Microkompyuterli integrirovanniy himoya qurilmasini qanday tanlash va uning katta elektr tarmog'ida qanday vazifasini o'tkazishini bilish
1. Mikrokompyuterli intigrallashgan himoya qurilmalarining tanlanishi va roli
1.1 Mikrokompyuterli intigrallashgan himoya qurilmalarining tanlanishi
Mikrokompyuterli intigrallashgan himoya qurilmasi to'g'ri va aniq relé himoya vazifalarini bajarishi uchun, dizayn bosqichida tanlashda ishonch, javob berish muddati, ta'mirlash va komissiyaga topshirish, shuningdek qo'shimcha funksiyalarni umumiy hisobga olish kerak.
Mikrokompyuterli intigrallashgan himoya qurilmalariga signallar kiritilishi traditsionel relé himoyasidagi kabi: potentsial va ampermetr (PT va CT) orqali kirib keladigan voltaj va tok signallari, transmetrlar orqali himoya qurilmasi talab qiladigan standart signallarga aylantiriladi, keyin past va yuqori tartibli garmoniklar va boshqa hech qanday interferentsiyadan aralon A/D konverter orqali analogdan digitalga o'tkaziladi.
CPU digital kirish ma'lumotlari ustida hisob-kitob qiladi, natijalarni oldindan belgilangan qiymatlarni bilan solishtiradi, baholaydi va so'ngra xavf-xatar haqidagi alarmni yoqish yoki otishga qaror qiladi. Ishonch talablarni qondirish uchun, o'lchov va himoya kirish signallari qurilma ichidagi mustaqil ishlov beruvchilar orqali ishlov beriladi va chiqariladi. Bu o'lchovning aniqlikka ega bo'lishini ta'minlaydi, ayni paytda jiddiy xatoliklar uchun yetarli marjani ham ta'minlaydi. Agar xatolik tokingi normal qiymatdan 20 marta oshganda qurilma A/D tasiridan yoki do'stlikdan o'tib ketmasa, umumiy inshoot ishonch talablari qondiriladi.
1.2 Javob berish muddatining tanlanishi
Himoya qurilmasining dasturiy ta'minot ishlash jarayoni umumiy holda quyidagi chizmada ko'rsatilgan kabi:
Chizmadan ko'rinadiki, himoya qurilmasining javob berish muddati ishlatiladigan dasturiy ta'minot va elektrik miqdorlarning hisob-kitob usullari bilan estalishgan, bu umuman foydalanuvchilarga ma'lum emas.
Dizayn va tanlash bosqichida, himoya qurilmasining sifatini faqat uchta belgi asosida baholash mumkin: hisob-kitob aniqligi, javob berish muddati va hisoblash yuklamasi. Uchta faktor bir-biri bilan nisbatan muvozanatsiz: kam hisoblash aniqligi va kichik hisoblash yuklamasi tez javob berish muddatini beradi, yangiroq aniqlik va katta hisoblash yuklamasi esa sekin javob berish muddatini beradi. Umuman olganda, elektr tarmog'i uchun oxirgi foydalanuvchilar uchun, hisoblash yuklamasini 3 marta dan yuqoriga, hisoblash aniqligini 0.2% dan yuqoriga va maksimal javob berish muddatini 30 ms dan pastga belgilash yetarli bo'lib, tipikal inshoot talablari javob berish muddati uchun qondiriladi.
1.3 Boshqa funksiyalarning tanlanishi
Integrallashgan himoya qurilmalari juda ko'p integrallashgan sxemalardan iborat, shuning uchun ularni ta'mirlash uchun yuqori darajadagi texnik xususiyatlarga ega bo'lishi lozim. Tanlash bosqichida, modullar va standartlashtirilgan hardwarega ega bo'lgan qurilmalarni prioritet qilib, hardware xatosi yuz berganda modullarni o'zgartirish orqali hal etish imkoniyati bor, shunda ish effektivligi oshadi. Qo'shimcha, himoya qurilmasida EPROM moduli o'z ichiga olindi, bu barcha belgilangan qiymatlarni raqamli saqlash imkoniyatini beradi. Maydon ishchilari so'ngida qurilmani komissiyaga topshirish uchun ushbu sozlamalarni qayta dasturlashsiz chaqirishlari mumkin.
Jamiy inshoot avtomatlashtirish monitoring tizimiga integrallash uchun, himoya qurilmasi aloqa imkoniyatiga ega bo'lishi kerak, bu orqali ma'lumotlar avtobuslari orqali oddiy tarmoqni yaratish va otishdan so'ng ma'lumotlarni yuqori avtomatlashtirish monitoring tizimga jo'natish mumkin.
2. Integrallashgan himoya qurilmalari va zavod avtomatlashtirish tizimlari o'rtasidagi munosabat
Zavod avtomatlashtirish tizimi konfiguratsiyasi va aloqa talablari asosida, mikrokompyuterli integrallashgan himoya qurilmalarining avtomatlashtirish tizimi umumiy holda uch qavatga bo'linadi: kontaktli qurilma qavati, substantsiya qavati va markaziy boshqaruv xonasi.
2.1 Kontaktli qurilma qavati
Kontaktli qurilma qavati turli xil mikrokompyuterli integrallashgan himoya qurilmalardan iborat, ular direkt kontaktli qurilmalarga o'rnatilgan. Har bir qurilma o'z quti uchun o'lchov, himoya signallari va boshqarish funktsiyalarini o'ziga oladi. Maxsus funktsiyalar quyidagicha:
(1) Kirish qutisi
Himoya funktsiyalari: Aniqlikda oshirilayotgan tok, vaqt chegarasidagi oshirilayotgan tok.
O'lchov funktsiyalari: Uch fazalik tok, uch fazalik voltaj, aktiv/reactiv quvvat, aktiv/reactiv energiya.
Nazorat funktsiyalari: Avtomat ochiq/yopiq holati.
Boshqarish funktsiyalari: Qo'l bilan ochish/yopish (qutida), masofadan ochish/yopish.
Xavf-xatar funktsiyalari: Xavf-xatar holatida otish, ogohlantirish signallari, ochiq/yopiq holat, qurilma xato, xatolik yozuvlari va hokazo.
(2) Transformator qutisi
Himoya funktsiyalari: Aniqlikda oshirilayotgan tok, vaqt chegarasidagi oshirilayotgan tok, teskari vaqtli yuk, bir fazalik erkin tomonga tomonga, qattiq gaz bilan otish.
O'lchov, nazorat va boshqarish funktsiyalari: Kirish qutisi bilan bir xil.
Xavf-xatar funktsiyalari: Xavf-xatar holatida otish, yengil gaz, harorat xavfsizligi, ogohlantirish signallari, ochiq/yopiq holat, qurilma xato, xatolik yozuvlari va hokazo.
(3) Shinal qutisi
Himoya, nazorat va boshqarish funktsiyalari: Kirish qutisi bilan bir xil.
Xavf-xatar funktsiyalari: Xavf-xatar holatida otish, qurilma xato, xatolik yozuvlari va hokazo.
(4) Elektr motor qutisi
Himoya funktsiyalari: Aniqlikda oshirilayotgan tok, vaqt chegarasidagi oshirilayotgan tok, yuk, bir fazalik erkin tomonga, pasayish, yomg'irlik.
O'lchov funktsiyalari: Uch fazalik tok, uch fazalik voltaj, aktiv/reactiv quvvat, aktiv/reactiv energiya.
Nazorat funktsiyalari: Avtomat ochiq/yopiq holati.
Boshqarish funktsiyalari: Qo'l bilan ochish/yopish (qutida), masofadan ochish/yopish.
Xavf-xatar funktsiyalari: Xavf-xatar holatida otish, ogohlantirish signallari, ochiq/yopiq holat, qurilma xato, xatolik yozuvlari va hokazo.
Har bir kontaktli qurilma ichida ma'lumotlar olingandan so'ng, himoya qurilmalari ma'lumotlarni bus orqali substantsiya qavatidagi monitoring kompyuteriga yuboradi. Bu tizim nazorat kabelini o'zgartiradi, maydon komissiyasini qisqartiradi va ish effektivligini oshiradi.
2.2 Substantsiya qavati
Substantsiya orqali ko'plab signallar zavod industriyaviy Ethernet orqali markaziy boshqaruv xonasiga yuboriladi, va markaziy boshqaruv xonasidan kelgan boshqaruv buyruqlarini qabul qilib, himoya qurilmalariga yuborish kerak. Substantsiya qavati umumiy holda industriyaviy boshqaruv kompyuterlari, printerlar va monitorlardan iborat. Asosiy funktsiyalari kontaktli qurilma himoya qurilmalarini konfiguratsiya qilish va boshqarish, tizim ishini nazorat qilish, substantsiya bazasini tashkil etish va boshqarish, markaziy boshqaruv xonasi bilan aloqa qilishdir.
Ishonchli himoya qurilmalari dasturiy ta'minot va elektr miqdorlarning hisob-kitob usullari sodirchilarning maxfiylikka ega ekanligi sababli, substantsiya qavati markaziy boshqaruv xonasi va himoya qurilmalari orasida signal yuborish va qabul qilish uchun aloqa protokollari o'zgartirishini ham boshqarishi kerak.
2.3 Aloqa tarmogi
Kontaktli qurilma va substantsiya orasidagi aloqa MODbus bus tarmog'i orqali amalga oshirilishi mumkin, bu 64 gacha band qurilmalarni qo'llab-quvvatlaydi. Aloqa tarmog'i va qurilmalar orasida optik ajratish ishlatiladi, tashqi interferentsiyadan himoya qilish uchun. Substantsiya va markaziy boshqaruv xonasi orasidagi aloqa optik media bilan industriyaviy Ethernet orqali amalga oshiriladi, aloqa tezligi 1 Mbps dan yuqorida bo'lishi kerak.
2.4 Dasturiy ta'minot
Tizim dasturiy ta'minoti dunyo miqyosidagi standart arxitekturaga ega bo'lgan populyar platformalarni ishlatishi mumkin, masalan, Windows NT. Dasturiy ta'minot modullari quyidagilardan iborat bo'lishi kerak: asosiy boshqaruv dasturi, grafik dasturi, ma'lumotlar bazasini boshqarish dasturi, hisobot tuzish dasturi va aloqa dasturi.
Dasturiy ta'minot tanlashda, asosiy boshqaruv dasturi yuqori darajadagi modulliylikka ega bo'lishi kerak. Yuqori modulliylik maydon ishchilari joy sharoitlariga mos ravishda dasturni chaqirishlari mumkin, qo'shimcha dasturlashsiz, bu boshqaruv va ta'mirlash ishchilarining ish va ta'mirlash yuklamasini o'zroq pasaytiradi va ish effektivligini oshiradi.
3. Boshqa e'tibor berilishi kerak bo'lgan savollar
Qo'shimcha, mikrokompyuterli integrallashgan himoya qurilmalari uchun hardware tanlash bosqichida quyidagi savollarga e'tibor berish kerak:
Yoqilishga, murakkab titrebishga va interferentsiyaga qarshi korroborativ qutiga ega bo'lishi, kichik o'rnatish hajmi, qattiq sharoitlarga va panelga o'rnatishga mos kelishi.
Industriyaviy darajadagi ikki CPU strukturasini ishlatish, har bir qurilma asosiy CPU va aloqa CPU ni o'z ichiga oladi. Ikki CPU bir-birini tekshirish rejimida ishlaydi, javob berish muddatini va aniqlikni oshiradi, noto'g'ri ishlash yoki ishlamaslikni oldini oladi, stabillik va ishonchli bo'lishini ta'minlaydi.
To'liq diapazon temperaturaviy avtomatik kompensatsiyasi qurilmani -20°C dan +60°C gacha bo'lgan sharoitlarda uzun muddat ishlashi mumkin.
Qurilma ichida o'lchov va himoya signallari alohida ishlov beriladi, aniqlik talablari va himoya doirasining ishonchli bo'lishi talablari qondiriladi.
Maxsus chastota namunaviy sxemasi tarmog' chastotasini aniq takomillash, elektr miqdorlarini hisob-kitoblarni aniqroq qilish imkoniyatini beradi.
Raqamli kirish-chiqish uchun optik ajratish, ichki quti ichidagi ulanishlar uchun shildlangan kabel ishlatiladi, bu tashqi interferentsiyadan himoya qilish va qurilmaning interferentsiyaga qarshi barqarorligini oshiradi.
Katta ekranli LCD displey va yumshoq klaviatura raqamlarni aniqroq ko'rsatish va ishni osonroq bajarish imkoniyatini beradi.
Komissiyaga topshirish va ishga tushirishdan so'ng, barcha himoya belgilangan qiymatlari EPROM ichida raqamli saqlanadi, bu komissiyaga topshirish yoki shema xatolik tushirishidan so'ng aniqroq chaqirish imkoniyatini beradi.
To'liq funksional avtomat boshqaruv sxemasi, turli xil avtomatlar boshqarishiga mos keladi, substantsiya modernizatsiyasini osonlashtiradi.
To'liq xavf-xatar tahlili imkoniyatiga ega, himoya amaliyot yozuvlari, elektr miqdorlari chegaradan o'tish yozuvlari va xatolik yozuvlari.
4. Mikrokompyuterli integrallashgan himoya qurilmalarining yuqori bosqichli kontaktli qurilmalarda roli
Mikrokompyuterli himoya qurilmalari shemalarda anomaliyalarni himoya qiladi. Ularning yuqori bosqichli kontaktli qurilmalarda rolida quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Mikrokompyuterli himoya qurilmalari kuchli ma'lumotlarni ishlash, logik hisob-kitoblar va ma'lumotlarni saqlash imkoniyatiga ega, yanada rivojlangan ichki arxitektura bilan. Ular traditsionel relé himoyasiga teng to'liq himoya funktsiyalarini ta'minlaydi. Ampermetr va voltmetr kabi o'lchov elementlardan kelgan signallarni qabul qilib, shema holatini nazorat, boshqarish va himoya qilish mumkin—masalan, qisqa shunt himoyasi, yuk himoyasi va bir fazalik erkin tomonga tomonga himoyasi.
Himoya qurilmalari yo'q bo'lganda, yuqori bosqichli kontaktli qurilmalarda bu himoya funktsiyalarini relélar orqali amalga oshirish mumkin. Modern mikrokompyuterli himoya qilish yanada rivojlangan funktsiyalarni ta'minlaydi, masalan, oson masofadan boshqarish, yuqori tizimlarga aloqa qilish, hozirgi vaqtning tok, voltaj, quvvat va energiya ma'lumotlarini yuborish, himoya belgilangan qiymatlarini oson o'zgartirish imkoniyati.
