Микропроцессорные терминалы релейной защиты

Микропроцессорные устройства релейной защиты DRP-100-ЭЭ производства ЗАО

Микропроцессорные терминалы релейной защиты

Развитие микропроцессорной техники позволило создать и использовать приборы на базе процессоров в качестве альтернативы электромеханическим устройствам. Их основная функция, как и в электромеханических реле, дать сигнал об отключении при перегрузке сети.

Используя два входных параметра, величину тока и величину напряжения, микропроцессорные релейные устройства, запоминают ряд дополнительных параметров:

  • причину отключения;
  • время, дату;
  • величину тока;
  • длительность аварийной ситуации и ряд других параметров.

Цифровые микропроцессорные устройства имеют ряд преимуществ:

  • отличаются надежностью в работе и быстродействием;
  • имеют высокую чувствительность;
  • являются многофункциональными, могут служить заменой аналоговых измерительных приборов.

Микропроцессорные устройства релейной защиты — один из видов продукции компании «ЭЗОИС-Электрощит». Это собственная торговая марка оборудования Линейка включает несколько моделей защиты сетей в диапазоне 6-10-20-35кВ.

Купить микропроцессорные устройства релейной защиты

В микропроцессорных устройства рз реализованы возможности:

  • защиты и измерения;
  • автоматики и управления. Их установка позволяет осуществлять дистанционный контроль над работой оборудования, выполнять действия с коммутационными аппаратами без присутствия персонала на подстанции;
  • сигнализации на присоединениях;
  • резервной защиты и автоматики на присоединениях.

Устройства могут работать с сетями постоянного и переменного тока. Выбор конкретной модели определяется списком аналоговых входов, типом объекта защиты. В нашем каталоге представлены:

  • модели для защиты линий;
  • трансформаторных двигателей с двух-, трехрелейной схемой, направленной и ненаправленной максимальной токовой защитой;
  • выключателей ввода;
  • секционных выключателей;
  • двигателей.

Правильно выбрать микропроцессорное устройство рза вам помогут квалифицированные консультации наших менеджеров.

Особенности и преимущества моделей:

  • дисплейное управление дискретными входами, возможность переназначать данным способом реле, светодиоды;
  • расширенные светодиодная сигнализация и интеграция с автоматизированными системами управления;
  • функции измерения, сигнализации, регистрации.

Опционально предлагается свободное программирование. Необходимое для работы программное обеспечение можно сказать на сайте компании.

Смотреть каталог DRP-100-ЭЭ производства ЗАО “ЭЗОИС-ЭлектроЩит” Смотреть

  • Защита, автоматика, управление, измерение, сигнализация на присоединениях 6 – 35 кВ
  • Резервная защита и автоматика на присоединениях 110 (220) кВ
  • Постоянный или переменный оперативный ток

Отличительные особенности

  • Возможность переназначения реле, светодиодов, дискретных входов с дисплея устройства
  • Расширенная светодиодная сигнализация
  • Расширенные возможности связи с АСУ и ТМ
  • Усовершенствованная схема дискретных входов
  • Расширенные возможности осциллографа
  • Расширенные сервисные возможности, диагностика первичного оборудования
  • Измерение, регистрация, сигнализация
  • Свободное программирование (опция)

СКАЧАТЬ

Питание Аналоговые сигналы
Напряжение оперативного тока~/=(66  264) ВРабочий диапазон токов фаз(0,5  100) А
Потребляемая мощность3 ВтДиапазон тока 3I0(0,01  1) А
Время готовности, не более0,15 сДиапазон напряжений(1  130), (2  264) В
Интерфейс связи с ПЭВМUSB 2.0Погрешность измерения, не более2,5 %
Интерфейс связи с АСУ RS-485 (до 2 шт):Дискретные входы
Скорость обменадо 230400 бит/сКоличество10
ПротоколModBUSUНОМ оперативного тока=/~110(100) / 220 В
Интерфейс связи с АСУ Ethernet:Импульс тока при подаче
Скорость обмена100 Мбит/ссигнала на дискретный вход30 мА, 15 мс
Протокол60870-5-104Мин. длительность входного сигнала30 мс
Регистрация и хранениеДискретные выходы
параметров аварийных событийне менее 4000Количество10
Объем журнала событий16000Коммутируемое напряжение(5  264) В
Количество накопительных счетчиковдо 256Диапазон рабочих температурот -40 до +70 0С
Длительность записи осциллограммдо 720 сГабариты корпуса167×162×106 мм
Масса2,5 кг

Код DRPАналоговые входыЗащищаемый объектФункции РЗА
DRP-101IА, IС, UАВ, UВС, 3I0, 3U0Линия, трансформатор, двигатель («двухрелейная» схема, направленная МТЗ)
  • Трехступенчатая МТЗ с контролем тока в двух фазах с возможностью выбора времятоковой характеристики, с комбинированным пуском по напряжению, с контролем направления мощности
  • Направленная или ненаправленная ОЗЗ с контролем 3I0 и/или 3U0
  • ЗОФ по I2 или по I2/I1
  • ЗМН с контролем линейных напряжений и U2
  • Двухступенчатая ЗПН с контролем линейных напряжений
  • Контроль цепей напряжения
  • Защита от потери питания
  • ЛЗШ-датчик
  • ДгЗ с возможностью контроля тока
  • УРОВ с возможностью контроля тока
  • АПВ
  • АЧР/ЧАПВ (выполнение команд)
DRP-102IА, IВ, IС, 3I0, 3U0Линия, трансформатор, двигатель («трёхрелейная» схема, ненаправленная МТЗ)
  • Трехступенчатая МТЗ с контролем тока в трех фазах с возможностью выбора времятоковой характеристики
  • Направленная или ненаправленная ОЗЗ с контролем 3I0 или 3U0
  • ЗОФ по I2 или по I2/I1
  • ЛЗШ-датчик
  • ДгЗ с возможностью контроля тока
  • УРОВ с возможностью контроля тока
  • АПВ
  • АЧР/ЧАПВ (выполнение команд)
DRP-103IА, IС, UАВ, UВС, 3U0, UВНР или UВС2103-В (Выключатель ввода)
  • Трехступенчатая МТЗ с контролем тока в двух фазах с возможностью выбора времятоковой характеристики, с комбинированным пуском по напряжению, с контролем направления мощности
  • Ненаправленная ОЗЗ с контролем 3U0
  • ЗОФ по I2 или по I2/I1
  • ЗМН с контролем линейных напряжений и U2
  • Двухступенчатая ЗПН с контролем линейных напряжений
  • Контроль цепей напряжения
  • Защита от потери питания
  • ЛЗШ-приемник
  • ДгЗ с возможностью контроля тока
  • УРОВ с возможностью контроля тока
  • АПВ
  • АВР с последующим автоматическим ВНР
  • Контроль синхронизма при включении
103-С (Секционный выключатель)
DRP-104UА, UВ, UС, 3U0Трансформатор и цепи напряжения секции
  • Сигнализация/Защита от ОЗЗ
  • Двухступенчатая ЗМН с контролем линейных напряжений и U2
  • Двухступенчатая ЗПН с контролем линейных напряжений
  • Защита от феррорезонансных процессов
  • Пуск МТЗ по напряжению
  • Контроль уровня напряжения на секции
  • Регистрация кратковременных пробоев изоляции
  • Контроль исправности цепей напряжения
DRP-105IА1, IВ1, IС1, IА2, IВ2, IС2Двигатель
  • Дифференциальная защита двигателя (ДЗТ, ДТО)
  • Трехступенчатая МТЗ с контролем тока в трех фазах с возможностью выбора времятоковой характеристики
  • ЗОФ по I2 или по I2/I1
  • Минимальная токовая защита
  • Защита от блокировки ротора
  • Ограничение количества пусков двигателя
  • Тепловая модель электродвигателя
  • ЛЗШ-датчик
  • ДгЗ с возможностью контроля тока
  • УРОВ с возможностью контроля тока
  • АПВ
  • АЧР/ЧАПВ (выполнение команд)

Габаритные и установочные размеры

При заказе устройства следует указывать:

  • Напряжение оперативного тока (=/~110(100) / 220 В);
  • Количество и тип интерфейсов связи c АСУ (RS-485, Ethernet)

Применение микропроцессорных терминалов РЗА на примере БМРЗ, в том числе на РЖД, функции, примеры, достоинства

Микропроцессорные терминалы релейной защиты

При реконструкции тяговой подстанции «Олехновичи» Белорусской ж.д.

впервые в СНГ вторичные цепи РУ27,5 кВ были выполнены исключительно на основе интеллектуальных микропроцессорных терминалов (МТ) типа БМРЗ, являющихся совместной разработкой ООО «НИИЭФАЭНЕРГО» и ООО НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА».

МТ данного типа по своим характеристикам наиболее адекватны требованиям, предъявляемым со стороны электротяговых сетей, существующих на территории СНГ.

Для подстанции «Олехновичи» были использованы МТ четырех типов, разработанные специально для присоединений 27,5 кВ:

— БМРЗ — ФКС блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидеров контактной сети;

-БМРЗ-ФВВ блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера выключателя ввода;

-БМРЗ-ФПЭ блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера продольной электрификации;

-БМРЗ-ТСН блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера трансформатора собственных нужд.

В БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ имеются отличия от других блоков типа БМРЗ, основные из которых заключаются в следующем.

Введены специфические «железнодорожные» защиты: токовая отсечка и ненаправленная дистанционная защита, работающие на половине периода сигнала; четыре ступени направленной дистанционной защиты контактной сети; защита от подпитки со стороны контактной сети.

Использование защит, измерительные органы которых обеспечивают работу на половине периода частоты сети, было обусловлено необходимостью снижения до минимума времени срабатывания этих защит, поскольку контактный провод при протекание токов короткого замыкания быстро нагревается и теряет свойство упругости.

Дополнены функции автоматики: адаптация уставок 2-й и 3-й ступеней дистанционной защиты по коэффициенту гармоник; ускорение этих ступеней дистанционной защиты по соотношению токовдвух смежных фидеров; функция автоматического повторного включения (АПВ) БМРЗФКС дополнена возможностями: 1) блокировки АПВ при отсутствии напряжения и 2) ускорения первого цикла АПВ приналичии напряжения в фидере; логическая защита шин обеспечивает отключение ФКС, через которые возможна подпитка короткого замыкания от смежной подстанции; сигнал на резервирование отказа выключателя (УРОВд) формируется только по наличию тока в фидере после команды отключения по защитам.Введены функции управления: в БМРЗФКС – двумя разъединителями; в БМРЗФПЭ – однимразъединителями; в БМРЗТСН – контактором на стороне 0,4 кВ. Ввод уставок осуществляется в первичных величинах тока, напряжения и сопротивления.

Введены дополнительные функции диагностики состояния оборудования: расчет выработанного ресурса выключателей; контроль цепей управления разъединителями; контроль цепей измерительныхтрансформаторов напряжения; контроль наличия напряжения на шинах включающих катушек.

Расширены возможности цифровой регистрации аварийных процессов – сохраняется до восьми осциллограмм последних аварийных отключений с записью всех аналоговых сигналов и 16 дискретных; длительность осциллограммы 2,5 с; предыстория 0,5 с.

Реализован протокол обмена MODBUS, использующийся для создания распределенной автоматизированной систем управления тяговой подстанцией (АСУТПР).

БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ выполняют функции не только РЗА и управления, но также функции:

— местной и дистанционной сигнализации;

-измерений текущих и аварийных значений параметров нагрузки;

-регистрации всех пусков и срабатываний защит;

-осциллографирования аварийных режимов;

-диагностику основного оборудования;

-хранения накопленной информации и передачи ее по последовательному каналу связи.

Кроме того, БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ выполняют функции РЗА не только соответствующих присоединений, но и необходимые функции РЗА более высоких уровней:

-распредустройства в целом (защита от внутренних коротких замыканий), всего устройства тягового электроснабжения (УРОВ, защита от подпитки),

а также межподстанционной зоны (автоматическое восстановление нормальной схемы питания после ликвидации аварии).

Это позволяет на основе БМРЗ как контроллеров нижнего уровня строить полнофункциональные автоматизированные системы управления устройствами тягового электроснабжения. При этом нетребуются дополнительные устройства релейных защит, и автоматики, телеизмерений, диагностики, регистрации и т.д.

На тяговой подстанции «Олехновичи» в качестве защит фидеров контактной сети используются БМРЗ-ФКС. Эти МТ включают в себя:

— две токовые отсечки, одна из которых реагирует на ток основной гармоники, вторая – на нефильтрованную кривую полного тока;

— четырехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), в которой первая ступень может быть как направленной, так и ненаправленной, с блокировкой по току или напряжению, две направленные ступени с блокировкой по углу (реализация характеристики «замочная скважина»), ступень, защищающая при соединение от коротких замыканий через большие переходные активные сопротивления (характеристикавытянута вдоль оси активных значений). При пропадании напряжения от ТН27,5 кВ (изза отключения автомата ТН) первые три ступени переводятся в режим токовых реле с теми же выдержками времени.

Уставки по току задаются при программировании БМРЗФКС

-защиту минимального напряжения (ЗМН);

-квазитепловую защиту фидера;

-резервирование при отказах выключателя (УРОВ);

-логическую защиту шин (ЛЗШ);

-двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);

-защиту смежного фидера контактной сети (токовая отсечка и вторая ступень ДЗ).

Для защиты фидеров ДПР были применены БМРЗ-ФПЭ, позволившие осуществить:

-токовую отсечку; трехступенчатую МТЗ, причем первые две ступени имеют независимую выдержку времени, а выдержка времени третьей ступени может быть как зависимой, так и независимой на выбор;

— защиту минимального напряжения;

-УРОВ;

-логическую защиту шин;

-двукратное АПВ.

Другие защиты, входящие в МТ БМРЗФПЭ (защита нулевой последовательности и т.д.), не используются.

На выключателях вводов 27,5 кВ использованы МТ БМРЗФВВ, содержащие в себе:

-двухступенчатую МТЗ с блокировкой по напряжению;

-две ступени ДЗ («замочная скважина»);

-защиту минимального напряжения;

—УРОВ с возможностью включения выходного реле в цепи РЗА защит высокой стороны на пряжения силового трансформатора;

-логическую защиту шин;

-защиту от подпитки коротких замыканий на стороне высокого напряжения от смежных подстанций через контактную сеть.

Тсн подстанции защищены мт бмрз-тсн

Они включают:

—токовую отсечку;

-двухступенчатую МТЗ;

-защиту минимального напряжения;

—УРОВ;

-логическую защиту шин.

Все БМРЗ осуществляют осциллографирование аварийных режимов и моментов запуска защит. Считывание осциллограмм возможно через порт RS232 с помощью портативного компьютера илипосредством шины RS485 со щита управления подстанцией. Последний оборудован контроллером подстанции (микроРС) с сенсорным дисплеем и модемом для подключения к линия ТУ/ТС систем телемеханики «ЛИСНА» или АСТМУ.

Кроме того, распредустройство 27,5 кВ оборудовано защитой от замыканий внутри ЗРУ, воздействующей на все присоединения стороны тягового напряжения.

Применение МТ БМРЗ в качестве защит присоединений тяговых подстанций переменного тока привело к необходимости усовершенствовать методику расчета уставок некоторых присоединений. Вчастности, приходится учитывать, что при повреждениях на линиях ДПР осуществляется запуск дистанционных защит вводов тягового напряжения.

Первый год эксплуатации устройств подтвердили преимущества использования МТ, а именно:

-более высокое быстродействие защит, обеспечившее возможность снижения временной ступени до 0,3 с, а в некоторых случаях до 0,25 с точность и стабильность значений уставок защит;

-глубокое резервирование защит, в особенности фидеров контактной сети, ранее не имевших реального резерва;

-повышение селективности работы устройств РЗА;

-удобство эксплуатации;

В целом применение мт на подстанции позволило

-увеличить надежность защит тяговой подстанции, всей системы тягового электроснабжения переменного тока и, как следствие, бесперебойное электроснабжение электроподвижного состава и других потребителей;

-уменьшить время наладки релейных защит, автоматики, измерений и телемеханики присоединений;

-снизить эксплуатационные затраты;

-подготовить базу для создания автоматизированной системы диагностики оборудования тяговой подстанции, определения расстояния до мест повреждения на контактной сети и линиях ДПР.

Встроенные функции измерений и цифрового осциллографирования аварийных процессов позволили уточнить параметры защищаемых присоединений, скорректировать методику расчета уставок защит.

Одновременно необходимо отметить недостатки, программно заложенные в БМРЗ, и произвести их коррекцию:

-необходимо дать возможность вводить уставки по току на БМРЗ-ТСН, начиная с меньших значений (не более 0,5 А), так как устанавливать трансформаторы тока с коэффициентом трансформации менее 200/5 на стороне 27,5 кВ нельзя изза того, что они не проходят по критериям динамической и термической устойчивости;

-необходимо дать возможность вводить уставки по току и сопротивлению на БМРЗ-ФКС для защиты смежного фидера, отличные от уставок собственного присоединения;

-необходимо предоставить возможность вносить уставки по времени в БМРЗ-ФКС для резерв ных токовых защит, отличные от уставок дистанционных;

-необходимо разработать алгоритмы и приступить к выпуску МТ для защиты именно фидеров ДПР;

-необходимо ввести в БМРЗ-ТСН, БМРЗ-ФПЭ и БМРЗ-ДПР блокировку работы защиты от минимального напряжения при пропадании напряжения от ТН27,5 кВ изза отключения автоматов.

Выявленные недостатки в проектных схемах управления и РЗА присоединений были в основном устранены в процессе наладки оборудования тяговой подстанции «Олехновичи».В настоящее время в процессе наладки находится информационнодиагностический комплекс

(ИДК) тяговой подстанции «Олехновичи», в котором МТ отводится роль датчиков текущих и аварийных значений электрических величин. Информационнодиагностический комплекс включает в себя следующие функции:

-определение расстояний до места повреждения на фидерах контактной сети и ДПР;

-определение остаточного ресурса выключателей присоединений, основанного на использовании заводских характеристик выключателей;

-блокировка АПВ фидеров контактной сети во избежание пережога контактного провода приповреждениях на стоящем ЭПС;

-определение временных характеристик силовых выключателей;

-диагностика правильности действия РЗА в режиме тревоги;

-диагностика состояния разъединителей с моторными приводами;

-диагностика состояния контура заземления подстанции;

-диагностика состояния цепей обратного тока;

-измерение величин оперативных напряжений постоянного и переменного тока;

-контроль изоляции оперативных цепей постоянного и переменного тока относительно земли (контроль последних цепей осуществляется для подстанций, работающих с изолированной средней точкой ТСН);

-определение потерь электроэнергии в тяговых трансформаторах, ТСН, фидерах контактнойсети;

-регулирование величины напряжения на стороне тягового напряжения с помощью РПН;

-регистрация и архивация величин напряжений на стороне 27,5 кВ;

-регистрация и архивация величин токов силовых трансформаторов, ТСН, фидеров контактной сети, линий ДПР и СЦБ;

-автоматизированное определение оптимального числа включенных в работу тяговых трансформаторов и ТСН;

-систему технического учета электроэнергии, потребляемой тяговой подстанцией в целом и ее присоединениями.

В дальнейшем намечается развитие функций информационно-диагностический комплекса.

В настоящее время Белорусской ж.д. приобретены МТ типа БМРЗ для защиты фидеров контактной сети и вводов тягового напряжения для десяти подстанций переменного тока, систем электроснабжения 27,5 и 2х25 кВ (всего 103 устройства).

Одновременно на этих же подстанциях будут внедреныинформационнодиагностические комплексы 27,5 и 2х25 кВ, между которыми существуют некоторые отличия. Монтаж и наладку указанных терминалов и комплексов планируется завершить в текущем годе.

Микропроцессорные реле защиты. Как они устроены? Часть 1

Микропроцессорные терминалы релейной защиты

  • 3 апреля 2010 г. в 14:52
  • 1609

Часть 2

Микропроцессорные 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.

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. 

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

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. 

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.

После сборки вся эта конструкция вставляется во внешний корпус.

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

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.

В МУРЗ используется три типа плат, которые обеспечивают соединение между собой всех остальных плат. В первом случае это может быть материнская плата, на которой кроме набора разъемов расположены также микропроцессор, АЦП, различные виды памяти и все сопутствующие им элементы (Рис.

6б). Во втором случае это может быть отдельная жесткая плата с набором разъемов (Рис. 6а), или, в третьем случае – гибкий плоский многожильный кабель с разъемами, соединяющий между собой платы (рис. 6в). Соединительные платы двух последних типов еще иногда называют «кросс-платами».

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.

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).

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. 

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.

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. 

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).

В. ГУРЕВИЧ, канд. техн. наук

Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики РЗЛ-01.03

Микропроцессорные терминалы релейной защиты

Устройство релейной защиты микропроцессорное серии РЗЛ-01.03 предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации:

  • отходящих кабельных,воздушных линий электропередач напряжением 6-35 кВ;
  • защиты вводных и секционных выключателей;
  • в качестве резервной защиты трансформаторов.

Область применения

Устройство может применяться в качестве основного или резервного устройства РЗА присоединений комплектных распределительных устройств (КРУ), на панелях и в шкафах релейных залов и щитах управления электростанций и подстанций сетевых и промышленных предприятий.

Модификации

Устройства РЗЛ-01 могут поставляться как отдельно, так и в составе комплекта релейной защиты и автоматики серии КРЗА c поворотной панелью, а также готового шкафа защиты, автоматики, сигнализации, регистрации серии РЗШТ. 

Кроме типового исполнения РЗЛ-01.03 наше предприятие предлагает два специальных исполнений: 

  • РЗЛ-01.03-Д2 – устройство защиты, автоматики сигнализации вводного выключателя 35-6 кВ; 
  • РЗЛ-01.03-Д3 – устройство защиты, автоматики сигнализации секционного выключателя 35-6 кВ.

рис. 1 – Схема подключения внешних цепей с двумя измерительными ТТ к устройству РЗЛ-01.03 с цепями шунтирования/дешунтирования

Конструкция

РЗЛ-01.03-Д2 и РЗЛ-01.03-Д3 – относительно типовых исполнений имеют изменение аппаратной части двухи трех дискретных входов (ДВ) соответственно (ВХОДЫ D5, D6 в устройствеРЗЛ-01.03-Д2 и ВХОДЫ D4, D5, D6 в устройстве РЗЛ-01.03-Д3).

Дискретныйвход D4 запитан от внутреннего источника устройства, для реализациифункции УРОВ работоспособной при провалах напряжения питания отноминального до нуля вольт не более 2с.

Дискретные входы D5, D6 запитаны от внутреннего источника устройства, для реализации ЛЗШработоспособной при провалах напряжения питания от номинального до нулявольт не более 2с.

Входы D5, D6 имеют опасное постоянноенапряжение на выводах и имеют гальваническую связь с питающей сетью. Поотношению к цифровой части – имеется опторазвязка. Управление входами D5, D6  необходимо производить «сухим», изолированным от других частейсхемы, контактом, рассчитанным на коммутацию постоянных напряжений до +400В и тока до 10 мА.

Технические характеристики

Наименование

Параметр

Значение

Номинальные входные сигналы

Входной номинальный переменный ток фаз, Iн

5А или 1А

Частота переменного тока

50Гц

Электропитание

Напряжение оперативного питания

90-250 В /DС или АС/

Диапазон частоты 

45–55 Гц

Номинальная частота

50 Гц

Потребляемая мощность, не более

5ВА + 0,4 ВА на каждый вкл. дискретный выход

Максимальный бросок тока при подаче напряжения питания

10А, 10 мкс

Кратковременное пропадание напряжения питания
(при питании на Uном = 220В)

500 мсек

Время готовности к самотестированию:

 – при питании от цепей напряжения, не более

50 мсек

 – при питании от токовых цепей, не более

150 мсек

Время самотестирования устройства после подачи на него напряжения питания

250 мсек

Источник питания от токовых цепей в режиме КЗ

Минимальный входной ток одной из фаз

4А *

Номинальный входной ток

5А *

 Длительно допустимый входной ток

20А

Мощность, потребляемая от каждой из фаз при питании от цепей напряжения

2,5 ВА

Максимально допустимая мощность, снимаемая с измерительных трансформаторов

12 ВА

Максимальная токовая защита /МТЗ/

Трёхступенчатая максимальная токовая защита:

 Диапазон уставок по току для каждой ступени

0,1 – 25 Iн с шагом 0,02 Iн

Диапазон уставок выдержек времени (ВВ) для каждой ступени МТЗ

0 – 32сек с шагом 0,05сек

Задание уставок каждой ступени МТЗ

программно с возмож-ностью блокировки, в том числе и любым дискретным входом

Точность измерения токов, не более

3%

Коэффициент возврата после снижения измеряемого тока ниже тока МТЗ

0,95

При активности флага ускорения МТЗ, время регулируется

0 – 5с с шагом 0,1 сек

Ненаправленная защита от замыканий на землю /ЗНЗ/

Диапазон уставок по току срабатывания

0,01- 1 А

Диапазон уставок по времени срабатывания

0–32сек с шагом 0,05сек

Задание уставок по току и времени

программно с возможностью блокировки

Автоматическое повторное включение выключателя /АПВ/

 Диапазон времени работы 1-ой,2-ой ступени АПВ

0 – 600 сек с шагом 0,1сек

Диапазон времени повторной готовности 1-ой,2-ой ступени АПВ

5 – 600 сек с шагом 0,1сек

Возможность блокировки 1-ой,2-ой ступени АПВ

программно или по ДВ

Устройство резервирования отказа выключателя /УРОВ/

Диапазон уставок по времени срабатывания

0,1-1сек с шагом 0,1сек

Задание уставок по  времени

программно с возможностью блокировки

Дискретные входы (с оптической развязкой)

количество

6

Управляющее напряжение  постоянное,  Uном.

220В U«1»  выше 0,6Uном.

U«0»  ниже 0,4Uном.

Управляющее напряжение  переменное 50Гц,  Uном.

220В
U«1»  выше 0,8Uном.

U«0»  ниже 0,45Uном.

Отклонение порогов срабатывания

±0,1?Uном.

Входное сопротивление, не более, кОм

50 кОм

Дискретные выходы

Кол-во выходных реле командных программируемых:

с переключающим контактом

1

с замыкающим контактом

4

Реле сигнала неисправности с переключающим контактом

1

Коммутационная способность контактов реле:

не более

при коммутации цепей переменного тока

220В,5А,1000ВА (cosj=0,6)

при замыкании цепей постоянного тока

250В, 0,4А (t=30mc)

при размыкании цепей постоянного тока

30 Вт

длительно допустимый ток

Электрическая прочность изоляции

Цепей тока, включенных в разные фазы между собой и по отношению к корпусу, цепей напряжения и входных цепей питания по отношению к корпусу

2000 В переменного тока частоты 50Гц в течение 1 минуты

Остальных, гальванически развязанных, цепей (кроме выводов замыкающих контактов электромагнитных реле)

1500 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 
1 минуты

Выводов замыкающих контактов электромагнитных реле

500 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 минуты

Термическая стойкость токовых цепей:

1 секундная

50?Iн

длительная

4?Iн

Передача информации

Тип протокола

Modbus RTU

Интерфейс

RS485, RS232

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.