ГОСТ Р 51317.1.2-2007. Совместимость технических средств электромагнитная. Методология обеспечения функциональной безопасности технических средств в отношении электромагнитных помех. стр. 10

Сбои при выполнении программ влияют на безопасность, вызывая нарушения функционирования защитного оборудования подстанции.

Б.2.4 Электромагнитная обстановка и испытательные уровни для обеспечения функционирования

Виды электромагнитных помех, указанные в таблице 1, должны анализироваться с точки зрения обеспечения функциональной безопасности контрольно-управляющего оборудования подстанции.

Эксперты в области ЭМС подразделяют электромагнитные помехи на подстанциях среднего и высокого напряжения на следующие три категории:

1) длительные;

2) переходного характера с высокой вероятностью возникновения;

3) переходного характера с низкой вероятностью возникновения.

Длительные электромагнитные помехи и, в большой степени, электромагнитные помехи переходного характера с высокой вероятностью возникновения достаточно легко оценить и предусмотреть применительно к ним меры защиты. Однако анализ электромагнитных помех переходного характера с низкой вероятностью возникновения, особенно оценка их максимальных значений, достаточно сложен, и данные помехи могут быть более критичными с точки зрения обеспечения полноты безопасности. Обзор электромагнитных помех на электрических подстанциях высокого и среднего напряжения приведен в таблице Б.3 (см. ГОСТ Р 51317.6.5).

Таблица Б.3 - Обзор электромагнитных помех на электрических подстанциях высокого и среднего напряжения

584 × 1140 пикс.     Открыть в новом окне

Испытательные уровни для обеспечения функционирования различных видов ТС, применяемых на электрических подстанциях, установлены в соответствующих стандартах ЭМС, в том числе ГОСТ Р 51179 - для приборов автоматизации и управления для подстанций, ГОСТ Р 51516, ГОСТ Р 51525 - для измерительных реле и устройств защиты. Однако в данных стандартах не приведены испытательные уровни для обеспечения функциональной безопасности оборудования подстанции при воздействии электромагнитных помех. Указанные испытательные уровни должны устанавливаться органом, ответственным за проект электрической подстанции.

Б.2.5 Цели анализа опасности и рисков

Анализ опасности и рисков проводят, чтобы применительно к нежелательным рискам безопасности (вершинам события) выявить:

- электромагнитные помехи, способные вызвать эти риски (для определения основных событий);

- элементы ТС, на которые электромагнитные помехи могут оказать влияние.

Следующие ситуации (вершины события) не должны иметь места на подстанции высокого напряжения с учетом обеспечения полноты безопасности:

- несрабатывание автоматического выключателя при поступлении команды в ручном режиме (причина: неисправность механизма открытия или цепи управления);

- несрабатывание автоматического выключателя при работе реле защиты (дополнительная причина: неисправность реле защиты и соответствующих схем).

При этом следует учитывать, что реле защиты могут быть предназначены:

- для линий в целях защиты от коротких замыканий и перегрузки (температура ),

- для трансформаторов в целях защиты от коротких замыканий , перегрузки (температура ) и изменения характеристик масла;

- несрабатывание изолирующих переключателей и заземляющих устройств (дополнительная причина: неисправность цепей блокировки).

Ниже для целей настоящего стандарта приведен пример отсоединения высоковольтной линии в случае короткого замыкания на линии.

Б.2.6 Анализ дерева неисправностей

Б.2.6.1 Конструирование дерева неисправностей

Конструирование дерева неисправностей проводят в соответствии с ГОСТ Р 51901.13 (см. рисунок Б.1 и краткие рекомендации в соответствии с ГОСТ Р 51901.13, подраздел 6.4, пункт 7.4.2, приведенные во введении к настоящему приложению).

При этом необходимо учесть следующие особенности:

а) система защиты от коротких замыканий, представленная на рисунке Б.6, имеет трехуровневую структуру. В общем случае анализ дерева неисправностей должен быть проведен для каждого уровня в отдельности применительно:

- к отдельным аппаратам (как в пункте Б.1);

- группам аппаратов, установленных в одном корпусе (например, к аппаратам в полевом контрольном устройстве или в центральном помещении);

- системе в целом, состоящей из отдельных ТС, размещенных на значительной площади.

При анализе дерева неисправностей для группы аппаратов, установленных в одном корпусе, следует учитывать, что корпус может снижать уровни электромагнитных помех вследствие экранирования и/или применения помехоподавляющих фильтров. Электромагнитные помехи могут быть дополнительно инжектированы во внутреннюю проводку корпуса. Уровни электромагнитных помех внутри корпуса должны быть учтены при конструировании и определении степени жесткости испытаний отдельных ТС;

б) в настоящем примере отсоединение высоковольтной линии происходит при срабатывании реле защиты от тока короткого замыкания . Из схемы, приведенной на рисунке Б.6, следует, что выходная схема реле защиты тесно связана со схемой управления выключателем в ручном режиме. При конструировании дерева неисправностей должны быть учтены оба режима выключения;

в) резервирование для реле защиты обеспечивается применением реле защиты на другом конце высоковольтной линии через телекоммуникационную линию.

Дерево неисправностей для системы отсоединения высоковольтной линии при коротких замыканиях представлено на рисунке Б.7. При конструировании дерева неисправностей в качестве основных событий рассматривают только электромагнитные помехи. Нарушения напряжения электропитания относят к "общему случаю" и учитывают в рамках отдельной подсистемы в дереве неисправностей для отдельных аппаратов.

Рисунок Б.7 - Анализ дерева неисправностей при защите от короткого замыкания

436 × 573 пикс.     Открыть в новом окне

Т - электромагнитные помехи в виде однополярных и колебательных переходных процессов;

RF - длительные радиочастотные электромагнитные поля; М - магнитное поле

Б.2.6.2 Оценка дерева неисправностей с точки зрения функциональной безопасности

В подпункте Б.2.6.1 указано, что для обеспечения функциональной безопасности системы в отношении электромагнитных помех каждый отдельный аппарат, входящий в систему, подлежит проверке путем анализа дерева неисправностей. Задача состоит в определении степени повышения риска при объединении аппаратов в систему.

Учитывая, что не все электромагнитные помехи оказывают критическое влияние на функциональную безопасность ТС (см. Б.1.6.2), специалист в области ЭМС на основе изучения проекта системы должен оценить, какие из них необходимо учитывать.

В качестве вершины события в настоящем примере рассмотрено отсутствие функционирования реле защиты при коротком замыкании на высоковольтной линии. Отсутствие функционирования реле защиты означает несрабатывание автоматических переключателей на обоих концах линии. Оценка данной вершины события с точки зрения безопасности приведена в таблице Б.4.

Таблица Б.4 - Оценка влияния электромагнитных помех на безопасную работу схемы защиты высоковольтной линии от коротких замыканий (исключая оценку влияния электромагнитных помех на отдельные аппараты, входящие в систему)

775 × 466 пикс.     Открыть в новом окне

При оценке влияния электромагнитных помех на безопасную работу схемы защиты высоковольтной линии от коротких замыканий следует учитывать следующие дополнительные системные аспекты:

- установку отдельных аппаратов в общем корпусе. Общий корпус обеспечивает экранирование от внешних магнитных и электромагнитных полей, а при использовании соответствующих помехоподавляющих фильтров может быть обеспечено ослабление кондуктивных электромагнитных помех;

- наличие проводки между отдельными аппаратами, в том числе внутри общего корпуса, и внешней проводки;

- наличие телекоммуникационных линий между подстанцией и центральной диспетчерской и другими подстанциями. Телекоммуникационное оборудование может рассматриваться как отдельное независимое устройство, которое следует анализировать отдельно с применением метода дерева неисправностей, учитывая связь в направлениях: "рассматриваемая подстанция - центральная диспетчерская, другие подстанции" и "центральная диспетчерская, другие подстанции - рассматриваемая подстанция".

Из оценки, приведенной в таблице Б.4, следует, что существенное влияние на функциональную безопасность системы в целом в основном оказывают излучаемые электромагнитные помехи во всей полосе частот, в том числе: