Микропроцессорная защита

1.5.1 Общие сведения.

В настоящие время все более широкое распространение получают микропроцессорные защиты (МПЗ) электрического оборудования, которые приходят на смену электромеханическим и микроэлектронным реле. МПЗ не меняют принципов релейной защиты и противоаварийной автоматика, но они расширяют функциональные возможности, сокращают количество реле, упрощают обслуживание и конечном счете снижают ее стоимость. Характеристики МПЗ довольно высокие:

– микропроцессорные защиты более быстродействующие, что в определенных случаях играет существенную роль;

– коэффициент возврата измерительных органов около 0,96 – 0,97;

– микропроцессорные защиты или микропроцессорные терминалы многофункциональны, что позволяет объединить в одном терминале функций различных (возможно даже, совсем не идентичных) систем защиты;

– отсутствие движущихся частей повышает надежность устройств;

– потребляемая мощность находиться на уровне 0,1 – 0,5 ВА;

– погрешность составляет 2 – 5 %.

Микропроцессорные терминалы (тоже что и МПЗ) оборудуются различными, довольно неожиданными, но очень удобными устройствами такими, как цифровой осциллограф запоминающий некоторое количество аварийных событий [3].

1.5.2 Микропроцессорная защита серии REF542plus.

REF542plus – комплектное устройство защиты и автоматики линий, линий к трансформаторам, трансформаторов собственных нужд, секционных и вводных выключателей, трансформаторов напряжения, БСК. Базовое устройство и устройство HMI терминала REF542plus представлены на рисунке 1.11.

Основные функции защиты:

– токовая отсечка;

– максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени, 3 ступени;

– направленная максимальная токовая защита, 3 ступени;

– защита от замыканий на землю, 3 ступени;

– направленная защита от замыканий на землю, 3 ступени;

– блокировка от броска тока намагничивания;

– защита от тока небаланса;

– защита от тока перегрузки;

– защита от повышения напряжения, 3 ступени;

– защита от повышения напряжения нулевой последовательности 3 ступени;

– защита по минимальному напряжению с независимой выдержкой времени, 2 ступени;

– минимальная и максимальная защиты по частоте, 5 ступеней;

– дистанционная защита линии;

– дифференциальная защита двигателей и трансформатора;

– дифференциальная защита трансформатора от замыканий на землю с торможением;

– устройство резервирования отказа выключателя;

– автоматическое повторное включение с контролем синхронизма;

– автоматический ввод резерва.

Рисунок 1.11 – Комплектное устройство защиты и автоматики REF542plus

Устройства имеют удобный интерфейс «Человек-Машина» с возможностью создания пользователем мнемосхемы с отображением на графическом дисплее состояния присоединения, что, наряду с использованием функций управления устройства, позволяет выполнять местное и дистанционное управление и оперативные блокировки коммутационных аппаратов защищаемого присоединения.

Свободно программируемая логика и большой набор библиотечных функций позволяют легко адаптировать устройство под конкретную задачу.

Аварийный регистратор аналоговых и дискретных сигналов позволяет зафиксировать различные режимы работы энергосистемы.

Комплектные устройства могут быть интегрированы в АСУ ТП объекта по протоколам МЭК 61850, SPA, МЭК 60870-5-103, DNP 3.0, Modbus, Profibus.

Встроенный WEB-сервер открывает новые возможности: SMS-сообщения для персонала, сообщения по электронной почте, дистанционное управление и контроль подстанции, дистанционное изменение параметров защит, автоматическое оповещение о регламентных работах.

Применение устройств серии 500 значительно снижает эксплуатационные затраты за счет сокращения числа применяемых устройств и уменьшения количества электрических соединений, простоты обслуживания и отсутствия необходимости иметь большую номенклатуру запасных частей [4].

1.5.3 Микропроцессорная защита серии Sepam.

Микропроцессорные устройства Sepam – это устройство релейной защиты, управления, контроля и измерения тока и напряжения. Данные устройства могут применяться в любых распределительных системах. Серия защиты Sepam – это цифровые защитные реле, которые совмещают в себе функции таких приборов, как вольтметр, амперметр, ваттметр. Реле защиты Sepam s20, Sepam s40, Sepam s80 предназначены для защиты распределительных сетей общего и промышленного назначения с показателями среднего напряжения. Однако данные серии устройств обладают различными техническими характеристиками и возможностями. Так, Sepam s20 предназначается для простого применения, Sepam s40 – для сложного, а Sepam s80 – для персонализированного.

Sepam s20 используется в простых схемах, где не требуется сложной автоматики и достаточно токовых защит или защит по напряжению.

Предназначение и основные возможности:

– защита от перегрузок асинхронных двигателей и трансформаторов малой мощности (6-10 кВ);

– защита воздушных линий со встроенным АПВ;

– защита двигателей от внутренних повреждений;

– защита вводов и фидеров подстанции от междуфазных КЗ и замыканий на землю.

Sepam s40 используется в схемах защиты, требующих большого объема защит по току и напряжению одновременно, а также при необходимости создания сложной логики работы.

Предназначение и возможности:

– защита от замыканий с помощью направленной защиты (применение заземленной через резистор, изолированной, компенсированной);

– защита кольцевых сетей или параллельно работающих сетей с вводами;

– редактор логических уравнений решает разнообразные функции автоматики;

– цифровой осциллограф позволяет вести запись 12 аналоговых и 16 дискретных параметров во временном интервале до 20 секунд;

Sepam s80 используется в защитах специального назначения на крупных промышленных объектах, обеспечивая надежную защиту электрических машин (мощных генераторов, трансформаторов, двигателей) и распределительных сетей. Sepam s80 и его комплектующие представлены на рисунке 1.12.

Предназначение и возможности:

– защита кольцевых сетей (с параллельными вводами и замкнутых) путем направленной защиты и использованием функции логической селективности;

– защита от внутренних повреждений и полная защита генераторов и двигателей;

– функции резервной защиты и защита трансформаторов и специальных блоков типа "электрическая машина-трансформатор":

– 23 выхода и 42 входа для управления и контроля системой;

– редактор логических уравнений, съемный картридж;

– ввод параметров и настроек подкреплен программным обеспечением SFT 2841.

1 – базовое устройство, 2 – картридж для сохранения данных параметрирования и настроек, 3 – 42 логических входа и 23 релейных выхода при применении 3 дополнительных модулей, 4 – порты подключения к сети связи, 5 – температурные датчики, 6 –низкоуровневый аналоговый выход, 7 – модуль контроля синхронизма, 8 – программное обеспечение

Рисунок 1.12 – Комплектующие Sepam s80

Sepam 1000 используется в схемах защиты, не требующих автоматики и дистанционного управления. Типы Sepam 1000 адаптированы к применению с таким электрооборудованием как трансформатор, фидер, электродвигатель и сборные шины. В зависимости от назначения, Sepam 1000 обеспечивает весь процесс всеми необходимыми измерениями и имеет несколько видов защиты, среди которых:

– токовая защита в фазах;

– максимальная токовая защита;

– защита от затянутого пуска, от перегрева и блокировки ротора;

– от ограничения числа пусков и от небаланса токов.

Микропроцессорные устройства Sepam способны обеспечить полный комплекс функций по релейной защите и автоматике. Этим обусловлено их широкое использование в энергетике (при производстве и распределении энергии), а также в различных отраслях промышленности (нефтехимия, металлургия, автомобилестроение, машиностроение и т.д.).

Применение защитных устройств Sepam незаменимо в процессе эксплуатации объектов. Sepam – это надежные микропроцессорные устройства, с успехом применяющиеся в любых распределительных системах [5].