Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Микропроцессорные устройства релейной защиты: обзор возможностей и спорных вопросов

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметровОколо 15 лет назад в энергетике стало массово внедряться новое оборудование для защиты объектов энергоснабжения, использующее компьютерные технологии на базе процессоров. Его стали называть сокращенным термином МУРЗ — микропроцессорные устройства релейной защиты.

Они выполняют функции обыкновенных устройств РЗА на основе новой элементной базы — микроконтроллеров (микропроцессорных элементов).

Преимущества микропроцессорных устройств релейной защиты

Отказ от электромеханических и статических реле, обладающих значительными габаритами, позволил более компактно размещать оборудование на панелях РЗА. Такие конструкции стали занимать значительно меньше места. При этом управление посредством сенсорных кнопок и дисплея стало более наглядным и удобным.

Внешний вид панели, включающей блок микропроцессорной релейной защиты, показан на рисунке. Сейчас внедрение МУРЗ стало одним из основных направлений в развитии устройств релейных защит. Этому способствует то, что кроме основной задачи РЗА — ликвидации аварийных режимов, новые технологии позволяют реализовать ряд дополнительных функций.

регистрация процессов аварийного состояния;

опережение отключения синхронных потребителей при нарушениях устойчивости системы;

способность к дальнему резервированию.

Реализация таких возможностей на базе электромеханических защит ЭМЗ и аналоговых устройств не осуществляется ввиду технических сложностей.

Микропроцессорные системы релейной защиты точно работают по тем же принципам быстродействия, избирательности, чувствительности и надежности, что и обычные устройства РЗА.

В процессе эксплуатации выявлены не только преимущества, но и недостатки таких устройств, а по некоторым показателям до сих пор ведутся споры между производителями и эксплуатационниками.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Панели РЗА, обрудованные микропроцессорными защитами

Многие покупатели микропроцессорных устройств релейной защиты остались неудовлетворенными работой этих систем благодаря:

Если при поломке устройств, работающих на полупроводниковой или электромеханической базе достаточно заменить отдельную неисправную деталь, то для микропроцессорных защит часто нужно заменять полностью материнскую плату, стоимость которой может составлять треть цены за все оборудование.

К тому же для замены потребуется потратить много времени на поиск детали: взаимозаменяемость в таких устройствах полностью отсутствует даже у многих однотипных конструкций одного производителя.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Электромеханические реле успешно работают более 35 лет

1. Высокая надежность микропроцессорных устройств релейной защиты по сравнению с электромеханическими защитами

Производители микропроцессорных устройств рекламой делают акцент на отсутствие в системе подвижных частей, что связывают с исключением условий механического износа. Сюда же добавляют вопросы коррозии металлов и старение изоляции у конструкций электромеханической и полупроводниковой базы.

Опыт эксплуатации электромеханических защит составляет уже примерно полтора столетия. На этой базе работает подавляющее большинство энергетических предприятий России и партнеров из СНГ. Многие реле стоят под напряжением по нескольку десятков лет, а разработанная система технического обслуживания и эксплуатации позволяет гарантированно использовать их еще довольно длительное время.

На самом деле дефекты изоляции и коррозии могут возникнуть только в двух случаях:

нарушение технологии изготовления;

отклонение от правил эксплуатации и обслуживания.

Если рассматривать вопрос механического износа подвижных частей, то надо учитывать, что они срабатывают только при проверках персоналом, проводимых через несколько лет (учитываются ресурсом наработки) или при авариях, которые возникают очень редко.

В то же время в микропроцессорных устройствах релейной защиты:

большинство компонентов постоянно осуществляют мониторинг электрической схемы и обмениваются сигналами между собой;

элементы электрических входов все время подвергаются воздействию высокого напряжения 220 вольт, а также импульсных и пиковых величин переходных процессов;

блоки питания в/ч импульсной схемы работают без отключения с выделением тепла и формируют основную долю отказов МУРЗ.

2. Надежность реле постепенно повышается от электромеханических конструкций к полупроводниковым на дискретных компонентах, затем к интегральным микросхемам и самая высокая у микропроцессорных устройств

Выводы статистики свидетельствуют о более высокой надежности электромеханических реле перед полупроводниковыми аналогами в повседневной эксплуатации. Обратная картина наблюдается только при увеличении циклов коммутации до нескольких сотен тысяч или миллионов.

В интегральных микросхемах работает значительно большее количество электронных элементов, менее устойчивых к перенапряжениям, чем в полупроводниковых реле. Особенно это сказывается при воздействии статического электричества и электромагнитных шумов, которые постоянно присутствуют на объектах энергетики с высоким напряжением.

Статистика отказов микропроцессорных устройств релейной защиты Японских компаний опровергает миф о самой высокой надежности микропроцессорных защит. К тому же сюда не включены «программные сбои», которые часто не могут быть выявлены при проверках, но способны проявиться в любой момент.

3. Надежность микропроцессорных устройств релейной защиты повышает встроенная самодиагностика

В составе микропроцессорных защит работают:

Источник

Микропроцессорные реле защиты. Как они устроены? Часть 1

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметровМикропроцессорные устройства релейной защиты (МУРЗ) появились на рынке в привычном сегодня виде около 20 лет тому назад и за прошедшее время серьезно потеснили все остальные виды реле защиты. Триумфальное шествие МУРЗ связано со многими причинами, главная из которых — сверхприбыль, получаемая производителями МУРЗ по сравнению с производством всех остальных видов защитных реле (электромеханических, полупроводниковых статических). Принцип действия и устройство современных МУРЗ очень сильно отличаются от защит других видов и имеют целый ряд специфических особенностей, знание которых является необходимым условием для правильного выбора и дальнейшей успешной эксплуатации МУРЗ. Доминирующее сегодня в среде специалистов-релейщиков отношение к МУРЗ, как к «черному ящику» с функциями релейной защиты отнюдь не способствует правильному выбору и успешной эксплуатации МУРЗ. Предлагаемый цикл статей автора призван помочь релейщикам, не являющимися специалистами в области электроники и микропроцессорной техники, восполнить существующий пробел и помочь правильно сориентироваться на обширном рынке устройств релейной защиты нового поколения.

В части 1 статьи рассматриваются общая структура и конструктивное исполнение МУРЗ, а также устройство аналоговых входов.

Часть 1

Общая структура и конструктивное исполнение МУРЗ

Основными узлами МУРЗ являются: блок аналоговых входов (трансформаторы тока и напряжения), входные фильтры (антиалиазинговые фильтры; цепи выборки и запоминания), мультиплексор, аналогово-цифровой преобразователь, микропроцессор, различные виды памяти, блок логических (цифровых) входов, блок релейных выходов, рис. 1.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Конструктивно МУРЗ представляют собой набор плоских модулей (печатных плат) представляющих собой различные функциональные узлы МУРЗ, размещенных в корпусах различных типов и размеров, рис. 2.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Существует несколько конструктивных схем расположения печатных плат в корпусах МУРЗ. Одной из таких конструктивных схем является так называемый «этажерочный модуль», которая предусматривает расположение печатных плат одна над другой. Платы скрепляются между собой резьбовыми втулками, образуя единый конструктивный модуль, похожий на этажерку, рис. 3.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Этот модуль затем устанавливается внутри корпуса МУРЗ. Соединение между платами осуществляется посредством разъемов и плоского гибкого кабеля. Очевидным недостатком такой конструкции является невозможность замены отдельного модуля без демонтажа и разборки всего МУРЗ.

Еще одной разновидностью конструктивного исполнения МУРЗ является корпус типа «открытый куб», рис. 4. В этой конструкции три печатные платы образуют боковые и заднюю стенки, скрепленные между собой специальными угловыми разъемами и присоединенные к металлической лицевой панели, являющейся четвертой стенкой.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

После сборки вся эта конструкция вставляется во внешний корпус.

Наибольшее распространение получила конструкция с выдвижными платами, имеющая множество разновидностей, рис. 5.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Конструкция этого типа содержит алюминиевый корпус с направляющими, по которым в него вдвигаются отдельные (модули) печатные платы, из которых состоит МУРЗ.

Платы могут располагаться в корпусе вертикально или горизонтально. Еще одна дополнительная плата (так называемая «материнская плата») с набором разъемов расположена на дне этого корпуса. При выдвигании плат по направляющим в корпус МУРЗ выступающие на них разъемы входят в ответные части разъемов, расположенных на материнской плате и, таким образом, осуществляется соединение между платами.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

В некоторых не очень удачных конструкциях, рис. 7 приходится вынимать сразу несколько модулей для того, чтобы добраться до модуля с источником питания. А чтобы выдвинуть этот модуль для замены источника питания необходимо отпаять выводы всех трансформаторов тока от клеммника на задней панели, а потом опять припаять.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Довольно странную конструкцию имеют реле типа Т60, рис. 8. Реле этого типа состоят из отдельных втычных модулей, расположенных в общем корпусе. В отличие от всех остальных МУРЗ, в Т60 каждый модуль помещен в стальной кожух, из-за чего реле получилось тяжелым (килограммов 15, не менее).

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

После вскрытия кожуха остается печатная плата с мощным разъемом на торце. Этот разъем имеет очень странную конструкцию и снабжен большим пластмассовым кожухом, разделенным на крупные ячейки, внутри которых расположены электронные компоненты, выходные реле, варисторы, рис. 9.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Этот кожух крепится на разъеме с помощью 8 пластмассовых защелок, по 4 с каждой стороны, которые должны открываться одновременно. Попытка открыть этот кожух сразу же привела к поломке одной из защелок, после чего мои попытки были прекращены. Никакой функциональной нагрузки этот пластмассовый кожух не несет и, по моему мнению, его единственное назначение — сделать реле неремонтопригодным.

МУРЗ этого типа снабжено как обычными электромеханическими, так и полупроводниковыми выходными реле, причем, как указано в его описании (T60 Revision: 5.6x), полупроводниковые выходные реле снабжены специальными схемами «для мониторинга постоянного напряжения на открытых контактах и постоянного тока, протекающего через замкнутые контакты». Как будто все ясно и понятно. Но то, что было написано далее поставило меня в тупик: «Напряжение записывается в виде логической единицы, когда ток в цепи контактов превышает 1-2,5 мА и ток считается логической единицей, когда он превышает 80-100 мА». Более странное (мягко выражаясь) объяснение, трудно даже представить. Странность эта не только в тексте, но и в сущности технического решения. Во-первых, мониторинг возможен только на постоянном токе, что ограничивает его область применения. Во-вторых, ток нагрузки может быть очень маленьким (1-3 мА), например, ток логического входа другого МУРЗ, или чувствительных электромеханических промежуточных реле. Как будет в этом случае работать система мониторинга тока? Оказывается, разработчики этой системы учли такую возможность и предлагают потребителям включать параллельно контактам дополнительный внешний резистор. Для напряжения 48 В этот резистор рекомендуется выбирать сопротивлением 500 Ом и мощностью 10 Вт. Это довольно крупный резистор! Представляете, каким должен быть этот резистор для напряжения 220 В? И где его устанавливать? Об этом разработчики Т60 скромно умалчивают.

Еще одно «изобретение»: автоматическая очистка контактов (autho-burnishing) внешних реле, которые подают сигналы на логические входы Т60. Конструкторы озаботились тем, что при очень малых входных токах логических входов (менее 3 мА) и окисленных контактах внешних реле сигнал может «не пройти» через них. Для самоочистки этих контактов в Т60 установлены на входах специальные нелинейные элементы (очевидно, что-то вроде позисторов), имеющих низкое сопротивление в обесточенном (холодном) состоянии и быстро повышающих сопротивление при приложении к ним напряжения (и повышении температуры). В результате, в первый момент после замыкания контактов внешнего реле, через них проходит ток 50-70 мА, который быстро снижается (в течение 25-50 мс) до 3 мА. Как будто, красивая идея. Но это только для тех, кто не очень хорошо разбирается в процессах на контактах. «Непроходимость» контактов в результате их окисления имеет место в слаботочных цепях с напряжением коммутации ниже 20-30 В. При более высоких напряжениях происходит пробой очень тонких окисных пленок и контакты, на вид черные и неприглядные, прекрасно проводят даже малые токи (фрикинг-эффект). Поэтому, для реальных напряжений эксплуатации МУРЗ проблема эта полностью надумана, а ее техническое воплощение совершенно бессмысленно.

Модули аналоговых входов

Наиболее простыми в МУРЗ являются модули аналоговых входов, состоящие из набора трансформаторов тока и напряжения, рис. 10.

Конструкция трансформаторов напряжения ничем не отличается от конструкции обычных маломощных трансформаторов. Трансформаторы тока содержат изолированную многовитковую вторичную обмотку, намотанную на каркасе и покрытую изоляционной пленкой. Первичная обмотка представляет собой несколько витков (обычно, 5 витков на номинальный первичный ток 1 А и 1 виток на номинальный ток 5А), намотанных поверх вторичной обмотки обычным многожильным изолированным монтажным проводом, рис. 10. Такой трансформатор представляет собой, фактически, преобразователь тока в напряжение. Если в процессе эксплуатации МУРЗ возникает необходимость в изменении входного номинального тока аналоговых входов с 1 А на 5 А (или наоборот), то сделать это очень просто путем намотки (или, наоборот, смотки) нескольких витков провода. Никаких проблем в эксплуатации этот узел МУРЗ обычно не создает и является самой надежной его частью.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

В большинстве типов МУРЗ этот набор трансформаторов выполнен в виде отдельного модуля, хотя встречаются и конструкции, в которых в этом же модуле размещены входные фильтры, аналого-цифровые преобразователи, и другие элементы предварительной обработки аналоговых сигналов, рис. 11.

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

В некоторых типах МУРЗ можно встретить миниатюрные тороидальные трансформаторы тока и напряжения капсулированные эпоксидным компаундом, рис. 12. Такая конструкция лучше защищена от воздействия влаги, но отвод тепла в ней затруднен. Кроме того, она является неремонтопригодной и в ней не возможно изменить коэффициент трансформации. Следует иметь ввиду, что при кажущейся более высокой надежности такой конструкции, ее реальная эксплуатационная надежность может быть даже ниже, чем у обычного не капсулированного трансформатора. Это связано не только с затрудненным отводом тепла, но и с внутренними механическими напряжениями в обмотках, возникающими в процессе отверждения и усадки эпоксидного компаунда. Такого рода проблемы проявляются, обычно, при наличии многовитковых обмоток, намотанных тонким проводом (как в трансформаторах напряжения).

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

В. ГУРЕВИЧ, канд. техн. наук

Источник

Передача информации устройствами микропроцессорной релейной защиты

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров

Для своего функционирования микропроцессорные устройства релейной защиты производят измерения и аналого-цифровое преобразование контролируемых сигналов – токов и напряжений. Кроме того, они производят контроль положения коммутационных аппаратов, фиксируют значения аварийных параметров в виде файлов событий и цифровых осциллограмм.

Одним из достоинств цифровых устройств является возможность передачи имеющейся информации в другие цифровые системы: АСУ ТП, персональный компьютер и т.д., что позволяет интегрировать их в различные системы, экономя на каналах связи, затратах на предварительную обработку сигналов и т.п. Коммуникационный порт — необходимый элемент для дистанционной работы с микропроцессорным устройством релейной защиты.

Для передачи информации от устройств РЗА обычно используются интерфейсы трех типов:

· ST-коннектор для подключения оптоволоконного кабеля.

Интерфейс RS232 обеспечивает дальность передачи информации до 20 метров. RS485 – до 1200 метров по витой экранированной паре без дополнительного усиления. С дополнительным промежуточным усилителем дальность связи может быть увеличена вдвое. При применении кабеля соответствующего типа дальность связи по оптоволоконному кабелю составляет до 15 км. Кроме того, дальность связи по интерфейсу RS232 может быть увеличена за счет применения комбинированных схем передачи.

Применение интерфейсов RS232 и оптоволоконного кабеля предполагает построение системы сбора информации от каждого устройства (по выделенной линии) к центральному устройству (концентратору). Тогда как применение интерфейса RS485 позволяет осуществить параллельное подключение до 32 устройств к одной ветви, но при этом скорость передачи информации особенно по оптоволоконному кабелю существенно больше, чем по витой паре. Так скорость передачи информации по интерфейсу RS485 обычно не превышает 38,4 Кбит/с, хотя некоторые протоколы (например, K-Bus) обеспечивают и более высокую скорость передачи – до 64 Кбит/с.

Информация для передачи на верхний уровень управления в устройствах РЗА хранится обычно в оперативной памяти и считывается по запросу с верхнего уровня управления – контроллером или рабочей станцией объекта.

Кроме типа интерфейса существенную роль на возможность получения информации от устройства РЗА является протокол связи. Т.е. вышестоящее устройство должно «уметь разговаривать» с устройством РЗА на одном языке.

Наиболее распространенные протоколы для связи с микропроцессорными устройствами РЗА это:

Полученная от устройств РЗА информация может представляться на экране рабочей станции объекта в виде соответствующего набора экранов. Число экранов, их графическое исполнение и функциональное наполнение определяются конкретным типом системы управления, используемой на данном объекте. Кроме того, часть информации может передаваться на верхний уровень управления – диспетчеру соответствующего уровня.

Основными экранами отображения информации на объекте являются экраны мнемосхем с отображением на них положения коммутационных аппаратов. При этом экраны мнемосхем могут уточняться (листаться, как страницы в книге) вплоть до экрана конкретного присоединения.

Кроме того, в памяти компьютера рабочей станции объекта накапливаются аварийные сообщения.

Параметры нормального режима (токи, напряжения, мощности) измеренные через заданный промежуток времени также накапливаются в памяти компьютера рабочей станции и могут отображаться в виде графиков. Эти графики позволяют оперативному персоналу эффективнее вести режим работы объекта. Сбор значений нормального от устройств РЗА может производиться не на одном объекте (подстанции), а во всей сети. Тогда с помощью микропроцессорных РЗА может быть собрана и накоплена информация о работе всей сети. И таким образом, существенно повышена эффективность ее работы. Однако основным сдерживающим фактором широкого внедрения систем сбора информации на основе микропроцессорных РЗА являются отсутствие или низкая пропускная способность каналов связи.

Практическая работа №1

Тема: Исследование микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики серии Siprotec

Используя вышеприведенные теоретические сведения выполнить анализ МПУ РЗА. Составить отчет.

Источник

Микропроцессорное устройство релейной защиты РЗЛ-03 — достойная замена электромеханических реле

Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Смотреть картинку Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Картинка про Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметров. Фото Каким образом устройства микропроцессорной релейной защиты фиксируют значения аварийных параметровПоложительный зарубежный опыт эксплуатации микропроцессорных (МП) устройств различного назначения показал, что они имеют равные показатели надежности и значительно меньшие трудозатраты на техническое обслуживание по сравнению с традиционными системами. В последние десятилетия микропроцессорные защиты пришли на замену электромеханических реле на подавляющем большинстве объектов энергетики и промышленности, кроме распределительных сетей напряжением 10(6) кВ.

Самый многочисленный сектор рынка — фидеры 10 (6) кВ — до сих пор в большинстве своем использует реле на электромеханическом принципе работы. Одним из важнейших факторов, сдерживающих широкое применение МП-устройств в этом сегменте, является их цена. Преимуществами микропроцессорных устройств пренебрегают, используя вместо них более дешевые электромеханические реле, которые устарели технически и морально. Кроме этого, обслуживающий персонал испытывает определенные сложности в обращении с МП-устройствами, т.к. для работы с ними необходимы определенные навыки работы с ПК.

Промежуточным, временным решением стали микроэлектронные реле, которые удовлетворяют необходимым условиям, но имеют ряд существенных недостатков.

В результате сложившаяся ситуация не устраивает ни потребителей, эксплуатирующих и внедряющих РЗА, ни производителей микропроцессорной техники.

Созданием устройства, решающего все поставленные задачи и обладающего необходимыми техническими и ценовыми показателями, занималось несколько производителей. Но действенного результата достиг только Электротехнический завод, выпускающий свою продукцию по торговой маркой РЕЛСіС®, разработав микропроцессорное устройство релейной защиты для распределительных сетей 10(6) кВ — серии РЗЛ-03.

Устройства серии РЗЛ-03 являются функциональным аналогом существующих электромеханических реле типа РТ-80 и микроэлектронных РС-80М2, отслуживших свой срок и требующих замены на современные микропроцессорные устройства в рамках модернизации устройств РЗА локально и реконструкции подстанций в целом.

Определяющими характеристиками при выборе защиты РЕЛСіС® являются:

Устройства релейной защиты микропроцессорные для распределительных сетей 10-6 кв — серии РЗЛ-03

Область применения:

Устройство обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:

Технические характеристики

Функции устройства

Токовая отсечка (ТО)

Токовая отсечка выполнена одноступенчатой без выдержки времени. Имеется возможность блокирования ТО по сигналу «Блокировка ТО» от ДВ.

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Ток МТЗ (может иметь 2 ступени) и время ступени задаются с помощью общих для двух фаз уставок. Количество активных ступеней МТЗ задается с помощью уставок. Есть возможность блокировать ступень по дискретному входу, вручную, либо по ТУ с помощью компьютера через USB.

Ступень МТЗ-1 — двухфазная МТЗ с независимой характеристикой срабатывания.

Режимы работы МТЗ-1:

При этом работают уставки: время асинхронного хода (ТАХ) и время выдержки паузы асинхронного хода (ТПАУЗА А.Х).

Ступень МТЗ-2 — с независимой или зависимой (пологой, крутой) времятоковой характеристикой, с возможностью работы в режиме защиты двигателя от асинхронного хода, а также с возможностью действия только на сигнал или только на отключение.

Режимы работы МТЗ-2:

В устройстве реализовано ускорение работы МТЗ. Для отключения выключателя от других защит предусмотрено ускорение по дискретному входу с временной выдержкой равной ТУСКОР. Выдержка времени ускорения и время ввода ускорения ТВВУСКОР имеют общие настройки для обеих ступеней МТЗ.

Автоматическое повторное включение выключателя (АПВ)

АПВ имеет одну (два) ступени, которые могут быть включены/отключены по ДВ. Работа АПВ может быть назначена независимо на одну, две ступени МТЗ и/или ТО.

Функция АПВ осуществляется только при наличии оперативного питания: постоянное, выпрямленное, переменное напряжение 90-240 В.

Уставки времени АПВ первой и второй ступени общие для ступеней МТЗ и ТО.

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР) и частотное (АПВ)

АЧР и частотное АПВ выполнено с использованием одного дискретного входа (ДВ) для подключения внешних устройств частотной автоматики.

Автоматическая частотная разгрузка осуществляется по ДВ и действует с выдержкой времени АЧР на отключение выключателя через выходное реле, в том числе в случае необходимости может совмещаться с реле, назначенным на МТЗ или ТО.

Частотное АПВ осуществляется при снятии управляющего сигнала с ДВ АЧР/ЧАПВ с выдержкой времени ТЧАПВ.

Функция ЛЗШ

Функция ЛЗШ реализует быстрое отключение вводного и/или секционного выключателя при возникновении повреждения на шинах методом «от противного», то есть на шинах фиксируется наличие аварийного тока при отсутствии пуска защит, установленных на всех присоединениях.

Функция ЛЗШ срабатывает, если существует факт пуска активной ступени МТЗ. На все время пуска МТЗ выходное реле, на которое функция была назначена, находится в замкнутом положении. После снижения тока (сброс пуска МТЗ) либо работы МТЗ ЛЗШВ снимает сигнал с выходного реле без задержек.

Дискретные выходы

В устройстве имеются от 2 до 4 настраиваемых дискретных выхода (по исполнениям). Выходные реле устройства имеют гальваническое разделение цепей ДВ, питания с внешними цепями. Кроме отключения и включения выключателя при срабатывании внутренних функций защиты и автоматики, устройство обеспечивает дистанционное управление выключателем по ДВ.

Устройства имеет функцию «сигнального реле (РС)» с возможным ранжированием на одно из выходных реле (1 замыкающий контакт), в том числе для реализации сигнализации функций ТО, МТЗ. Имеется исполнение устройства с двухпозиционным реле сигнализации.

Реле контроля исправности

При включении питания устройство проводит самодиагностику основных узлов схемы в течении 0,15 с. По результатам диагностики происходит разблокирование или блокирование выходных реле и светодиодного индикатора «Работа/ Неисправность» устройства.

Дискретные входы

В устройстве имеются 3-4 (по исполнениям) жестко и свободно назначаемых дискретных входа. Управление входами производится путем подачи на вход постоянного (в т.ч. выпрямленного) или переменного напряжения 220 (110) В.

Индикация

В устройстве имеется два средства индикации:

На светодиодном дисплее в нормальном режиме отображаются текущие значения фазных токов в первичных/вторичных значениях (по выбору). Также дисплей служит для просмотра и настройки параметров конфигурации.

Контроль неисправности цепей отключения выключателя

Может осуществляться и работать по одному или нескольким нижеперечисленным алгоритмам в двух случаях: при заведенных на ДВ и активных двух сигналах от БКВ (РПО, РПВ) или одном — РПО.

Формируется при наличии сигналов на двух ДВ БКВ РПВ «реле положения включено» и БКВ РПО «реле положения отключено» сигналов в течение заданного пользователем времени.
Формируется при длительности переброса БКВ, заведенных на ДВ, превышающей время, заданное пользователем.

Формируется при одновременном наличии тока, превышающего самую чувствительную ступень защит, и наличии сигнала от БКВ РПО в течение заданного пользователем времени.

Дистанционное включение и отключения выключателя

Дистанционное отключение выключателя происходит от ДВ при наличии сигнала на его входе с контролем отключенного положения выключателя по ДВ (РПО, РПВ). При этом на 30 сек. вводится запрет АПВ.

Конструкция изделия

Конструктивно устройство выполнено в пластмассовом корпусе, состоящем из кожуха и основания. На основании имеется крепление для выступающего монтажа и двухрядная клеммная колодка в нижней части.

Таблица модификаций устройств управления, защиты и автоматики серии РЗЛ-03 для сетей 6-10 кВ

РЗЛ-03-100-200-300
Функции защиты
Двухступенчатая МТЗ+++
— с независимой выдержкой времени+++
— с зависимой времятоковой характеристикой+++
Токовая отсечка+++
Оперативное ускорение+++
Ускорение МТЗ на каждую ступень независимо+++
Функции автоматики
Автоматическое повторное включение (АПВ)однократдвукрат
Логическая защита шин (ЛЗШВ)+++
АЧР-ЧАПВ++
Включение и отключение выключателя по ДВ++
Блокировка защит ТО, МТЗ, АПВ по ДВ+++
Сброс реле сигнализации по ДВ+++
Контроль цепей исправности выключателя++
Индикация и управление
Количество дискретных входов (программируемых)344
Количество дискретных выходов (программируемых)1РС+2+1НИ1РС+2+1НИ1НИ+4
Количество светодиодных индикаторов (программируемых)888
Наличие кнопок управления и 1×10 СДД+++
Интерфейс USB+++
Сервисные функции
Измерение текущих значений токов фаз и отображение в первичных/вторичных значениях+++
Возможность задания уставок по току в абсолютных значениях (первичных/вторичных)+++
Языки интерфейса: украинский, русский+++
Условия эксплуатации
Оперативное питание (90..250 В DС или AC)+++
Питание от двух токовых трансформаторов++
Условия эксплуатации
— УХЛ3.1+++
— УХЛ2.1 (наружная установка)++
Конструктивное исполнение
— выступающее — утопленное+++
— брызгозащищенное (ІР41)++

На сегодняшний день ОАО «Электротехнический завод» предлагает своим заказчикам к использованию в эксплуатации два из трех исполнений РЗЛ-03 (РЗЛ-03-100 и РЗЛ-03-200), которые имеют следующие конфигурации:

РЗЛ-03
Функции устройстваИсполнения
101102103104
Токовая отсечка (ТО)++++
Блокировка ТО по дискретному входу+++
Максимальная токовая защита МТЗ-1++++
Работа МТЗ-1 в режиме А.Х.+
Блокировка МТЗ-1 по дискретному входу++
Максимальная токовая защита МТЗ-2++++
Работа МТЗ-2 с независимой характеристикой++++
Работа МТЗ-2 с токозависимой характеристикой РТВ-1++++
Работа МТЗ-2 с токозависимой характеристикой РТ-80++++
Работа МТЗ-2 на сигнал+
Блокировка МТЗ-2 по дискретному входу++
Ускорение МТЗ++
— ускорения от МТЗ-1++++
— ускорения от МТЗ-2++
Оперативное ускорение МТЗ по дискретному входу+
Сброс сигнализации по дискретному входу++++
ЛЗШ (выходной сигнал блокировки для организации защиты шин)++
Индикация контроля наличия тока+++
Контроль исправности устройства++++
Контроль включенного состояния по блок-контактам выключателя (РПВ)+++
Входной сигнал на выход с выдержкой времени
РЗЛ-03
Функции устройстваИсполнения предлагаемые заводом
201202203204
Токовая отсечка (ТО)++++
Блокировка ТО по дискретному входу++
Максимальная токовая защита МТЗ-1++++
Работа МТЗ-1 в режиме А.Х.+
Блокировка МТЗ-1 по дискретному входу++
Максимальная токовая защита МТЗ-2++++
Работа МТЗ-2 с независимой характеристикой++++
Работа МТЗ-2 с токозависимой характеристикой РТВ-1++++
Работа МТЗ-2 с токозависимой характеристикой РТ-80++++
Работа МТЗ-2 на сигнал+
Блокировка МТЗ-2 по дискретному входу++
Ускорение МТЗ++
— ускорения от МТЗ-1++++
— ускорения от МТЗ-2++
Оперативное ускорение МТЗ по дискретному входу+
Автоматическое повторное включение (АПВ)++
Запрет АПВ
Управление выключателем
Автоматическая частотная разгрузка и частотное автоматическое повторное включение (АЧР/ЧАПВ)+
Контроль исправности цепей управления выключателем (КЦУВ)+++
Сброс сигнализации по дискретному входу++++
ЛЗШ (выходной сигнал блокировки для организации защиты шин)++
Индикация контроля наличия тока+++
Контроль исправности устройства++++
Контроль включенного состояния по блок-контактам выключателя (РПВ)++++
Контроль отключенного состояния по блок-контактам выключателя (РПО)+++
Входной сигнал на выход с выдержкой времени

Итак, РЗЛ-03 позволяет реализовать четыре основных требования:

Во-первых: данное устройство является полной заменой реле РТ-80, РС-80М2:

Во-вторых: являясь микропроцессорным изделием, обладает дополнительными неоспоримыми преимуществами по сравнению с микроэлектронными и электромагнитными реле:

В-третьих: упрощенное меню и его визуализация облегчает работу релейного и оперативного персонала с устройством РЗЛ-03.

Меню содержит все необходимые уставки и параметры для использования реле.

Микропроцессорное устройство РЗЛ-03:

В-четвертых: имеет привлекательную и конкурентоспособную цену по сравнению с микроэлектронными реле и решением на электромеханических реле.

Таким образом, у защит серии РЗЛ-03 есть все перспективы стать наиболее применяемым «народным» микропроцессорным устройством РЗА.

С. В. ПОСТОЯЛКО,
директор ООО «РЕЛСиС».

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *