Анализ современных микропроцессорных средств в системах релейной защиты и автоматики

Функции автоматики:

- двукратное или однократное  автоматическое повторное включение;

- резервирование отказа  выключателя;

- автоматическая частотная  разгрузка АЧР;

- автоматическое ускорение при включении выключателя.

Устройство обеспечивает контроль и измерение следующих величин:

- трех фазных или линейных  напряжений;

- трех фазных токов;

- тока нулевой последовательности;

- напряжения 3U₀ ;

- частоты в сети.

Кроме того, устройство обеспечивает измерения:

в нормальном режиме:

- активной мощности;

- реактивной мощности; в аварийном режиме:

- максимального тока  в поврежденной фазе;

- минимального напряжения  на поврежденной фазе.

Индикация и управление

Управление и конфигурирование МРЗС производится с помощью встроенных кнопок управления и жидкокристаллического дисплея, а также с помощью ПЭВМ подключаемой через интерфейс RS232. Оперативное изменение алгоритмов работы МРЗС возможно через 8 дискретных оптронных входов. Их назначение программируется пользователем.

МРЗС имеет 7 дискретных выходов  для выдачи команд и сигнализации в виде «сухих» контактов реле (назначение 6-ти выходов программируется пользователем). Возможен вариант исполнения МРЗС с 16 дискретными входами и 13 дискретными выходами.

Кроме жидкокристаллического  дисплея имеется индикация на 7-ми светодиодах (назначение 6-ти светодиодов программируется пользователем).

На жидкокристаллическом дисплее индицируется информация о срабатывании защит и автоматики, значениях параметров срабатывания, значениях уставок, конфигурации системы, назначении дискретных входов, выходов и светодиодных индикаторов. Доступ к информации на дисплее удобный и быстрый с помощью встроенных кнопок и разнообразных меню. Индикация на дисплее легко различима - имеется подсветка.

В устройстве используется автоматическая коррекция хода часов (цифровая настройка хода), повышающая точность привязки регистрации к текущему времени.

Гибкость и удобство управления индикацией и изменением уставок, возможность изменения алгоритмов работы и их оптимизация обеспечивается программным обеспечением.

Конфигурирование МРЗС

МРЗС позволяет задавать или исключать функции МРЗС, ранжировать дискретные входы, выходы, световые индикаторы, задавать длительность команд, задавать коэффициент трансформации трансформаторов тока и напряжения.

При задании параметров функций защиты и автоматики МРЗС позволяет устанавливать:

- уставки срабатывания;

- выдержки времени;

- варианты МТЗ, варианты  характеристик;

- включать, отключать ступени;

- включать, отключать отдельные  виды защиты и автоматики.

Информация о конфигурации МРЗС хранится в энергонезависимой памяти.

Самодиагностика

МРЗС обеспечивает самодиагностику  с выявлением неисправности с точностью до съемного блока. Формирование управляющих воздействий на включение и отключение коммутационных аппаратов производится только после проверки достоверности необходимости выполнения операции и исправности каналов управления. Обеспечивается непрерывная проверка исправности программного обеспечения (методом контрольных сумм). При включении МРЗС производится контроль исправности МРЗС с выдачей сообщения на минидисплей в случае неисправности.

Максимальная токовая  защита (МТЗ)

может быть двух исполнений, по выбору:

- трехступенчатая МТЗ с независимой от тока выдержкой времени;

- трехступенчатая МТЗ,  где первая и третья ступени с независимой оттока выдержкой времени, а вторая - зависимой от тока выдержкой времени.

Имеется возможность включения/отключения МТЗ через дискретные импульсные входы и блокировки отдельно каждой ступени МТЗ через дискретный статический вход.

Ненаправленная защита от замыканий на землю

реагирует на ток нулевой последовательности частоты 50 Гц. Защита подключена через фильтр первой гармоники, загрубление защиты на частоте 150 Гц не менее четырех, на частоте 400 Гц не менее 15. Имеется возможность включения и отключения защиты от замыканий на землю через дискретный импульсный вход.

Защита максимального  напряжения

действует на отключение с выдержкой времени. Контролирует напряжения во всех трех фазах. Имеется возможность включения и отключения защиты максимального напряжения через дискретные импульсные входы.

Защита минимального напряжения

действует на отключение с выдержкой времени. Контролирует напряжение во всех трех фазах, имеет уставку по току. Имеется возможность включения и отключения защиты минимального напряжения через дискретные импульсные входы.

 

 

Автоматическое повторное  включение выключателя (АПВ)

двукратное или однократное  с выдержкой времени, действует на включение. Есть возможность вывода из работы второго цикла и в целом АПВ. Производится регистрация срабатывания АПВ. Пуск АПВ осуществляется от работы МТЗ или внешних устройств.

АПВ не действует:

- при отключении выключателя  через дискретный вход;

- при отключении от  защиты непосредст- венно после включения через дискретный вход;

- при отключении функции  АПВ через импульсный дискретный вход;

- при запрете АПВ  через дискретный вход.

Имеется возможность сброса АПВ через импульсный дискретный вход.

Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ)

Пуск УРОВ осуществляется при срабатывании МТЗ на отключение или от дискретного входа. УРОВ имеет две ступени по времени срабатывания. Имеется возможность производить включение и отключение УРОВ через импульсные дискретные входы.

Автоматическая частотная  разгрузка (АЧР)

действует на отключение. АЧР, сработавшая на заданной частоте, не возвращается в исходное состояние при дальнейшем снижении частоты до 30 Гц и снижении контролируемого напряжения до 0,1U_ном. Имеется возможность включения или отключения АЧР через импульсные дискретные входы.

Ускорение при включении выключателя

вводится по команде  включения выключателя для второй и третьей ступени МТЗ. Имеется возможность включения и отключения ускорения раздельно 2-й и 3-й ступеней МТЗ.

Регистрация

МРЗС осуществляет регистрацию  событий:

- всех входных дискретных  сигналов;

- срабатывания всех защит;

- срабатывания функций  автоматики;

- всех выдаваемых дискретных  сигналов.

Регистрация всех событий  осуществляется с привязкой к текущему времени. Регистрируются последние 50 событий.

В МРЗС имеется регистратор состояния системы, регистрирующий по каждому из дискретных входов последний из сигналов пришедших на этот вход.

МРЗС осуществляет регистрацию  аварийных ситуаций с записью мгновенных значений токов и напряжений при авариях с привязкой к текущему времени (хранится информация о пяти последних авариях) и с записью дискретных сигналов во время аварии. Существует возможность блокировки регистра аварий при срабатывании отдельных выбранных функций защит и автоматики.

Информация регистраторов хранится в энергонезависимой памяти.

Устройство осуществляет контроль ресурса выключателя по количеству отключений.

Зарегистрированные события  можно просмотреть на жидкокристаллическом дисплее. Информацию о событиях и авариях можно скопировать на ПЭВМ, подключаемую через интерфейс RS232.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номинальные входные сигналы	Входной переменный ток фаз, 1н Входной переменный ток нулевой последовательности Входное переменное напряжение линейное, Uh Частота переменного тока		5 А или  1 А ОД А 100В 50 Гц
Электропитание	Напряжение  оперативного постоянного тока Напряжение переменного тока сети 50 Гц Потребляемая мощность по цепям электропитания - в дежурном режиме - в режиме выдачи команд Время автономной работы при пропадании питающего напряжения		от 150 до 250 В  от 150 до 245 В не более 10 Вт не более 1 5 Вт не менее 50 мс
Входные аналоговые цепи	Мощность, потребляемая по входным цепям при номинальных значениях тока и напряжения Перегрузка      по току по напряжению		не более 0,5 ВА на фазу 31н длительно 301н в течение 1 с 1 ,3UH длительно
Входные дискретные сигналы	Количество Уровень логического "нуля" Уровень логической "единицы"		8 от 0 до 132 В от 143 до 250 В
Выходные дискретные сигналы	Количество - командные программируемые - сигнал неисправности Коммутационная способность контактов реле: - при замыкании и размыкании цепей переменного тока, - при замыкании цепей постоянного тока, - при размыкании  цепей постоянного тока при напряжении до 250 В, - допустимый ток		6 1 не менее 250 В, 8 А, 1000 ВА не менее - 250 В, 5 А, 1000Вт не менее 30 Вт 8 А длительно
Светодиодные индикаторы	программируемые (красные) работа/неисправность (зеленый)		6 1
Время срабатывания	Минимальное время срабатывания защит по току и напряжению Время возврата после снижения измеряемой величины ниже величины возврата		не более 0,035 с не более 0,04 с
Готовность  к работе	Готовность  МРЗС к работе после подачи на него питания		не более 0,3 с
Отклонение  параметров срабатывания	Отклонение  параметров срабатывания по току и напряжению Погрешность отсчета времени: - при выдержке до 5 с, - при выдержке от 5 до 130 с		не более 5 % не более 0,01 с не более 0,05 с
Электрическая прочность изоляции	Цепей тока, включенных в разные фазы между собой и по отношению к корпусу, цепей напряжения по отношению к корпусу, входных цепей питания по отношению к корпусу, остальных гальванически развязанных цепей Входные цепи тока и напряжения устойчивы к воздействию: 1) импульсов напряжения, 2) высокочастотного  сигнала с амплитудой - при продольной схеме включения - при поперечной схеме включения		2000 В переменного  тока частоты 50 Гц в течение 1 минуты 1 500 В переменного  тока частоты 50 Гц в течение 1 минуты 5кВ, 1,2/50мкс, 3 положительных, 3 отрицательных 2,5 кВ 1кВ
Климатические условия	Предельное  значение климатических факторов внешней  среды при эксплуатации Хранение  и транспортирование		по ГОСТ15543.1 и ГОСТ15150, исполнение УХЛ, категории 4, для стран с умеренным климатом, от -20 до +50 °С по ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150 исполнение У ХЛЗ . 1 , от -40 до +70 °С
Максимальная токовая  защита (МТЗ)		МТЗ с независимой  от тока выдержкой времени - диапазон уставок 1 ступени по току срабатывания - диапазон  уставок 2 и 3 ступеней по току срабатывания - диапазон уставок по времени срабатывания МТЗ с зависимой  от тока выдержкой времени - диапазон уставок по току срабатывания - виды характеристик	от 0,21н до 301н с дискретностью 0,1 1н отО,11н  до 81н с дискретностью 0,1 1н от 0 до 32 с с дискретностью 0,01 с от 0,1 1н до 8 1нс дискретностью 0,1 1н 1 ) нелинейная (пологая и крутая) 2) линейная
Ненаправленная защита  от замыканий на землю		- количество  ступеней по времени срабатывания - диапазон уставок по току срабатывания (отклонение не более ±10 %) - диапазон уставок по времени срабатывания - время действия  защиты	2 от 0,005 до 0,3 А с дискретностью 0,005 А от 0 до 32 с с дискретностью 0,01с не более 60 мс
Защита максимального напряжения		- диапазон  уставок по напряжению срабатывания - диапазон уставок по времени срабатывания	от 0,4 до 1,5 UH с дискретностью 0, 1 В от 0 до 32 с с дискретностью 0,01с
Защита минимального напряжения		- диапазон  уставок по напряжению срабатывания - диапазон уставок по току – диапазон уставок по времени срабатывания	от 0,25 до 1,1UH  нс дискретностью 0,1 В от 0,05 до 1,01нс дискретностью 0,051н от 0 до 32с с дискретностью 0,01 с
Автоматическое повторное включение выключателя (АПВ)		- диапазон  уставок по времени первого  цикла АПВ - диапазон уставок по времени второго цикла АПВ - диапазон  регулирования времени блокирования  запуска первого цикла АПВ  после его окончания - диапазон  регулирования блокирования запуска  АПВ после окончания второго  цикла АПВ - диапазон времени  блокирования запуска АПВ после включения выключателя через дискретный вход	от 0 до 32с с дискретностью 0,01 с от 5 до 75с с дискретностью 0,01 с от 5 до 80с с дискретностью 0,01 с от 0 до 32с с дискретностью 0,01с от 0 до 32с с дискретностью 0,01с
Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ)		- количество  ступеней по времени срабатывания - диапазон уставок по току - диапазон  уставок по времени срабатывания  первой ступени - диапазон уставок по времени срабатывания второй ступени	2 от 0,05 до 1 1н с дискретностью 0,051н от 0 до 32с с дискретностью 0,01с от 0 до 32с с дискретностью 0,01 с
Автоматическая частотная  разгрузка (АЧР)		- диапазон  уставок срабатывания АЧР и  уставок возврата АЧР - диапазон уставок по времени срабатывания	от 45 до 50 Гц с  дискретностью 0,05 Гц от 0,1 до 120с с дискретностью 0,1с
Ускорение МТЗ  при включении выключателя		- диапазон  уставок по времени ввода ускорения - диапазон уставок ускорения	от 0 до 32с с дискретностью 0,01 с от 0 до 5с с дискретностью 0,01 с
Включение / отключение выключателя		- диапазон  уставок по длительности команды включения - диапазон уставок по длительности команды отключения	от 0,15 до 5с  с дискретностью 0,01с от 0,15 до 5с с дискретностью 0,01с
Регистрация		- количество  событий в регистраторе событий  - длительность массива аварийной ситуации	50 последних 100 мс до момента аварии + 1 с после аварии

 

 

 

 

 

Распределение команд

№	Функция	Дискретные входы	Светоиндик аторы	Сигнальные выходы	Командны выходы
		ДВ01...ДВ08	СДИ1..СДИ6	Р01...Р06	Р01...Р06
1	2	3	4	5	6
1	ВКЛЮЧЕНИЕ СВ через дискретный вход	+	+	+	+
2	ОТКЛЮЧЕНИЕ  СВ через дискретный вход	+	+	+	+
3	МТЗ: Включить МТЗ через дискретный вход	+
4	МТЗ: Отключить  МТЗ через дискретный вход	+
5	МТЗ: Статическая блокировка МТЗ 1 через дискретный вход	+	+	+
6	МТЗ: Статическая  блокировка МТЗ 2 через дискретный вход	+	+	+
7	МТЗ: Статическая  блокировка МТЗ 3 через дискретный вход	+	4	+
8	МТЗ: Срабатывание ПО 1 ступени		+	+
9	МТЗ: Срабатывание 1 ступени		+	+	+
10	МТЗ: Срабатывание ПО 2 ступени		+	+
11	МТЗ: Срабатывание 2 ступени		+	+	+
12	МТЗ: Срабатывание ПО 3 ступени		+	+
13	МТЗ: Срабатывание 3 ступени		+	+	+
14	МТЗ: Срабатывание по цепи ускорения при включении СВ		+	+	+
15	Отключить защиту по (Uмакс	+
16	Включить  защиту по Uмакс	+
17	Срабатывание защиты по Uмакс		+	+	+
18	Отключить защиту по Uмин	+
19	Включить  защиту по uмин	+
20	Срабатывание защиты по Uмин		+	+	+
21	УРОВ: Включить УРОВ через дискретный вход	+
22	УРОВ: Отключить  УРОВ через дискретный вход	+
23	УРОВ: Пуск УРОВ через дискретный вход	+	+	+
24	УРОВ: Пуск УРОВ от МТЗ		+	+
25	УРОВ: Пуск УРОВ от устройства ускорения		+	+
26	УРОВ: Срабатывание 1-й ступени УРОВ		+	+	+
27	УРОВ: Срабатывание 2-й ступени УРОВ		+	+	+
28	АПВ: Включить функцию АПВ через дискретный вход	+
29	АПВ: Отключить  функцию АПВ через дискретный вход	+
30	АПВ: Включить 2-й цикл АПВ через дискретный вход	+
31	АПВ: Отключить 2-й цикл АПВ через дискретный вход	+
32	АПВ: Пуск АПВ  от МТЗ		4	+
33	АПВ: Пуск АПВ  через дискретный вход	+	+	+
34	АПВ : Запрет АПВ через дискретный вход	+	+	+
35	АПВ: Сброс  АПВ через дискретный вход	+	+	+
36	АПВ: Команда  включения от первого цикла АПВ		+	+	+
37	АПВ: Команда  включения от второго цикла АПВ		+	+	+
38	АЧР: Включить функцию АЧР через дискретный вход	+
39	АЧР: Отключить  функцию АЧР через дискретный вход	+
41	АЧР: Срабатывание АЧР		+	+	+
45	33: Включить 33	+
46	33: Отключить  33	+
47	33: Срабатывание  ПО земляной защиты		+	+
48	33: Срабатывание 1-й ступени земляной защиты		+	+	+
49	33: Срабатывание 2-й ступени земляной защиты		+	+	+
50	Определяемая  функция 1	+	+	+	+
51	Определяемая  функция 2	+	+	+	+
52	Определяемая  функция 3	+	+	+	+
53	Определяемая функция 4	+	+	+	+
54	Неисправность устройства			Р07	Р07

 

 

Устройство микропроцессорной  защиты присоединений в сетях  напряжением 6-35 кВ "Сириус-Л"

Устройство "Сириус-Л" предназначено для работы в качестве защиты воздушных или кабельных линий с изолированной или компенсированной нейтралью напряжением 6-35 кВ. Устройство может также применяться для защиты трансформатора собственных нужд (ТСН) подстанций.

Устройство  устанавливается в ячейке КРУ  или КРУН и выдает сигнал на отключение выключателя линии. Устройство подключается к измерительным трансформаторам тока фаз А и С с номинальным вторичным током 5 А. Предусмотрено подключение трансформатора тока фазы В при его наличии.

Устройство  обеспечивает трехступенчатую максимальную токовую ненаправленную защиту от трехфазных и междуфазных замыканий. Третья ступень МТЗ может иметь как независимую, так и одну из пяти зависимых характеристик. Предусмотрена возможность отключения линии или сигнализации при обрыве одного из фазных проводов по наличию тока обратной последовательности I₂. Защита от замыканий на землю выполнена с использованием высших гармоник, что позволяет избежать зависимости от наличия компенсации сети. В устройстве реализована функция резервирования отказа выключателя с выдачей сигнала отказа на выключатель ввода или секции. Любая аварийная ситуация, отключение или неисправность, сопровождается замыканием контактов независимого реле предупредительной сигнализации.

В устройстве имеются: программируемое двукратное АПВ, ускорение  при включении, функция УРОВ, отработка сигналов АЧР с ЧАПВ, а также постоянное самотестирование с выдачей сигнала неисправности контактами реле "Отказ". В случае срабатывания токовой защиты дополнительно определяется вид и ориентировочное расстояние до места повреждения. Предусмотрена четвертая ступень МТЗ с большим временем выдержки для возможности реализации так называемого "адресного отключения" потребителей.

При срабатывании защиты устройство запоминает параметры  срабатывания для последующего анализа  обслуживающим персоналом. В число  запоминаемых параметров аварии входят:

• причина отключения;
• вид повреждения и расстояние до места металлического КЗ;
• время и дата момента отключения;
• ток и длительность аварийной ситуации;
• ток обратной последовательности I₂;
• векторная диаграмма токов в линии в момент аварии.

Устройство  имеет режим "Контроль", позволяющий  выводить на встроенный индикатор текущие  значения фазных токов, ток I₂, ток высших гармоник 3I_0гарм, состояние логических входных сигналов, а также контролировать ход встроенных часов. Функции защиты при этом полностью сохраняются.