Как да изберете микрорачunalен интегриран уред за заштита и каква е неговата функција во високонапонските преводници
1. Избор и улога на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди
1.1 Избор на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди
За да се осигура дека микрорачunalниот интегриран заштитен уред правилно и точно изврши своите задачи за реле заштита, при дизајнот треба комплетно да се разгледаат надежноста, временската одговорност, одржуването и пускането во работа, како и дополнителните функции.
Сигналните входови на микрорачunalните интегрирани заштитни уреди се исти како и код традиционалната реле заштита: напонски и струјни сигнали се внесуваат од потенцијални трансформатори (PT) и струјни трансформатори (CT), претворени од преносници во стандардни сигнали потребни за заштитниот уред, филтрирање за елиминација на нископоредни и високопоредни хармоници и друга намешања, а потоа претворање од аналогни во цифирски сигнали со A/D конвертер.
ЦПУ-то извршува пресметки на цифралните входни податоци, ги споредува резултатите со предизабележани вредности, прави суд, а потоа одлукува дали да активира аларма или прекин. За да се задоволат барањата за надежност, мерните и заштитните входни сигнали се обработуваат и испраќаат од страна на независни процесорски јазли во уредот. Ова гарантира точност на мерењето, исто така дава доволно марџин во услови на тешки повреди. Обичната инженерска надежност е задоволена ако уредот не испkusува А/Д префлувание или наситување кога повредната струја достигне 20 пати нормалната вредност.
1.2 Избор на Временска Одговорност
Софтверскиот работен процес на заштитниот уред е општо како што е прикажано на следната слика:
Може да се види од дијаграмот дека временската одговорност на заштитниот уред е тесно поврзана со користениот софтвер и методот на пресметка на електричните количини, кои се обично неведоми за корисниците.
При дизајнот и изборот, можеме само да се судиме за квалитетот на заштитниот уред на основа на три показатели: точност на пресметката, временска одговорност и пресметковна нагрузка. Овие три фактори се меѓусебно конфликтни: слаба точност на пресметката и мала пресметковна нагрузка доведува до побрза временска одговорност, додека повисока точност и поголема пресметковна нагрузка резултираат со помалку брза временска одговорност. Обично, за крајните корисници на електропрометната мрежа, поставување на пресметковната нагрузка на повеќе од 3 пати, точност на пресметката повисока од 0,2% и максимална временска одговорност помала од 30мс е доволно за да се задоволат типичните инженерски барања за временска одговорност.
1.3 Избор на Други Функции
Интегрираните заштитни уреди содржат многу интегрални кола, што бара високо техничко знаење за одржување. При изборот, дадете приоритет на уредите со модуларна и стандардизирана хардверска конструкција, што овозможува решавање на хардверски проблеми само со замена на модули, што го подобрува ефикасноста на работата. Помину тоа, заштитниот уред треба да има вграден EPROM модул, што овозможува целосно цифирско чување на сите подесени вредности. Полевските луѓе тогаш можат лесно да ги повикат овие подесувања за пускане во работа на опремата без повторна програмирање.
За да се интегрира со автоматизиран систем за мониторинг на целиот проект, заштитниот уред треба да има комуникациски капацитети, што овозможува лесно формирање на мрежа преку податочни автобуси и пренос на информации после прекин до горен ниво на автоматизиран систем за мониторинг.
2. Однос меѓу Интегрирани Заштитни Уреди и Системи за Автоматизирано Контрола на Целиот Објект
На основа на конфигурацијата и комуникациските барања на системот за автоматизирано контрола на објектот, системот за автоматизација на микрорачunalните интегрирани заштитни уреди обично е поделен на три нивоа: ниво на комутационата опрема, ниво на подстанцијата и ниво на централната контролна соба.
2.1 Ниво на Комутационата Опрема
Нивото на комутационата опрема се состои од различни видови на микрорачunalни интегрирани заштитни уреди, директно инсталирани на комутационата опрема. Секој уред директно се справува со мерни, заштитни сигнали и контролни функции за својата кабина. Конкретни функции се следните:
(1) Кабина за Влезна Линија
Функции на заштита: Брз претек, времески претек.
Мерни функции: Трофазна струја, трофазен напон, активна/реактивна моќ, активна/реактивна енергија.
Мониторинг функции: Отворено/затворено положение на прекинувачот.
Контролни функции: Рачко отварање/затварање (на кабина), дистанционско отварање/затварање.
Функции на аларма: Прекин поради несреќа, предупредувачки сигнали, статус на отварање/затварање, дефект на уредот, запис на дефект, итн.
(2) Кабина за Трансформатор
Функции на заштита: Брз претек, времески претек, обратен временски претек, једнофазен земјски дефект, прекин поради тешко гас.
Мерни, мониторинг и контролни функции: Исти како и за кабина за влезна линија.
Функции на аларма: Прекин поради несреќа, светло гас, температурска аларма, предупредувачки сигнали, статус на отварање/затварање, дефект на уредот, запис на дефект, итн.
(3) Кабина за Матична Линија
Функции на заштита, мониторинг и контрола: Исти како и за кабина за влезна линија.
Функции на аларма: Прекин поради несреќа, дефект на уредот, запис на дефект, итн.
(4) Кабина за Мотор
Функции на заштита: Брз претек, времески претек, претек, једнофазен земјски дефект, понисок напон, прекумерно загревање.
Мерни функции: Трофазна струја, трофазен напон, активна/реактивна моќ, активна/реактивна енергија.
Мониторинг функции: Отворено/затворено положение на прекинувачот.
Контролни функции: Рачко отварање/затварање (на кабина), дистанционско отварање/затварање.
Функции на аларма: Прекин поради несреќа, предупредувачки сигнали, статус на отварање/затварање, дефект на уредот, запис на дефект, итн.
После собирање на податоци во соодветните комутациони опреми, заштитните уреди ги испраќаат податоците преку автобус до мониторскиот рачунар на нивото на подстанцијата. Овој систем значително ги намалува контролните кабли, скратува времето за полско пускане во работа и го подобрува ефикасноста на работата.
2.2 Ниво на Подстанцијата
Многу сигнали од подстанцијата треба да се испратат до централната контролна соба преку индустриски Ethernet на објектот, а команди за контрола од централната контролна соба треба да се примат и да се испратат до заштитните уреди. Нивото на подстанцијата обично се состои од индустриски контролни рачунари, принтери и монитори. Неговите главни функции вклучуваат конфигурација и управување со заштитните уреди на комутационата опрема, мониторинг на работата на системот, формирање и управување со базата на податоци на подстанцијата, и комуникација со централната контролна соба.
Збогувајќи на тајноста на производителите относно софтверот и методите на пресметка на електричните количини на нивните заштитни уреди, нивото на подстанцијата мора исто така да се справува со превод на протоколи за комуникација за да овозможи пренос и примирање на сигнали помеѓу централната контролна соба и заштитните уреди.
2.3 Комуникациска Мрежа
Комуникацијата помеѓу комутационата 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 спречи надворешна намешања. Комуникацијата помеѓу подстанцијата и централната контролна соба се користи индустриски Ethernet со оптички медиум, со комуникациска брзина поголема од 1 Mbps.
2.4 Софтвер
Системскиот софтвер може да користи mainstream платформи со интернационални стандардни архитектури, како Windows NT. Софтверски модули треба да вклучуваат: главен контролен софтвер, графички софтвер, софтвер за управување со база на податоци, софтвер за генерирање на извештаи и софтвер за комуникација.
При изборот на софтвер, главниот контролен софтвер треба да има висок степен на модуларност. Високата модуларност овозможува полевските луѓе да ги повикат софтверите врз основа на полски услови без дополнителна програмирања, што значително го намалува оперативниот и одржувачкиот труд за диспечерите и одржувачите и го подобрува ефикасноста на работата.
3. Други Размислувања
Помину тоа, следните моменти треба да се имаат предвид при изборот на хардвер за микрорачunalни интегрирани заштитни уреди:
Користење на затворен, јачан корпус кој е отпорен на силни вибрации и намешања, со компактен размер за инсталација, пригоден за тешки околини и монтажа на панела.
Користење на индустриска двоструката ЦПУ структура, каде секој уред содржи главна ЦПУ и ЦПУ за комуникација. Двете ЦПУ работат во режим на взаемна проверка за подобрување на временската одговорност и точноста, за да се спречи неправилно функционирање или недостиг на функционирање, и за да се подобри стабилноста и надежноста.
Автоматска компензација на температурата во целокупен опсег овозможува на уредот да работи долг период во околини од -20°C до +60°C.
Мерните и заштитните сигнали се обработуваат посебно во уредот, задоволувајќи и барањата за точност и барањата за опсег на заштита и надежност.
Користење на специјализирана фреквенцијска пробна схема за прецизно следење на фреквенцијата на мрежата, што прави пресметките на електричните количини повеќе точни.
Користење на оптика изолација за цифрални вход и изход, и экранирани кабли за внутрената каблања на кабината, ефективно спречувајќи надворешните намешања и подобрувајќи способноста на уредот за противодействување на намешања.
Користење на голем екран LCD и мека тастатура за појасна приказна на бројеви и лесна употреба.
После пускане во работа и функционирање, сите подесени вредности за заштита се чуваат цифрално во EPROM, овозможувајќи незамеден повик по пускане во работа или поправка на дефектот на кружница.
Опремен со целосно функционален оперативен кружник за прекинувач, пригоден за контрола на различни видови прекинувачи, што го олеснува реурбанацијата на подстанцијата.
Има целосна способност за анализа на несреќи, вклучувајќи записи на дејства на заштита, записи на премашување на границите на електричните количини и записи на дефекти.
4. Улога на Микрорачunalните Интегрирани Заштитни Уреди во Високонапонската Комутациона Опрема
Микрорачunalните заштитни уреди ги заштитуваат од аномални услови во кружниците. Нивните роли во високонапонската комутациона опрема вклучуваат:
Микрорачunalните заштитни уреди имаат моќни способности за обработка на податоци, логички пресметки и чување на информации, со напредни внатрешни архитектури. Тоа нуди целосни функции за заштита еквивалентни на традиционалната реле заштита. Примајќи сигнални податоци од мерни компоненти како што се трансформаторите за струја и напон, уредот може да мониторира, контролира и заштитува состојбата на кружницата – како што се заштита од кратко поврзување, заштита од прекумерно оптоварување и заштита од једнофазен земјски дефект.
Без заштитни уреди, високонапонската комутациона опрема користи реле за постигнување на овие заштитни функции. Современата микрорачunalна заштита нуди подобрене функции, како лесна дистанционска контрола, комуникација со горни системи за пренос на податоци за струја, напон, моќ и енергија, и удобно прилагодување на подесувањата за заштита.
