Која е улогата на интегрираното заштитно уредба со мали рачни компјутери во високонапонските прерамки и како да се одбере?

Улога и избор на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди во високонапоен преводно опрема

Во најскоро време, примената на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди во средно- и високонапони системи за распределба на електроенергија значително се зголемила. Овие уреди се лесни за користење и надминуваат недостатоците на традиционалната реле заштита, како што се комплексни врски, ниска поузданост и комплицирани процедури за подесување и отстранување на грешки. Микрорачunalните интегрирани заштитни уреди имаат целосни функции за само-дијагностика, што прави детекцијата и пускането многу удобни.

Кога се детектира аномалија, централниот процесор (CPU) наредува генераторот на сигнали да испрати соодветни звучни и визуелни сигнални аларми. Повеќе помошни функции исто така лесно се реализираат, како што е печатење информации за грешките и записување на временските моменти на акциите на заштитата по догодена ситуација. Множество производители произведуваат овие уреди, секој со различни функционалности и хардверска конфигурација, што го прави изборот на најсоодветниот интегриран заштитен уред предизвикуваат.

I. Избор на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди

За да се осигура дека микрорачunalните интегрирани заштитни уреди точно и точко извршуваат своите задачи за реле заштита, изборот во фазата на дизајн треба да се базира на целостна евалуација на поузданоста, временската одговорност, леснината во одржување и пускане, и дополнителните функции.

1.1 Поузданост на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди

Сигналните входи за микрорачunalни интегрирани заштитни уреди се истите како и за традиционалната реле заштита: напонски и струјни сигнали се внесуваат од напонски и струјни трансформатори (VTs и CTs), конвертираат се во стандардни сигнали потребни за заштитен уред преку трансдуктори, и филтрираат се за да се отстраниат нископоредни и високопоредни хармонии и други интерферентни сигнали. Аналогно-цифирни (A/D) конвертери потоа преобразуваат аналогните сигнали во цифирни. CPU-то пресметува цифралните входни податоци, ги споредува со претходно поставени вредности, прави суд, и одлукува дали да активира аларма или да прекине.

За да се задоволат барањата за поузданост, мерните и заштитните входни сигнали се обработуваат и излезнат од независни процесорски единици во уредот. Ова гарантира висока точност на мерење и дава доволен маргин при тешки грешки. Уредот не треба да има A/D префинетост или наситување кога сигналната струја на грешката достигне 20 пати повеќе од нормалната вредност, што обично задоволува барањата за поузданост за типични инженерски применби.

1.2 Временска одговорност на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди

При дизајн и избор, квалитетот на заштитен уред може да се суди само на основа на три индикатори: точност на пресметување, временска одговорност, и пресметувачка работна наглас. Овие три фактори се меѓусебно противуречни: пониска точност на пресметување и помала пресметувачка наглас водат до побрза временска одговорност, додека повисока точност и поголема наглас резултираат со помала временска одговорност. Обично, за крајните корисници на мрежата, пресметувачката наглас треба да биде поголема од 3 пати, точноста на пресметување да биде поголема од 0,2%, а максималната временска одговорност треба да биде помала од 30 ms за да се задоволат типичните инженерски барања за временска одговорност.

1.3 Избор на други функции на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди

Интегрирани заштитни уреди содржат множество интегрирани чипови, што бара високо техничко знаење за одржување. При избор, треба да се предпочитаат уреди со модуларен и универзален хардвер, што овозможува решавање на проблемите со хардвер само со замена на модули, што подобрува ефикасноста на работата.

Освен тоа, заштитниот уред треба да има вграден EPROM модул, што овозможува да се чуваат сите подесени вредности во цифирен формат. Локалниот персонал лесно може да ги повика овие подесувања за пускане на опремата без потреба од повторно запишување на податоците. За да се интегрира со автоматизиран систем за надзор на цел проект, заштитниот уред треба да има комуникациони капабилитети, што овозможува лесно формирање на мрежа преку податочни автобуси и пренос на информација за акции до горен автоматизиран систем за надзор.

2. Однос меѓу интегрирани заштитни уреди и заводскиот систем за автоматско контрола

На основа на конфигурацијата и комуникационите барања на заводскиот систем за автоматско контрола, системот за автоматизација на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди обично се дели на три слоја: слојот на преводната опрема, слојот на подстанцијата, и централниот контролен соб.

2.1 Слојот на преводната опрема

Слојот на преводната опрема се состои од различни видови на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди, директно инсталирани на преводната опрема. Секој уред директно се справува со мерни, заштитни сигнали и функции за контрола за својата кабина. Конкретните функции се следниве:

(1) Кабина за влез

• Заштитни функции: Брз прекин од прекомерна струја, прекин од прекомерна струја со забагарување.

• Мерни функции: Трифазна струја, трифазен напон, активна и реактивна моќ, активна и реактивна енергија.

• Функции за надзор: Позиција на прекинувачот - отворен/затворен.

• Функции за контрола: Рачко отворање/затворање (на кабината), дистанционско управување.

• Функции за аларма: Прекин поради грешка, предупредувачки сигнали, отворање/затворање, грешка на уредот, запис на грешка, итн.

(2) Кабина за трансформатор

• Заштитни функции: Брз прекин од прекомерна струја, прекин од прекомерна струја со забагарување, прекин од прекомерна струја со инверзна времеска карактеристика, једнофазна земјска грешка, прекин поради тешка гас.

• Мерни, надзорни и контролни функции: Исти како за кабината за влез.

• Функции за аларма: Прекин поради грешка, светла гас, температурска аларма, предупредувачки сигнали, отворање/затворање, грешка на уредот, запис на грешка, итн.

(3) Кабина за магистрална шина

• Заштитни, надзорни и контролни функции: Исти како за кабината за влез.

• Функции за аларма: Прекин поради грешка, грешка на уредот, запис на грешка, итн.

(4) Кабина за мотор

• Заштитни функции: Брз прекин од прекомерна струја, прекин од прекомерна струја со забагарување, прекомерно натоварување, једнофазна земјска грешка, нисок напон, прекомерна температура.

• Мерни функции: Трифазна струја, трифазен напон, активна и реактивна моќ, активна и реактивна енергија.

• Функции за надзор: Позиција на прекинувачот - отворен/затворен.

• Функции за контрола: Рачко отворање/затворање (на кабината), дистанционско управување.

• Функции за аларма: Прекин поради грешка, предупредувачки сигнали, отворање/затворање, грешка на уредот, запис на грешка, итн.

После собирање на податоци во соодветната преводна опрема, заштитните уреди пренесуваат податоци преку автобус до мониторскиот рачunal во слојот на подстанцијата. Овој систем значително намалува контролните каблови, скраћува времето за пускане на местото, и подобрува ефикасноста на работата.

2.2 Слојот на подстанцијата

Множество сигнали од подстанцијата треба да се пренесат до централниот контролен соб преку индустриски Ethernet на завода, а подстанцијата прима сигнали од централниот контролен соб за да издаде команди за контрола на заштитните уреди. Слојот на подстанцијата обично се состои од индустриски контролни рачunalа, принтери, и монитори. Неговите главни функции вклучуваат конфигурирање и управување со интегрирани заштитни уреди на преводната опрема, надзор на работата на системот, формирање и управување со базата на податоци на подстанцијата, и комуникација со централниот контролен соб.

Зошто производителите ги држат софтверот и методите за електрични пресметки на заштитните уреди конфиденцијални, слојот на подстанцијата исто така мора да се справи со конверзија на протоколот за комуникација за да овозможи пренос и прием на сигнали меѓу централниот контролен соб и заштитните уреди.

2.3 Комуникациска мрежа

Комуникацијата помеѓу преводната опрема и подстанцијата може да се користи MODbus автобусна мрежа, која поддржува до 64 работници. Се користи оптика изолација помеѓу комуникациската мрежа и уредите за да се предотвратат екстерни интерферентни сигнали. Комуникацијата помеѓу подстанцијата и централниот контролен соб се користи индустриски Ethernet со оптички медиум, со комуникациска брзина поголема од 1 Mbps.

2.4 Софтвер

Системскиот софтвер може да се користи主流平台，如Windows NT。软件模块应包括：主控软件、图形软件、数据库管理软件、报表生成软件和通信软件。 在选择软件时，主控软件应具有高度的模块化。高模块化允许现场人员根据现场条件轻松调用软件而无需额外编程，大大减少了调度员和维护人员的操作和维护工作量，提高了工作效率。 **3. 选择微机综合保护装置硬件时应注意的问题** 此外，在选择微机综合保护装置的硬件时还应注意以下问题： - 使用密封加固的机箱，抗强振动和干扰，安装尺寸紧凑，适合恶劣环境和柜内安装。 - 采用工业级双CPU结构，每个设备包含一个主CPU和一个通信CPU。两个CPU以互检模式工作，提高装置的响应时间和精度，防止误动或拒动，增强稳定性和可靠性。 - 全范围温度自动补偿，使装置能在-20°C至+60°C的环境中长期运行。 - 装置内部测量和保护信号分别处理，既满足精度要求又满足保护范围和可靠性要求。 - 采用专用频率采样电路，精确跟踪电网频率，使电量计算更加准确。 - 数字输入输出信号采用光电隔离，柜内接线采用屏蔽电缆，有效防止外部干扰信号，提高装置的抗干扰能力。 - 采用大屏幕液晶显示和软键盘，数值显示更清晰，操作更方便。 - 调试运行后，各种保护方式的设定值以数字形式存储在EPROM中，便于调试或线路故障修复后的调用。 - 包含全面的断路器控制回路，适用于控制各种类型的断路器，便于变电站改造升级。 - 具备完善的事故分析功能，包括保护动作事件记录、电量信号越限记录及故障录波。 **4. 微机综合保护装置在高压开关柜中的作用** 微机保护装置用于保护电路免受异常情况的影响。它们在高压开关柜中的作用如下： 微机保护装置具有强大的数据处理、逻辑运算和信息存储能力，具有先进的内部架构。它们具备传统继电保护的所有保护功能。通过接收来自电流互感器和电压互感器等测量元件的信号，装置可以监测、控制和保护电路状态。这包括对短路、过载、单相接地故障等的保护。没有保护装置的情况下，这些功能在高压开关柜中是通过继电器实现的。使用微机保护，还可以提供其他功能，如易于接受远程控制、与上层系统通信以传输电路的电流、电压、功率和能量信号，以及方便调整保护设置。 请将上述内容翻译成马其顿语，注意保持原文格式和结构不变。