Hoe om 'n mikrorekenaar geïntegreerde beskermingsapparaat te kies, en wat is sy funksie in hoogspanningskakelskepe?

1. Kies en Rol van Mikrorekenaar-geïntegreerde Beskermingsapparate

1.1 Kies van Mikrorekenaar-geïntegreerde Beskermingsapparate

Om te verseker dat 'n mikrorekenaar-geïntegreerde beskermingsapparaat korrek en akkuraat sy relaibeskermingsopdragte volvoer, moet die keuse tydens ontwerp alomvattend oorweging gee aan betroubaarheid, reaksietyd, instandhouding en inbedding, en bykomende funksies.

Die seininvoer vir mikrorekenaar-geïntegreerde beskermingsapparate is dieselfde as tradisionele relaibeskerming: spanning- en stroomseine word van potensiële transformateurs (PTs) en stroomtransformateurs (CTs) ingevoer, deur seiners omgeskakel na standaardseine wat deur die beskermingsapparaat benodig word, gefilter om lae- en hoëorde harmoniese en ander interferensie te verwyder, en dan van analoog na digitale seine deur 'n A/D-omskakelaar.

Die CPU voer berekeninge uit op die digitale invoer, vergelyk die resultate met vooraf ingestelde waardes, maak bepalings, en besluit dan of 'n waarskuwing of uitval getrig moet word. Om betroubaarheidsvereistes te bevredig, word die meet- en beskermingsinvoerseine deur onafhanklike verwerkingseenhede binne die apparaat verwerk en uitgevoer. Dit verseker meetakkuraatheid terwyl dit voldoende speelruimte bied tydens ernstige foute. Algemene ingenieurswese betroubaarheid is bevredig indien die apparaat nie A/D-oorloop of verzadiging ervaar wanneer die foutstroom 20 keer die normale waarde bereik nie.

1.2 Kies van Reaksietyd

Die sagtewarewerkproses van 'n beskermingsapparaat is in die algemeen soos hieronder aangedui:

Uit die diagram kan gesien word dat die reaksietyd van 'n beskermingsapparaat nou verband hou met die sagteware en die metode van elektriese hoeveelhede-berekening, wat in die algemeen onbekend is vir gebruikers.

Tydens ontwerp en keuse kan ons slegs die kwaliteit van 'n beskermingsapparaat bepaal op grond van drie indekse: berekeningsakkuraatheid, reaksietyd, en berekeningslast. Hierdie drie faktore is onderling in tegenspraak: swak berekeningsakkuraatheid en klein berekeningslast lei tot vinniger reaksietye, terwyl hoër akkuraatheid en groter berekeningslast lei tot trager reaksie. In die algemeen is dit voldoende vir eindgebruikers van 'n kragleiding om die berekeningslast groter as 3 keer, berekeningsakkuraatheid hoër as 0,2%, en maksimum reaksietyd minder as 30ms in te stel om tipiese ingenieurswese vereistes vir reaksietyd te bevredig.

1.3 Kies van Ander Funksies

Geïntegreerde beskermingsapparate bevat baie geïntegreerde skakels, wat hoëvlak tegniese kundigheid vereis vir instandhouding. Tydens keuse, gee voorrang aan toestelle met modulêre en gestandaardiseerde hardeware, wat toelaat dat hardewarefoute deur blootweg modulevervanging opgelos kan word, en dus werksdoeltreffendheid verbeter. Verder moet die beskermingsapparaat 'n ingeboude EPROM-module het, wat toelaat dat alle instellingwaardes digitaal gestoor word. Veldpersoneel kan dan gemaklik hierdie instellings herinner vir toerusting-inbedding sonder herprogrammering.

Om te integreer met die algehele projek outomatisering moniteringstelsel, moet die beskermingsapparaat kommunikasievermoëns hê, wat maklik netwerke kan vorm deur middel van databusse en toelaat dat ná-uitval inligting na die bo-aanliggende outomatisering moniteringstelsel gestuur kan word.

2. Verhouding tussen Geïntegreerde Beskermingsapparate en Plantwye Outomatisering Kontrolesisteme

Gebaseer op die konfigurasie en kommunikasieverwagtings van die plant outomatisering kontrolesisteem, word die outomatiseringstelsel vir mikrorekenaar-geïntegreerde beskermingsapparate in die algemeen in drie liggies verdeel: die skakelpaneel liggie, substation liggie, en sentrale kontrolekamer.

2.1 Skakelpaneel Liggie

Die skakelpaneel liggie bestaan uit verskeie tipes mikrorekenaar-geïntegreerde beskermingsapparate, direk op skakelpaneel geïnstalleer. Elke toestel handhaaf direk meet-, beskermings- en beheerfunksies vir sy respektiewe kabinet. Spesifieke funksies is as volg:

(1) Inkomende Lyn Kabinet

• Beskermingsfunksies: Onmiddellike oorstroom, uitgestelde oorstroom.

• Meetfunksies: Drie-fase stroom, drie-fase spanning, aktief/reactief krag, aktief/reactief energie.

• Moniteringfunksies: Skakelaar oop/toe posisie.

• Beheerfunksies: Handmatige oop/toe (op kabinet), afstand oop/toe.

• Waarskuwingsfunksies: Uitval weens ongeluk, waarskuwingsseine, oop/toe status, toestel fout, fout opname, ens.

(2) Transformer Kabinet

• Beskermingsfunksies: Onmiddellike oorstroom, uitgestelde oorstroom, inverse tyd oorlaai, eenfasige grondfout, swaar gas uitval.

• Meet, Monitering en Beheerfunksies: Dieselfde as inkomende lyn kabinet.

• Waarskuwingsfunksies: Uitval weens ongeluk, lig gas, temperatuur waarskuwing, waarskuwingsseine, oop/toe status, toestel fout, fout opname, ens.

(3) Busbar Kabinet

• Beskerming, Monitering en Beheerfunksies: Dieselfde as inkomende lyn kabinet.

• Waarskuwingsfunksies: Uitval weens ongeluk, toestel fout, fout opname, ens.

(4) Motor Kabinet

• Beskermingsfunksies: Onmiddellike oorstroom, uitgestelde oorstroom, oorlaai, eenfasige grond, onderspanning, oorverhitting.

• Meetfunksies: Drie-fase stroom, drie-fase spanning, aktief/reactief krag, aktief/reactief energie.

• Moniteringfunksies: Skakelaar oop/toe posisie.

• Beheerfunksies: Handmatige oop/toe (op kabinet), afstand oop/toe.

• Waarskuwingsfunksies: Uitval weens ongeluk, waarskuwingsseine, oop/toe status, toestel fout, fout opname, ens.

Na data-insameling in hul respektiewe skakelpaneel, stuur beskermingsapparate data via 'n bus na die moniteringrekenaar in die substation liggie. Hierdie stelsel verminder grootliks beheerkabels, verkort die op-staan kommissieer tyd, en verbeter werksdoeltreffendheid.

2.2 Substation Liggie

Baie seine van die substation moet na die sentrale kontrolekamer deur die plante se industriële Ethernet gestuur word, en beheerbevels van die sentrale kontrolekamer moet ontvang en na die beskermingsapparate gestuur word. Die substation liggie bestaan tipies uit industriële beheerrekenaars, drukkers, en moniteurs. Sy hooffunksies sluit in die konfigurasie en bestuur van skakelpaneel beskermingsapparate, monitering van stelselbedryf, die vestiging en bestuur van die substation databasis, en kommunikasie met die sentrale kontrolekamer.

As gevolg van vervaardigers se vertroulikheid oor die sagteware en elektriese berekeningmetodes van hul beskermingsapparate, moet die substation liggie ook kommunikasieprotokol-omskakeling hanteer om seintransmissie en -ontvangs tussen die sentrale kontrolekamer en die beskermingsapparate te fasiliteer.

2.3 Kommunikasienetwerk

Kommunikasie tussen skakelpaneel en substation kan 'n MODbus busnetwerk gebruik, wat tot 64 slaawstaas ondersteun. Optiese isolering word tussen die kommunikasienetwerk en die toestelle gebruik om buitelynse interferensie te verhoed. Kommunikasie tussen substation en die sentrale kontrolekamer gebruik 'n industriële Ethernet met glasvezel media, met 'n kommunikasiekoers groter as 1 Mbps.

2.4 Sagteware

Stelselsagteware kan hoofstrooms platforms met internasionale standaardargitektuure, soos Windows NT, gebruik. Sagtewaremodule moet insluit: hoofbeheersagteware, grafiek sagteware, databasisbestuur sagteware, rapport generering sagteware, en kommunikasie sagteware.

By die keuse van sagteware, moet die hoofbeheersagteware 'n hoë mate van modulariteit hê. Hoë modulariteit laat veldpersoneel toe om sagteware op basis van stadsvoorwaardes op te roep sonder bykomende programmering, wat aansienlik die operasionele en instandhoudingswerklast vir dispetser- en instandhoudingspersoneel verminder en werksdoeltreffendheid verbeter.

3. Ander Oorwegings

Daarbenewens, moet die volgende kwessies tydens hardewarekeuse vir mikrorekenaar-geïntegreerde beskermingsapparate in ag geneem word:

• Gebruik 'n sigel, versterkte behuising wat weerstand bied teen sterke vibrasie en interferensie, met 'n kompakte installasie grootte, geskik vir swaar omgewings en paneel montasie.

• Gebruik 'n industriële graad dubbel-CPU struktuur, met elke toestel wat 'n hoof-CPU en 'n kommunikasie-CPU bevat. Die twee CPUs werk in 'n wederkerige inspeksie modus om reaksietyd en akkuraatheid te verbeter, verkeerde operasie of mislukking te voorkom, en stabiliteit en betroubaarheid te verhoog.

• Volledige temperatuur outomatiese kompensasie laat die toestel toe om langtermyn in omgewings van -20°C tot +60°C te bedryf.

• Meet- en beskermingsseine word apart binne die toestel verwerk, wat beide akkuraatheidseis en beskermingsbereik en betroubaarheidseis bevredig.

• Gebruik 'n spesiale frekwensie-monstersamelemme om die netfrekwensie presies te volg, wat elektriese hoeveelhede-berekeninge akkurater maak.

• Gebruik optiese isolering vir digitale in- en uitset, en geskrewe kabels vir interne kabinetbedraading, wat effektief buitelynse interferensie verhoed en die toestel se anti-interferensie vermoëns verbeter.

• Gebruik 'n groot-skrif LCD-vertoon en sagtoetsblok vir duideliker numeriese vertoon en makliker operasie.

• Na inbedding en bedryf, word verskeie beskermingsinstellingwaardes digitaal in EPROM gestoor, wat onmiddellike herinnering na inbedding of skakelfoutherstel moontlik maak.

• Toegerus met 'n volledig funksionele skakelaar bedryfskrets, geskik vir die beheer van verskeie tipes skakelaars, wat substation herfitting bevorder.

• Het omvattende ongeluk-analise vermoëns, insluitend beskermingsaksie rekord, elektriese hoeveelhede-seine oorskrydings rekord, en fout opname.

4. Rol van Mikrorekenaar-geïntegreerde Beskermingsapparate in Hoëspannings Skakelpaneel

Mikrorekenaarbeskermingsapparate beskerm teen abnormaliteite in skakels. Hul rol in hoëspannings skakelpaneel sluit in:

Mikrorekenaarbeskermingsapparate het kragtige data verwerkings-, logiese berekenings-, en inligtingsstoorvermoëns, met gevorderde interne argitektuur. Hulle bied volledige beskermingsfunksies gelykstaande aan konvensionele relaibeskerming. Deur seine van meetkomponente soos stroom- en spanningstransformateurs te ontvang, kan die toestel die skakelstatus moniteer, beheer, en beskerm—soos kortsluitbeskerming, oorlaai beskerming, en eenfasige grondfout beskerming.

Sonder beskermingsapparate, gebruik hoëspannings skakelpaneel relais om hierdie beskermingsfunksies te bereik. Moderne mikrorekenaarbeskerming bied versterkte funksionaliteit, soos maklike afstandsbediening, kommunikasie met bo-aanliggende stelsels om stroom, spanning, krag, en energie data te stuur, en gemaklike aanpassing van beskermingsinstellings.