Kādu lomu spēlē mikrotaisnītāja integrēta aizsardzības ierīce augsprieguma pārslēgumu aparātos un kā to izvēlēties
Mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču loma un izvēle augspiediena pārslēdzējos
Nesenajos gados, vidēja un augsta sprieguma elektrosūtīšanas sistēmu projektos ir ievērojami pieaudzis mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču lietojums. Šīs ierīces ir lietotājam draudzīgas un pārvarējušas tradicionālās releja aizsardzības trūkumus, piemēram, sarežģītu vadaņu, zemu uzticamību un neskaidrus iestatīšanas un testēšanas procesus. Mikrokomputera integrētās aizsardzības ierīces piedāvā visaptverošas pašdiagnostikas funkcijas, kas padara detektēšanu un komisijas darbību ļoti vieglu.
Kad tiek uztverta neprāta situācija, centrālais apstrādes vienība (CPU) izdod komandu signāla ģenerātoram, lai izraisītu atbilstošus skaļas un vizuālas brīdinājuma signālus. Papildus tam, dažādas palīgfunkcijas, piemēram, kļūdu informācijas druka un aizsardzības darbības laika ieraksts pēc notikuma, tiek viegli realizētas. Daudzi ražotāji izgatavo šādas ierīces, katra piedāvājot produktus ar atšķirīgām funkcijām un aparātu konfigurācijām, kas padara izvēli par vispiemērotāko integrēto aizsardzības ierīci grūtu.
I. Mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču izvēle
Lai nodrošinātu, ka mikrokomputera integrētās aizsardzības ierīces pareizi un precīzi veic releja aizsardzības uzdevumus, izvēle projektēšanas fāzē jāveic, balstoties uz uzticamības, reaģēšanas laika, uzturēšanas un komisijas darbības vieglumu, kā arī papildu funkciju visaptverošu novērtējumu.
1.1 Mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču uzticamība
Signālu ievade mikrokomputera integrētajām aizsardzības ierīcēm ir tāda pati kā tradicionālajā releja aizsardzībā: no sprieguma transformatoriem (VT) un strāvas transformatoriem (CT) tiek ievesti sprieguma un strāvas signāli, tos transdūceri pārveido par aizsardzības ierīcei nepieciešamajiem standarta signāliem, un filtrē, lai noņemtu zemas un augstās rādītāju harmoniskās un citus interferencējošos signālus. Analogā digitālā (A/D) konverteris tad pārveido analogos signālus par digitālajiem signāliem. CPU veic aprēķinus digitālajā ievadē, salīdzina tos ar iepriekš iestatītajām vērtībām, veic secinājumus un lemj, vai izraisīt brīdinājumu vai atrisinājumu.
Lai saskanētu ar uzticamības prasībām, mērījumu un aizsardzības ievades signāli tiek apstrādāti un izvadīti neatkarīgi apstrādes vienībās ierīcē. Tas nodrošina augstu mērījumu precizitāti un sniedz pietiekamu rezervu smagās kļūdu gadījumā. Ierīce nedrīkst pieredzēt A/D pārpildījumu vai satura pārsniegšanu, kad kļūdas signāla strāva sasniedz 20 reizes normālo vērtību, kas vispārēji apmierina tipiskās inženierzinātnisko lietojuma uzticamības prasības.
1.2 Mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču reaģēšanas laiks
Projektēšanas un izvēles laikā aizsardzības ierīces kvalitāti var novērtēt tikai pēc trim rādītājiem: aprēķina precizitāte, reaģēšanas laiks un aprēķina slodze. Šie trīs faktori ir savstarpēji pretrunīgi: zemāka aprēķina precizitāte un mazāka aprēķina slodze nodrošina ātrāku reaģēšanas laiku, bet augstāka precizitāte un lielāka slodze rada lēnāku reaģēšanas laiku. Parasti elektrotīkla galalietotājiem aprēķina slodzei jābūt lielākai par 3 reizes, aprēķina precizitātei jābūt augstākai par 0,2%, un maksimālajam reaģēšanas laikam jābūt mazākam par 30 ms, lai saskanētu ar tipiskajām inženierzinātnisko reaģēšanas laika prasībām.
1.3 Cita mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču funkciju izvēle
Integrētās aizsardzības ierīces satur daudzas integrētas čips, kas prasa augstu tehnisks specializāciju uzturēšanai. Izvēles laikā jāpreferē ierīces ar modulāru un universālu hardveru, kas ļauj risināt hardveres kļūdas, vienkārši aizstājot moduļus, tādējādi uzlabojot darba efektivitāti.
Papildus tam, aizsardzības ierīcei jābūt iebūvētam EPROM modulim, kas ļauj visus iestatījumu vērtības glabāt digitāli. Lauka personāls var viegli atsaukt šos iestatījumus, lai bez datu pārrakstīšanas sagatavotu ierīci. Lai integritāti nodrošinātu ar kopējā projekta automātiskās monitorēšanas sistēmu, aizsardzības ierīcei jābūt komunikācijas spējām, kas ļauj viegli veidot tīklus, izmantojot datu magistrali, un pārraidīt darbības informāciju augstākajai automātiskajai monitorēšanas sistēmai.
2. Integrēto aizsardzības ierīču attiecības ar rūpnīcas automatizēto kontroles sistēmu
Balstoties uz rūpnīcas automatizētās kontroles sistēmas konfigurāciju un komunikācijas prasībām, mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču automatizētā sistēma parasti tiek sadalīta trīs slāņos: pārslēdzēju slānis, pārvadi slānis un centrales kontrolēšanas istaba.
2.1 Pārslēdzēju slānis
Pārslēdzēju slānis sastāv no dažādām mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču, kas tiek tieši instalētas pārslēdzējos. Katra ierīce tieši apstrādā mērījumu, aizsardzības signālus un kontrolfunkcijas savam atbilstošajam skapi. Konkrētas funkcijas ir šādas:
(1) Ieejas skapis
Aizsardzības funkcijas: Momentānas pārstrāvas izsekošana, pagarinātas pārstrāvas izsekošana.
Mērīšanas funkcijas: Trīs fāžu strāva, trīs fāžu spriegums, aktīvā un reaktivā vara, aktīvā un reaktivā enerģija.
Monitorings: Slēdziena atvērts/aizvērts stāvoklis.
Kontrolfunkcijas: Manuāla atvēršana/aizvēršana (uz skapa), attālināta kontrolēšana atvēršanai/aizvēršanai.
Brīdinājumu funkcijas: Kļūdas dēļ izsekošana, brīdinājuma signāli, atvēršana/aizvēršana, ierīces kļūda, kļūdas ieraksts utt.
(2) Transformatora skapis
Aizsardzības funkcijas: Momentānas pārstrāvas izsekošana, pagarinātas pārstrāvas izsekošana, inversā laika pārklājums, vienas fāzes zemes saite, smags gāzes izsekošana.
Mērīšanas, monitoringa un kontrolfunkcijas: Tās pašas kā ieejas skapa.
Brīdinājumu funkcijas: Kļūdas dēļ izsekošana, gāzes brīdinājums, temperatūras brīdinājums, brīdinājuma signāli, atvēršana/aizvēršana, ierīces kļūda, kļūdas ieraksts utt.
(3) Šķidruma skapis
Aizsardzības, monitoringa un kontrolfunkcijas: Tās pašas kā ieejas skapa.
Brīdinājumu funkcijas: Kļūdas dēļ izsekošana, ierīces kļūda, kļūdas ieraksts utt.
(4) Dzīna skapis
Aizsardzības funkcijas: Momentānas pārstrāvas izsekošana, pagarinātas pārstrāvas izsekošana, pārklājums, vienas fāzes zemes saite, zema spriegums, pārsiltums.
Mērīšanas funkcijas: Trīs fāžu strāva, trīs fāžu spriegums, aktīvā un reaktivā vara, aktīvā un reaktivā enerģija.
Monitoringa funkcijas: Slēdziena atvērts/aizvērts stāvoklis.
Kontrolfunkcijas: Manuāla atvēršana/aizvēršana (uz skapa), attālināta kontrolēšana atvēršanai/aizvēršanai.
Brīdinājumu funkcijas: Kļūdas dēļ izsekošana, brīdinājuma signāli, atvēršana/aizvēršana, ierīces kļūda, kļūdas ieraksts utt.
Pēc datu iegūšanas katrā savā pārslēdzējā, aizsardzības ierīces pārraida datus caur magistrāli uz monitorēšanas datoru pārvadi slānī. Šī sistēma būtiski samazina kontrolvadu kabeļu skaitu, saīsina vietējo komisijas darbības laiku un uzlabo darba efektivitāti.
2.2 Pārvadi slānis
Daudzi signāli no pārvadi jāpārraida centrales kontrolēšanas istabā caur rūpnīcas industriālo Ethernet, un pārvadi saņem signālus no centrales kontrolēšanas istabas, lai izsniegtu kontrolkomandas aizsardzības ierīcēm. Pārvadi slānis parasti sastāv no industriālajiem kontrolēšanas datoriem, drukāmajām un monitoriem. Tā galvenās funkcijas ietver pārslēdzēju integrēto aizsardzības ierīču konfigurēšanu un pārvaldību, sistēmas darbības monitoringu, pārvadi datubāzes izveidi un pārvaldību, un komunikāciju ar centrales kontrolēšanas istabu.
Tā kā ražotāji saglabā aizsardzības ierīču programmatūru un elektriskās aprēķināšanas metodes konfidencialitāti, pārvadi slānis jānodrošina arī komunikācijas protokolu pārveidošanu, lai veicinātu signālu pārraidīšanu un saņemšanu starp centrales kontrolēšanas istabu un aizsardzības ierīcēm.
2.3 Komunikācijas tīkls
Komunikācija starp pārslēdzēju un pārvadi var izmantot MODbus bus tīklu, kas atbalsta līdz 64 sekundārijas stacijas. Starp komunikācijas tīklu un ierīcēm tiek izmantota optiskā izolācija, lai novērstu ārējo interferenci. Komunikācija starp pārvadi un centrales kontrolēšanas istabu izmanto industriālo Ethernet ar optiskās fibulas mediju, ar komunikācijas ātrumu, kas pārsniedz 1 Mbps.
2.4 Programmatūra
Sistēmas programmatūrai var izmantot galvenos platformus ar starptautiski standartizētu arhitektūru, piemēram, Windows NT. Programmatūras moduļi jāietver: galvenās kontrolprogrammatūras, grafikas programmatūras, datubāzes pārvaldības programmatūras, ziņojumu izveides programmatūras un komunikācijas programmatūras.
Programmatūras izvēlē, galvenajai kontrolprogrammatūrai jābūt augstai modularitātei. Augsta modularitāte ļauj lauka personālam viegli izsaukt programmatūru, pamatojoties uz vietas nosacījumiem, bez papildu programēšanas, būtiski samazinot operāciju un uzturēšanas darba apjomu dispečiem un uzturēšanas personālam, un uzlabojot darba efektivitāti.
3. Jāņem vērā jautājumi mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču hardvera izvēlē
Papildus tam, mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču hardvera izvēlē jāņem vērā šādi jautājumi:
Izmantot nomazgātu, pastiprinātu korpusu, kas ir drošs pret stipriem vibrācijām un interferenci, ar kompakto montāžas izmēru, kas piemērots grūtām vides apstākļiem un skapiem.
Ieviest industriālā līmeņa div-CPU struktūru, kur katrā ierīcē ir galvenais CPU un komunikācijas CPU. Divi CPU strādā savstarpējā pārbaudes režīmā, uzlabojot ierīces reaģēšanas laiku un precizitāti, novēršot nepareizo darbību vai neizpildīšanos, un palielinot stabilitāti un uzticamību.
Pilnā apmēra temperatūras automātiskā kompensācija ļauj ierīcei ilgtermiņā strādāt videos no -20°C līdz +60°C.
Mērīšanas un aizsardzības signāli tiek apstrādāti atsevišķi ierīcē, saskanot gan ar precizitātes, gan aizsardzības diapazona un uzticamības prasībām.
Izmantot speciālu frekvences mērīšanas shēmu, lai precīzi seko tīkla frekvencei, padarot elektriskās daudzuma aprēķinus precīzākiem.
Izmantot optisku izolāciju digitālajiem ievades un izvades signāliem, un aizsargātus kabeļus iekšējam skapa vadībai, efektīvi novēršot ārējos interferencējošos signālus un uzlabot ierīces anti-interferencējošo spēju.
Izmantot lielu LCD ekrānu un mīksto taustiņu klaviātu, lai skaidrāk attēlotu numurālos datus un vieglāk manipulētu.
Pēc komisijas darbības un darbības, dažādu aizsardzības režīmu iestatījumu vērtības tiek glabātas digitāli EPROM, ļaujot viegli atsaukt pēc debugēšanas vai shēmas kļūdas labošanas.
Ietvert pilnīgu slēdziena kontrolēšanas shēmu, kas piemērota dažādu slēdzenu kontrolēšanai, veicinot pārvadi modernizāciju.
Izvirzīt pilnīgu negadījumu analīzes spējas, ieskaitot aizsardzības darbības notikumu ierakstus, elektriskās daudzuma signālu robežvērtību pārsnieguma ierakstus un kļūdas ierakstus.
4. Mikrokomputera integrēto aizsardzības ierīču loma augspiediena pārslēdzējos
Mikrokomputera aizsardzības ierīces aizsargā ceļus pret neatbilstošiem stāvokļiem. To lomas augspiediena pārslēdzējos ir šādas:
Mikrokomputera aizsardzības ierīces piedāvā spēcīgas datu apstrādes, loģiskas operācijas un informācijas glabāšanas spējas, ar modernu iekšējo arhitektūru. Tās piedāvā pilnīgās konventionālās releja aizsardzības funkcijas. Saņemot signālus no mērīšanas komponentiem, piemēram, strāvas un sprieguma transformatoriem, ierīce var monitorēt, kontrolēt un aizsargāt ceļa stāvokli. Tas ietver aizsardzību pret īssaitēm, pārklājumiem, vienas fāzes zemes saiti utt. Bez aizsardzības ierīces, šīs funkcijas augspiediena pārslēdzējos tiek realizētas, izmantojot relejas. Ar mikrokomputera aizsardzību, pieejamas papildu funkcijas, piemēram, viegla attālināta kontrolēšana, komunikācija ar augstāko sistēmu, lai pārraidītu pašreizējos, sprieguma, varas un enerģijas signālus no ceļa, un viegla aizsardzības iestatījumu pielāgošana.
