Wat is die rol van 'n mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparaat in hoogspeekseltoerusting, en hoe kies jy dit?
Rol en Keuse van Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate in Hoogspanningskakels
In die afgelope jare het die toepassing van mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate in middel- en hoogspanningskruidistribusieprojekte beduidend toegeneem. Hierdie toestelle is gebruikersvriendlik en oorkom die nadele van tradisionele relaibeskerming soos komplekse bedraad, lae betroubaarheid, en omberig instellings- en opsporingprosedures. Mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate het omvattende selfdiagnosefunksies, wat opsporing en kommissieëring baie gemaklik maak.
Wanneer 'n anomalië gedetekteer word, gee die sentrale verwerkingseenheid (CPU) die sein-generator instruksies om ooreenkomstige klank- en visuele alarmseine uit te stuur. Daarbenewens kan verskeie bystandfunksies maklik geïmplementeer word, soos die drukking van foutinligting en die opneem van tydstempels na beskermingsaksies. Baie vervaardigers produseer hierdie toestelle, elk met produk met verskillende funksionaliteite en hardewarekonfigurasies, wat dit uitdagend maak om die mees geskikte geïntegreerde beskermingsapparaat te kies.
I. Keuse van Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate
Om verseker te wees dat mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate hul relaibeskermingsopdrag korrek en akkuraat voltooi, moet die keuse tydens die ontwerpphase gebaseer word op 'n omvattende evaluering van betroubaarheid, reaksietyd, onderhoud- en kommissieëringgemak, en bystandfunksies.
1.1 Betroubaarheid van Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate
Die sein-invoer vir mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate is dieselfde as vir tradisionele relaibeskerming: spannings- en stroomseine word vanaf spanningsveranderders (VTs) en stroomveranderders (CTs) ingevoer, deur transducers omgesit na standaardseine wat deur die beskermingsapparaat vereis word, en gefilter om lae- en hoëorde harmoniese en ander interferensieseine te verwyder. Analog-to-digitale (A/D) omskakelaars transformeer dan die analogiese seine na digitale seine. Die CPU voer berekeninge uit op die digitale invoer, vergelyk dit met voorafgestelde waardes, maak beoordeling en besluit of 'n alarm getrig moet word of nie.
Om betroubaarheidsvereistes te bevredig, word die meet- en beskermingsinvoerseine deur onafhanklike verwerkingseenhede binne die toestel verwerk en uitgegee. Dit verseker hoë meetakkuraatheid en bied 'n royke margin tydens ernstige foute. Die toestel moet nie A/D-oorloop of verzadiging ervaar wanneer die foutseinstroom tot 20 keer die normale waarde bereik nie, wat algemeen betroubaarheidsvereistes vir tipiese ingenieursaplikasies bevredig.
1.2 Reaksietyd van Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate
Tydens ontwerp en keuse kan die gehalte van 'n beskermingsapparaat slegs beoordeel word op grond van drie indikatore: berekeningakkuraatheid, reaksietyd, en berekeningsbelasting. Hierdie drie faktore is wederkerig teenstrydig: laer berekeningakkuraatheid en kleiner berekeningsbelasting lei tot vinniger reaksietye, terwyl hoër akkuraatheid en groter belasting resulteer in trager reaksietye. In die algemeen, vir eindbronne van die kragnet, moet die berekeningsbelasting groter wees as 3 keer, die berekeningakkuraatheid hoër as 0,2%, en die maksimum reaksietyd minder as 30 ms wees om tipiese ingenieursvereistes vir reaksietyd te bevredig.
1.3 Keuse van Ander Funksies van Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate
Geïntegreerde beskermingsapparate bevat talryke geïntegreerde chips, wat hoëvlak tegniese kundigheid vereis vir onderhoud. Tydens die keuse moet toestelle met modulaire en universele hardeware verkies word, wat toelaat dat hardewarefoute deur blokvervanging opgelos word, wat werkdoeltreffendheid verbeter.
Daarbenewens moet die beskermingsapparaat 'n ingeboude EPROM-module hê, wat alle instellingswaardes digitaal laat stoor. Veldpersoneel kan hierdie instellings maklik herinner vir toerustingkommissieëring sonder om data te herskryf. Om te integreer met die algehele projek se outomatiese moniteringstelsel, moet die beskermingsapparaat kommunikasievaardighede hê, wat maklike netwerkforming via databusse moontlik maak en die oordrag van aksie-inligting na die hoër-graadse outomatiese moniteringstelsel.
2. Verhouding tussen Geïntegreerde Beskermingsapparate en die Plant-Wyde Outomatiseerde Beheersisteem
Gebaseer op die konfigurasie en kommunikasieverwagtings van die plant-outomatiseerde beheersisteem, word die outomatiseerstelsel vir mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate tipies in drie liggamme verdeel: die kakellaag, die substationlaag, en die sentrale beheervertrek.
2.1 Kakellaag
Die kakellaag bestaan uit verskeie tipes mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate, direk op die kakels geïnstalleer. Elke toestel handhaaf direk meet-, beskermings- en beheerfunksies vir sy eie kabinet. Spesifieke funksies is as volg:
(1) Inkomer Kabinet
Beskermingsfunksies: Oorblywende oorskynselstraaltriggery, tydvertragte oorskynselstraaltriggery.
Meetfunksies: Drie-fase stroom, drie-fase spanning, aktiewe en reaktiewe krag, aktiewe en reaktiewe energie.
Moniteringsfunksies: Kontakbreekposisie oop/toe.
Beheerfunksies: Handmatige oop/toe (op kabinet), afstandsbeheer oop/toe.
Alarmfunksies: Triggery as gevolg van fout, waarskuwingssiene, oop/toe, toestel fout, foutopname, ens.
(2) Transfo Kabinet
Beskermingsfunksies: Oorblywende oorskynselstraaltriggery, tydvertragte oorskynselstraaltriggery, inverse tyd oorlas, enkel-fase grondfout, swaar gas triggery.
Meet-, Moniterings- en Beheerfunksies: Dieselfde as inkomer kabinet.
Alarmfunksies: Triggery as gevolg van fout, lig gas, temperatuuralarm, waarskuwingssiene, oop/toe, toestel fout, foutopname, ens.
(3) Busleier Kabinet
Beskermings-, Moniterings- en Beheerfunksies: Dieselfde as inkomer kabinet.
Alarmfunksies: Triggery as gevolg van fout, toestel fout, foutopname, ens.
(4) Motor Kabinet
Beskermingsfunksies: Oorblywende oorskynselstraaltriggery, tydvertragte oorskynselstraaltriggery, oorlas, enkel-fase grondfout, lae spanning, oorhitte.
Meetfunksies: Drie-fase stroom, drie-fase spanning, aktiewe en reaktiewe krag, aktiewe en reaktiewe energie.
Moniteringsfunksies: Kontakbreekposisie oop/toe.
Beheerfunksies: Handmatige oop/toe (op kabinet), afstandsbeheer oop/toe.
Alarmfunksies: Triggery as gevolg van fout, waarskuwingssiene, oop/toe, toestel fout, foutopname, ens.
Na data-insameling in hul respektiewe kakels, versend die beskermingsapparate data via 'n bus na die moniterrekenaar op die substationlaag. Hierdie stelsel verminder beduidend beheerkabels, verkort aanplektyd ter plaatse, en verbeter werkdoeltreffendheid.
2.2 Substationlaag
Baie seine van die substation moet na die sentrale beheervertrek via die plant se industriële Ethernet oorgedra word, en die substation ontvang seine van die sentrale beheervertrek om beheerbevelte aan die beskermingsapparate te gee. Die substationlaag bestaan tipies uit industriële beheerrekenaars, printers, en monitore. Sy hooffunksies sluit in die konfigurasie en bestuur van die kakelsgeïntegreerde beskermingsapparate, monitering van stelselbedryf, die vestiging en bestuur van die substation-databasis, en kommunikasie met die sentrale beheervertrek.
As gevolg van vervaardigers wat hul beskermingsapparaat sagteware en elektriese berekeningmetodes vertroulike hou, moet die substationlaag ook kommunikasieprotokolomskakeling hanteer om seinsoorsetting en -ontvangst tussen die sentrale beheervertrek en die beskermingsapparate te faciliteer.
2.3 Kommunikasienetwerk
Kommunikasie tussen die kakels en substation kan 'n MODbus-busnetwerk gebruik, wat tot 64 slaafstasies ondersteun. Optiese isolering word tussen die kommunikasienetwerk en die toestelle gebruik om buite-inferensieseine te verhoed. Kommunikasie tussen die substation en die sentrale beheervertrek gebruik 'n industriële Ethernet met 'n glasvezelmedium, met 'n kommunikasiekoers van meer as 1 Mbps.
2.4 Sagteware
Stelselsagteware kan hoofstroomplatforms met internasionale standaardargitektuur, soos Windows NT, gebruik. Sagtewaremodule moet insluit: hoofbeheersagteware, grafiek sagteware, databasisbestuursagteware, rapportgenereringsagteware, en kommunikasiesagteware.
By die keuse van sagteware, moet die hoofbeheersagteware 'n hoë mate van modulariteit hê. Hoë modulariteit laat veldpersoneel toe om sagteware gemaklik op basis van terreinomstandighede op te roep sonder bykomende programmering, wat die operasionele en onderhoudbelasting van skeduleerders en onderhoudpersoneel beduidend verminder en werkdoeltreffendheid verbeter.
3. Kwessies om te Let op By die Keuse van Hardeware vir Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate
Daarbenewens moet die volgende kwessies let op word by die keuse van hardeware vir mikrorekenaargeïntegreerde beskermingsapparate:
Gebruik 'n geslote, versterkte chassis wat teen sterke vibrasie en interferensie bestand is, met 'n kompak installasiegrootte wat geskik is vir harde omgewings en kabinetmontasie.
Adopteer 'n industriële graad dubbel-CPU-struktuur, met elke toestel 'n hoof-CPU en 'n kommunikasie-CPU inhoud. Die twee CPUs werk in 'n mutuele kontrolemodus, wat die toestel se reaksietyd en akkuraatheid verbeter, verhoed verkeerde werking of mislukking, en verhoog stabiliteit en betroubaarheid.
Volledige temperatuurstrekkompensasie laat die toestel toe om langtermyn te werk in omgewings van -20°C tot +60°C.
Meet- en beskermingsseine word onafhanklik binne die toestel verwerk, wat beide akkuraatheidvereistes en beskermingsbereik en betroubaarheidvereistes bevredig.
Gebruik 'n spesialiserte frekwensie-monsterskema om die roosterfrekwensie presies te volg, wat elektriese hoeveelhede berekenings akkurater maak.
Gebruik optiese isolering vir digitale in- en uitgaanse seine, en geskilde kabels vir interne kabinetbedraad, wat effektief buite interferensieseine verhoed en die toestel se anti-interferensievermoë verbeter.
Gebruik 'n groot-skrif LCD-skerm en sagte toetsbord vir duideliker numeriese vertoon en makliker bediening.
Na kommissieëring en bedryf, word die instellingswaardes vir verskeie beskermingsmodes digitaal in EPROM gestoor, wat maklike herinnering na opsporing of kretsfeilherstel moontlik maak.
Sluit 'n omvattende kontakbreekbeheerkrets in wat geskik is om verskeie tipes kontakbrekers te beheer, wat substationopgraderings fasiliteer.
Het omvattende ongelukanalisevermoë, insluitend beskermingsaksie-gebeurtenisrekords, elektriese hoeveelhede-seinlimietoorskrydingsrekords, en foutopname.
4. Die Rol van Mikrorekenaargeïntegreerde Beskermingsapparate in Hoogspanningskakels
Mikrorekenaarbeskermingsapparate beskerm skakels teen abnormaliteite. Hulle rolle in hoogspanningskakels is as volg:
Mikrorekenaarbeskermingsapparate het sterk data-verwerkings-, logiese bewerkings- en inligtingsstoorvermoë, met 'n gevorderde interne argitektuur. Hulle bied die volledige beskermingsfunksies van konvensionele relaibeskerming. Deur seine van meetkomponente soos stroomveranderders en spanningsveranderders te ontvang, kan die toestel die skakelstatus moniteer, beheer en beskerm. Dit sluit in beskerming teen kortsluitings, oorlas, enkel-fase grondfout, ens. Sonder 'n beskermingsapparaat, word hierdie funksies in 'n hoogspanningskakel met relais behaal. Met mikrorekenaarbeskerming is addisionele funksies beskikbaar, soos maklike aanvaarding van afstandsbeheer, kommunikasie met die bo-verse stelsel om stroom, spanning, krag en energieseine van die skakel te oorsend, en gemaklike verstelling van beskermingsinstellings.
