.i. pie nomin�l�s str�vas) amplitdas kdu

0

1

sin( )i

Ff

F7 8� � (8.1)

�

I’1 I2

I’0

Z0

)2

X2

111

kur prim�rais magnetodzin�jsp�ks (MDS) F1 = I1w1 (8.2) F0 – magnetiz�šanas MDS, 7 - zudumu le� is, kas raksturo F0 akt�v�s �omponentes attiec�bu pret reakt�vo komponenti, 8 – nob�des le� is starp sekund�ro EDS un sekund�ro str�vu I2.

2 2

2 2

t n

t n

x xarctg

r r8

��

� (8.3)

kur x2t, r2t – transformatora sekund�r� tinuma pretest�bas, x2n, r2n - slodzes pretest�bas. Le� a kdu � var noteikt izmantojot izteiksmi (8.4)

0

1

sin cos( )FF

� 7 8� � (8.4)

Maziem le� iem var pie�emt sin� �9 (8.5) un t�d�

0

1

cos( )FF

� 7 8� � (8.6)

No prim�r�s str�vas atkar�gs ne tikai prim�rais MDS F , bet ar� magnetiz�šanas MDS F0 un zudumu le� is 7. Atkar�ba F1 n# I1 ir line�ra. F0 un 7 atkar�bu no prim�r�s str�vas ar neliel�m kd�m var uzskat�t par analo�isku ar attiec�g�m to sakar�b�m ar indukciju. Att�l� 8.2 par�d�ta magnetiz�šanas �patn�j� MDS un zudumu le� a atkar�ba no indukcijas 3413 markas elektrotehniskajam t�raudam.

112

Fip(Bmax)

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

Bmax Tl

F a/

m

0

10

20

30

40

50

60

70

Loss

ang

le

3413

Loss Angle Best

Loss Angle Poor

Att. 8.2 Magnetiz�šanas �patn�j� MDS un zudumu le�a atkar�ba no indukcijas 3413 markas elektrotehniskajam t�raudam

F0 un 7 ar prim�ro str�vu saista neline�ra sakar�ba un t�d� ar� amplitdas un f�zes kdai bs neline�ra atkar�ba no prim�r�s str�vas.

Att. 8.3 Amplit�das fi un f�zes � k��das tipveida raksturl�knes

Dot�s raksturl�knes iegtas eksperiment�l� ce� un daž�du partiju t�raudiem t�s ir nedaudz atš ir�gas. Literatr� ir dati /92/, ka auksti velm�tiem t�raudiem, mainoties magn�tisko sp�ka l�niju virzienam attiec�b� pret velm�šanas virzienu, zudumi var main�ties 10 – 12 reižu. Tehnolo�isku iemeslu d� transformatoros izmanto saliekamas *-veida serdes /15/. Ac�mredzami, ka daai magn�tvada magn�tisk�s indukcijas l�nijas nesakrit�s ar t�rauda velm�šanas viezienu. T�d� transformatoru raksturlielumi var bt atš ir�gi.

20 60 100 500 1000 1500 %

I1/I1n

fi

+

%

60’

20

0

40

-0,4

-0,8

113

8.3. Transformatoru raksturlielumu atk�rtojam�bas anal�ze Formul�jot transformatoru raksturlielumu korekcijas uzdevumu rodas jaut�jums par šo raksturlielumu izklied�m, jo no t�m liel� m�r� atkar�ga izvirz�t� uzdevuma risin�juma metodika. Lai sa�emtu atbildi uz šo jaut�jumu tika eksperiment�li p�t�ti 50 transformatoru raksturlielumi. Transformatori tika apr� in�ti p�c /15/ dot�s metodikas. Darba apjoma samazin�šanai tika m�r�ts tikai p�rvades funkcijas modulis pie nomin�l�s str�vas un nomin�l�s frekvences. Raksturlielumu izkliedes nov�rt�šanai atrad�sim p�rvades funkcijas modua otr�s k�rtas centr�lo momentu (dispersiju)

2 2

1

1( )

n

ii

s x xn �

� �� (8.7)

kur x - vid�j� izv�l�t�

1

1 n

ii

x xn �

� � . (8.8)

Vid�jo kvadratisko novirzi s1 ( vai : ) var noteikt k�

21 1

ns s

n�

� (8.9)

P�t�majiem datiem s2=0.064986, s1=0.036418 Transform�cijas koeficienta sadal�juma histogramma par�d�ta att�l� Att. 8.4. Uzskat�m�bas d� par�d�ta procentu�l� novirze no vid�j�s v�rt�bas.

02468

101214161820

<-3

<-2.

5

<-2

<-1.

5

<-1

<-0.

5 <0

<0.5 <1

<1.5

Error %

Num

ber

of o

ccas

ions

Att. 8.4 Histogramma p�rvades funkcijas modu�a noviržu sadal�jumam no vid�j�s v�rt�bas

114

Balstoties uz "3: " likumu var apgalvot, ka 99.5 % transformatoru kda nep�rsniegs 10.8% robežu. T� k� vairumam moderno ier��u izvirza pras�bu ierobežot kdu ar 1% l�meni, tad j�atz�st, ka nevar izmantot transformatoru p�rveidot�jus bez individu�las ieregul�šanas izmantošanas.

8.4. Line�ra p�rveidot�ja p�rveidojumu rezult�tu korekcija Vispirms aplkosim line�ru p�rveidot�ju, kura ieej� padots kaut k�ds sign�ls, kura att�ls ir U1(p), bet p�rveidot�ja izej� iegts sign�ls U2(p). P�rveidot�js kalpo ieejas lielumu saska�ošanai ar ier�ces iekš�j�m �d�m nepieciešamajiem un ide�l� gad�jum� izejas sign�lu nosaka sakar�ba U2(p)=kU1(p) (8.10) kur k – m�roga koeficients, re�ls skaitlis. Re�l� gad�jum� p�rveidot�js ienes kropojumus un izejas sign�lu apraksta vien�dojums U2(p)=khU1(p) , (8.11) kur h (p) – p�rvades funkcija, kas raksturo re�l� p�rveidot�ja ienestos kropojumus. S�kum� aplkosim line�ro p�rveidot�ju un pie�emsim ka h (p) ir line�ra funkcija, kas nav atkar�ga no ieeejas sign�la. P�rveidojumu rezult�tu korekcijas uzdevums ir atrast funkciju 1h� (p), kas apmierina nosac�jumu:

1( ) ( ) 1h p h p�+ � (8.12) Visp�r�g� gad�jum� neperiodiskiem sign�liem (bezgal�gi daudz harmonisko sast�vdau)

1h� (p) nav realiz�jama /95/. J�aplko iesp�ja veikt aptuvenu realiz�ciju, kas nodrošina pietiekamu precizit�ti. Pamatharmoniskajai komponentei funkcijas h (p) un 1h� (p) p�rtop par punktiem kompleksaj� plakn�. Pie kam h (p) un 1h� (p) var aplkot k� kompleksus skaitus:

( ) cos sinjh p ae a ja� � �� � � (8.13) un atbilstoši

1 1 1 1cos sinjh

h ae a ja� � �� � � �

� (8.14)

Funkcijas 1h� (p) noteikšanai ir pietiekami: 1. Padot p�rveidot�ja ieej� rpniec�bas frekvences etalonsign�lu

115

sin( )mu u t; <� � (8.15) 2. Izm�r�t p�c ciparu filtr�cijas iegto p�rveidot�ja izejas sign�lu 2u�

2( ) ( ) ( )u j kh j u j �� � (8.16) pie nomin�l�s frekvences 3. Uzdot m�roga koeficientu �, izskaitot 1h� k�:

1 2( )( )

( )u j

h jku j

� �

�

�, (8.17)

Pie kam p�rveidojuma rezult�ts tiks pakauts nepieciešamajai korekcijai. Spriedumi ir pareizi attiec�b� uz rpniec�bas frekvences harmonisko komponenti.

8.5. Neline�ra p�rveidot�ja p�rveidojuma rezult�tu korekcija

L�dz šim tika uzskat�ts, ka h (p) un 1h� (p) nav atkar�gi no prim�r� sign�la. T�l�k aplkosim p�rveidot�ju, kura funkcija h (p) ir atkar�ga no prim�r� sign�la. Padodot p�rveidot�ja ieej� vair�kas etalonstr�vas var atrast 1h� (p) š�m v�rt�b�m atbilstošajos punktos. Saglab�jot 1h� (p) v�rt�bu tabulu ier�ces atmi�� ar interpol�cijas metodi var atrast nepieciešamo 1h� (p) v�rt�bu. Lai samazin�tu min�t�s tabulas elementu skaitu (un t�d�j�di nepieciešamo atmi�as apjomu) ir m�r tiec�gi izmantot divus pa��mienus:

� Interpol�cijai izmantot Lagranža metodi /94/. � Optimiz�t mezglu punktu izvietojumu.

8.5.1. Lagranža interpol�cijas metode Metodes bt�ba ir nezin�m�s funkcijas nomai�� ar polinomu, kura v�rt�ba vien�da ar funkcijas v�rt�bu uzdotos punktos. Lagranža metodes priekšroc�ba ir iesp�ja izmantot nevien�da att�luma mezglu punktus. Lagranža polinomu n mezgliem veido p�c formulas:

� � 1 20

0 1 0 2 0

0 21

1 0 1 2 1

0 1 1

0 1 1

( )( ) ( )( )( ) ( )

( )( ) ( )( )( ) ( )

( )( ) ( )( )( ) ( )

n

n

n

n

nn

n n n n

x x x x x xf x y

x x x x x x

x x x x x xy

x x x x x x

x x x x x xy

x x x x x x�

�

� � �9 �

� � �

� � �� �

� � �

� � ��

� � �

�

�

��

�

��

�

(8.18)

116

Izteiksme (8.18) nav �rta realiz�cijai ar mikroprocesorier�ci, jo satur lielu skaitu dal�šanas oper�ciju. Izteiksmi (8.18) var izteikt sekojoš� veid�

1

( )n

i ii

f x = >�

9� (8.19)

kur

0 1

ii n

i j

j

yx x if i j

if i j

=

�

�� ?@

A�B

C (8.20)

0 1

nj

ij

x x if i j

if i j>

�

� ?@� A

�BC (8.21)

i= nav atkar�gs no x un t�d� i= nav j�izskaito re�l� laika temp�. T�d�j�di neefekt�v�s

dal�šanas oper�cijas izpilda vienu reizi radot korekcijas tabulu. Funkcija 1h� ir komplekss lielums un t�d� veido divus Lagranža polinomus – re�lajai un imagin�rajai daai.

8.5.2. Ieg�t�s funkcijas precizit�tes anal�ze Interpol�cijas krit�rijs ir polinoma atlikuma loceklis. Ar n+1 v�rt�b�m izveidot�s funkcijas y0,y1,...yn interpol�cijas formulas atlikuma locekli var uzrakast�t k� / 95 /

( 1)1

0

1( ) ( )

( 1)!maxn

nn k

X k

R x y X x xn

��

DE �

� �� C (8.22)

Interv�ls E - minim�lais interv�ls, kas satur visus punktus x0 ,x1,.....xn

117

8.6. Mezglu punktu izvietojuma optimiz�cija Aplkosim att�l� 8.3 doto grafiku. Redzams, ka mazu un lielu sign�lu apgabal� kdas ir iev�rojami liel�kas. T�d�j�di past�v iesp�ja samazin�t punktu skaitu raksturl�knes vidusda� un to palielin�t liel�ko kdu apgabal�. Optim�lai punktu izvietošanai var izmantot daž�das metodes.

8.6.1. Uzdevuma nost�dne

Darba diapazon� Imax - Imin veic korekciju m punktos. J�atrod optim�ls interv�lu �1.... �n izvietojums, kur n=m-1, (8.23) bet

max min1

n

ii

I I�

� � �� (8.24)

Pie kam neatkar�gi ir tikai n – 1 interv�li un n – to interv�lu var atrast k�

� �1

max min1

n

n ii

I I�

�

� � � � �� . (8.25)

T�d�j�di uzdevums tiek reduc�ts uz maksim�l�s max��

kdas minimiz�ciju atrodot �1... �n-1 v�rt�bas. Anal�tisks uzdevuma risin�jums ir sam�r� apgrtinošs un m�r tiec�g�k ir risin�jumu mekl�t ar cit�m metod�m.

8.6.2. Uzdevuma risin�jums ar Monte-Karlo metodi

Kda ��

ir komplekss skaitlis. Turpm�k� izkl�sta vienk�rš�bas labad tiks izmantots

lielums �, kas vien�ds ar ��

moduli. Tas auj visus raksturlielumus aplkot plakn� un, nezaud�jot precizit�ti, btiski vienk�ršot optimiz�cijas uzdevumu. Analo�iski

maksim�l�s kdas max��

viet� izmantosim max� , kas vien�da ar max��

moduli. Ieved�sim ar� vektoru 1��

�

1 1 2 1, , n� �� � � � ��

� (8.26) un vektoru �

�

118

1 2, , n� � � � ��

� (8.27)

Uzdevums ir atrast t�du ��

, pie kura sasniegts max� minimums. Aplkosim att�l� 8.5 parad�to algoritmu

Att. 8.5��

atrašana ar Monte-Karlo metodi

Algoritms darbojas cikliski un katra cikla laik� ar varbt�bas raksturu �ener� 1��

�. Ja

max� pie š� ��

ir maz�ks nek� pie iepriekš�jiem variantiem, tad šis variants kst par lab�ko un tiek fiks�ts k� *�

�. T�d�j�di *�

� satur lab�ko no visiem �ener�tajiem �

�.

Tuvojoties optimumam algoritma darb�ba stipri pal�nin�s, jo vairums �ener�to variantu tiek izbr� �ti. Algoritmam nepieciešama piespiedaptur�šana. Par aptur�šanas krit�riju var kalpot veiksm�go un neveiksm�go variantu attiec�ba. Ievedam konstanti C. Ja

Uzdod Imax - Imin

+*max = 100%

Gad�jumrakstura skait�u �enerators

Form�

1���

1minmax1 �� ����� tII��

Atrod +max

+max < +*max

�����

*

+max = +*max

N� J�

119

neveiksm�go variantu J daudzums, kas pat�r�ts viena veiksm�ga varianta atrašanai p�rsniedz C, tad algoritms apst�jas. Š� algoritma modific�tais veids par�d�ts Att. 8.6.

Att. 8.6 Algoritma modifik�cija ��

atrašanai ar Monte-Karlo metodi

J = J+1

J>S

STOP

���F��

maxmax �� F�

J = ø

J�

J� N�

Uzdod Imax - Imin

+*max = 100%

Gad�jumrakstura skait�u

Form�

1���

1minmax1 �� ����� tII��

Atrod +max

+max< +*max

120

8.6.3. 1����ener�cija

Optim�la ��

mekl�jumos ar Monte-Karlo metodi centr�lais moments ir gad�jumrakstura 1��

� �ener�šana. Gad�jumrakstura skaitu �enerators skaitus nevar

�ener�t paral�li un t�d� interv�li 1 2 1, , n�� � �� tiks �ener�ti virkn�, cits aiz cita. Gad�jumrakstura skaitu �eneratora izej� ir pseidogad�jumrakstura skaitu virkne diapazon� no 0 l�dz 1. Š�da �eneratora tieša izmantošana nedod v�lamo rezult�tu. Aplkosim Imax - Imin virknes aizpild�jumu (skat. Att. 8.7) detaliz�t�k. Pirmaj� sol� �ener� gad�jumrakstura interv�lu �1

1 max min( )I IG� � � (8.28) kur G - gad�jumrakstura skaitlis diapazon� no 0 l�dz 1 otraj� sol� interv�lam �2 atliek diapazons max min 1I I� � � un

2 max min 1( )I IG F� � � � � (8.29)

3 max min 1 2( )I IG FF� � � � � � � (8.30)

Att. 8.7 Sec�ga aizpild�šana

�

I

1

1

2

2 3

1

�1

�1 �3

1 3 2

4

3 2

�1 �2

�4 5

solis 1

solis 2

�2

4 �3 �2 �1

solis 3

solis 4

121

Rezult�joši notiek aizpild�jums ar gad�jumrakstura interv�liem, tom�r visticam�kais ir variants, kad

1 2 3 1n�� H � H � H �� (8.31) Optim�lais sadal�jums vienalga tiks atrasts, tom�r bs nepieciešams daudz liel�ks skaitošanas apjoms.

8.6.4. 1����ener�cija ar gad�jumrakstura pieaugumu metodi

Pirmaj� sol� pie�em interv�lu vienm�r�gu sadal�jumu (skat.Att. 8.8) �1=�2=�3=.....=�n (8.32)

Att. 8.8 Gad�jumrakstura pieaugumu metode

Iegto vektoru 1��

� apz�m�sim ar 1

a��

�

Sekojoš� k�rt� �ener�sim vektoru 1�F��

:

1 1

2 2

1 1

12

12

12n n

G

G

G� �

� � �

� � �

� � �

� (8.33)

�

I

1 2

�1 �4 �3

1

4 3

�1+�’1 �1+�’1

�2 5

Solis 1

Solis 2

�5

4’

6

�2+�’2 �3+�’3 �1+�’1

�4+�’4 �3+�’3

�5

122

kur G 1 , G 2 , .... G n-1 – gad�jumrakstura skaiti diapazon� no 0 l�dz 1.

Rezult�jošo vektoru 1���

otraj� sol� iegstam k�

1 1 1a

� � �F� � � I�� � �

(8.34) Iegtais vektors j�p�rbauda uz nosac�jumu (8.35)

1

max min1

( )n

ii

I I�

�

� , �� (8.35)

jo pret�j� gad�jum� interv�ls �n bs negat�vs.

123

8.7. Relejtermin�lu ieregul�šanas programmat�ras un aparat�ras l�dzek�i

Izmantojot aplkoto metodiku rad�ti relejtermin�lu ieregul�šanas aparatras un programmatras l�dzeki. Automatiz�tas ieregul�šanas kompleksa struktra par�d�ta Att. 8.9 Vad�bas ESM saska�� ar uzdoto programmu vada programm�jamo str�vu un spriegumu avotu. �ener�tos sign�lus padod ieregul�jam�s ier�ces ieej�. Ier�ce pilda speci�li izstr�d�tu programmu, kas ESM nodod ciparu filtr�cijas rezult�tus.

Att. 8.9 Automatiz�ts ieregul�šanas komplekss

Att.8.10 Automatiz�ts ieregul�šanas algoritms

Izmantojot datus, saska�� ar Att.8.10. doto algoritmu, form� ieejas p�rveidot�ju korekcijas funkciju.

Darba diapazona uzdošana

Kalibr�šanas sign�lu uzdošana

M�r�jumu rezult�tu apstr�de

Korekcijas funkcijas sint�ze

Ier�ces program�šana

P�rbaude un uztic�bas kontrole

A V

I

U

Vad�bas ESM

Ieregul�jam� ier�ce Programm�jamais str�vu un spriegumu

avots

124

Att. 8.11, k� piem�rs par�d�tas viena sign�la vektordiagrammas, pirm� diagramma iegta neieregul�tam termin�lam pie nomin�l�s str�vas. Blakus par�d�ta to pašu sign�lu vektordiagramma, kas iegta p�c ieregul�šanas, Ieregul�šanas efektivit�te ir ac�mredzama.

Att. 8.11 Vektordiagramma, kas ieg�ta termin�lam pirms ieregul�šanas (kreisaj� pus�) un p�c t�s (labaj� pus�)

8.8. Secin�jumi

1. Transformatoru nelinearit�te un p�rvades raksturlielumu izkliede apgrtina šo p�rveidot�ju izmantošanu relejaizsardz�bas un autom�tikas termin�los.

2. Lagranža interpol�cijas un Monte-Karlo metodes izmantošana mezglu punktu izvietošanas optimiz�cijai �va rad�t efekt�vu p�rveidošanas rezult�tu kori��šanas procedru.

3. Izmantojot pied�v�to metodi un izstr�d�tos aparatras un programmatras l�dzekus var individu�li ieregul�t katru p�rveidot�ju, pie kam kdas samazin�jums tiek nodrošin�ts vis� darba diapazon�. T�d�j�di rad�ta iesp�ja izmantot l�tos un darb�b� drošos p�rveidot�jus uz str�vmai�u un spriegummai�u b�zes.

125

9. Literat�ras saraksts

[1] ,� -./� �. ,0"�10 ��2#1��30 4�51#6#- #!1�!#��� "�2���#6 , �#"�6�. ��1. 1989. – 448. [2] 7 8#" 6 �.�. '"�#60 1 � -�#- 9�:��0. �#"�6�. ;� 12�$, 1976 2. [3] R.C. Dugan, M.F. McGranaghanad and H.W. Beaty Electrical Power

Systems [4] ( ���#6 (.�. < 1 .#8�0 =� ��1#3 .���> "�� ?1#4 ""0 6

=� ��1�> "��. "�"� 3�.. �#"�6�. (0"@�$ @�#��.1970 2. [5] A 1�#!1#6#6 B.(. � � -��$ 9�:���. – �.: ;� 12�$, 1971. [6] ;� ��1�> "�� "�"� 30. �6�#3���9�1#6���0 "�"� 30/?1�6� ��$

=� 12#"�"� 3. <#8. 1 8. (.�.( ���#6�. �#"�6�.(0"@�$ @�#�� 1979. 440 ". [7] C�� (.�., D1�@�� E.<., <�=2� '.). C���3�> "�� 3 �#80 �����9�

1�96���$ " � - =� 12#"�"� 3, ��2�, E����� , 1979 2. [8] 7 8#" 6 �.�. '"�#60 1 � -�#- 9�:��0. �#"�6�. )#"=� 12#�98��, 1961. [9] %1�3#- �.(. ' 86/. 6�F�0. =��?�. 6 �"�#1�� =� ��1#�6�#3�����.

;� ��1�> "�6#. 1950, G12. [10] *� 1"#� ;.�. <#�/?1#6#8���#60 1 � "#?1#��6� ��$. – �#"�6�.

;� 12�$, 1975 2. [11] �1 ."�/? �>���$ 8�"���4�#���$ 9�:��� �� ?#�/?1#6#8���#60. ?1�!#1�..

��H�@/� 1 (.�., D�14 6 (.I., �/1�@�# B.(., < �1#6 �.J. ;� ��1�> "�� "���4��. �#"�6�, 1964, G 8.

[12] �1F�����#6 &.�. ��#2#5�9�0 1 � "#?1#��6� ��$ � �. 60?#�� �� ��

?1��4�? "� 8#6���$ �3?/�H"#6. ;� ��1�> "�6#. –�, 1978, G 12. [13] *� 1"#� ;.�. < 1 .#8�0 1 F�30 1 � "#?1#��6� ��$ " 5��H�1�3� 6

4 ?$. 5#13�1#6���$ "1�6��6� 30. 6 ��>��. ;� ��1�> "�6#, -�#"�6�, 1973, G 8.

[14] L.Mouton, M.Souillard. ,0"�1#8 -"�6/K:� "����> "�� 1 �

"#?1#��6� ��$ (8#���8 �L)�;). <#8 1 8. (.B.&13#� ��# � �.�.7 8#" 6�. ( ��. �!#1��� “�#61 3 ���$ 1 � -��$ 9�:���”. �#"�6� ;� 12�$, 1970 2.

126

[15] 7�!1����� (.I., )�/.#6 (.<., <�? 1�# I.,. ;� 3 ��0 /"�1#-"�6 1 � -�#- 9�:��0 � �6�#3����� =� 12#"�"� 3 � �. ?1# ���1#6��� . �#"�6�. (0"@�$ @�#��, 1974 2.

[16] C#1#2/�4 6 (.)., '6>�1 ��# B.L. ;� 3 ��0 /"�1#-"�6 �6�#3�����

=� 12#"�"� 3. �#"�6�, ;� 12�$, 1970. [17] 7�!1����� (.I. C�"���4�#���$ 9�:���. �#"�6�. (0"@�$ @�#��. 1978 2.,

215 ". [18] McCinnes A.D. and Morrison I.F. Real-time calculation of resistance and

reactance for transmission line protection by digital computer. IEEE Trans, 1971, Pas-90, pp. 16-23.

[19] Ranjbar A.M. and Cory B.J. An improved method for digital protection of high

voltage transmission lines. IEEE Trans, 1975. PAS-94, pp.544-550. [20] Control Systems Engineering. Edited by W.W. Seifert and C.W. Steeg.

McGRAW-Hill Book company. Inc., 1960. [21] �.�.��/.���", �.).D�?/"���. M"�1#-"�6# #?1 8 � ��$ 1�""�#$��$ 8# 3 "��

?#61 F8 ��$ �� (I " #�6 �6� ��$3�. L�5#13=� ��1#. ;�"?�/���4�$ � 1 3#�� =� ��1�> "��. " � -, 1988, (0?.5.

[22] ��/.���" �.�.�., (��9#6�> ;.<., )$8FK" ;.N. 7��"�1/K:� �93 1�� �� 1�""�#$��$ 8# 3 "�� �#1#��#2# 9�30����$. ;� ��1#� .����. 1990. G 3. ".44-46.

[23] C�/.���" �.�.�., )$8FK" ;.N. D#3?� �" 3��1#?1#4 ""#1�0.

5��"�1/K:�. ?1�!#1#6 8�$ #?1 8 � ��$ 3 "�� ?#61 F8 ��$ ����- =� ��1#? 1 8�>�. L96.6/9#6. ;� ��1#3 .�����. 1989 2. G 2, ".57-61.

[25] B.<. ,1/"� ��# � �#80 �#�� -D�1�# 7�93��2�9, 1962 [26] % 33��2 �.(. O�51#60 5��H�10. �#"�6�. �#6 �"�# 1�8�#. 1980. – 218 ". [27] )#�H8 �! 12 I.�., I 6>/� P.<., <#�$� �.B. O�51#60 5��H�10. �#"�6�.

�6$9H, 1974. 159 ". [28] Lundqvist B., Kronander H., Mackrell A.J., The Integration of Protection,

Monitoring, Control and Communication functions in modern Electrical HV Installations, Developments in Power System Protection, 25-27 th March, 1997, Conference Publication No, 434, Iee, 1997.

[29] Odmansson E. and Ohlen C., Integrated information systems, protection,

substantion control, network management. Available solutions on the market, 1995. IEEE, Stockholm Powertech.

127

[30] Analog Devices Data converters. http://www.analog.com/technology/dataConverters/index.html

[30] Analog Devices Analogue sensors .

http://www.analog.com/technology/amplifiersLinear/sensors/sensors.html [32] ���4 M., * �� D. <#�/?1#6#8���#6�$ ". 3#� .����. �#"�6� ��1.

1982.512 ". [33] 7 8#1�#6 ,.)., � � 4 (.�., C 2�$1 ��# (.<. ���1#=� ��1#��0 4�51#-

����#2#60 � ����#2#-4�51#60 ?1 #!1�9#6�� ��. –�: ��8�# � "6$9H, 1984. 120 ".

[34] Tanaka K., Mori T. Aplication of microprocessors to the control and protection

system at subtation. IEEE Trans. PAS. Vol. PAS-99, No.1, 1980. [35] Sugiyama T., Maeda K. Development and field experience of digital protection

and control equipment in power system; IEEE Trans. PAS, Vol. – PAS –101, No.11 November 1982.

[36] D���23�� ;. <1# ���1#6��� 3��1#?1#4 ""#1�0. "�"� 3. �#"�6�, ��1.

575 ".

[37] Electronic Industry Association. Recommended Standard number 232, revision C (RS-232-C) http://www.rad.com/networks/1995/rs232/rs232.htm

[38] Murty V.V.S. Yalla and ... Application of Multifunction Generator Protection

Systems, IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.14, No.4, October 1999. [39] C.Morina and M.V.V.S.Yalla. Fundamental Reliability Consideration In the

Design, Manufacturing And Application of Multifauction Digital Relays For Generators Protection, Canadian Electrical Association, April 1996, Montreal, Canada.

[40] Malik O.P., Dash P.K., Hope G.S. Digital protection of a power transformer.,

IEEE PES Winter Power Meeting , Paper No.A76, 1976. [41] Rahman M.A., Dash P.K. Fast algorithm for digital protection of power

transformers, IEE PROC, Vol.129, Pt. C, No.2, March 1982. [42] Dagens A.J. Algorithm for a digital transformer differential protection based on

a least-squares curve-fitting. IEE Proc., Vol.128, Pt. C, No.3, May 1981. [43] D’Amore D. and Ferrero A. A simplified algorithm for digital distance

protection based on Fourier techniques, IEEE. Trans. PWRD-4, 1989, pp. 157-164.

128

[44] Moore P.J., Aggarwai R.K., Jiang H., Johns A.T. New approach to distance protection for resistive double phase to earth faults using adaptive techniques. IEE Proc-Gener. Transm. Distrib. Vol. 141, No.4, July 1994.

[45] C�/.���" �.�., I#3�� �.(. (0>�"��� �H�0- =�"? 1�3 �� ��� "1 8"�6#

#4 ��� �#>�#"�� ?1#21�33�1/ 30. 8�"���4�#��0. �93 1�� �H�0. #12��#6. L96.6/9#6. ;� 12 ����. 1984. G 6.

[46] I#3�� �.(. �����9 � "��� 9 ?1#21�33�1/ 30. 8�"���4�#��0.

�93 1�� �H�0. #12��#6. C�"" 1�. �� "#�"�. /> �#- "� ? �� ���8.� .�.��/�. –��2�. ��F.?#��� .�. ��-�, 1984, - 238 ".

[47] I#3�� �.(. �����9 � "��� 9 ?1#21�33�1/ 30. 8�"���4�#��0.

�93 1�� �H�0. #12��#6. C�"" 1�. �� "#�"�. /> �#- "� ? �� ���8.� .�.��/�. – ��2�. ��F.?#��� .�. ��-�, 1984, - 238 ".

[48] ��/.���" �.�., I#3�� �.(. L�"�1/3 ����H�0 ?#21 @�#"��

?1#21�33�1/ 30. 8�"���4�#��0. �93 1�� �H�0. #12��#6. L96.6/9#6. ;� 12 ����. 1984. - G 8.

[49] P.Petrovic, S.Marjanovic and M.Stevanovic. Digital method for power

frequensy measurement using synchronous sampling. IEE Proc. Electr. Power. Appl. Vol. 146, July 1999.

[50] A.G. Phadke, J.S. Thorp and M.G. Adamiak. A New Measurement Techniques

for Tracking Voltage Phasors, Local System Frequensy, and Rate of Change of Frequency. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-102, No.5, May 1983.

[51] M.S.Sachdev and M.M.Giray. A Least Error Square Technique for Determining

Power System Frequency. IEEE Trans. PAS-104, February 1985. [52] Adly A.Girgis, T.L.D.Hwang. Optimal Estimation of voltage phasors and

frequency deviation using linear and non-linear Kalman filtering Theory and limitation, IEEE Trans. PAS, Vol. PAS-103, No.10, October 1984.

[53] Adly A.Girgis, R.Q Brown. Adaptive Kalman filtering: Fault classification

using voltage models, IEEE Trans. PAS, Vol. PAS-104, No.5, May 1985. [54] E�"3�� I.�. ��2#1��30 � ?1#21�330 �93 1�� �H�0. #12��#6

8�"���4�#��#- 9�:��0 (I 330-750 �(. – ;� ��1�> "�6#, 1981, G 2. �. 15-21.

[55] Akke M., Thorp J.S. Some Improvements in the Tree-Phase Differential

Equation Algorithm for Fast Transmission Line Protection IEEE Transmission Line Protection IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.13, No.1, January 1998.

129

[56] Phadke A.Gand Thorp J.S. Computer Relaying for Power Systems. England,

Somerset, John Wiley & Sons Inc., 1988. [57] Codling J.D., House S.A. etc. Adaptive Relaying. A new direction in Power

System Protection. IEEE Potentials, February/March 1996, pp 28-33. [58] P.Bernard, J.C.Bastide. Field experience of digital fault recorders and distance

relay in EHV substantions; IEEE Trans. PAS, Vol. PAS-103, No.1. January 1981.

[59] J.Merron. Disturbance recorders applied to distribution feeders. IEE colloquium on “Instrumentation in the electrical supply industry. Digest No 1993/152.

[60] R..Jay Murphy. Disturbance Recorders Trigger Detection and Protection. IEEE

Computer Application in Power, 1996. [61] A.G. Phadke. Synchronized Phasor Measurements in Power Systems. IEEE

Computer Aplications in Power. Volume 6, Number 2, April 1993. [62] Odmansson E. and Ohlen C. Integrated information systems, protection,

substantion control, network management. Available solutions on the market, 1995, IEEE, Stocholm Powertech.

[63] Wikströmk, Kuras K, Ohlen Cand A Zakonjsek J. A new approach to a line

protection terminal with adaptive features, 1995, Cigrè Stockholm. [64] Lundqvist B., Kronander H., Mackrell A.J. The Integration of Protection,

Monitoring, Control and Communication Functions in Modern Electrical HV Installations. Development in Power System Protection, March 1997, Conference Publication No.434, IEEE, 1997.

[65] P. Bonanomi. “Phase Angle Measurements with Synchronized Clocks –

Principle and Applications”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-100, No. 12, December 1981.

[66] A.G. Phadke, J.S. Thorp and M.G. Adamiak. “A New Measurement Technique

for Tracking Voltage Phasors, Local System Frequency, and Rate of Change of Frequency”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-102, No. 5, May 1983.

[67] A.G. Phadke, J.S. Thorp and K.J. Karimi. “State Estimation with Phasor

Measurements”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. PWRS-1, No. 1, February 1986.

[68] L.S. VanSlyck and J.J. Allemong. “Operating Experience with the AEP State

Estimator”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 3, No. 2, May 1988.

130

[69] J.S. Thorp, A.G. Phadke, S.H. Horowitz and M.M. Begovic. “Some Applications of Phasor Measurements toAdaptive Protection”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 3, No. 2, May 1988.

[70] A.G. Phadke “Recent Advances in Monitoring, Protection and Control of Power

Systems”, Paper APT IS-354, IEEE/NTUA Athens Power Tech Conference, September 1993.

[71] R.O. Burnett, Jr., M.M. Butts and P.S. Sterlina. “Power System Applications for

Phasor Measurements”, IEEE Computer Applications in Power, Januery 1994. [72] IEEE Power System Relaying Committee of Power Engineering Society, “IEEE

Standard for Synchrophasors for Power Systems”, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, September 1994.

[73] D.G. Hart, D. Novosel and Eric Udren. “Application of Synchronized Phasors

to Fault Analysis”, Precise Measurements in Power Systems Conference sponsored by The National Science Foundation and Virginia Tech, Arlingtion, Virginia, October 27-29, 1993.

[74] K. Martin and K. Carr. “Phasor Measurement Testing and Applications at the

Bonneville Power Administration, “Precise Measurements in Power System Conference sponsored by The National Science Foundation and Virginia Tech, Arlingtion, Virginia, October 27-29, 1993.

[75] Y.Ohura, M. Suzuki, K. Yanagihashi, M. Yamaura, K. Omata, T. Nakamura, S.

Mitamura, H. Watanabe. A Predictive OUT-OF-STEP Protection System Based an observation of the phase Difference Bitween Substations. IEEE Trans. Power Delivery, Vol. 5, No. 4, November 1990.

[76] C�/.���" �.�.�. �#?#"��6� �� ". 3 "1�6� ��$ 1 � -�0. �93 1�� �H�0.

#12��#6K �6�#1 5 1�� 8�". ���8.� .�.��/�. ��2�: ��F. ?#��� .�. ��-�, 1976.

[77] Q/�#6 �.7., )�61�� ��# �.B., D1�6> ��# (.B. '! #8�#3 ?#8.#8 �

8��2�#"��1#6���K �93 1�� �H�09 #12��#6 1 � -�#- 9�:��0, L96. 6/9#6. ;� ��1#3 .�����, 1983. - G 1. – �.114-117.

[78] M.Kezunovic, L.J. Kojovic and all. Experimental Evaluation of EMTP-Based

Current Transformer Models for Protective Relay Transient Study. IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 9, No. 1, Janvary 1994, pp. 405-412.

[79] Omicron Electronics, 1995, UMC Version 2.5 User Manual. [80] � .��> "�� "1 8"�6� 8��2�#"��1#6���$. �?1�6#>���. <#8 1 8. (.(.

D�K 6�. �#"�6�, ��@��#"�1# �� . 1989 2. 672 ".

131

[81] '"�#60 �3?/�H"�#- � 4�51#6#- � .����. M> !�# ?#"#!� 8�$ 6/9#6. �#"�6�, �#6. 1�8�#, 1975, 440 ".

[82] J�#! C. ( 1#$��#"��0- ?#8.#8 � #4 �� � .��> "�#2# "#6 1@ �"�6� � �

1�"> �/ .�1��� 1�"��� /"�1#-"�6 1 � -�#- 9�:��0. ;� ��1�> "�6#. – 1974. - G 7. �.23-27.

[83] P.A. Crossley, H.Y. Li, A.D. Parker. Design and Evaluation of a Circulating

Current Differential Relay Test System. IEEE Transaction on Power Delivery. Vol. 13. No. 2, April 1998.

[84] M.C. Carr, G.J. Barow and K.P. Wong, A Computer ControlledProtection Test

System. 1986. Aust. Electric Energy Conference. [85] Sue A.Johnson. Introduction to Complex Fault Protection Software Testing.

Proceedings of the Americen Control Conference. Philadelphia. Pennsylvania. June 1998.

[86] P. Bonanni, E. Carta, L. Valtriani. Automatic line protection testing: SDH

equipment with optical fibre amplifier systems, IEEE IMTC’ 94, May, Hamamatsu.

[87] I#" 6 �.,., A 1��� �.,. ��"> � =� ��1#3�2����0. ? 1 .#8�0. ?1#4 ""#6

8�$ 1 � -�#- 9�:��0 �� ����$. !#�H@#- ?1#�$F ��#"��. –�. ;� 12�$, 1972.

[88] A.Sauhatas, T.Loman, A.Utan, A.Dolgicer, ‘’A disturbance recording system’’,

International Symposium on Modern electric power system, Wroclaw, Poland, september 1996. p.p 314-316

�

[89] �. ��/.���", �. C#�2�4 1, �. M���", ).<�@���, (.*�!��#6.��"� 3� 1 2�"�1�4�� �6�1�-�0. =� ��1#=� 12 ��> "��. ?1#4 ""#6 (" 1#""�-"��$ ��/>�#-� .��> "��$ �#�5 1 �4�$ L�5#13�4�#��0 � ��! 1� ��> "�� "�"� 30 /?1�6� ��$ � �. =� 3 ��0. M5� 1997 .p.p 252-253.�

[90] ��#2��- ,.�. � #1�$ 60"#�#6#�H��0. �93 1�� �H�0. ?1 #!1�9#6�� � -

? 1 3 ��#2# �#�� � ��?1$F ��$. D� 6. B�/�.8/3��, 1984. – 272 ". [91] ( ���#6 (.�. < 1 .#8�0 =� ��1#3 .���> "�� ?1#4 ""0 6

=� ��1�> "��. "�"� 3�.. �#"�6�. (0"@. @�#��, 1978, 415 ". [92] (.(. �5���"H 6, B.�. �8#�H 6, I.(. Q�����", L.�.��1#��, ,.�.��#2��-.

�1��"5#13��#10 �#��. I ���21�8, =� 12�$ 1980.

[93] (.�.,�19��#6�> (0"#�#6#�H��0 �1��"5#13��#10 �#�� )#"=� 12#�98�� 1962

132

[94] (.�.IK�@��. �?1�6#>��� 3�@��#"�1#�� �$. ��@2�9 1960

[95] ).D#1�, �.D#1� �?1�6#>��� ?# 3�� 3���� 8�$ ��/>�0. 1�!#����#6 �

��F � 1#6. L98�� �H"�6# "B�/��", �#"�6� 1973

[96] A.Sauhatas, T.Lomane, A.Utan, A.Dolgicer, L.Leite. System for electrical power processes recording. The 8th Internacional Conference on Present-day Problems of Power Engineering. Poland, Gdansk-Jurata, June 11-13, 1997, p.p 249-256.

[97] Gazeta. ru 10.06.2002 g.

http://www.gazeta.ru/2002/06/10/kosmi4eskaas.shtm [98] Siemens AG. Cellular engine Siemens M20/M20 terminal. Technical

description. Version 7 dated 20.10.99 [99] �.��/.��", �.C#�2�4 1", ).<�@���, �.M���, ).,#>��1 6� '?0�

1�91�!#���, 6� 81 ��$ � =�"?�/���4�� 3��1#?1#4 ""#1�0. "1 8"�6 1 � -�#- 9�:��0 � �6�#3����� =� 12#"�"� 3 B�/>�#-?1����> "��$ �#�5 1 �4�$ "���/��H�0 ?1#!� 30 1 � -�#- 9�:��0, ?1#��6#�6�1�-�#- �6�#3�����, /"�#->�6#"�� � 3#8 ��1#6���$ =� 12#"�� 3 6 /"�#6�$. 1 "�1/��#1�9�4�� =� ��1#=� 12 ����" �!#1��� 8#���8#6. �#"�6� 2001 p.p 60-65

[100] Texas Instruments DSP prouducts

http://dspvillage.ti.com/docs/dspproducthome.jhtml [101] K.Brinkis, A.Svalovs and A.Dolgicer, "Digital Automatic for Prevention of Out-

of-Step Conditions in the HV Transmission System of the Baltic States",36th Universities Power Engineering Conference (UPEC) Proceedings September 2001 p. 80

[102] Network Working Group, P. Mockapetris, Request for Comments: 1034

November 1987. DOMAIN NAMES - CONCEPTS AND FACILITIES [103] Network Working Group, P. Mockapetris, Request for Comments: 1035

November 1987. DOMAIN NAMES - IMPLEMENTATION AND SPECIFICATION

[104] "Internet Protocol (IP)," J. Postel, RFC-791, September 1981. [105] "Internet Control Message Protocol (ICMP)," J. Postel, RFC-792, September

1981. [106] "Military Standard Internet Protocol," MIL-STD-1777, Department of

Defense, August 1983.

133

[107]"Transmission Control Protocol," MIL-STD-1778, US Department of Defense, August 1984.

[108] Network Working Group B. Leiba Request for Comments: 2683 IBM

T.J. Watson Research Center.September 1999. Internet Mail Access protocol v.4

[109] RFC 821SIMPLE MAIL TRANSFER PROTOCOL.Jonathan B. Postel. August

1982. Information Sciences Institute, University of Southern California, 4676 Admiralty Way, Marina del Rey, California 90291, (213) 822-1511 August 1982

[110] Network Working Group , J. Myers Carnegie Mellon, M. Rose, Dover Beach

Consulting, Inc. Request for Comments: 1939 : Post Office Protocol - Version 3 . May 1996