Mikä on mikrotietokonepohjaisen yhdennetyn suojalaitteen rooli korkeajännitekaapeloissa ja miten sitä valitaan
Mikrotietokoneintegroitujen suojalaitteiden rooli ja valinta korkeajännitekoneissa
Viime vuosina mikrotietokoneintegroituja suojalaitteita on käytetty yhä enemmän keski- ja korkeajännitteisiin sähköjakelujärjestelmiin. Nämä laitteet ovat käyttäjäystävällisiä ja ne ylittävät perinteisten relaasisuojien haitat, kuten monimutkaiset johtokuvat, alhainen luotettavuus ja työläät asetus- ja testausmenettelyt. Mikrotietokoneintegroidut suojalaitteet sisältävät kattavat itsediagnostiikkatoiminnot, joten havainto- ja komissionointitoimet ovat erittäin yksinkertaisia.
Kun poikkeama havaitaan, tietokoneton (CPU) ohjaa signaaliluojan tuottamaan vastaavat äänilliset ja visuaaliset hälytyssignaalit. Lisäksi erilaisia aputoimintoja, kuten vikojen tulostaminen ja suojatoimien ajan tallentaminen tapahtuman jälkeen, on helposti toteutettavissa. Useat valmistajat tuottavat näitä laitteita, jotka tarjoavat erilaisia toimintoja ja laitteistokokoonpanoja, mikä tekee integroitujen suojalaitteiden valinnasta haastavan.
I. Mikrotietokoneintegroiduiden suojalaitteiden valinta
Mikrotietokoneintegroidujen suojalaitteiden oikeellisen ja tarkkan toiminnan varmistamiseksi niiden valinnassa suunnitteluvaiheessa tulisi perustua luotettavuuden, vastetoimivuuden, huollon ja komissionoinnin helpomuuden sekä lisätoimintojen kattavaan arviointiin.
1.1 Mikrotietokoneintegroiduiden suojalaitteiden luotettavuus
Mikrotietokoneintegroidujen suojalaitteiden signaalisyötteet ovat samoja kuin perinteisissä relaasisuojissa: jännite- ja virransignaalit tuodaan jännite- (VT) ja virrantekijöistä (CT), muunnetaan suojalaitevaatimukset täyttäviin standardisignaleihin transduktoreilla, ja suodatetaan pois matala- ja korkeajärjestysharmoniat sekä muut häiriöt. Analogidigitaalimuuntimet (A/D) muuntavat analogiset signaalit digitaalisiksi. Tietokoneton (CPU) suorittaa laskutoimituksia digitaaliselle syötteelle, vertaa asetetuille arvoille, tekee päätöksen ja päättää, aiheuttaako se hälytyksen tai katkon.
Luotettavuusvaatimusten täyttämiseksi mittauksen ja suojan syöttösingaalit käsitellään ja välitetään laitteen sisällä toisistaan riippumattomilla prosessointiyksiköillä. Tämä takaa korkean mittauttarkkuuden ja antaa riittävän marginaalin vakavissa virheissä. Laitteella ei pitäisi olla A/D-ylikuormitusta tai satuutusta, kun virhesignaalivirta saavuttaa normaaliarvon 20 kertaa, mikä yleensä täyttää tyypilliset insinöörimääritykset.
1.2 Mikrotietokoneintegroiduiden suojalaitteiden vastetoimivuus
Suunnittelussa ja valinnassa suojalaitteen laatua voidaan arvioida kolmella indikaattorilla: laskennallinen tarkkuus, vastetoimivuus ja laskennallinen kuormitus. Nämä kolme tekijää ovat ristiriidassa: alhainen laskennallinen tarkkuus ja pienempi laskennallinen kuormitus johtavat nopeampaan vastetoimivuuteen, kun taas korkeampi tarkkuus ja suurempi kuormitus hidastavat vastetoimivuutta. Yleisesti ottaen sähköverkon loppukäyttäjille laskennallinen kuormitus pitäisi olla suurempi kuin 3 kertaa, laskennallinen tarkkuus korkeampi kuin 0,2 % ja maksimi vastetoimivuus alle 30 ms, jotta vastetaan tyypillisiin insinöörimäärityksiin vastetoimivuudelle.
1.3 Mikrotietokoneintegroiduiden suojalaitteiden muiden toimintojen valinta
Integroidut suojalaitteet sisältävät useita integroituja piirejä, mikä vaatii korkeatasoista teknistä osaamista huollossa. Valinnassa tulisi suosia modulaarisia ja yleispäteviä laitteistoja, jotta laitteiston vikat voidaan korjata vain vaihtamalla moduuleja, mikä parantaa työn tehokkuutta.
Lisäksi suojalaitteessa tulisi olla sisäänrakennettu EPROM-moduuli, joka mahdollistaa kaikki asetusarvot tallentamisen digitaalisesti. Kenttähenkilöstö voi helposti palauttaa nämä asetukset laitteen komissionointiin ilman uudelleenkirjoituksen tarvetta. Kokonaisprojektin automatisoitujen valvontajärjestelmien integrointiin suojalaitteessa tulisi olla kommunikaatioominaisuudet, jotta dataväyläverkosto voidaan helposti muodostaa ja suojatoimien tiedot voidaan välittää ylemmälle automatisoidulle valvontajärjestelmälle.
2. Integroidujen suojalaitteiden ja tehtaanlaajuisen automaatiokontrollijärjestelmän välinen suhde
Tehtaan automaatiokontrollijärjestelmän kokoonpanon ja kommunikaatiota vaatimusten mukaan mikrotietokoneintegroidun suojalaitteen automaatiokontrollijärjestelmä jaetaan yleensä kolmeen tasoon: kytkentätason, aluekohteen tason ja keskuskonttorin tason.
2.1 Kytkentätaso
Kytkentätaso koostuu erilaisista mikrotietokoneintegroiduista suojalaitteista, jotka on asennettu suoraan kytkentälaitteisiin. Jokainen laite käsittelee suoraan mittaamisen, suojan signaalit ja hallintotoiminnot sen omalle kytkentälaitekaapille. Erityiset toiminnot ovat seuraavat:
(1) Syöttökabinetti
Suojatoiminnot: Pysyvä pisteylijä, viiveellinen pisteylijä.
Mittausominaisuudet: Kolmijannite, kolmivirran, aktiivinen ja reaktiivinen teho, aktiivinen ja reaktiivinen energia.
Valvontaominaisuudet: Suljetun/poistetun tilan.
Hallintotoiminnot: Manuaalinen avaus/sulkeminen (kaapissa), etähallinta avaus/sulkeminen.
Hälytysominaisuudet: Vikon vuoksi, varoitusmerkit, avaus/sulkeminen, laitevirhe, virhetallennus, jne.
(2) Muuntokabinetti
Suojatoiminnot: Pysyvä pisteylijä, viiveellinen pisteylijä, käänteinen ylikuormitus, yksifaseinen maanjäristys, raskaan kaasun pisteylijä.
Mittaus, valvonta ja hallintatoiminnot: Samat kuin syöttökabinetissä.
Hälytysominaisuudet: Vikon vuoksi, kevyt kaasu, lämpövaroitus, varoitusmerkit, avaus/sulkeminen, laitevirhe, virhetallennus, jne.
(3) Busbarketin kabinetti
Suojatoiminnot, valvonta ja hallintatoiminnot: Samat kuin syöttökabinetissä.
Hälytysominaisuudet: Vikon vuoksi, laitevirhe, virhetallennus, jne.
(4) Motorikabinetti
Suojatoiminnot: Pysyvä pisteylijä, viiveellinen pisteylijä, ylikuormitus, yksifaseinen maanjäristys, alavirta, ylivirta.
Mittausominaisuudet: Kolmijannite, kolmivirran, aktiivinen ja reaktiivinen teho, aktiivinen ja reaktiivinen energia.
Valvontaominaisuudet: Suljetun/poistetun tilan.
Hallintotoiminnot: Manuaalinen avaus/sulkeminen (kaapissa), etähallinta avaus/sulkeminen.
Hälytysominaisuudet: Vikon vuoksi, varoitusmerkit, avaus/sulkeminen, laitevirhe, virhetallennus, jne.
Omien kytkentälaitekaappienssa kerättyjen tietojen jälkeen suojalaitteet välittävät tiedot bussilla aluekohteen tason valvontatietokoneelle. Tämä järjestelmä vähentää merkittävästi ohjauskabeleja, lyhentää paikan päällä tapahtuvaa komissionointiaikaa ja parantaa työn tehokkuutta.
2.2 Aluekohteen taso
Monet aluekohteen signaalit on välitettävä keskuskonttoriin tehtaan teollisella Ethernetillä, ja aluekohteen on vastaanotettava keskuskonttorin signaalit ja annettava ohjeita suojalaitteille. Aluekohteen taso koostuu yleensä teollisista tietokoneista, tulostimista ja näytöistä. Sen päätoiminnot sisältävät kytkentälaitekaappien integroitujen suojalaitteiden määrittelyn ja hallinnan, järjestelmän toiminnan valvonnan, aluekohteen tietokannan luonnin ja hallinnan sekä kommunikaation keskuskonttorin kanssa.
Koska valmistajat pitävät suojalaitteiden ohjelmistoa ja sähköllisiä laskenta-ohjeita salaisina, aluekohteen tason on myös käsiteltävä kommunikaatioprotokollien muuntamista, jotta signaalit voidaan välittää ja vastaanottaa keskuskonttorin ja suojalaitteiden välillä.
2.3 Viestintäverkko
Kytkentälaite- ja aluekohteen välisen viestinnän voi toteuttaa MODbus-bussiverkostolla, joka tukee 64 orjuksen asetuksen. Viestintäverkon ja laitteiden välissä käytetään optista eristystä, joka estää ulkopuolisia häiriösignaaleja. Aluekohteen ja keskuskonttorin välisen viestinnän voidaan toteuttaa teollisella Ethernetillä optisilla kaapeleilla, jonka viestintänopeus on yli 1 Mbps.
2.4 Ohjelmistot
Järjestelmäohjelmistot voivat käyttää kansainvälisesti standardoituja pääasiallisia alustoja, kuten Windows NT. Ohjelmistomoduulit olisi saatava sisältää: pääohjelmisto, grafiikkao
