Цифровая релейная защита: Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита читать и скачать бесплатно | Библиотека

Содержание

Цифровая подстанция: где здесь РЗА?

Например, в некоторых проектных институтах есть условное разделение на релейщиков и вторичников.

Первые рассчитывают уставки и создают принципиальные схемы, а вторые по этим схемам формируют ряды зажимов, раскладывают кабели и подключают шкафы. Вроде и те, и другие разрабатывают схемы, но если приглядеться, то разница очевидна.

Так вот, цифровая подстанция как раз относится ко вторичным цепям подстанции, а не к релейной защите, то есть к тому, как именно нужно соединить между собой устройства релейной защиты, чтобы заложенные кем-то алгоритмы заработали. Только для ЦПС всё наоборот: сначала придумываются «монтажные схемы» в виде жёстко заданных логических узлов функций, а потом релейщики «втискивают» в них свои алгоритмы. И если это не получается, то тем хуже для релейщиков.

Сегодня некоторые начинающие специалисты, начитавшись популярных статей и отчетов с конференций, думают, что, изучив набор стандартов МЭК 61850, они станут релейщиками.

Кто-то даже пишет дипломные работы по данной теме. Однако это примерно то же самое, что думать, будто станешь крутым программистом, если будешь играть в компьютерные игры. Почему? Потому что в стандартах МЭК 61850 мало что сказано про релейную защиту. Там сказано о том, как организовать связь между устройствами РЗА/АСУ в стандартизированном виде, фактически — как построить транспортную сеть для обмена данными, понятную для всех устройств.

Возьмем пример: кто-то делает автомобили, а кто-то строит дороги. Конечно, здесь есть связанные моменты (например, вес машины и материал дорожного покрытия), но никто не будет утверждать, что строитель дорог разбирается в двигателях внутреннего сгорания или тормозных системах. Та же самая ситуация и в подстанционных защитах и автоматике: есть входящие и исходящие сигналы алгоритмов, а уж как они «передвигаются», по оптике или по медным проводам, — нюансы.

Специалист в МЭК 61850 — это асушник, который пытается связать множество черных ящиков, не разбираясь, что в них содержится.

Там могут быть алгоритмы релейной защиты, а могут — алгоритмы для автомобильного конвейера. Асушнику нет до этого никакого дела, потому что он специалист по объединению стандартных модулей в скелет системы. А релейщик и наладчик конвейера — это те, кто оживляет систему. Их знания принципиально различны.

Я думаю, нужно разделять МЭК 61850 и релейную защиту, чтобы никого не обманывать. Релейная защита существовала 100 лет назад и просуществует еще столько же, потому что она неотъемлемая часть энергосистемы, без которой работа невозможна. МЭК 61850 — это интересная технология из разряда «наверное, неплохо было бы иметь». Да, сегодня это модно, но не жизненно необходимо.

Из чего состоит набор стандартов МЭК 61850?

Технология MMS — совершенно асушная часть. Она позволяет стандартизировать выдаваемую «наверх» информацию от терминалов РЗА и других устройств, но сильно нагружает ЛВС объекта. А делает она это, поскольку теперь никто не разбирается в том, что именно нужно выдавать, а все просто кидают всё, что есть. В реальных проектах MMS заканчивается на уровне подстанции, после которой уже идёт «устаревший» МЭК 60870-5-104, иначе весь получившийся информационный мусор по сетям связи будет не протолкнуть.

Технология GOOSE — более интересная часть, которая позволяет контролировать вторичные цепи, повышая их надежность (одно из основных требований к релейной защите). Также она позволяет уменьшить объем вторичных цепей за счет горизонтальных оптических связей между терминалами.

Именно SV превращает обычную подстанцию в полностью цифровую.

Технология SV — самая интересная технология, которая повышает устойчивость системы РЗА к помехам и кардинально снижает количество медных проводников.

По сути, к релейной защите в МЭК 61850 так или иначе относятся технологии SV и GOOSE; MMS же немного из другой оперы.

Теперь давайте посмотрим, из чего состоит релейная защита и автоматика. Условно можно выделить три глобальные части: схемотехника, логическая часть (алгоритмы) и расчёт уставок. Все эти три части присутствуют в системах РЗА независимо от элементной базы, однако их доли различны.

Например, в электромеханике практически отсутствует логическая часть. Вернее, логика работы алгоритмов РЗА видна непосредственно на принципиальной схеме (схемотехника). Небольшой процент логики не виден релейщику, потому что скрыт в самих реле. Однако схемы самих реле в основном простые, а алгоритмы их работы очевидны. Таким образом, релейная защита на электромеханике наглядна и понятна при изучении.

В обычных цифровых терминалах логическая часть намного больше, чем в электромеханике.

Здесь начинает действовать концепция «чёрного ящика», когда схемотехника сокращается и упрощается, а сложные логические связи «уходят» внутрь цифрового устройства. Количество алгоритмов в отдельно взятом устройстве резко увеличивается. Релейщик, работающий с микропроцессорными терминалами, должен знать всё, касающееся электромеханики, а также правила работы с логическими схемами. Кроме того, он должен понимать особенности применения цифровых устройств, таких как ЭМС, работы дискретных входов, оперативного питания терминала, правил работы с ПО и т. д. В такой ситуации к релейщику предъявляются более высокие требования, чем в случае использования электромеханики.

Ну и наконец, концепция «цифровой подстанции» на базе стандартов МЭК 61850.

Ну и наконец, концепция «цифровой подстанции» на базе стандартов МЭК 61850 — название, на самом деле, очень условное, потому что цифровой является и подстанция с обычными микропроцессорными (цифровыми) терминалами. Здесь схемотехника сокращается практически полностью, а логическая часть разрастается до гигантских размеров. Наглядность при изучении системы падает, а абстрактный уровень представления информации зашкаливает. Функции РЗА вообще не привязаны к устройству, а свободно плавают в виртуальной модели подстанции. Устройства общаются друг с другом не напрямую, а через локальную сеть, причём «говорят» все одновременно, параллельно пытаясь «услышать» то, что предназначено именно им. Когда что-то происходит (например, КЗ), все начинают не «говорить», а «кричать» — чтобы их точно услышали. Ситуация напоминает деревенский курятник, в который пробралась лиса. Только это очень высокотехнологичный курятник, и куры в нем интеллектуальные, поэтому у лисы никаких шансов. Чтобы работать с такой техникой, нужны еще более продвинутые релейщики, чем те, что работаю с обычными МП РЗА. Они должны иметь знания и про современную подстанцию с МП РЗА, и про транспортные протоколы МЭК 61850.

Изобразим этапы усложнения систем РЗА от электромеханики до цифровой подстанции на рисунке.

По рисунку можно сделать следующие выводы:

  • Основы релейной защиты для стандартных МП РЗА и для цифровой подстанции одинаковы, потому что ничего принципиально нового МЭК 61850 в этой части не предлагает. Его плюсы и минусы лежат в других областях.
  • Устройства релейной защиты усложняются, и специалистам нужно постоянно увеличивать свой багаж знаний и навыков, чтобы с ними работать.
  • Есть практически неизменные составные части системы релейной защиты: расчёт уставок и алгоритмы РЗА. Это базовые функции РЗА, такие как токовые, дистанционные и дифференциальные защиты, а также сетевая и подстанционная автоматика. Их небольшое изменение связано с переходом на новую элементную базу, при применении которой появляется возможность реализации новых алгоритмов (например, алгоритма дальнего резервирования в сетях 0,4 кВ или БАВР) либо улучшения существующих (например, полигональные характеристики дистанционной защиты). По сути, это и есть релейная защита и автоматика! Релейщику прежде всего нужно изучать именно эти части, а потом осваивать вспомогательные, такие как вторичные цепи подстанции. Асушнику, наоборот, интереснее последние части: протоколы передачи данных и ЛВС.
  • В ходе эволюции РЗА сильнее всего менялась схемотехника, которая прошла путь от полностью наглядной, но громоздкой релейной схемы до миниатюрного устройства, подключаемое к информационной сети цифровой подстанции, как обычный компьютер. С переходом к ЦПС и МЭК 61850 схемотехника РЗА перестанет быть специализированной темой релейщика. Такую схему запросто (и, скорее всего, более корректно) сможет построить специалист в области АСУ ТП или обычный системный администратор. Думаю, проблем в такой сети будет не меньше, но они станут другими. Это будут проблемы передачи данных: время доставки, гарантированность доставки, кибербезопасность и т. д. Соответственно, с увеличением доли цифровых подстанций под сокращения попадут те люди, которые сегодня в основном работают со схемами и «железом» (создание принципиальных и монтажных схем, обслуживание устройств РЗА). Не думаю, что это будет скоро, но сегодняшним студентам уже можно задумываться.
  • Неизменными в релейной защите останутся алгоритмы и расчет уставок. Они больше привязаны к первичной сети, чем к элементной базе релейной защиты.

Поэтому, если хотите быть релейщиком, отложите изучение МЭК 61850 и займитесь основами. С современными темпами развития компьютерных технологий через 5-10 лет может появиться какой-нибудь МЭК 62950, и всё, что вы изучали относительно предыдущего стандарта, потеряет актуальность. А вот основы РЗА точно не изменятся. Фактически это ваш шанс подняться над технологической суетой и получить знания с ценностью на долгое время.

Ну а если вы уже специалист в релейной защите, то почему бы не изучить стандарты МЭК 61850, чтобы быть в курсе последних событий?

Вариантный анализ применения фильтрации Хартли в релейной защите Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 621.316:621.311

ВАРИАНТНЫИ АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ХАРТЛИ В

РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЕ

А.Л. КУЛИКОВ

Филиал ОАО «ФСК ЕЭС» — Нижегородское предприятие магистральных

электрических сетей

В статье рассматриваются принципы модернизации устройств цифровой релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗА) с применением Хартли-фильтрации. Представлены структуры и ряд усовершенствований Хартли-фильтров.

Ключевые слова: цифровая релейная защита, дискретное преобразование Хартли.

Интерес к преобразованию Хартли при цифровой обработке сигналов (ЦОС) возник в связи с возможностью проведения операций обработки в области вещественных чисел с помощью взаимно симметричных прямого и обратного преобразований. При решении задач цифровой релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗА) оперируют с вещественными выборками сигналов [1, 2, 3], поэтому дискретное (быстрое) преобразование Фурье (ДПФ, БПФ) оказывается, в общем случае, неэффективным методом преобразования, поскольку предназначено для обработки комплексных чисел. Информационная избыточность ДПФ вытекает из его эрмитова свойства, так как ДПФ имеет только N степеней свободы, несмотря на то что имеется 2N вещественных коэффициентов [4]. Дискретному преобразованию Хартли (ДПХ) не характерно свойство вырожденности, поэтому N его вещественным коэффициентам соответствуют N комплексных коэффициентов ДПФ.-1) определяется как

1 N-1 ( 2пкп хк =— I хпса« N п=0

N

, 0 < к < N -1, (1)

где саз(в) = соз(в)+ зт(в).

Традиционно при ЦОС такое преобразование используют для организации высокоскоростной фильтрации. Поэтому рассмотрим принципы модернизации алгоритмов РЗА с применением Хартли-фильтрации с двух сторон:

— ускорение вычислительных процедур;

— формирование модернизированных структур цифровых фильтров. Отмечая особенности фильтрации, следует подчеркнуть, что переменная п

интерпретируется как время, а к — как частота, но при этом частотный интервал между соседними элементами равен 1Ш, а частота равна к/Ж По мере увеличения к

© А. Л. Куликов

Проблемы энергетики, 2010, № 9-10

частота возрастает до значения к = N/2, но при дальнейшем росте к соответствующая ей частота становится равной (№к)/и и обращается в ноль при k=N.

Связь между ДПФ ¥к и ДПХ Хк последовательности {хп} определяется следующими соотношениями [4, 5]:

** = Хк + ХМ — к )/2 — (к — ХМ — к )/2.

Но с другой стороны, Хк = Re ¥к — Im ¥к.

(2)

(3)

Как правило, вещественная и мнимая часть ДПФ в явном виде требуются только в некоторых задачах релейной защиты. Чаще интересуются спектром мощности (спектральной плотностью мощности) Ок и фазочастотным спектром Фк , которые из ДПХ могут быть получены в соответствии с выражениями:

Ок = Хк + Х1 — к;

Ф к = arctg [ — к — Хк ))Хм — к + Хк )].

(4)

(5)

ДПХ имеет набор быстрых алгоритмов (БПХ), аналогичных быстрому преобразованию Фурье (БПФ), перспективность и эффективность применения которых обоснована в работах [4,5].

При реализации цифровых измерительных органов РЗА применяют цифровую фильтрацию, предназначенную для выделения составляющих промышленной частоты в обрабатываемом сигнале. Основу фильтрации, как правило, составляют процедуры формирования ортогональных составляющих токов и напряжений с использованием коэффициентов ДПФ.

Рассмотрим модификацию структур квадратурных фильтров [1,2,3] с применением ДПХ, в частности, алгоритмы «длинного окна» данных с анализом в течение полного периода промышленной частоты.

Учитывая, что квадратурные составляющие уп и уформируются суммированием и вычитанием отсчетов преобразования Хартли, имеем:

Уп =(Хп + Хм — п )/2 = 1

= N

N-1

| X хп I п=0

‘2я ^

cas

ч N

N-1

+ X XN -п

cas

у±п = (хп — ХN — п )/ 2

1

\N-1

—] X хп<^

I п=0

(2п > —п

N

п=0

N-1

2п

N

Х — п)

(6)

X XN-п^ —Х — п)

п=0 4 ^

2п,

(7)

и учитывая, что

Х

N — п

= Х _

(8)

получим структуру (рис. 1) Хартли-фильтра, аналогичную структуре фильтра на основе ДПФ.

Рис. 1. Структурная схема по алгоритму ДПХ полного периода

Характеристики квадратурных фильтров сохраняются и имеют показательный вид на рис. 2, 3:

1

0,8

го

5о,б

Го 0.4

0,2

0

1 1 1 1 1 — косинусный фильтр

— / / \ \ —- синусный фильтр

‘ 1 A¿ws

Частота (Гц)

50 ЮО 150 200 250 300 Рис.

50 100 150 200 250 300 Рис. 3. Фазо-частотная характеристика квадратурного фильтра

Для более эффективной реализации Хартли-фильтра с точки зрения аппаратурно-временных затрат возможно введение ряда усовершенствований:

— перехода к конвейерной структуре, позволяющей увеличить темп обработки информации;

— учёта одинаковых коэффициентов фильтра для сокращения числа умножений (количества умножителей) в фильтре;

— двоичной аппроксимации коэффициентов фильтра для упрощения операции умножения.

Конвейерная схема (рис. 4) Хартли-фильтра позволяет повысить темп обработки информации, поскольку последний определяется временем умножения и временем суммирования двух операндов, а не временем умножения и группового суммирования N операндов согласно схеме рис.|cas< to’NV

• • •

cas(-2w’N)

y <e-

T

У»Х

Рис. 4. Структурная схема конвейерного фильтра по алгоритму ДПХ полного периода

Остановимся более подробно на двоичной аппроксимации коэффициентов Хартли-фильтра. Одним из распространённых методов, применяемых при построении Фурье-фильтров, является переход к целочисленным коэффициентам. Такой подход, например, изложен в [3] и применён в устройстве определения места повреждения ЛЭП типа ИМФ. В частности, вводится масштабный множитель, равный восьми для двенадцати выборочных отсчётов на период промышленной частоты.

Проиллюстрируем альтернативный приём на примере 16-точечного ДПХ. а1, (11)

I=0

где а1 — целочисленные коэффициенты.

Вводя обозначение (0,1,0,0), имеем код для представления а, а с помощью кода (0,-3,0,1) имеем представление для 2зт(2я/16). Тогда функция 2са«(2я/16) описывается кодом (0,-2,0,1). Необходимый набор коэффициентов для полного представления 16-точечного преобразования Хартли сведён в таблицу.

Таблица

Набор коэффициентов для полного представления 16-точечного преобразования Хартли

Угол е 2соз(е) 2зт(е) 2саз(е)

а0 а1 а2 а3 а0 а1 а 2 а3 а0 а1 а2 а 3

(0п/16) 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

(2п/16) 0 1 0 0 0 -3 0 1 0 -2 0 1

(4п/16) -2 0 1 0 -2 0 1 0 -4 0 2 0

(6п/16) 0 -1 0 1 0 -1 0 0 0 -2 0 1

Проиллюстрируем применение рассмотренного подхода. Пусть число х необходимо умножить на коэффициент 2са«(4п/16). Последний представлен

точным (без ошибок) кодом (-4,0,2,0), поэтому умножение х х 2 х са«(4п/16) заменяется действием х*(-4,0,2,0), соответствующим (-4х,0,2х,0). Умножение на -4 и 2 не требует вычислений и достигается сдвигом и инверсией. Таким же образом (сдвигом и инверсией) достигается умножение на целочисленные переменные, включённые в таблицу.

Суммирование при реализации Хартли-фильтров рис. 1, 4 можно производить параллельно для отдельных коэффициентов полинома (11), что соответствует одному из вариантов локального параллелизма (параллелизма на уровне отдельных операций алгоритма) и, в частности, макроразрядного метода [9]. Восстановление результата к традиционной числовой форме целесообразно осуществить на завершающем этапе, используя конвейерную структуру по схеме Горнера [6,10,11] для обеспечения высокого быстродействия:

/ (а )=((а + а2 )а + а1 )а + а0. (12)

Точность конечного результата фильтрации в значительной степени зависит от точности представления а. Компромисса между скоростью вычислений и точностью (ошибка до 12 бита) можно достигнуть, вводя

—3 —5 —8

двоичную аппроксимацию а = 2—2 —2 + 2 = 1,84765625 (точный результат а=1,847759065…).

Структурная схема параллельно-конвейерного цифрового Хартли-фильтра с применением рассмотренной выше обработки изображена на рис. 5. Отметим,

что фильтр имеет регулярную структуру, поэтому эффективна его аппаратурная реализация в виде специализированных сверхбольших интегральных схем (СБИС), реализованных по принципу систолических процессов [10, 11]. Рассмотренный метод локального параллелизма применим и к традиционным Фурье-фильтрам, а также может быть распространён на преобразования больших (меньших) размерностей с соответствующим изменением (или сохранением) размеров полиномиальной аппроксимации. Вычисления ДПХ фильтром (рис. 5) не требует умножений, а обозначенные на рисунке умножители реализуют эту операцию быстро путём минимального количества сдвигов и сложений. Причём специализация умножителей, представление их совокупностью сумматоров, позволяет ввести существенную экономию аппаратурных затрат при реализации фильтра в виде аппаратно-управляемого специализированного процессора с жёсткой логикой функционирования [9].

Рис. 5. Структурная схема конвейерного фильтра по алгоритму ДПХ полного периода с применением локального параллелизма

Таким образом, ДПХ — эффективное средство для реализации цифровых фильтров РЗА, составляющих достойную альтернативу ДПФ. При реализации Хартли-фильтров целесообразно применение методов ускорения вычислений. Предложена структура фильтра с применением новой разновидности локального параллелизма путём специальной кодировки коэффициентов преобразования Хартли. Рассмотренные технические решения могут найти реализацию в перспективных программно- и аппаратно- управляемых специализированных процессорах РЗА.

Summary

The article deals with the principles of modernization of digital relay protection devices using Hartley-transforms. The structures and a number of improvements Hartley filters are described in the article.

Key words: digital relay protection, discrete hartley transforms.

Литература

1. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007. © Проблемы энергетики, 2010, № 9-10

2. Куликов А.Л., Мисриханов М.Ш. Введение в методы цифровой релейной защиты высоковольтных ЛЭП: Учеб. пособие. М.: Энергоатомиздат, 2007.

3. Аржанников Е.А., Лукоянов В.Ю., Мисриханов М.Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи/ Под ред. В.А.Шуина. М.: Энергоатомиздат, 2003.

4. Брейсуэлл Р. Преобразование Хартли: Пер. с англ. М.: Мир, 1990.

5. Болд Дж. Сравнение времён вычисления БПХ и БПФ // ТИИЭР. 1985. №12. С.184-185

6. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.

7. Cozzens J.H., Finkelstein L.A. «Computing the discrete Fourier transform using residue number systems in a ring of algebraic integers», IEEE Transaction on Information Theory, vol.IT-31, no.5, p.p. 580-588, sept. 1985.

8. Dimitrov V., Jullien G.A., Miler W.C. «A new DCT algorithm based on encoding algebraic integers», in Proceedings IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, ICASSP198, Seattle, Washington, USA, vol.3., p.p. 1377-1380, May 1988.

9. Куликов А.Л., Брандис П.А., Аблехин Д.М. Макроразрядный метод реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов // Известия вузов. Радиоэлектроника. 1995. № 12. С.51-54.

10. Кун. С. Матричные процессоры на СБИС: Пер.с англ. М.: Мир, 1991.

11. Кухарев Г.А. и др. Систолические процессоры для обработки сигналов. Мн.: Беларусь, 1988.

Поступила в редакцию 22 декабря 2010 г.

Куликов Александр Леонидович — д-р техн. наук, директор филиала ОАО «ФСК ЕЭС» -Нижегородское ПМЭС. Тел.: 8 (8312) 57-85-50. E-mail.:[email protected]

Благотворительный фонд «Надежная смена» | Проект

Международная студенческая интернет-олимпиада по релейной защите и автоматизации электроэнергетических систем состоится 17 декабря 2021 года на базе платформы Dispace НГТУ.

Олимпиада реализуется в рамках плана совместной работы ПАО «ФСК ЕЭС» и АО «СО ЕЭС» на базе мероприятий молодежной секции РНК СИГРЭ и плана студенческих мероприятий АО «СО ЕЭС».

Цели:

  • Повышение качества подготовки выпускников, обучающихся по направлению «электроэнергетика и электротехника»;
  • Формирование у студентов интереса к избранной профессии;
  • Выявление одаренной молодежи;
  • Развитие потенциала исследовательской и проектной деятельности;

Участники:

Студенты, обучающиеся по образовательным программам направления подготовки «электроэнергетика и электротехника» (уровень бакалавриат) очной формы, «электроэнергетика и электротехника» (уровень магистратура) очной формы обучения.

В рамках олимпиады участники решают задачи по релейной защите и автоматизации электроэнергетических систем.

Олимпиада проводится в личном и командном первенстве.

Тематика задач и рекомендуемая литература для самоподготовки:

  • Анализ поведения микропроцессорных защит по записям в журнале событий и осциллограммам
    • Специализированное программное обеспечение для просмотра осциллограмм в формате comtrade, например программа fastview
  • Вопросы проектирования систем РЗА цифровых подстанций
    • ГОСТ Р МЭК 61850 Сети и системы связи на подстанциях. Части 5-7
  • Токовые и дистанционные защиты высоковольтных ЛЭП
    • Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1976 г. – 560 с. С ил.
    • Чернобровов Н.В., Семёнов В.А. Релейная защита энергетических систем: учеб. Пособие для техникумов. –М.: Энергоатомиздат, 1998. – 800 с.: ил
    • Шнеерсон Э.М.. Цифровая релейная защита. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 549 с.
    • Шнеерсон Э.М. Дистанционные защиты. Издательство: м.: энергоатомиздат, 1986 г. – 448 с.
  • Схемы оперативных цепей РЗА
    • Чернобровов Н.В., Семёнов В.А. Релейная защита энергетических систем: учеб. Пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 800 с.: ил
    • Шабад М.А. Максимальная токовая защита. – Л.: Энергоатомиздат, ленинградское отделение, 1991. – 96 с.: ил. (библиотека электромонтёра; вып.640)
    • Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов. М., «энергия», 1976 г. – 560 с. С ил.
  • Защита от замыканий на землю в цепях генераторов, работающих в блоке и на сборные шины
    • Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1976 г. – 560 с. С ил.
    • Чернобровов Н.В., Семёнов В.А. релейная защита энергетических систем: учеб. Пособие для техникумов. – М.: энергоатомиздат, 1998. – 800 с.: ил

Даты проведения:

Декабрь 17, 2021 г.

Место проведения:

Все регионы России

РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ | Румянцев

1. Rebizant, W. Digital Signal Processing in Power System Protection and Control / W. Rebizant, J. Szafran, A. Wiszniewski // Springer. London, 2011. 316 с.

2. Phadke, A. G. Computer Relaying for Power Systems / A. G. Phadke, J. S. Thorp. 2 edition. Chichester, England : John Wiley & Sons, 2009. 325 p.

3. Влияние насыщения трансформаторов тока на работу токовых защит / Ф. А. Романюк [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2010. № 1. С. 5–9.

4. Дьяконов, В. П. MatLab и Simulink для радиоинженеров / В. П. Дьяконов. М.: ДМК-Пресс, 2011. 975 с.

5. Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. М.: Энергоатомиздат, 2007. 549 с.

6. Sachdev, M. S. A New Algorithm for Digital Impedance Relays / M. S. Sachdev, M. A. Baribeau // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. 1979. No 6. Р. 2232–2240.

7. Phadke, A. G. Synchronized Phasor Measurements and their Applications / A. G. Phadke, J. S. Thorp. Springer Science & Business Media. 2008. 248 p.

8. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение микропроцессорных защит электроустановок / Ф. А. Романюк. Минск: Технопринт, 2001. 133 с.

9. Лоусон, Ч. Численное решение задач метода наименьших квадратов / Ч. Лоусон, P. Хенсон; пер. с англ. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. 232 с.

10. Schweitzer III, E. O. Filtering for Protective Relays / E. O. Schweitzer III, D. Hou // WESCANEX 93. ‘Communications, Computers and Power in the Modern Environment.’ Conference Proceedings. IEEE, 1993. P. 15-23.

11. Романюк, Ф. А. Аналого-цифровая частотная фильтрация входных сигналов релейной защиты / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 1994. № 3–4. С. 7–12.

12. Перспективные технологии реализации микропроцессорных защит линий распределительных сетей / Ф. А. Романюк [и др.] // Перспективные материалы и технологии: в 2 т. / под ред. В. В. Клубовича. Витебск: Витебский государственный технологический университет, 2015. T. 1 С. 115–139.

13. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение вычислительного эксперимента в релейной защите и автоматике энергосистем / Ф. А. Романюк, В. И. Новаш. Минск: ВУЗ-ЮНИТИ, 1998. 174 с.

14. Королев, Е. П. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты / Е. П. Королев, Э. М. Либерзон. М.: Энергия, 1980. 210 с.

15. Новаш, И. В. Упрощенная модель трехфазной группы трансформаторов тока в системе динамического моделирования / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2015. № 5. С. 23–38.

16. Wye-Connected Current Transformers Simplified Model Validation in MatLab–Simulink / F. Romanyuk [et al.] // Przegląd Electrotechniczny. 2015. No 11. P. 292–295.

17. Ванин, В. К. Релейная защита на элементах вычислительной техники / В. К. Ванин, Г. М. Павлов. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 336 с.

18. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 768 с.

В России началось массовое внедрение первых комплексов релейной защиты на «Эльбрусах»

| Поделиться «Россети» начали внедрение импортозамещающих систем релейной защиты на российских чипах «Эльбрус» и отечественных операционных системах. Внедрение обещает низкий уровень отказов, защиту от несанкционированного доступа и отсутствие «закладок» для негласного считывания данных.

Кибербезопасность в энергетике

На объектах «Россетей» началось внедрение первых в России комплексов цифровой релейной защиты (РЗА) на базе отечественного процессора «Эльбрус». Пилотными площадками для внедрения стали две подстанции 220 кВ в Нижегородской области: «Борская» и «Семеновская».

Комплексы были созданы Научно-исследовательским предприятием общего машиностроения (НИПОМ) из Нижнего Новгорода в содружестве с Институтом электронных управляющих машин им. И. С. Брука (ИНЭУМ), который входит в концерн «Автоматика» госкорпорации «Ростех» и выступает партнером МЦСТ – разработчика линейки «Эльбрус».

Особенностью исполнения РЗА на отечественной платформе «Эльбрус» является использование ключевых компонентов, разработанных в России с применением импортозамещающих комплектующих. Для РЗА на чипах «Эльбрус», по заверению их создателей, характерен низкий уровень отказов, защита от несанкционированного доступа к управлению энергоблоком, отсутствие «закладок» для негласного съема информации, а также встроенная функция самодиагностики.

«Использование процессоров «Эльбрус» позволяет комплексам РЗА соответствовать всем требованиям, предъявляемым для присвоения статуса оборудования российского происхождения, – отметил Владимир Кабанов, генеральный директор концерна «Автоматика». – Повышается надежность комплексов и их стойкость к информационным атакам, что крайне важно, когда речь идет об оборудовании одной из крупнейших в России и мире энергетической компании».

Российская аппаратно-программная платформа

Цифровые комплексы РЗА, разработанные в НИПОМ и ИНЭУМ, предназначены для установки на действующих и новых (реконструируемых) подстанциях 110-220 кВ. Они полностью отвечают всем требованиям, предъявляемым к устройствам РЗА, включая соответствие современному стандарту МЭК 61850.

Кибербезопасная система РЗА на платформе «Эльбрус»

Системы РЗА доступны в пяти версиях исполнения, включая базовую – на основе серийных процессоров, бюджетную – без экрана, централизованную – где совмещены защита смежного оборудования в едином вычислителе с общим резервированием, децентрализованную – с применением одного вычислителя для защиты конкретного присоединения, а также кибербезопасную – на базе компонентов, разработанных в России.

Модульное строение системы РЗА на платформе «Эльбрус»

Кибербезопасная система РЗА базируется на таких компонентах как операционная система (Alt Linux, Astra Linux, Rosa или Elbrus), процессор («Эльбрус»), контроллер периферийных интерфейсов (КПИ) и базовая система ввода-вывода (BIOS).

Вычислительный модуль платформы «Эльбрус»

Судя по официальной документации, на новейшие комплексы релейной защиты для российских цифровых подстанций, размещенной на сайте НИПОМ, отечественные модули РЗА, помимо процессоров «Эльбрус», также могут выпускаться на процессорах «Байкал», Intel и AMD.

Модуль мониторинга системы РЗА

Микропроцессорная защита выполняется в виде комплектных шкафов основных и резервных защит с установленными в них устройствами РЗА. Также возможен вариант использования устройства РЗА для установки на панелях или в шкафах защит других производителей.

Модуль мониторинга системы РЗА в работе

Структура исполнения модулей РЗА подразумевает использование 19-дюймовой кассеты блочной конструкции высотой 6U, промышленного ПК с пассивным охлаждением и USB-портом для подключения клавиатуры, флеш-памяти или мыши, платы АЦП и ввода-вывода, блока питания с пассивным охлаждением, платы аналоговых измерений (модуль AI), платы дискретных входов/выходов (модуль DI/DO), объединительной кросс-платы и 12-дюймового сенсорного экрана.

Город в Удмуртии задает новые стандарты цифровизации в области водоснабжения

ИТ в госсекторе

К дополнительным преимуществам новых отечественных систем РЗА также относится универсальность решения для всех видов защит, исполнение с применением типовых компонентов промышленной автоматизации, масштабируемость, кроссплатформенность применяемого ПО, а также архитектура с возможностью расширения функций защиты и настройкой под нужды заказчика без изменения конструкции.

Несколько фактов о «Россетях»

«Россети» были созданы в 2012 г. на базе «Холдинга МРСК», который был основан 26 октября 2007 г., выделившись из РАО «ЕЭС России».

По собственному утверждению организации, «Россети» сейчас являются одной из крупнейших электросетевых компаний в мире. Территория ее деятельности охватывает 80 регионов России. Она управляет 2,37 млн км линий электропередачи, 517 тыс. подстанций трансформаторной мощностью более 802 тыс. МВА.

В 2019 г. полезный отпуск электроэнергии потребителям составил 763 млрд кВт∙ч. Численность персонала группы — 217,5 тыс. человек.

Имущественный комплекс «Россетей» включает 35 дочерних и зависимых обществ, в том числе 15 межрегиональных, и магистральную сетевую компанию. Контролирующим акционером является государство в лице Федерального агентства по управлению государственным имуществом, владеющее 88,04 % долей в уставном капитале организации.

Владимир Бахур



Особенности применения цифровой шины НЕРВ

 

Цифровая шина НЕРВ – технология, разработанная НПП «Микропроцессорные технологии» и предназначенная для обмена информацией между устройствами релейной защиты, СОПТ и др. Шина обеспечивает передачу дискретных и аналоговых сигналов, системных переменных, синхронизацию времени и другие функции. Что же послужило причиной создания данной технологии и каковы особенности ее применения? В данной статье мы постарались ответить на эти и некоторые другие вопросы. 

 

Предпосылки создания шины НЕРВ 

 

Если взглянуть на ретроспективу развития устройств релейной защиты в контексте происходящей в энергетике четвертой промышленной революции и вспомнить казавшуюся в своё время сомнительной идею перехода от электромеханической элементной базы к микропроцессорной, то становится понятно на сколько верным было данное решение. Развитие в сторону умных и быстрых вычислительных устройств открыло значительные горизонты для дальнейшего развития как релейной защиты, так и энергетический сетей в целом. Инженеры того времени верно рассудили, что развитие общества будет происходить в сторону увеличения мощности при уменьшении габаритов, а, значит, в сторону увеличения удельного количества энергии на единицу объёма. Соответственно, при неправильном использовании, либо аварии, высвободившаяся энергия будет способна приносить значительные разрушения ввиду своей высокой концентрации. Поэтому всё более значимым становится такое требование к релейной защите как быстродействие. Электромеханическая база на тот момент практически исчерпала свои возможности по быстродействию, что говорило в пользу микропроцессорной защиты.  

 

Общей чертой третьей промышленной революции, происходившей в то время, стало внедрение технических процессов, не требующих непосредственного участия человека. Поэтому инженеры старались воплотить автономность и возможность задания большого количества различных алгоритмов, чтобы снизить влияние человеческого фактора, а также предоставить возможность проектировщикам создавать необслуживаемые объекты. И тут микропроцессорная защита так же показала большие перспективы для развития. 

 

В то же время, энергетика является довольно консервативной отраслью и многие принципы построения электромеханической защиты были перенесены на микропроцессорную базу. Один из таких принципов – передача логических сигналов в виде «сухих» контактов. Первые устройства микропроцессорной релейной защиты были выпущены в 1985 году и в них разработчики не решились реализовывать цифровые интерфейсы передачи данных, хотя стандарт CAN появился в том же году, а технология Ethernet появилась на 12 лет раньше. Не решились они и через 5, и через 10, и через 15 лет. Лишь только к 2003 первые идеи были воплощены в бумагу в виде первой редакции стандарта МЭК-61850, обсуждение которого не завершено до сих пор. 

 

Фактически, компанией микропроцессорные технологии было разработано то, что нужно было сделать ещё 35 лет назад: была создана предельно простая в реализации и надёжная шина передачи сигналов и команд между устройствами – НЕРВ. Шина НЕРВ разработана на основе CAN-подобного стандарта, и ее спецификацию мы делаем открытой для интеграции с другими производителями. 

 

Пока в сфере применения МЭК-61850 проходит этап снятия сливок: когда производители завышают цены, потому что заказчики готовы переплачивать за пилотные проекты, создание альтернативной цифровой шины на 6-35 кВ — это доступная технология, которая уже работает. 

 

На начало 2021 года шина НЕРВ интегрирована в устройства релейной защит серии Лютик и зарядно-подзарядные устройства серии LAUREL, а также предусмотрена для использования во всех новых устройствах, разрабатываемых НПП «Микропроцессорные технологии». 

 

Особенности применения шины НЕРВ с устройствами релейной защиты Лютик 

 

В устройствах релейной защиты серии Лютик шина НЕРВ обеспечивает обмен дискретными сигнала функций УРОВ, ЗДЗ, ЛЗШ, АВР, ВНР и синхронизацию времени между устройствами. А это значит, что значительно сокращается число проводных связей между ячейками в рамках распределительного устройства. 

 

Кроме того, значительно упрощается процесс монтажа и наладки. Настройка сети предельно проста. Необходимо указать используемые функции (УРОВ, ЛЗШ и др.) и задать топологию распределительного устройства (далее – РУ): вводные и отходящие ячейки, а также секционный выключатель, все остальные настройки, включая привязку сигналов, сеть выполнит сама в автоматическом режиме. 

 

Останется только выполнить функциональный контроль и опробование с помощью простого и удобного бесплатного программного обеспечения KIWI

 


Интерфейс настройки сети НЕРВ


 

Топология шины представляет собой цепочку узлов соединения. Узел НЕРВ является пассивным элементов, не требующим организации оперативного питания. Таким образом, отключение из сети любого из устройств релейной защиты не вызывает нарушения функционирования шины НЕРВ в целом.  

 


Топология шины НЕРВ 


 

В процессе функционирования устройства релейной защиты обеспечивают непрерывный контроль исправности шины НЕРВ, соответствующим образом, влияющий на работу функций защиты и автоматики. Так, например, при выявлении нарушения обмена блокирующими сигналами ЛЗШ выполнятся блокирование ЛЗШ соответствующей секции шин. 

 

Конечно, оперативному персоналу нужно будет выводить ячейки из работы. Важно чтобы этот вывод происходил штатно и не приводил к срабатыванию функций самодиагностики и блокированию работы ЛЗШ. 

Поэтому, если устройство релейной защиты выключается, необходимо иметь возможность отличить такое отключение от обрыва сети НЕРВ (потери связи с устройством релейной защиты). Устройство ЛЮТИК имеет встроенный накопитель энергии, и при исчезновении питающего напряжения оно уведомляет остальные устройства в шине НЕРВ о возможном отключении от шины. В данном случае отключение считается штатным и сеть продолжает полноценно функционировать. 

 

Непревзойденная надежность и скорость передачи 

 

Подводя итог, можно сказать, что сеть НЕРВ проще, а главное надёжнее по сравнению с традиционными сухими контактами, так как обладает непрерывной самодиагностикой. При этом экспериментально подтвержденный объем потерянных при передаче пакетов данных составляет не более 0,00015% при нормальных условиях и не более 0,97% в условиях «бомбардировки» шины наносекундными импульсными помехами амплитудой 4 кВ. 

 

В случае, если данные потеряны , это не значит, что устройство их не получит. Оно получит информацию в следующем пакете, при этом максимальная задержка из-за пропуска пакетов, полученная экспериментальным путём, составляет 40 мс.  В нормальных условиях пакет будет переслан за 10 мс. 

 

Если сравнить эту цифру с сухим контактом, то преимущество сети становится очевидным. Работа дискретного выхода на передающем устройстве 10 мс + работа дискретного входа на переменном токе 25 мс + несинхронность тактов микроконтроллеров устройств 10 мс, итого получается 45 мс. 

 

Шина НЕРВ – это простое и надёжное решение для сетей среднего напряжения, которое позволяет уйти от традиционных межкамерных жгутов и при этом повысить надёжность и наблюдаемость системы релейной защиты и автоматики. 

 

Мнение специалиста. Переход релейной защиты и автоматики на технологию «цифровая подстанция» назрел

Последние несколько лет электротехническая общественность мира постоянно обсуждает плюсы и минусы технологии «цифровая подстанция». Но если Китай, Бразилия и Аргентина активно переводят свои объекты электроэнергетики на новую технологию и строят новые с применением «шины процесса» и «шины подстанции (станции)», то Россия, Германия, Швеция и другие страны Европы реализовали лишь несколько пилотных проектов в этой области. Шевалдин Михаил Андреевич (м.т.н., начальник отдела эксплуатации релейной защиты и автоматики электрооборудования и электрических сетей ГПО «Белэнерго») излагает свой взгляд на необходимость перехода релейной защиты и автоматики на технологию «цифровая подстанция» в Республике Беларусь.


 
СССР – как пример технологического развития

В советские времена общественность заинтересованно наблюдала за каждым успехом, который достигает отечественная промышленность, будь то появление новых устройств и методов или полет очередного корабля в космическое пространство. Сегодня ни о каком «космосе» речи уже не идет. Особенно в энергетике. Новые прогрессивные технологии отталкиваются эксплуатацией, как «ненужные» и «неадаптированные» к современным реалиям. Весь процесс импортозамещения нацелен в основном на замещение того оборудования, что уже апробировано и успешно эксплуатируется. Робкие попытки сделать что-то новое тонут в болоте бюрократии. И некоторые руководители, и специалисты боятся брать на себя ответственность за риски по внедрению новых технологий. Получается, что перемены вроде бы нужны, но никто осуществлять их не собирается, потому, что «от этого я не стану больше получать, а если что не так – меня накажут»… 

ПС 110кВ «Приречная». Уличный шкаф присоединения, где установлены устройства сопряжения типа Brick производства компании General Electric

 

И создаются различные НИОКРы, разрабатываются пилотные проекты, проводятся апробации, то есть делаются попытки обкатать технологию в течение довольно продолжительного времени. Между тем, пока иногда средства тратятся на развитие зачастую оторванного от реальности направления, применяемые технологии успевают устареть и стать неактуальными. В результате приходится разрабатывать новые НИОКРы, «пилоты» и «апробации». И так до бесконечности. 

 
Трудности перехода на новую технологию

Безусловно, релейная защита и автоматика (РЗА) – это одно из самых консервативных направлений в энергетике. Основные принципы работы РЗА сформировались еще до 1960-х годов и до сих пор успешно применяются. Переход на микропроцессорную технику РЗА в конце 1990-х – начале 2000-х годов давался сложно – специалисты считали, что новое оборудование внесет существенные изменения в принципы работы РЗА, добавит новых проблем в данной сфере и как следствие снизит её надежность. Но переход на более современную технику состоялся, продемонстрировав ее преимущества, что обеспечило активное применение новации в электроэнергетике.

ПС 110кВ «Приречная». Шкаф первого комплекса дифференциальной защиты шин 110кВ (вид спереди – только один ключ управления)

 

Позднее полноценная альтернатива в виде электромеханических устройств РЗА и вовсе исчезла. Производителям попросту стало не выгодно ее выпускать – большая себестоимость, множество мануфактурного ручного труда и т.д. Куда проще было наладить выпуск микропроцессорной техники – себестоимость в разы ниже, а ценник можно регулировать рыночными механизмами, получая немалую прибыль.

Этот экскурс в историю технологического развития средств релейной защиты и автоматики позволяет напомнить, что и прежде переход на микропроцессорную технику РЗА осуществлялся с трудом. Тогда, как и сейчас, многие не видели явных плюсов перехода на более современные технологии, считая их тупиковыми и усматривая в их популяризации «происки» маркетологов, навязывающих эксплуатирующим организациям покупку новой техники.

ПС 110кВ «Приречная». Шкаф первого комплекса дифференциальной защиты шин 110кВ (вид сзади – множество оптических кабелей)

Сегодня попытка перевода РЗА на технологию «цифровая подстанция» воспринимается многими точно так же. Появилось множество противников внедрения новой технологии и немало «экспертов», пытающихся с помощью неких «калькуляций» доказать ее нецелесообразность. С ними можно согласиться только в одном – данный переход, если он состоится, не будет простым и породит множество проблем. Это понимают все, поэтому многие резонно спрашивают: нужен ли вообще данный переход?

 
Лавинообразное старение аппаратуры РЗА

В Беларуси количество устройств РЗА на микропроцессорной базе составляет около трети от всех устройств РЗА, функционирующих в энергосистеме страны (к примеру, в России этот показатель едва достигает порядка 20–25 %). Соответственно, две трети действующих устройств РЗА имеют электромеханическую элементную базу и практически исчерпали свой парковый ресурс (срок службы).

ПС 110кВ «Приречная». Экран системы управления

 

Постоянное продление срока службы электромеханических устройств РЗА, переход на более длительный срок их обслуживания и, в конечном итоге, на обслуживание по техническому состоянию, являются, на мой взгляд, лишь попытками немного продлить им жизнь, но никак не вернуть к полноценному существованию. Поэтому необходимы более радикальные шаги, в том числе есть замена устройств РЗА на более современные.

Поскольку Микропроцессорная техника активно внедряется последние 15 лет, в тоже время энергосистемы (какие? – имеются ввиду перечисленные выше – Российская и Белорусская) смогли заменить лишь 20–30 % электромеханических устройств РЗА на цифровые при требуемом объеме как минимум 40–70 %. Очевидно, что такие темпы замены не соответствуют темпам старения РЗА, то есть существующие методы замены устройств РЗА не являются оптимальными и необходимо искать какие-то иные, новые подходы. Теоретически такие новые альтернативные подходы способна предоставить технология «цифровая подстанция».

 
Внедрение технологии «цифровая подстанция» в странах ЕС

Возникает резонный вопрос – почему Германия, Швеция или Швейцария не так активно переходят на технологию «цифровая подстанция»? Думаю, что эти страны в настоящее время устраивают применяемые там методы постоянной модернизации устройств РЗА, когда обновление устройств осуществляется через каждые 15–20 лет. Благодаря такому подходу, у них нет такого устрашающего процента отработавших свой срок устройств РЗА, как у нас и в России. Соответственно, этим странам в настоящий момент не нужна альтернатива функционирующим РЗА, какая бы она не была, в том числе имеющая некоторые преимущества. А для Беларуси такая альтернатива жизненно необходима, но мы некоторые специалисты ее почему-то не ищут, ссылаясь на пример Германии и других европейских стран.

Вход на высоковольтную подстанцию 225/90/20кВ «Блоко» (Blocaux) компании RTE в Франции 

 

Между тем, необходимо отметить, что компания RTE, отвечающая за передачу и распределение электрической энергии во Франции, проанализировав успешный опыт строительства и эксплуатации уникальной подстанции 225/90/20 кВ «Blocaux» («Блоко», г. Амьен), приняла решение применить апробированные на указанной подстанции решения в области технологии «цифровая подстанция» на всех объектах высоковольтной распределительной сети французской энергетической системы. Планируется, что к 2030 году все подстанции RTE будут реконструированы в соответствии с указанной технологией. 

 
Существенный нюанс

Правда, есть один существенный нюанс. Если срок службы электромеханических устройств РЗА составлял 25 лет, а реально они служили и дольше, то современным производителям такой срок службы уже экономически не выгоден, иначе как продать новые устройства и технику? Эта тенденция наблюдается не только в энергетике. Постоянно сокращается срок службы лампочек, телевизоров, элементов подвески в машине, одежды и т.д. Вот и в устройства РЗА производители, стараясь сэкономить, закладывают меньший ресурс и долговечность. 

Подстанция 225/90/20кВ «Блоко» (Blocaux). Организационный пункт управления (ОПУ), где установлены устройства РЗА для одной из двух подсистемы РЗА. Слева ВАЗП и часть системы постоянного тока. Емкость аккумуляторной батареи — 435 А∙ч (126 В пост. тока), что обеспечивает работоспособность всех систем в течении 4 часов после исчезновения напряжения на подстанции

 
Белорусская энергетика как пример для подражания

На мой взгляд, без попыток опробовать новые технологии в реальных условиях эксплуатации на действующих объектах будет трудно сделать вывод о значимости и необходимости того или иного подхода, потому что сегодня только рынок сможет более точно определить, какие устройства с экономической точки зрения целесообразно применять для современной релейной защиты в нашей стране.

Беларусь является своеобразным лидером среди стран СНГ по внедрению «цифровых» технологий в энергетике – в конце 2014 года под г. Гомель введена в эксплуатацию первая уникальная подстанция напряжением 110 кВ с применением «шины процесса» (один из ключевых компонентов системы РЗА при реализации технологии «цифровая подстанция»). Замечу, что подстанция действующая, реально осуществляющая электроснабжение потребителей города.

ОРУ 90кВ на подстанции 225/90/20кВ «Блоко» (Blocaux). Трансформаторы тока и напряжения (ТТ и ТН) – традиционные (электромагнитные). На переднем плане шкаф, где установлены устройства сопряжения (УСО), преобразующие сигналы от указанных ТТ и ТН в «цифровой» вид 

 

Также в Беларуси реализуются и другие объекты с применением технологии «цифровая подстанция» (речь идет о полноценной «шине процесса» и «шине подстанции», а не о передаче сигналов в виде GOOSE и MMS-сообщений). Особо стоит отметить уникальный проект реконструкции высоковольтной подстанции 330 кВ «Могилев», в рамках реализации которого планируется применить прогрессивные технологии, уникальные для Белорусской электроэнергетики – отказ от электромагнитных трансформаторов тока (ТТ) за счет применения оптических ТТ, использование уникальных выключателей-разъединителей (то есть фактически не будут устанавливаться отдельные разъединители на открытом распределительном устройстве 110 и 330 кВ!), а также полноценная реализация технологии «цифровая подстанция» не только для целей РЗА, но и для телемеханики, измерений, метрологии, связи и др.

Шкаф РЗА на подстанции 225/90/20кВ «Блоко» (Blocaux). В одном шкафу устанавливаются от 8 до 12 устройств РЗА

 

Все это свидетельствует о том, что белорусские энергетики постоянно ищут новые способы и средства реконструкции и модернизации объектов электроэнергетики, что особенно актуально в условиях дефицита финансовых средств, снижения издержек и повышения эффективности использования ресурсов и тотальной экономии.

Некоторые специалисты любят утверждать, что технология «цифровая подстанция» окажется дороже классической РЗА с применением традиционных микропроцессорных терминалов. Тем не менее, опыт эксплуатации реализованных проектов, в том числе в Республике Беларусь, свидетельствует об эффективности и технико-экономической целесообразности внедрения технологии «цифровая подстанция» при строительстве объектов электроэнергетики.

Однако для достижения более эффективных показателей уже сейчас необходимо существенно изменить подходы к проектированию, строительству и эксплуатации, в том числе к техническому обслуживанию электросетевых объектов энергетики с внесением соответствующих изменений в нормативную документацию. 

Несколько слов о цифровом реле защиты

Несколько слов о цифровом реле защиты (на фото: защитное реле на базе микропроцессора Siprotec)

История защитного реле

Примерно в 1980-х годах на рынке появилось цифровое реле. По сравнению с твердотельным реле цифровое реле использует преимущества разработки микропроцессоров и микроконтроллеров. Вместо использования аналоговых сигналов цифровое реле преобразует все измеренные аналоговые величины в цифровые сигналы .

Цифровые реле защиты — это революционный шаг в изменении технологии реле.

В цифровых реле Микропроцессоры и микроконтроллеры используются вместо аналоговых схем, используемых в статических реле для реализации функций реле. Цифровые реле защиты, представленные в 1980 году.

Однако такая технология будет полностью заменена в течение следующих пяти лет цифровыми реле.

К середине 1990-х годов твердотельные и электромеханические реле были в основном заменены цифровыми реле в новой конструкции.В приложениях распределения замена цифрового реле происходила немного медленнее.

В то время как подавляющее большинство фидерных реле в новых приложениях сегодня являются цифровыми, твердотельные реле все еще находят применение там, где простота применения позволяет использовать более простые реле и позволяет избежать сложности цифровых реле.


Принципы измерения

По сравнению со статическими реле в цифровых реле аналого-цифровой преобразователь ( аналого-цифровое преобразование ) всех измеряемых аналоговых величин и используется микропроцессор для реализации алгоритма защиты.

Микропроцессор может использовать какой-либо метод подсчета или использовать Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) для реализации алгоритма.

Микропроцессоры , используемые в цифровом реле, имеют ограниченные возможности обработки и память по сравнению с числовыми реле.


Функция реле

Следовательно, функциональные возможности имеют тенденцию быть ограниченными и ограничиваются в основном самой функцией защиты.Обычно доступны дополнительные функции по сравнению с электромеханическими или статическими реле, которые обычно принимают форму более широкого диапазона настроек и большей точности.

Также может быть предоставлен канал связи с удаленным компьютером.

Реле SEPAM в распределительном устройстве среднего напряжения

Ограниченная мощность микропроцессоров, используемых в цифровых реле, ограничивает количество выборок формы сигнала, которые могут быть измерены за цикл. Это, в свою очередь, ограничивает скорость работы реле в определенных приложениях.Следовательно, цифровое реле для конкретной функции защиты может иметь на более длительное время работы на , чем эквивалент статического реле.

Однако дополнительное время не имеет значения с точки зрения общего времени отключения и возможных эффектов стабильности энергосистемы.


Работа реле

Цифровое реле состоит из:

  1. Подсистема аналогового ввода,
  2. Подсистема цифрового ввода,
  3. Подсистема цифрового вывода,
  4. Процессор вместе с RAM ( блокнот данных ) ,
  5. основная память ( файл исторических данных ) и
  6. Источник питания
Схема работы цифрового реле

Цифровая ретрансляция включает цифровую обработку одного или нескольких аналоговых сигналов в три этапа:

  1. Преобразование аналогового сигнал в цифровую форму
  2. Обработка цифровой формы
  3. Логическое решение отключать или не отключать.

Преимущества цифрового реле

  • Высокий уровень интеграции функциональности.
  • Дополнительные функции контроля.
  • Функциональная гибкость.
  • Может работать в широком диапазоне температур.
  • Они могут реализовывать более сложные функции и, как правило, более точны.
  • Самопроверка и самонастраиваемость.
  • Возможность связи с другим цифровым оборудованием (груша-груша).
  • Менее чувствителен к температуре, старению
  • Экономичен, потому что может производиться в больших количествах.
  • Более точен.
  • плоскость для дистанционной ретрансляции возможна
  • возможно хранение сигнала

Ограничения цифрового реле

  • Короткий срок службы из-за постоянного развития новых технологий.
  • Устройства быстро устаревают.
  • Восприимчивость к переходным процессам в энергосистеме.
  • По мере того, как цифровые системы становятся все более сложными, для их эксплуатации требуется специально обученный персонал.
  • Правильное ведение настроек и данных мониторинга.

Справочная информация

  • Справочник по распределительному устройству –Bhel
  • Цифровые / числовые реле –T.S.M. Rao

Что такое реле защиты?

Для тех, кому интересно, что такое реле защиты? Littelfuse знает ответ. Реле защиты — это интеллектуальное устройство, которое принимает входные данные, сравнивает их с заданными значениями и предоставляет выходы.Входы могут быть током, напряжением, сопротивлением или температурой. Выходы могут включать визуальную обратную связь в виде световых индикаторов и / или буквенно-цифрового дисплея, средства связи, управляющие предупреждения, сигналы тревоги, а также выключение и включение питания. Схема, отвечающая на вопрос , что такое реле защиты , показана ниже.

РИСУНОК 1
Реле защиты могут быть электромеханическими или электронными / микропроцессорными. Электромеханические реле — устаревшая технология, состоящая из механических частей, которые требуют регулярной калибровки, чтобы оставаться в пределах предполагаемых допусков.Микропроцессорные или электронные реле используют цифровую технологию для обеспечения быстрых, надежных, точных и воспроизводимых выходных сигналов. Использование электронного или микропроцессорного реле вместо электромеханической конструкции дает множество преимуществ, включая повышенную точность, дополнительные функции, меньшие затраты на техническое обслуживание, меньшие требования к пространству и стоимость жизненного цикла.

Входы
Реле нуждается в информации от системы, чтобы принять решение. Эти данные можно собирать разными способами.В некоторых случаях провода в полевых условиях могут быть подключены непосредственно к реле. В других приложениях необходимы дополнительные устройства для преобразования измеренных параметров в формат, который может обрабатывать реле. Этими дополнительными устройствами могут быть трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, соединители напряжения, RTD или другие устройства.

Настройки
Многие реле защиты имеют регулируемые настройки. Настройки пользовательских программ (уровни срабатывания), которые позволяют реле принимать решение.Реле сравнивает входы с этими настройками и реагирует соответствующим образом.

Процессы
После подключения входов и программирования настроек реле сравнивает эти значения и принимает решение. В зависимости от потребности доступны разные типы реле для разных функций.

Выходы
У реле есть несколько способов сообщить, что решение принято. Обычно реле будет управлять переключателем (контактом реле), чтобы указать, что входной сигнал превзошел настройку, или реле может предоставить уведомление посредством визуальной обратной связи, такой как измеритель или светодиод.Одним из преимуществ электронных или микропроцессорных реле является возможность связи с сетью или ПЛК.

В качестве примера термостат можно оценить с помощью диаграммы на Рисунке 1. Измеряемый вход — это температура, а входное устройство реле защиты — это датчик температуры. Пользователь устанавливает желаемую настройку температуры (уровень срабатывания). Реле измеряет существующую температуру воздуха и сравнивает ее с уставкой. Выходы могут использоваться для управления (включение или выключение кондиционера или печи) и визуальной индикации на дисплее термостата.

Вам все еще интересно, что такое реле защиты? Узнайте больше о защитных реле.

Что нужно знать о защитных реле

Защитные реле, пожалуй, наименее изученный компонент защиты цепей среднего напряжения (СН). Фактически, некоторые считают, что автоматические выключатели среднего напряжения работают сами по себе, без прямого включения защитными реле. Другие думают, что работа и согласование защитных реле слишком сложны для понимания.Давайте углубимся в детали и устраним эти заблуждения.

Справочная информация

В стандартном словаре IEEE автоматический выключатель определяется следующим образом.

«Устройство, предназначенное для размыкания и замыкания цепи неавтоматическими средствами, а также для автоматического размыкания цепи при заданной перегрузке по току без вреда для себя при правильном применении в пределах своих номиналов».

Согласно этому определению, выключатели среднего напряжения не являются настоящими автоматическими выключателями, поскольку они не отключаются автоматически при перегрузке по току.Они представляют собой устройства переключения мощности с электрическим приводом, которые не работают до тех пор, пока какое-либо внешнее устройство не направит их на открытие или закрытие. Это верно независимо от того, является ли устройство воздушным, масляным, вакуумным или [SF.sub.6] автоматическим выключателем. Датчики и реле используются для обнаружения перегрузки по току или других ненормальных или неприемлемых условий и для подачи сигнала механизму переключения о срабатывании. Автоматические выключатели среднего напряжения — это переключатели грубой силы, а датчики и реле — это мозги, которые управляют их работой.

Датчики могут быть трансформаторами тока (CT), трансформаторами напряжения (PT), приборами температуры или давления, поплавковыми выключателями, тахометрами или любым устройством или комбинацией устройств, которые будут реагировать на отслеживаемое состояние или событие.В распределительных устройствах наиболее распространенными датчиками являются трансформаторы тока для измерения тока и трансформаторы тока для измерения напряжения. Реле измеряют выходной сигнал датчика и вызывают срабатывание выключателя для защиты системы при превышении установленных пределов, отсюда и название «защитные реле». Наличие разнообразных датчиков, реле и автоматических выключателей позволяет проектировать полные системы защиты, настолько простые или сложные, насколько это необходимо, желательно и экономически целесообразно.

Электромеханические реле

В течение многих лет защитные реле были электромеханическими устройствами, построенными как прекрасные часы, с большой точностью и часто с подшипниками с драгоценными камнями.Они заработали заслуженную репутацию благодаря точности, надежности и надежности. Есть два основных типа рабочих механизмов: реле электромагнитного притяжения и реле электромагнитной индукции.

Реле магнитного притяжения . Реле магнитного притяжения, как показано на рис. , рис. 1 (сюда не включены), имеют либо соленоид, который втягивает плунжер, либо один или несколько электромагнитов, притягивающих шарнирный якорь. Когда магнитная сила достаточна для преодоления сдерживающей пружины, подвижный элемент начинает движение и продолжается до тех пор, пока контакт (-ы) не сработает или магнитная сила не будет снята.Точка срабатывания — это ток или напряжение, при которых плунжер или якорь начинают двигаться, и в реле коммутационного устройства значение срабатывания может быть установлено очень точно.

Эти реле обычно срабатывают мгновенно, без преднамеренной задержки по времени, замыкаясь сразу после срабатывания, если позволяет механическое движение. К этому типу реле можно добавить временную задержку с помощью сильфона, рычага управления или часового механизма спуска. Однако точность синхронизации значительно ниже, чем у реле индукционного типа, и эти реле редко используются с выдержкой времени в распределительных устройствах.

Реле притяжения могут работать как с переменным, так и с постоянным током на катушках; следовательно, на реле, использующие этот принцип, влияет составляющая постоянного тока асимметричной неисправности, и их необходимо настроить таким образом, чтобы это учесть.

Реле индукционные . Индукционные реле, как показано на Рис. 2 (не включены здесь), доступны во многих вариантах для обеспечения точного срабатывания срабатывания и время-токовой реакции для широкого диапазона простых или сложных системных условий. Индукционные реле — это в основном асинхронные двигатели.Подвижный элемент или ротор обычно представляет собой металлический диск, хотя иногда это может быть металлический цилиндр или чашка. Статор представляет собой один или несколько электромагнитов с катушками тока или потенциала, которые индуцируют токи в диске, заставляя его вращаться. Движение диска сдерживается пружиной до тех пор, пока вращательные силы не станут достаточными для поворота диска и приведения его подвижного контакта к неподвижному контакту, тем самым замыкая цепь, управляемую реле. Чем сильнее обнаруживается повреждение, тем больше ток в катушках и тем быстрее вращается диск.

Калиброванная регулировка, называемая шкалой времени, устанавливает расстояние между подвижными и неподвижными контактами для изменения времени срабатывания реле от быстрого (контакты лишь слегка разомкнуты) до медленного (контакты разнесены почти на полный оборот диска). Действие сброса начинается, когда вращающая сила снимается, либо путем замыкания контакта реле, который размыкает прерыватель, либо путем устранения неисправности, которую обнаруживает реле, иным образом. Сдерживающая пружина возвращает диск в исходное положение.Время, необходимое для сброса, зависит от типа реле и настройки шкалы времени (расстояния между контактами).

С несколькими магнитными катушками можно одновременно определять несколько состояний напряжения и тока. Их сигналы могут быть аддитивными или вычитающими при приведении в действие диска. Например, токово-дифференциальное реле имеет две токовые катушки с противодействием. Если два тока равны, независимо от величины, диск не двигается. Если разница между двумя токами превышает настройку датчика, диск вращается медленно для небольшой разницы и быстрее для большей разницы.Контакты реле замыкаются, когда разница сохраняется в течение времени, определяемого характеристиками и настройками реле. Используя несколько катушек, направленные реле могут определять направление тока или мощности, а также величину. Поскольку движение диска создается индуцированными магнитными полями от магнитов переменного тока, индукционные реле почти полностью не реагируют на составляющую постоянного тока асимметричного повреждения.

Большинство реле распределительного типа заключено в выдвижной корпус для полузащитного монтажа.Реле обычно устанавливают на двери шкафа КРУ. Проводка датчика и управления выведена на разъемы на корпусе. Реле вставляется в корпус и подключается с помощью маленьких переключателей или переходной вилки, в зависимости от производителя. Его можно отсоединить и вынуть из корпуса, не нарушая проводку. Когда реле отключено, соединения трансформатора тока в корпусе автоматически замыкаются на короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора тока и защищают трансформатор тока от перенапряжений и повреждений.

Многие реле оснащены разъемом для тестового кабеля. Это позволяет использовать испытательный комплект для проверки калибровки реле. Передняя крышка реле прозрачна, ее можно снять для доступа к механизму, и на ней есть средства для пломбирования проводов и выводов для предотвращения несанкционированного доступа посторонних лиц.

Реле твердотельное

В последнее время все большую популярность приобрели твердотельные электронные реле. Эти реле могут выполнять все функции, которые могут выполняться электромеханическими реле, и, благодаря универсальности электронной схемы и микропроцессоров, могут выполнять многие функции, ранее недоступные.Как правило, твердотельные реле меньше и более компактны, чем их механические эквиваленты. Например, трехфазное твердотельное реле максимального тока можно использовать вместо трех однофазных механических реле максимального тока, но оно меньше одного из них.

Точность электронных реле выше, чем у механических реле, что обеспечивает более тесную координацию системы. Кроме того, поскольку отсутствует механическое движение и электронная схема очень стабильна, точность калибровки сохраняется в течение длительного времени.При желании время сброса может быть очень коротким, поскольку отсутствует механическое движение.

Электронные реле требуют меньше энергии для работы, чем их механические эквиваленты, что создает меньшую нагрузку на трансформаторы тока и трансформаторы тока, которые их питают. Поскольку твердотельные реле имеют минимум движущихся частей, они могут быть очень устойчивы к сейсмическим воздействиям и поэтому особенно хорошо подходят для зон, подверженных сейсмической активности.

В своих ранних версиях некоторые твердотельные реле были чувствительны к тяжелым электрическим условиям промышленного применения.Они были склонны к выходу из строя, особенно из-за высоких переходных напряжений, вызванных молнией, электроснабжением и переключением на месте. Однако сегодняшние реле были спроектированы так, чтобы выдерживать эти переходные процессы и другие тяжелые условия эксплуатации, и этот тип отказа практически исключен. Твердотельные реле завоевали прочные и быстрорастущие позиции на рынке, поскольку опыт доказывает их точность, надежность, универсальность и надежность.

Приведенная ниже информация относится к электромеханическим и твердотельным реле, хотя одно из них работает механически, а другое — электронно.Будут отмечены существенные различия.

Типы реле

Существуют буквально сотни различных типов реле. В каталоге одного производителя электромеханических реле перечислены 264 реле для функций защиты и управления распределительных устройств и систем. Для сложных систем со многими уровнями напряжения и межсоединениями на больших расстояниях, таких как передача и распределение электроэнергии, ретрансляция — это искусство, которому некоторые инженеры посвящают всю свою карьеру.Для более простого промышленного и коммерческого распределения релейная защита может быть менее сложной, хотя правильный выбор и применение по-прежнему очень важны.

Наиболее часто используемые реле и устройства перечислены здесь, в Таблице (сюда не включена), с указанием их функциональных номеров и описаний Американского национального института стандартов (ANSI). Эти стандартные номера используются в однолинейных схемах и схемах подключения для обозначения реле или других устройств, что позволяет сэкономить место и текст.

Если реле сочетает в себе две функции, отображаются номера функций для обеих. Наиболее часто используемым реле является реле максимального тока, сочетающее в себе функции мгновенного отключения и отключения с обратнозависимой выдержкой времени. Это обозначено как устройство 50/51. В качестве другого примера устройство 27/59 может представлять собой комбинированное реле минимального и максимального напряжения. Полный стандарт ANSI перечисляет 99 номеров устройств, некоторые из которых зарезервированы для использования в будущем.

Реле можно классифицировать по характеристикам срабатывания.Реле мгновенного действия — это реле без преднамеренной задержки по времени. Некоторые могут работать за половину цикла или меньше; другие могут занять до шести циклов. Реле, которые работают за три цикла или меньше, называются высокоскоростными реле.

Реле с выдержкой времени могут быть с независимой или обратнозависимой выдержкой времени. Реле с независимой выдержкой времени имеют предустановленную временную задержку, которая не зависит от величины управляющего сигнала (ток, напряжение или что-то еще) после превышения значения срабатывания. Фактическая заданная временная задержка обычно регулируется.

Реле с обратнозависимой выдержкой времени, такие как реле максимального тока или дифференциальные реле, имеют время срабатывания, которое зависит от значения управляющего сигнала. Временная задержка велика для небольших сигналов и становится все короче по мере увеличения значения сигнала. Время работы обратно пропорционально величине отслеживаемого события.

Реле максимального тока

В распределительном устройстве реле максимального тока обычно используется на каждой фазе каждого автоматического выключателя, и часто используется одно дополнительное реле максимального тока для защиты от замыкания на землю.Обычная практика заключается в использовании одного элемента мгновенного короткого замыкания и одного элемента максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени (ANSI 50/51) для каждой фазы.

В стандартном электромеханическом реле оба элемента для одной фазы объединены в одном корпусе реле. Элемент мгновенного действия представляет собой заслонку или соленоид, а элемент с обратнозависимой выдержкой времени представляет собой индукционный диск.

В некоторых твердотельных реле три мгновенных и три обратнозависимых элемента могут быть объединены в один корпус реле меньшего размера, чем у одного индукционного дискового реле.

Реле максимального тока реагируют только на величину тока, а не на направление тока или напряжение. Большинство реле спроектированы для работы от выхода трансформатора тока со стандартным коэффициентом передачи с вторичным током 5 А при номинальном первичном токе. Твердотельное реле не нуждается в дополнительном источнике питания, питаясь своей электронной схемой от выхода трансформатора тока, питающего реле.

На элементе мгновенного действия может быть установлена ​​только точка срабатывания, которая представляет собой значение тока, при котором элемент мгновенного действия будет действовать без преднамеренной временной задержки, чтобы замкнуть цепь отключения выключателя.Фактическое требуемое время будет немного уменьшаться по мере увеличения величины тока, от примерно 0,02 с максимум до примерно 0,006 с минимум, как видно из мгновенной кривой на рис. 3 (см. Стр. 47) [ИЛЛЮСТРАЦИЯ ОПРЕДЕЛЕНА]. Это время будет зависеть от реле разных номиналов или производителей, а также будет зависеть от электромеханических и твердотельных реле.

Обратите внимание, что эта кривая основана на кратных настройках срабатывания для мгновенного элемента, которые обычно значительно выше, чем настройка срабатывания для элемента с обратнозависимой выдержкой времени.

Временные задержки можно выбирать в широком диапазоне практически для любых мыслимых требований. Выбор выдержки времени начинается с выбора реле. Существует три классификации времени: стандартное, среднее и длительное время задержки. Внутри каждой классификации существует три класса наклонов кривой с обратной зависимостью времени: обратный (наименее крутой), очень обратный (более крутой) и чрезвычайно обратный (самый крутой). Временная классификация и крутизна кривой характерны для выбранного реле, хотя для некоторых твердотельных реле они могут в некоторой степени регулироваться.Для каждого набора кривых, определяемых выбором реле, фактический отклик регулируется с помощью шкалы времени.

В элементе обратнозависимого времени есть две настройки. Сначала устанавливается точка самовывоза. Это значение тока, при котором начинается процесс отсчета времени, когда диск начинает вращаться на электромеханическом реле или электронная схема начинает отключаться по тайм-ауту на твердотельном реле.

Затем выбирается установка шкалы времени. Это регулирует кривую времени задержки между минимальной и максимальной кривыми для конкретного реле.Типичные обратные, очень обратные и чрезвычайно обратные кривые показаны на Рис. 3 (здесь не включены). У данного реле будет только один набор кривых, инверсных, очень инверсных или крайне инверсных, регулируемых во всем диапазоне шкалы времени. Обратите внимание, что сила тока кратна уставке срабатывания датчика.

Каждый элемент, мгновенный или с временной задержкой, имеет флаг, который указывает, когда этот элемент сработал. Этот флаг необходимо сбросить вручную после срабатывания реле.

Установка точки самовывоза

Стандартное реле максимального тока разработано для работы от трансформатора тока с регулируемым коэффициентом передачи со стандартным вторичным выходом 5 А. Выходной сигнал стандартного трансформатора тока составляет 5 А при номинальном первичном токе, указанном на паспортной табличке, а выходная мощность пропорциональна первичному току в широком диапазоне. Например, трансформатор тока с коэффициентом 100/5 будет иметь выход 5 А, когда первичный ток (измеряемый и измеряемый ток) равен 100 А. Это отношение первичной обмотки к вторичной обмотке 20: 1 является постоянным, так что при первичном токе 10 А вторичный ток будет равен 0.5А; для первичной обмотки 20 А, вторичной обмотки 1,0 А; для первичной обмотки 50 А, вторичной 2,5 А; и т. д. Для первичной обмотки на 1000 А вторичный ток составляет 50 А, и аналогично для всех значений тока вплоть до максимума, с которым ТТ будет работать до того, как он перейдет в насыщение и станет нелинейным.

Первым шагом в настройке реле является выбор ТТ, чтобы датчик можно было настроить на желаемое значение первичного тока. Номинальный первичный ток должен быть таким, чтобы первичный ток от 110 до 125% от ожидаемой максимальной нагрузки производил номинальный вторичный ток 5А.Максимальный доступный первичный ток короткого замыкания не должен производить вторичный ток более 100 А во избежание насыщения и чрезмерного нагрева. Возможно, невозможно точно выполнить эти требования, но они представляют собой полезные рекомендации. В результате может потребоваться некоторый компромисс.

На реле максимального тока 50/51 настройка выдержки максимального тока (устройство 51) выполняется с помощью заглушки или винта, вставленного в соответствующее отверстие в розетке с рядом отверстий, отмеченных во вторичных амперах ТТ, с помощью регулируемого калиброванный рычаг или каким-либо аналогичным методом.При этом выбирается один отвод вторичного тока (общее количество отводов зависит от реле) на катушке срабатывания. Диапазон уставок первичного тока определяется соотношением выбранного трансформатора тока.

Например, предположим, что коэффициент передачи трансформатора тока составляет 50/5 А. Типичные отводы будут на 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12 и 16 А. Настройки датчика будут варьироваться от первичного тока 40А (ответвление 4А) до 160А (ответвление 16А). Если требуется датчик на 60 А, выбирается ответвитель на 6 А. Если требуется ток срабатывания более 160 А или менее 40 А, необходимо выбрать трансформатор тока с другим коэффициентом или, в некоторых случаях, другое реле с более высокими или более низкими настройками отводов.

Доступны различные типы реле с катушками срабатывания от 1,5 А до 40 А. Диапазон общих катушек составляет от 0,5 до 2 А для слаботочных датчиков, таких как измерение замыкания на землю; От 1,5 до 6А средний диапазон; или от 4 до 16 А, диапазон, обычно выбираемый для максимальной токовой защиты. Доступны трансформаторы тока с широким диапазоном номиналов первичной обмотки, со стандартными вторичными обмотками на 5 А или с другими вторичными номиналами, вторичными обмотками с ответвлениями или несколькими вторичными обмотками.

Подходящую комбинацию коэффициента трансформации трансформатора тока и пусковой катушки можно найти практически для любого желаемого первичного тока срабатывания и настройки реле.

Настройка мгновенного отключения (устройство 50) также регулируется. Параметр задается в амперах срабатывания, полностью не зависящих от настройки срабатывания элемента с обратнозависимой выдержкой времени или, на некоторых твердотельных реле, в кратных значениях точки срабатывания с обратнозависимой выдержкой времени. Например, одно электромеханическое реле регулируется от 2 до 48 А срабатывания; твердотельное реле регулируется от 2 до 12 раз по сравнению с уставкой обратнозависимого времени срабатывания отвода. На большинстве электромеханических реле средством настройки является отводной штекер, аналогичный тому, который используется для элемента с обратнозависимой выдержкой времени.С помощью ответвителя можно выбрать диапазон полного тока. Неоткалиброванная регулировка винта обеспечивает окончательную настройку датчика. Это требует использования испытательного комплекта для подачи калибровочного тока в катушку, если настройка должна быть точной. На твердотельных реле регулировкой может быть калиброванный переключатель, который можно установить с помощью отвертки.

Установка шкалы времени

Для любой данной настройки отвода или срабатывания реле имеет целое семейство кривых время-ток. Нужная кривая выбирается вращением шкалы или перемещением рычага.Шкала времени или рычаг откалиброваны по произвольным числам, между минимальным и максимальным значениями, как показано на кривых, опубликованных производителем реле. Типичный набор кривых шкалы времени для реле с обратнозависимой выдержкой времени показан на Рис. 4 (здесь не включен). При установке шкалы времени на ноль контакты реле замкнуты. По мере увеличения настройки шкалы времени размыкание контактов увеличивается, увеличивая время срабатывания реле. При желании могут быть выполнены настройки между точками калибровки, а применимая кривая может быть интерполирована между напечатанными кривыми.

Точки срабатывания и настройки шкалы времени выбираются таким образом, чтобы реле могло выполнять желаемую защитную функцию. Для реле максимального тока цель состоит в том, чтобы при возникновении неисправности в системе сработало реле, ближайшее к неисправности. Установки времени на вышестоящих реле должны задерживать их срабатывание до тех пор, пока соответствующее устройство максимального тока не устранит неисправность. Требуется исследование селективности, отображающее время-токовые характеристики каждого устройства в исследуемой части системы.Благодаря широкому выбору доступных реле и гибкости настроек каждого реле выборочная координация возможна для большинства систем.

Выбор и настройка других реле, кроме реле максимального тока, выполняются аналогичным образом. Детали будут различаться в зависимости от типа реле, его функции в системе и производителя реле.

Реле срабатывания

Электромеханическое реле сработает и начнет замыкать свои контакты, когда ток достигнет значения срабатывания.При токе срабатывания с обратнозависимой выдержкой времени рабочие усилия очень малы, а точность синхронизации оставляет желать лучшего. Время реле является точным примерно в 1,5 раза или больше, и именно здесь начинаются кривые время-ток ( Рис. 4 ) [не включены здесь]. Этот факт необходимо учитывать при выборе и настройке реле.

Когда контакты реле замыкаются, они могут отскочить, слегка размыкаясь и создавая дугу, которая сжигает и разъедает контактные поверхности. Чтобы предотвратить это, реле максимального тока имеют встроенное вспомогательное реле с герметичным контактом, параллельным контактам реле времени, которое замыкается немедленно при соприкосновении контактов реле.Это предотвращает возникновение дуги в случае дребезга контактов реле. Это вспомогательное реле также активирует механический флаг, указывающий на то, что реле сработало.

Когда автоматический выключатель, управляемый реле, размыкается, катушка реле обесточивается вспомогательным контактом на выключателе. Это защищает контакты реле, которые рассчитаны на токи до 30 А, но не должны нарушать индуктивный ток цепи отключения выключателя, чтобы предотвратить искрящий износ. Затем диск возвращается в исходное положение пружиной.Реле сброшено. Время возврата — это время, необходимое для полного возврата контактов в исходное положение. Контакты разъединяются примерно через 0,1 сек (шесть циклов) после обесточивания катушки. Общее время сброса зависит от типа реле и настройки шкалы времени. Для максимальной настройки шкалы времени (контакты полностью разомкнуты) типичное время сброса может составлять 6 секунд для реле с обратнозависимой выдержкой времени и до 60 секунд для реле с очень обратной или крайне обратной зависимостью. При более низких настройках шкалы времени расстояние размыкания контактов меньше, следовательно, меньше время сброса.

Работа твердотельного реле не зависит от механических сил или движущихся контактов, а выполняет свои функции электронно. Следовательно, синхронизация может быть очень точной даже для токов, равных величине срабатывания срабатывания. Отсутствует механический дребезг контактов или искрение, а время сброса может быть очень коротким.

Выбор CT и PT

При выборе измерительных трансформаторов для реле и измерения необходимо учитывать ряд факторов; коэффициент трансформации, нагрузка, класс точности и способность выдерживать доступные токи короткого замыкания.

Коэффициент трансформации трансформатора тока . Указанные ранее рекомендации по ТТ должны иметь номинальный вторичный выход на уровне от 110 до 125% от ожидаемой нагрузки и не более 100 А вторичного тока при максимальном первичном токе повреждения. Если может потребоваться более одного коэффициента трансформации ТТ, доступны ТТ с ответвлениями вторичных обмоток или многообмоточных вторичных обмоток.

Нагрузка CT . Нагрузка трансформатора тока — это максимально допустимая вторичная нагрузка, выраженная в вольтамперах (ВА) или сопротивлении в омах для обеспечения точности.В стандартах ANSI указаны нагрузки от 2,5 до 45 ВА при коэффициенте мощности 90% для измерения ТТ и от 25 до 200 ВА при 50% коэффициента мощности для реле ТТ.

Класс точности ТТ . Стандарты класса точности ANSI: [+ или -] 0,3, 0,6 или 1,2%. Ошибки соотношения возникают из-за тепловых потерь, возведенных в квадрат R. Фазовые ошибки возникают из-за потерь в сердечнике на намагничивание.

ТТ помечены точкой или другим обозначением полярности на первичной и вторичной обмотках, так что в момент, когда ток поступает на отмеченную первичную клемму, он покидает отмеченную вторичную клемму.Полярность не требуется для определения максимального тока, но важна для дифференциальной реле и многих других функций реле.

Коэффициент PT . Выбор коэффициента PT относительно прост. Коэффициент передачи трансформатора тока должен быть таким, чтобы при номинальном первичном напряжении вторичный выход составлял 120 В. При напряжениях, превышающих номинальное первичное напряжение более чем на 10%, трансформатор тока будет подвержен насыщению сердечника, что приведет к ошибкам напряжения и чрезмерному нагреву.

Обременение ПТ .PT доступны для нагрузок от 12,5 ВА при коэффициенте мощности 10% до 400 ВА при коэффициенте мощности 85%.

Точность ПТ . Классы точности — стандарт ANSI [+ или -] 0,3, 0,6 или 1,2%. Первичные цепи PT, а также, где это возможно, вторичные цепи PT, должны быть защищены предохранителями.

CT и PT должны иметь адекватную мощность для обслуживания нагрузки и достаточную точность для функций, которые они должны выполнять. Однако увеличение нагрузки или точности, чем необходимо, просто увеличит стоимость измерительных трансформаторов.Твердотельные реле обычно требуют меньших затрат, чем электромеханические реле.

Типы реле электрической защиты или защитных реле

Определение защитного реле

Реле — это автоматическое устройство, которое определяет ненормальное состояние электрической цепи и замыкает свои контакты. Эти контакты поочередно замыкаются и замыкают цепь катушки отключения выключателя, следовательно, выключают выключатель для отключения неисправной части электрической цепи от остальной исправной цепи.

Теперь давайте обсудим некоторые термины, относящиеся к защитным реле.
Уровень срабатывания управляющего сигнала:

Значение срабатывающей величины (напряжение или ток), которое находится на пороге, выше которого реле инициирует срабатывание.

Если значение срабатывающей величины увеличивается, электромагнитное воздействие катушки реле увеличивается, и выше определенного уровня срабатывающей величины движущийся механизм реле просто начинает двигаться.

Уровень сброса:
Значение тока или напряжения, ниже которого реле размыкает свои контакты и возвращается в исходное положение.

Время срабатывания реле:
Сразу после превышения уровня срабатывания исполнительной величины движущийся механизм (например, вращающийся диск) реле начинает движение и в конечном итоге замыкает контакты реле в конце своего движения. Время, которое проходит между моментом, когда величина срабатывания превышает значение срабатывания, до момента, когда контакты реле замыкаются.

Время сброса реле:
Время, которое проходит между моментом, когда управляющая величина становится меньше значения сброса, до момента, когда контакты реле возвращаются в свое нормальное положение.

Дальность действия реле:
Дистанционное реле срабатывает, когда расстояние, видимое реле, меньше предварительно заданного импеданса. Активное сопротивление реле является функцией расстояния в реле дистанционной защиты. Этот импеданс или соответствующее расстояние называется радиусом действия реле.

Реле защиты энергосистемы можно разделить на различные типы реле.

Типы реле

Типы реле защиты в основном основаны на их характеристиках, логике, параметрах срабатывания и механизме работы.

По механизму работы реле защиты можно разделить на электромагнитное реле, статическое реле и механическое реле. На самом деле реле — это не что иное, как комбинация одного или нескольких открытых или закрытых контактов. Эти все или некоторые конкретные контакты реле меняют свое состояние при подаче на реле управляющих параметров. Это означает, что разомкнутые контакты становятся замкнутыми, а замкнутые — разомкнутыми. В электромагнитном реле это замыкание и размыкание контактов реле осуществляется электромагнитным действием соленоида.

В механическом реле эти замыкание и размыкание контактов реле выполняются механическим смещением различных ступеней передачи.

В статических реле это в основном выполняется полупроводниковыми переключателями, такими как тиристоры. В цифровом реле состояние включения и выключения может обозначаться как состояние 1 и 0.

В зависимости от характеристики реле защиты можно разделить на следующие категории:

  1. Реле с независимой выдержкой времени
  2. Реле с обратной выдержкой времени с определенной минимальной выдержкой времени (IDMT)
  3. Реле мгновенного действия.
  4. IDMT с инст.
  5. Ступенчатая характеристика.
  6. Переключатели программируемые.
  7. Реле ограничения напряжения сверхтока.

В зависимости от логики реле защиты можно отнести к категории —

  1. Дифференциальное.
  2. Дисбаланс.
  3. Смещение нейтрали.
  4. Направленный.
  5. Ограниченное замыкание на землю.
  6. Избыточное флюсование.
  7. Дистанционные схемы.
  8. Защита шин.
  9. Реле обратной мощности.
  10. Потеря возбуждения.
  11. Реле обратной последовательности фаз и т. Д.

В зависимости от параметра срабатывания реле защиты можно разделить на

  1. Реле тока.
  2. Реле напряжения.
  3. Реле частоты.
  4. Силовые реле и т. Д.

В зависимости от применения реле защиты можно разделить на

  1. Первичное реле.
  2. Резервное реле.

Первичное реле или первичное реле защиты — это первая линия защиты энергосистемы, тогда как резервное реле срабатывает только тогда, когда первичное реле не срабатывает во время повреждения.Следовательно, резервное реле работает медленнее, чем основное реле. Любое реле может выйти из строя по любой из следующих причин:

  1. Само защитное реле неисправно.
  2. DC Подача напряжения отключения на реле отсутствует.
  3. Расцепляющий провод от релейной панели к выключателю отсоединен.
  4. Катушка отключения в автоматическом выключателе отключена или неисправна.
  5. Сигналы тока или напряжения от трансформаторов тока (CT) или трансформаторов напряжения (PT) соответственно недоступны.

Поскольку резервное реле срабатывает только при выходе из строя основного реле, резервное реле защиты не должно иметь ничего общего с реле первичной защиты.
Некоторые примеры механического реле:

  1. Тепловое
    • Отключение OT (отключение по температуре масла)
    • Отключение WT (отключение по температуре обмотки)
    • Отключение по температуре подшипника и т. Д.
  2. Тип поплавка
    • Buchholz
    • OSR
    • PRV
    • Регуляторы уровня воды и т. Д.
  3. Реле давления.
  4. Механические блокировки.
  5. Реле несоответствия полюсов.
Список Различные реле защиты используются для защиты оборудования различных энергосистем

Теперь давайте посмотрим, какие реле защиты используются в различных схемах защиты оборудования энергосистемы.

Реле для защиты линий передачи и распределения

SL Защищаемые линии Используемые реле
1 400 кВ
Линия передачи
Main-I: без переключения или числовое расстояние Схема
Main-II: некоммутируемая или цифровая дистанционная схема
2 220 кВ
линия передачи
Main-I: некоммутируемая дистанционная схема (питание от шинных ПТ)
Main-II: коммутируемая дистанционная схема (Fed от линейного вариатора)
С возможностью переключения с шинного ПТ на линейный вариатор и наоборот.
3 132 кВ
Линия передачи
Основная защита: Схема коммутируемой дистанции (питание от шины PT).
Резервная защита: 3 № направленных реле IDMT O / L и
1 № Направленное реле IDMT E / L.
4 33 линии кВ Ненаправленное реле IDMT 3 выходных и 1 замыкающих.
5 Линии 11 кВ Ненаправленные реле IDMT 2 O / L и 1 E / L.

Реле для защиты трансформатора

1
SL Соотношение напряжений и
емкость трансформатора
Реле на стороне ВН Реле на стороне низкого напряжения Общие реле
KV
Генераторный трансформатор
3 шт. Ненаправленное реле O / L
1 без ненаправленного реле E / L
и / или резервное реле E / F + REF
— — Дифференциальное реле или
Реле общего дифференциала
Реле избыточного потока
Реле Бухгольца
РПН Реле Бухгольца
Реле PRV
OT
Реле отключения
Реле отключения WT
2 13.8/220 кВ
15,75 / 220 кВ
18/400 кВ
21/400 кВ
Генераторный трансформатор
3 шт. Ненаправленное реле O / L
1 шт. Ненаправленное реле E / L
и / или резервное E / F + REF Relay
— — Дифференциальное реле или
Реле общего дифференциала
Реле перетока
Реле Бухгольца
РПН Реле Бухгольца
Реле PRV
OT
Реле отключения
WT Реле отключения
3 220537
Подстанционный трансформатор
Ненаправленное реле O / L на 3 шт.
1 реле без ненаправленного E / L
и / или резервное реле E / F + REF
3 шт. Ненаправленное реле O / L Дифференциальное реле
Реле перенапряжения
Реле Бухгольца
РПН Бухгольца
Реле PRV
Реле отключения OT
Реле отключения WT
4 Генеральное напряжение / 6.6KV UAT 3 шт. Ненаправленное реле O / L 3 шт. Ненаправленное реле O / L Дифференциальное реле
Реле перенапряжения
Реле Бухгольца
Реле OLTC Бухгольца
PRV реле
Реле отключения OT 905 W
5 132/33 / 11кВ до 8 МВА 3 шт. Реле доп. / Л.
1 нет реле E / L
2 шт. Реле доп. / Л.
1 нет реле E / L
реле Бухгольца
РПН Реле Бухгольца
Реле PRV
Реле отключения ОТ
Реле отключения WT
6 132/33 / 11кВ выше 8 МВА и
ниже 31.5 MVA
3 шт. Реле доп. / Л.
1 нет реле упр. / Л.
3 шт. Реле доп. / Л.
1 нет реле упр. Реле
Реле отключения WT
7 132 / 33кВ, 31,5 МВА и выше 3 шт. Реле O / L
1 шт. Реле прямого включения / выключения
3 шт. Реле Дифференциальное реле
Реле перенапряжения
Реле Бухгольца
РПН Бухгольца
Реле PRV
Реле отключения OT
Реле отключения WT
8 220/33 KV, 31.5MVA и
50MVA 220 / 132KV, 100 MVA
3 шт. Реле перегрузки
1 реле реле прямого / обратного действия
Реле 3 шт. Упр. Реле Бухгольца
РПН Реле Бухгольца
Реле PRV
Реле отключения
Реле отключения WT
9 400/220 кВ 315MVA Реле выходного напряжения 3 н.у. Реле L.
Реле ограниченного включения / выключения
3 шт. Реле прямого действия.highset)
1 нет Реле направления E / L.
Реле ограниченного E / F
Дифференциальное реле
Реле перенапряжения
Реле Бухгольца
Реле Бухгольца РПН
Реле PRV
Реле отключения OT
Реле отключения WT
Реле перегрузки (аварийной сигнализации)

Следует помнить защита трансформаторов

  1. Нет реле Бухгольца для трансформаторов мощностью менее 500 кВА.
  2. Трансформаторы мощностью до 1500 кВА должны иметь только роговую защиту.
  3. Трансформаторы мощностью более 1500 кВА и до 8000 кВА с соотношением 33/11 кВ должны иметь один выключатель с групповым управлением на стороне ВН и индивидуальные выключатели НН, если имеется более одного трансформатора.
  4. Трансформаторы мощностью более 8000 кВА должны иметь индивидуальные выключатели высокого и низкого напряжения.
  5. Указанные выше реле должны быть предусмотрены на ВН и НН.
  6. ЛА на ВН и НН для трансформаторов всех мощностей и классов напряжения.
  7. Защита устройства РПН от рассогласования должна быть предусмотрена там, где работает схема ведущего ведомого.
  8. Подключаемая сигнализация отказа вентиляторов и отказов насосов.
  9. Сигнализация для O.T., W.T., Buchholz (основной бак И РПН) должна быть подключена.

(PDF) Реле качества электроэнергии и цифровой защиты

Реле качества электроэнергии и цифровой защиты

I. Zamora1, A.J. Мазон2, В. Вальверде, Э. Торрес, А. Дышко (*)

Кафедра электротехники — Университет Страны Басков

Alda. Urquijo s / n, 48013 Бильбао (Испания)

Телефон: +34 946 014063, факс: +34 946 014200, электронная почта: 1 iepzabei @ bi.ehu.es 2 [email protected]

(*) Департамент электронной и электротехники — Стратклайдский университет

204 George Street, Глазго (Великобритания)

Реферат. Энергокомпании должны удовлетворять требованиям

, обеспечивая своих потребителей энергией высокого качества

эффективно и эффективно, сохраняя при этом инвестиции и генерируя прибыль

. Использование цифровых многофункциональных реле и их правильная интеграция

в энергосистему является важным элементом процесса

.Однако характеристики цифровых реле

зависят от многих факторов и требуют тщательной оценки. В первой части статьи

очерчены основные преимущества и ограничения цифровых реле

. Введены ключевые стандарты качества электроэнергии

и указана их актуальность для релейной защиты

. Наконец, влияние качества электроэнергии на реле защиты

оценивается с помощью нескольких примеров моделирования

с использованием программного инструмента Mathcad.

Ключевые слова. Качество электроэнергии, надежность, цифровые реле.

1. Введение

Современные передовые промышленные процессы

часто чувствительны к перебоям в подаче электроэнергии и искажениям напряжения. В случае

, с другой стороны, растущее использование нелинейных нагрузок

создает помехи и способствует увеличению уровней загрязнения по напряжению

в электрических сетях. Эта ситуация

может повлиять на нормальную работу других клиентов

, подключенных к этим сетям.Таким образом, в последние годы чувствительность

к проблемам качества электроэнергии была

, увеличиваясь в основном в результате требований, предъявляемых многими потребителями

.

Качество электроэнергии можно определить с помощью четырех основных параметров

: частоты, амплитуды, формы и симметрии.

Определяется количественно путем оценки этих параметров, а

— путем сравнения их с нормативными пределами. В зависимости от

, какие из этих параметров выходят за установленные пределы

, будут различные явления, влияющие на качество электроэнергии

, поставляемой потребителям.Основными характеристиками

этих явлений являются:

— Изменение частоты происходит из-за небольших изменений в

динамического баланса между нагрузкой и уровнями поколения

. Величина сдвига частоты и его продолжительность

зависят от характеристик нагрузки и реакции системы управления поколения

на изменения нагрузки. Когда нагрузка на

выше, чем у поколения, частота уменьшается, тогда как при

, когда нагрузка ниже, чем у генерации, частота

увеличивается.Частота энергосистемы

напрямую связана со скоростью вращения генераторов

, питающих систему.

— Амплитуда. Типичные явления, связанные с амплитудой волны

, и ее основные характеристики определены в

таблице I.

ТАБЛИЦА I — Явления, связанные с амплитудой

Величина продолжительности

Колебания напряжения> 10 сг

Быстрые колебания напряжения мс — 10 sg <10% Un

Падение напряжения 10 мс — sg 90% Un

Кратковременное прерывание 10 мс — 1 мин 100% Un

Импульс напряжения мкс — 10 мс От 1 до 5 Un

— Форма.Гармонические искажения — это явления, связанные с формой волны

. Нелинейные нагрузки вводят компоненты

с частотами, кратными основной частоте системы

. Эти более высокочастотные составляющие

называются гармониками. Изменение волны, вызванное

этими гармониками, называется гармоническим искажением. В большинстве практических приложений

амплитуды гармоник уменьшаются до

с гармоническим порядком, являясь гармоникой третьего порядка, наиболее важной

.

— Симметрия. В трехфазной системе, когда среднеквадратичные значения

не равны или фазовые углы не смещены симметрично на

на 120 градусов, в системе присутствует дисбаланс напряжений

. Обычно это вызвано однофазными нагрузками

.

Форма волны напряжения, создаваемого генераторами,

относительно чистая, а вышеуказанные четыре параметра близки

к нормативным значениям. Однако качество волны

зависит от наличия широкого диапазона помех

по всей сети передачи и распределения.

Одним из наиболее важных факторов, вызывающих эти нарушения

, является подключение потребителей к нелинейным и однофазным нагрузкам

. Более того, иногда на качество электроэнергии

могут влиять другие переходные явления

, такие как события отказа системы, переключение или метеорологические условия

. Полное устранение

этих событий невозможно, поэтому необходимо

Цифровое реле дистанционной защиты

Реле дистанционной защиты некоммутируемое и включает в себя все дополнительные функции для защиты воздушных линий и кабелей на всех уровнях напряжения от 5 до 765 кВ.Все способы подключения нейтральной точки (резонансное заземление, изолированное, сплошное или низкоомное заземление) надежно защищены. Устройство может выдавать одно- или трехполюсные команды ОТКЛЮЧЕНИЯ, а также команды ЗАКРЫТЬ. Следовательно, возможно однополюсное, трехполюсное и многократное АПВ. Включены функции телезащиты, а также защита от замыканий на землю и чувствительное обнаружение замыканий на землю.

Функции защиты

  • Дистанционная защита (ANSI 21, 21N)
  • Направленная защита от замыканий на землю для высокоомных КЗ (ANSI 50N, 51N, 67N)
  • Направленная защита от замыканий на землю для высокоомных КЗ
  • Резервная максимальная токовая защита (ANSI 50, 50N, 51, 51N, 67)
  • Защита от перенапряжения, защита от пониженного напряжения (ANSI 59, 27)
  • Автоматическое восстановление (ANSI 79)
  • Устройство защиты от отказа выключателя (ANSI 50BF)
  • Защита от тепловой перегрузки (ANSI 49)
  • Обнаружение качания мощности (ANSI 68, 68T)

Альтернативно можно использовать следующие методы срабатывания датчика:

  • Датчик максимального тока I >>
  • Расцепитель максимального тока, зависящий от напряжения В / I
  • Расцепитель максимального тока, зависящий от напряжения и фазового угла В / I / φ
  • Датчик импеданса Z <

Доступны пять независимых зон дальности и одна отдельная зона выхода за пределы диапазона.Встроенный локатор повреждений рассчитывает полное сопротивление и расстояние до места повреждения. Результаты отображаются в омах, километрах (милях) и в процентах от длины линии. Также доступна компенсация параллельной линии и компенсация тока нагрузки для высокоомных КЗ.

Имеется большой, легко читаемый дисплей с подсветкой. Последовательный интерфейс ПК RS232, доступный на передней панели устройства, обеспечивает быстрый доступ ко всем параметрам и данным о неисправностях. Использование дополнительной операционной программы DIGSI 4 особенно выгодно при вводе в эксплуатацию.

Индуктор Эдмунд О. Швейцер III: изобретение защитного реле

Эдмунд О. Швейцер III вывел на рынок первое цифровое защитное реле на базе микропроцессора, революционизировав производительность электроэнергетических систем с помощью компьютерного оборудования защиты и управления и большое влияние на отрасль электроэнергетики. Раньше коммунальные предприятия полагались на громоздкие реле из пружин, магнитов и катушек. Более точное и надежное цифровое реле Швейцера имело одну восьмую размера, одну десятую веса и одну треть цены.

Швейцер был заинтригован защитой электроэнергетической системы и защитными реле, будучи студентом-электротехником, получив степень бакалавра и магистра в Университете Пердью, а в 1977 году — докторскую степень в Университете штата Вашингтон. В 1982 году он основал Schweitzer Engineering Laboratories (SEL) в Пуллмане, штат Вашингтон, сегодня компанию, принадлежащую сотрудникам, для разработки и производства цифровых реле защиты, которые существуют для того, чтобы сделать электроэнергию более безопасной, надежной и экономичной.

Многофункциональное цифровое реле Schweitzer SEL 21 не только для защиты энергосистем; он записывал данные, помогал обнаруживать неисправности и предлагал дополнительные инновации, которые с тех пор стали стандартными функциями защитных реле. SEL-PRTU, более позднее устройство, было первым, которое обеспечило связь с несколькими реле.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *