Содержание
Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики РЗЛ-01.03
Устройство релейной защиты микропроцессорное серии РЗЛ-01.03 предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации:
- отходящих кабельных,воздушных линий электропередач напряжением 6-35 кВ;
- защиты вводных и секционных выключателей;
- в качестве резервной защиты трансформаторов.
Область применения
Устройство может применяться в качестве основного или резервного устройства РЗА присоединений комплектных распределительных устройств (КРУ), на панелях и в шкафах релейных залов и щитах управления электростанций и подстанций сетевых и промышленных предприятий.
Модификации
Устройства РЗЛ-01 могут поставляться как отдельно, так и в составе комплекта релейной защиты и автоматики серии КРЗА c поворотной панелью, а также готового шкафа защиты, автоматики, сигнализации, регистрации серии РЗШТ.
Кроме типового исполнения РЗЛ-01. 03 наше предприятие предлагает два специальных исполнений:
- РЗЛ-01.03-Д2 – устройство защиты, автоматики сигнализации вводного выключателя 35-6 кВ;
- РЗЛ-01.03-Д3 – устройство защиты, автоматики сигнализации секционного выключателя 35-6 кВ.
Конструкция
РЗЛ-01.03-Д2 и РЗЛ-01.03-Д3 – относительно типовых исполнений имеют изменение аппаратной части двухи трех дискретных входов (ДВ) соответственно (ВХОДЫ D5, D6 в устройствеРЗЛ-01.03-Д2 и ВХОДЫ D4, D5, D6 в устройстве РЗЛ-01.03-Д3).
Дискретныйвход D4 запитан от внутреннего источника устройства, для реализациифункции УРОВ работоспособной при провалах напряжения питания отноминального до нуля вольт не более 2с.
Дискретные входы D5, D6 запитаны от внутреннего источника устройства, для реализации ЛЗШработоспособной при провалах напряжения питания от номинального до нулявольт не более 2с.
Входы D5, D6 имеют опасное постоянноенапряжение на выводах и имеют гальваническую связь с питающей сетью.
Поотношению к цифровой части – имеется опторазвязка. Управление входами D5, D6 необходимо производить «сухим», изолированным от других частейсхемы, контактом, рассчитанным на коммутацию постоянных напряжений до +400В и тока до 10 мА.
|
Наименование |
Параметр |
Значение |
|
Номинальные входные сигналы |
Входной номинальный переменный ток фаз, Iн |
5А или 1А |
|
Частота переменного тока |
50Гц |
|
|
Электропитание |
Напряжение оперативного питания |
90-250 В /DС или АС/ |
|
Диапазон частоты |
45–55 Гц |
|
|
Номинальная частота |
50 Гц |
|
|
Потребляемая мощность, не более |
5ВА + 0,4 ВА на каждый вкл. дискретный выход |
|
|
Максимальный бросок тока при подаче напряжения питания |
10А, 10 мкс |
|
|
Кратковременное пропадание напряжения питания |
500 мсек |
|
|
Время готовности к самотестированию: |
||
|
– при питании от цепей напряжения, не более |
50 мсек |
|
|
– при питании от токовых цепей, не более |
150 мсек |
|
|
Время самотестирования устройства после подачи на него напряжения питания |
250 мсек |
|
|
Источник питания от токовых цепей в режиме КЗ |
Минимальный входной ток одной из фаз |
4А * |
|
Номинальный входной ток |
5А * |
|
|
Длительно допустимый входной ток |
20А |
|
|
Мощность, потребляемая от каждой из фаз при питании от цепей напряжения |
2,5 ВА |
|
|
Максимально допустимая мощность, снимаемая с измерительных трансформаторов |
12 ВА |
|
|
Максимальная токовая защита /МТЗ/ |
Трёхступенчатая максимальная токовая защита: |
|
|
Диапазон уставок по току для каждой ступени |
0,1 – 25 Iн с шагом 0,02 Iн |
|
|
Диапазон уставок выдержек времени (ВВ) для каждой ступени МТЗ |
0 – 32сек с шагом 0,05сек |
|
|
Задание уставок каждой ступени МТЗ |
программно с возмож-ностью блокировки, в том числе и любым дискретным входом |
|
|
Точность измерения токов, не более |
3% |
|
|
Коэффициент возврата после снижения измеряемого тока ниже тока МТЗ |
0,95 |
|
|
При активности флага ускорения МТЗ, время регулируется |
0 – 5с с шагом 0,1 сек |
|
|
Ненаправленная защита от замыканий на землю /ЗНЗ/ |
Диапазон уставок по току срабатывания |
0,01- 1 А |
|
Диапазон уставок по времени срабатывания |
0–32сек с шагом 0,05сек |
|
|
Задание уставок по току и времени |
программно с возможностью блокировки |
|
|
Автоматическое повторное включение выключателя /АПВ/ |
Диапазон времени работы 1-ой,2-ой ступени АПВ |
0 — 600 сек с шагом 0,1сек |
|
Диапазон времени повторной готовности 1-ой,2-ой ступени АПВ |
5 — 600 сек с шагом 0,1сек |
|
|
Возможность блокировки 1-ой,2-ой ступени АПВ |
программно или по ДВ |
|
|
Устройство резервирования отказа выключателя /УРОВ/ |
Диапазон уставок по времени срабатывания |
0,1-1сек с шагом 0,1сек |
|
Задание уставок по времени |
программно с возможностью блокировки |
|
|
Дискретные входы (с оптической развязкой) |
количество |
6 |
|
Управляющее напряжение постоянное, Uном. |
220В |
|
|
Управляющее напряжение переменное 50Гц, Uном. |
220В U«0» ниже 0,45Uном. |
|
|
Отклонение порогов срабатывания |
±0,1∙Uном. |
|
|
Входное сопротивление, не более, кОм |
50 кОм |
|
|
Дискретные выходы |
Кол-во выходных реле командных программируемых: |
|
|
с переключающим контактом |
1 |
|
|
с замыкающим контактом |
4 |
|
|
Реле сигнала неисправности с переключающим контактом |
1 |
|
|
Коммутационная способность контактов реле: |
не более |
|
|
при коммутации цепей переменного тока |
220В,5А,1000ВА (cosj=0,6) |
|
|
при замыкании цепей постоянного тока |
250В, 0,4А (t=30mc) |
|
|
при размыкании цепей постоянного тока |
30 Вт |
|
|
длительно допустимый ток |
8А |
|
|
Электрическая прочность изоляции |
Цепей тока, включенных в разные фазы между собой и по отношению к корпусу, цепей напряжения и входных цепей питания по отношению к корпусу |
2000 В переменного тока частоты 50Гц в течение 1 минуты |
|
Остальных, гальванически развязанных, цепей (кроме выводов замыкающих контактов электромагнитных реле) |
1500 В переменного тока частоты 50 Гц в течение |
|
|
Выводов замыкающих контактов электромагнитных реле |
500 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 минуты |
|
|
Термическая стойкость токовых цепей: |
1 секундная |
50∙Iн |
|
длительная |
4∙Iн |
|
|
Передача информации |
Тип протокола |
Modbus RTU |
|
Интерфейс |
RS485, RS232 |
|
РЗЛ-01.
02 — Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики для распределительных сетей 6/35 кВ | РЕЛСiС
РЗЛ-01.02
Устройство релейной защиты микропроцессорное серии РЗЛ-01 предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации:
- отходящих кабельных,воздушных линий электропередач напряжением 6-35 кВ;
- защиты вводных и секционных выключателей;
- в качестве резервной защиты трансформаторов.
Скачать подробное описание РЗЛ-01.02
Скачать протокол проверки и обслуживания устройств РЗЛ-01
Скачать карту Modbus для РЗЛ-01
Скачать программное обеспечение для РЗЛ-01
Устройство может применяться в качестве основного или резервного устройства РЗА присоединений комплектных распределительных устройств (КРУ), на панелях и в шкафах релейных залов и щитах управления электростанций и подстанций сетевых и промышленных предприятий.
Устройства РЗЛ-01 могут поставляться как отдельно, так и в составе комплекта релейной защиты и автоматики серии КРЗА c поворотной панелью, а также готового шкафа защиты, автоматики, сигнализации, регистрации серии РЗШТ.
Технические параметры
| Наименование | Параметр | Значение |
|---|---|---|
| Номинальные входные сигналы | Входной номинальный переменный ток фаз, Iн | 5А или 1А |
| Частота переменного тока | 50Гц | |
| Потребляемая мощность токовой цепью при номинальном токе, на фазу, не более | 1 мВт | |
| Электропитание | Напряжение оперативного питания | 90-250 В /DС или АС/ |
| Диапазон частоты | 45–55 Гц | |
| Номинальная частота | 50 Гц | |
| Потребляемая мощность, не более | 5ВА + 0,4 ВА на каждый вкл. дискретный выход | |
| Максимальный бросок тока при подаче напряжения питания | 10А, 10 мкс | |
| Кратковременное пропадание напряжения питания (при питании на Uном = 220В) |
500 мсек | |
| Время готовности к самотестированию: | ||
| – при питании от цепей напряжения, не более | 50 мсек | |
| – при питании от токовых цепей, не более | 150 мсек | |
| Время самотестирования устройства после подачи на него напряжения питания | 250 мсек | |
| Максимальная токовая защита /МТЗ/ | Трёхступенчатая максимальная токовая защита: | |
| Диапазон уставок по току для каждой ступени | 0,1 – 25 Iн с шагом 0,02 Iн | |
| Диапазон уставок выдержек времени (ВВ) для каждой ступени МТЗ | 0 – 32сек с шагом 0,05сек | |
| Задание уставок каждой ступени МТЗ | программно с возможностью блокировки, в том числе и любым дискретным входом | |
| Точность измерения токов, не более | 3% | |
| Коэффициент возврата после снижения измеряемого тока ниже тока МТЗ | 0,95 | |
| Уставки ВВ для всех ступеней | независимые | |
| При активности флага ускорения МТЗ, время регулируется | 0 – 5с с шагом 0,1 сек | |
| Ненаправленная защита от замыканий на землю /ЗНЗ/ | Диапазон уставок по току срабатывания | 0,01- 1 А |
| Диапазон уставок по времени срабатывания | 0–32сек с шагом 0,05сек | |
| Задание уставок по току и времени | программно с возможностью блокировки | |
| Автоматическое повторное включение выключателя /АПВ/ | Диапазон времени работы 1-ой,2-ой ступени АПВ | 0 — 600 сек с шагом 0,1сек |
| Диапазон времени повторной готовности 1-ой,2-ой ступени АПВ | 5 — 600 сек с шагом 0,1сек | |
| Возможность блокировки 1-ой,2-ой ступени АПВ | программно или по ДВ | |
| Устройство резервирования отказа выключателя /УРОВ/ | Диапазон уставок по времени срабатывания | 0,1-1 сек с шагом 0,1сек |
| Задание уставок по времени | программно с возможностью блокировки | |
| Дискретные входы (с оптической развязкой) в количестве-6 | Управляющее напряжение постоянное, Uном. |
220В U«1» выше 0,6Uном. U«0» ниже 0,4Uном. |
| Управляющее напряжение переменное 50Гц, Uном. | 220В U«1» выше 0,8Uном. U«0» ниже 0,45Uном. |
|
| Отклонение порогов срабатывания | ±0,1∙Uном | |
| Входное сопротивление, не более, кОм | 50 кОм | |
| Дискретные выходы | Кол-во выходных реле командных программируемых: | |
| — с переключающим контактом | 1 | |
| — с замыкающим контактом | 4 | |
| Реле сигнала неисправности с переключающим контактом | 1 | |
| Коммутационная способность контактов реле: | не более | |
| — при коммутации цепей переменного тока | 220В,5А,1000ВА (cosj>=0,6) | |
| — при замыкании цепей постоянного тока | 250В, 0,4А (τ=30mc) | |
| — при размыкании цепей постоянного тока | 30 Вт | |
| — длительно допустимый ток | 8А | |
| Электрическая прочность изоляции | Цепей тока, включенных в разные фазы между собой и по отношению к корпусу, цепей напряжения и входных цепей питания по отношению к корпусу | 2000 В переменного тока частоты 50Гц в течение 1 минуты |
| Остальных, гальванически развязанных, цепей (кроме выводов замыкающих контактов электромагнитных реле) | 1500 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 минуты |
|
| Выводов замыкающих контактов электромагнитных реле | 500 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 минуты |
|
| Термическая стойкость токовых цепей: | 1 секундная | 50∙Iн |
| длительная | 8∙Iн | |
| Передача информации | Тип протокола | Modbus RTU |
| Интерфейс | RS485, RS232 | |
* При переходе от оперативного питания на ток КЗ.
РЗЛ-01.02-Д2 и РЗЛ-01.02-Д3 – относительно типовых исполнений имеют изменение аппаратной части двухи трех дискретных входов (ДВ) соответственно (ВХОДЫ D5, D6 в устройстве РЗЛ-01.02-Д2 и ВХОДЫ D4, D5, D6 в устройстве РЗЛ-01.02-Д3).
Дискретные входы D4, D5, D6 запитаны от внутреннего источника устройства, и могут использоваться для реализации функции ЛЗШ, УРОВ работоспособной при провалах напряжения питания:
- до 1с исполнение РЗЛ-01.02 Д2;
- до 0,6 с исполнение РЗЛ-01.02 Д3.
ВНИМАНИЕ! Входы D4, D5, D6 имеют опасное постоянное напряжение на выводах и имеют гальваническую связь с питающей сетью. По отношению к цифровой части – имеется опторазвязка. Управление входами D4, D5, D6 необходимо производить «сухим», изолированным от других частей схемы, контактом, рассчитанным на коммутацию постоянных напряжений до + 400В и тока до 10 мА.
Схема подключения внешних цепей к устройству РЗЛ-01.
01, РЗЛ-01.02
Схема подключения внешних цепей с двумя измерительными ТТ к устройству РЗЛ-01.01, РЗЛ-01.02
Внимание! Устройства РЗЛ-01 поставляются с заводскими уставками.
Габаритные размеры, мм 125х180х230
Скачать подробное описание РЗЛ-01.02
Скачать протокол проверки и обслуживания устройств РЗЛ-01
Скачать карту Modbus для РЗЛ-01
Скачать программное обеспечение для РЗЛ-01
Достоинства и недостатки микропроцессорных средств релейной защиты и автоматики
Современные устройства релейной защиты и автоматики построены на микропроцессорной элементной базе (обозначим их как устройства МП). При обсуждении преимуществ и недостатков устройства МП часто делают это в сравнении с электромеханическими устройствами защиты (устройством ЭМ).
Вероятно, это связано с тем, что пока подавляющее количество устройств релейной защиты и автоматики, находящихся в эксплуатации на объектах энергетики России, составляют именно ЭМ релейная защита.
Однако в историческом контексте не совсем уместно сравнивать аппарат МП с аппаратом ЭМ. Очевидно, что аппаратура релейной защиты и автоматики родилась как альтернатива своему предыдущему поколению релейной защиты, построенной на микроэлектронной базе (МЭ устройстве). Поэтому в сравнениях ниже для большей объективности будем рассматривать как МЭ устройство, так и ЭМ устройство.
Основные достоинства и недостатки устройства МП сведены в табл. один.
Таб. 1. Основные преимущества и недостатки устройства МП
|
+ |
– |
| многофункциональность | высокая цена |
| компактность | требуется надежный рабочий ток |
| наблюдаемость | нуждается в электромагнитной совместимости |
| может быть частью промышленной системы управления | нужна информационная безопасность |
| самодиагностика | узкий диапазон рабочих температур |
| устойчивость к механическим воздействиям | |
| более простой выбор настроек | |
| высокая точность и стабильность измерений | |
| низкое энергопотребление | |
| высокая чувствительность | |
| низкая нагрузка на трансформаторах тока |
Недостатки прибора МП
- Высокая цена – первые промышленные образцы прибора МП пришли в Россию из западных стран, стоили они очень дорого и использовались скорее как дань моде.
Однако на самом западе цена устройства МП уже была сопоставима с устройством ЭМ. Дело в том, что, в отличие от СССР, там ЭМ-прибор производился по высоким, можно сказать, космическим, технологиям. Но высокая цена такой ЭМ релейной защиты компенсировалась экономией на обслуживании, ведь инженеры релейной защиты на западе — высокооплачиваемый персонал. В настоящее время цена МП устройства постепенно снижается, при этом на рынке появляется все больше бюджетных решений. Кроме того, в связи с развитием информационных технологий в электроэнергетике наблюдается тенденция к значительному снижению затрат на содержание средств релейной защиты и автоматики и к переходу на техническое обслуживание в том виде, в каком оно есть. - Необходимость в надежных источниках рабочего тока – это недостаток устройства МП только по сравнению с устройством ЭМ. Предыдущее поколение, МЭ устройство, точно так же нуждается в рабочем токе, как и МП устройство. Следует отметить, что в последнее время потребность в оперативном питании устройства МП перестала быть строгой. Встречаются разработки, в которых источник питания интегрирован внутри микропроцессорного терминала, а питание как самого терминала, так и цепей отключения осуществляется от вторичных цепей тока или напряжения.
- Необходимость электромагнитной совместимости также является недостатком МП-устройства, которое можно сравнить только с ЭМ-устройством. Устройство МЭ также подвержено влиянию внешних электромагнитных полей, причем в большей степени, чем устройство МП. Чтобы убедиться в правильности последнего утверждения, достаточно вспомнить, что цифровая техника более защищена от помех, чем аналоговая.
- Проблема киберугроз связана исключительно с МП устройством. Ни для одного из предыдущих поколений релейной защиты ее не существовало. Однако при трезвом взгляде понятно, что информационная безопасность нужна только для дополнительных функций, которые заложены в микропроцессорных терминалах помимо самой функции релейной защиты. Если устройство МП убрать все связи с внешним цифровым миром, то эта проблема для него перестанет существовать точно так же, как и для любой другой системы релейной защиты предыдущих поколений. Без ущерба для дополнительной функциональности это можно было бы сделать, разместив защиты в микропроцессорном терминале на отдельной плате, информационно изолированной от внешнего мира и от других плат.
Однако на самом западе цена устройства МП уже была сопоставима с устройством ЭМ. Дело в том, что, в отличие от СССР, там ЭМ-прибор производился по высоким, можно сказать, космическим, технологиям. Но высокая цена такой ЭМ релейной защиты компенсировалась экономией на обслуживании, ведь инженеры релейной защиты на западе — высокооплачиваемый персонал. В настоящее время цена МП устройства постепенно снижается, при этом на рынке появляется все больше бюджетных решений. Кроме того, в связи с развитием информационных технологий в электроэнергетике наблюдается тенденция к значительному снижению затрат на содержание средств релейной защиты и автоматики и к переходу на техническое обслуживание в том виде, в каком оно есть. 
Встречаются разработки, в которых источник питания интегрирован внутри микропроцессорного терминала, а питание как самого терминала, так и цепей отключения осуществляется от вторичных цепей тока или напряжения. 
Без ущерба для дополнительной функциональности это можно было бы сделать, разместив защиты в микропроцессорном терминале на отдельной плате, информационно изолированной от внешнего мира и от других плат. Преимущества MP Device
- Многофункциональность – функционально один микропроцессорный релейный терминал способен объединить в себе целый набор всевозможных реле, сложную логическую схему и множество выходных реле (исполнительных устройств). Наполнение защитой может быть настолько большим, что речь уже может идти о централизованной защите, охватывающей все распределительное устройство. Во многом это несомненное преимущество, но многофункциональность снижает надежность системы защиты. Одним из способов повышения надежности до должного уровня может быть дублирование. Хорошим вариантом дублирования является его реализация в пределах одного терминала устройства MP. При этом два независимых друг от друга экземпляра должны представлять не только функциональные возможности релейной защиты, но и токовые и силовые цепи.
- Компактность – зачастую одна панель прибора МП способна заменить несколько панелей прибора ЭМ, но при установке в ячейках клеммы прибора МП также значительно экономят место. Терминалы устройства МП могут стать особенно компактными, если стандарт МЭК 61850 (или его новые аналоги) найдет широкое применение, поскольку станут ненужными массивные платы аналогового ввода и множественные платы дискретного ввода-вывода. При этом в щитах релейной защиты и автоматики также резко уменьшатся размеры клеммных рядов и кабельных стяжек.
- Наблюдаемость, самодиагностика и интегрируемость в АСУТП – все это позволяет значительно повысить надежность системы релейной защиты (потенциально): тщательный контроль состояния устройств релейной защиты позволяет своевременно обнаруживать ее неисправности; С помощью комплексного анализа аварийного режима и действий защит могут быть выявлены уязвимые места в функциональной части средств релейной защиты и автоматики.
- Стойкость к механическим воздействиям является преимуществом устройства МП по сравнению с устройством ЭМ, она также присуща всем статическим реле. Это преимущество используется там, где релейная защита испытывает большие механические возмущения, например, на подводных лодках.
- Низкая нагрузка на трансформаторы тока – в отличие от устройства ЭМ, при расчете нагрузки на трансформаторы тока можно не учитывать сопротивление токового ввода вывода устройства МП – обычно оно не превышает 0,1 Ом. Остается сопротивление проводов, которое, как правило, намного больше этого значения. Но применение стандарта IEC 61850-9-2 практически сводит его на нет, особенно если используются оптические трансформаторы тока. Конечно, при внедрении МЭК 61850-9-2 можно столкнуться с множеством нюансов, но это отдельная тема.
- Высокая чувствительность – как у МЭ прибора, так и у МП коэффициенты чувствительности измерительных органов значительно ближе к единице, чем у ЭМ прибора. Также повышена чувствительность за счет более сложных форм характеристик срабатывания реле с двумя входными значениями, что проще всего реализовать в аппаратуре релейной защиты и автоматики. Здесь в качестве преимущества прибора МП можно отметить использование измерительных органов для аварийных элементов. Однако аварийные компоненты уже давно активно используются ЭМ устройством, в так называемых фильтрующих экранах, пусть и не столь эффективных, как в МП устройстве.
Это преимущество используется там, где релейная защита испытывает большие механические возмущения, например, на подводных лодках. 
Здесь в качестве преимущества прибора МП можно отметить использование измерительных органов для аварийных элементов. Однако аварийные компоненты уже давно активно используются ЭМ устройством, в так называемых фильтрующих экранах, пусть и не столь эффективных, как в МП устройстве. Таким образом, практически по всем параметрам прибор МП превосходит предыдущее поколение – прибор МЭ. По сравнению с ЭМ устройством это не так просто, особенно с точки зрения электромагнитной совместимости. Например, этот аспект может оказаться фатальным с точки зрения национальной безопасности в военных конфликтах.
Теги:Релейная защита
Цифровое защитное реле | Энциклопедия MDPI
В коммунальных и промышленных системах передачи и распределения электроэнергии цифровое реле защиты представляет собой компьютерную систему с программными алгоритмами защиты для обнаружения электрических неисправностей. Такие реле также называют реле защиты микропроцессорного типа. Они являются функциональной заменой электромеханическим реле защиты и могут включать в себя множество функций защиты в одном блоке, а также обеспечивать функции измерения, связи и самодиагностики.
1. Описание и определение
Цифровое защитное реле представляет собой защитное реле, в котором используется микропроцессор для анализа напряжений, токов или других технологических величин в энергосистеме с целью обнаружения неисправностей в системе электроснабжения или промышленной технологической системе. Цифровое защитное реле можно также назвать «цифровым защитным реле». Его также называют числовым реле.
1.1. Обработка входных данных
Сигналы низкого напряжения и слабого тока (т. е. на вторичной обмотке трансформаторов напряжения и трансформаторов тока) подаются на фильтр нижних частот, удаляющий частотные составляющие выше примерно 1/3 частоты дискретизации (релейный АЦП). преобразователь должен производить выборку быстрее, чем два раза за цикл, на самой высокой частоте, которую он должен контролировать). Затем сигнал переменного тока оцифровывается аналого-цифровым преобразователем реле от 4 до 64 (зависит от реле) отсчетов за цикл энергосистемы.
Как минимум, величина входящей величины, обычно использующая концепции преобразования Фурье (среднеквадратичное значение и некоторая форма усреднения), будет использоваться в простой функции реле. Для определения фазовых углов, мощности, реактивной мощности, импеданса, искажения формы сигнала и других сложных величин можно использовать более расширенный анализ.
Для большинства алгоритмов защиты требуется только фундаментальный компонент, если только не используется высокоскоростной алгоритм, который использует данные подцикла для отслеживания быстро меняющихся проблем. Затем выборочные данные проходят через фильтр нижних частот, который численно удаляет частотный состав, превышающий интересующую основную частоту (т. е. номинальную частоту системы), и использует алгоритмы преобразования Фурье для извлечения модуля и угла основной частоты.
1.2. Логическая обработка
Реле анализирует результирующие выходные сигналы аналого-цифрового преобразователя, чтобы определить, требуется ли действие в соответствии с его алгоритмом(ами) защиты.
Алгоритмы защиты представляют собой набор логических уравнений, частично разработанных инженером по защите, а частично разработанным изготовителем реле. Реле способно применять расширенную логику. Он способен анализировать, должно ли реле срабатывать или воздерживаться от срабатывания на основе параметров, установленных пользователем, в сравнении со многими функциями его аналоговых входов, контактных входов реле, синхронизацией и порядком последовательностей событий.
При обнаружении неисправности выходные контакты срабатывают для отключения соответствующего автоматического выключателя(ей).
1.3. Настройка параметров
Логика настраивается пользователем и может варьироваться от простого изменения переключателей на передней панели или перемещения перемычек на печатной плате до доступа к внутренней веб-странице настройки параметров реле через канал связи на другом компьютере, находящемся в сотнях километров.
Реле может иметь обширный набор настроек, помимо того, что можно ввести с помощью ручек и дисков на передней панели, и эти настройки передаются на реле через интерфейс с ПК (персональный компьютер), и этот же интерфейс ПК может быть используется для сбора отчетов о событиях с реле.
1.4. Запись событий
В некоторых реле краткая история всех выборочных данных сохраняется для осциллографических записей. Запись событий будет включать в себя некоторые средства, позволяющие пользователю видеть синхронизацию ключевых логических решений, изменения релейного ввода/вывода (ввода/вывода) и видеть в осциллографическом виде, по крайней мере, основную составляющую входных аналоговых параметров.
1.5. Дисплей данных
Цифровые/числовые реле обеспечивают отображение на передней панели или на терминале через коммуникационный интерфейс. Используется для отображения настроек реле и значений тока/напряжения в реальном времени и т. д.
Более сложные цифровые реле будут иметь порты протоколов измерения и связи, что позволит реле стать элементом системы SCADA. Коммуникационные порты могут включать RS232/RS485 или Ethernet (медный или оптоволоконный). Языки связи могут включать протоколы Modbus, DNP3 или IEC61850.
2. Сравнение с другими типами
Электромеханические защитные реле на гидроэлектростанции.
Автор Wtshymanski, en.wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=179.10505
Электромеханическое защитное реле, напротив, преобразует напряжения и токи в магнитные и электрические силы и крутящие моменты, воздействующие на пружины реле. Натяжение пружины и постукивания по электромагнитным катушкам в реле – это основные процессы, которыми пользователь настраивает такое реле.
В твердотельном реле входящие формы сигналов напряжения и тока контролируются аналоговыми цепями, а не записываются или оцифровываются. Аналоговые значения сравниваются с настройками, сделанными пользователем с помощью потенциометров в реле и, в некоторых случаях, отводов на трансформаторах.
В некоторых твердотельных реле простой микропроцессор выполняет часть логики реле, но эта логика является фиксированной и простой. Например, в некоторых твердотельных реле максимального тока с выдержкой времени входящий переменный ток сначала преобразуется в переменное значение малого сигнала, затем переменный ток подается в выпрямитель и фильтр, который преобразует переменный ток в постоянный, пропорциональный форме волны переменного тока.
Операционный усилитель и компаратор используются для создания постоянного тока, который повышается при достижении точки срабатывания. Затем относительно простой микропроцессор выполняет низкоскоростное аналого-цифровое преобразование сигнала постоянного тока, интегрирует результаты для создания отклика кривой времени-максимального тока и отключается, когда интегрирование превышает заданное значение. Хотя это реле имеет микропроцессор, ему не хватает атрибутов цифрового/цифрового реле, и, следовательно, термин «микропроцессорное реле» не является четким термином.
3. История
Цифровое/цифровое реле было изобретено Джорджем Рокфеллером [1] . Джордж задумал это в своей магистерской диссертации в 1967–1968 годах в Ньюаркском инженерном колледже [2] . Он опубликовал свою основополагающую статью Защита от сбоев с помощью цифрового компьютера [3] в 1969 году. Компания Westinghouse разработала первое цифровое реле с помощью Prodar 70 [4] , разрабатывавшегося в период с 1969 по 1971 год.
Линия электропередачи 230 кВ на подстанции Tesla компании PG&E, 19 февраля.71 и шесть лет состоял на вооружении [5] . В 2017 году Джордж получил награду IEEE Halperin Electric Transmission and Distribution Award [6] . Награда была присуждена за «новаторскую разработку и практическую демонстрацию релейной защиты электроэнергетических систем с использованием цифровых компьютерных технологий в реальном времени».
В 1971 г. М. Рамамурти впервые описал [7] расчет импеданса дистанционной защиты с использованием дискретного анализа Фурье.
Первое практическое коммерчески доступное цифровое/цифровое реле на базе микропроцессора было изготовлено Эдмундом О. Швейцером III в начале 19 века.80-е годы. SEL, AREVA и ABB Group были первопроходцами, сделавшими первые шаги на рынке в этой области, но сегодня арена переполнена многими производителями. В области защиты линий электропередачи и генераторов к середине 1990-х цифровое реле почти заменило твердотельные и электромеханические реле в новых конструкциях.
В распределительных приложениях замена цифровым реле происходила немного медленнее. В то время как подавляющее большинство фидерных реле в новых приложениях сегодня являются цифровыми, твердотельные реле все еще находят применение там, где простота приложения позволяет использовать более простые реле, что позволяет избежать сложности цифровых реле.
4. Типы защитных элементов
Защитные элементы относятся к общей логике контролируемого электрического состояния. Например, дифференциальный элемент относится к логике, необходимой для контроля двух (или более) токов, определения их разницы и отключения, если разница превышает определенные параметры. Термин «элемент» и «функция» во многих случаях вполне взаимозаменяемы.
Для простоты на однолинейных схемах функция защиты обычно обозначается номером устройства ANSI. В эпоху электромеханических и твердотельных реле любое одно реле могло выполнять только одну или две защитные функции, поэтому полная система защиты может иметь на своей панели много реле.
Добавить комментарий