Микропроцессорные устройства релейной защиты: обзор возможностей и спорных вопросов

Содержание

1.1 Назначение релейной защиты и автоматики

Категория: В.Н. Копьев “Релейная защита. Принципы выполнения и приенения”

Энергетическая система представляет собой сложную многозвенную техническую систему, предназначенную для производства, распределения и потребления электроэнергии. Процессы, происходящие в энергосистеме, отличаются быстротой, взаимосвязанностью, единством процессов производства, распределения и потребления электроэнергии. Управление ими без применения специальных технических средств, называемых средствами автоматического управления, в большинстве случаев оказывается невозможным.

Условно, все устройства автоматики по своему назначению и области применения можно разделить на следующие две большие группы: местную и системную технологическую автоматику, местную и системную противоаварийную автоматику.

Технологическая автоматика обеспечивает автоматическое управление в нормальном режиме:

пуск блоков турбина-генератор и включение на параллельную работу синхронных генераторов;
автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности на шинах электростанции;
автоматическое регулирование частоты и обеспечения режима заданной нагрузки электростанции;
оптимальное распределение электрической нагрузки между блоками;
регулирование напряжения в распределительной сети;
регулирование частоты и перетоков мощности и т.п.

Назначением противоаварийной автоматики является предотвращение или наиболее эффективная ликвидация последствий аварий:

релейная защита электрооборудования от коротких замыканий и ненормальных режимов;
автоматическое повторное включение;
автоматическое включение резерва;
автоматическая частотная разгрузка;
автоматическая ликвидация асинхронного режима.
автоматика предотвращения нарушения устойчивости и т.д.

Из перечисленных видов устройств автоматики особо выделяется релейная защита, изучающая поведение электроэнергетической системы и ее элементов в режимах глубоких возмущающих воздействий и скачкообразных изменений электрических параметров. Эти возмущения вызываются различного рода короткими замыканиями, которых могут возникнуть по причинам:

пробоя или перекрытия изоляторов линий электропередач в случае грозовых перенапряжений или при их загрязнении;
обрыва проводов или грозозащитных тросов из-за обледенения и вибраций;
механических повреждений опор, поломке изоляторов разъединителей, схлестывании проводов;
ошибочного действия оперативного персонала;
заводских дефектов оборудования и ряда других факторов.

Управление энергосистемой при нарушении ее нормальных режимов тесно связано с работой релейной защиты. Поэтому изложения материала целесообразно начать с рассмотрения этого вида автоматики. Требование безаварийности и надежности энергоснабжения закладывается уже на стадии проектирования энергосистемы за счет оптимального выбора источника электроэнергии (уголь, газ, вода или другое), расположения электростанций, передачи мощности, учета характеристик нагрузок и перспектив их роста, способов регулирования напряжения и частоты, планированием режимов работы и т.п. И все же полностью исключить факт отказа оборудования из-за коротких замыканий нельзя.

На релейную защиту возлагаются следующие функции:

1.Автоматическое выявление поврежденного элемента с последующей его локализацией. Защита подает команду на отключение выключателей этого элемента, восстанавливая нормальные условия работы для неповрежденной части энергосистемы.

2.Автоматическое выявление ненормального режима с принятием мер для его устранения. Нарушения нормального режима в первую очередь вызываются различного рода перегрузками, которые не требуют немедленного отключения. Поэтому защита действует на разгрузку оборудования или выдает сообщение дежурному персоналу.

В качестве примера на Рис.1 представлено современное микропроцессорное реле, выпускаемое инженерно-производственной фирмой «РеонТехно», на Рис.2 – типовая панель защиты линии, выполненная на электромеханических реле на Рис.3 – многофункциональное устройство РЗА НТЦ «Механотроника».

Рис. 1. Микропроцессорные реле тока типа РСТ 80АВ, выпускаемое ИПФ «Реон-Техно»

Рис. 2. Типовая панель защиты линии, выполненная на электромеханических реле

Рис. 3. Многофункциональное цифровое устройство релейной защиты и автоматики НПЦ «Механотроника»

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ

Защитные устройства на базе реле разнообразны и могут быть построены по отличающимся принципиальным схемам, реализованным на различной элементной базе.

Общим для всех устройств релейной защиты является наличие одних и тех же функциональных блоков:

измерительных органов;
логики;
исполнительных устройств;
сигнализации.

Измерительный орган реле получает в непрерывном режиме информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных блоков релейных защит.

Измерительные релейные органы иногда называют пусковыми, но это не меняет сути. Контроль состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров электроснабжения – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров, на выходе релейного органа измерения формируется дискретный логический сигнал («да», «нет»), который поступает в блок логики.

Логический орган, получив дискретную команду релейного блока измерения, в соответствии с заданной программой или логической схемой формирует необходимую команду исполнительному блоку или механизму.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые отображают факт срабатывания релейного защитного комплекта или отдельного его органа.

Для успешного выполнения своего предназначения, УРЗА должны обладать определёнными качествами. Выделяют четыре основных требования, которые предъявляются к аппаратуре РЗ. Рассмотрим их по отдельности.

Селективность.

Это свойство защитных систем заключается в выявлении повреждённого участка электрической сети и выполнении отключений в необходимом и достаточном объёме с целью его отделения. Если в результате работы защитной автоматики произошло излишнее отключение оборудования системы электроснабжения, такое срабатывание автоматики называется неселективным.

Различают системы защитной автоматики с абсолютной и относительной селективностью. К первому типу относятся устройства, реагирующие только на нарушения режима строго в пределах защищаемого участка.

Примером такой защитной системы может служить дифференциальный токовый защитный комплект, срабатывающая только при повреждениях между точками сети, в которых контролируется разность токов.

Относительной селективностью обладают системы максимального тока, которые, как правило, реагируют на нарушения режима на участках, смежных с непосредственно защищаемой ими зоной. Обычно во избежание неселективного срабатывания, такие системы автоматики имеют искусственную выдержку времени, превосходящую время срабатывания защитных комплектов на смежных участках.

Примечание. Искусственной называют выдержку времени, создаваемую специальными органами задержки срабатывания (реле времени).

Быстродействие.

Отключение повреждённого участка или элемента сети должно быть осуществлено как можно быстрее, что обеспечивает устойчивость работы остальной части системы и минимизирует время перерыва питания потребителей.

Главным показателем быстродействия служит время срабатывания защищающего устройства, которое отсчитывается от момента возникновения аварийного режима до момента подачи защитой сигнала на отключение выключателя.

Иногда время срабатывания системы автоматики трактуют как время между возникновением повреждения и отключением повреждённого участка, то есть, включают в него время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как выключатель не является частью УРЗА и по его параметрам нельзя оценивать эффективность релейной защиты сетей и систем электроснабжения.

То есть, учитывать время отключения выключателя необходимо, но следует помнить, что это не характеристика РЗ. Для справки можно заметить, что время отключения выключателя значительно больше времени срабатывания собственно реле автоматики (без учёта искусственной задержки).

Чувствительность.

Данное качество характеризует способность системы автоматики к гарантированному срабатыванию во всей зоне её действия при всех видах нарушений режима, на которые данная автоматика рассчитана. Чувствительность системы автоматики является точным численным показателем, значение которого проверяется в расчётных режимах с минимальными значениями параметров её срабатывания.

Надёжность.

Универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности РЗ функционировать длительно и безотказно. В соответствии со своим основным предназначением.

Новости ›› Защита и автоматика асинхронных двухскоростных электродвигателей 6-10кВ

НТЦ «Механотроника» успешно завершил испытания блока защиты и автоматики асинхронных двухскоростных электродвигателей 6-10кВ — БМРЗ-ДВА.

Выпуск блока БМРЗ-ДВА завершил перевод номенклатуры решений по защите электродвигателей среднего напряжения на новую современную аппаратную платформу, удовлетворяющую актуальным техническим требованиям. Блок обеспечивает защиту двухскоростного двигателя с двумя выключателями, при этом вся логика переключения скоростей реализуется внутри блока. Такое решение позволяет существенно сократить количество дискретных связей между ячейками, что в конечном итоге ведет к удешевлению схемы защиты и повышению её надежности.

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

В настоящее время большинство фирм-производителей устройств релейной защиты и электроавтоматики (РЗА) прекращает выпуск электромеханических реле и переходит на микропроцессорную элементную базу. Это объясняется следующими достоинствами микропроцессорных устройств.

1. Элементная база (промежуточные трансформаторы, электронная часть, выходные устройства) у большинства устройств РЗА получается практически одинаковой. Отличие заключается в программном обеспечении.

2. В силу идентичности устройства комплектов различного назначения, достигается высокая степень автоматизации производства с минимальной долей ручного труда.

3. Микропроцессорные устройства РЗА органически входят в автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) электрической части сетей и систем и обеспечивают высокую степень информатизации электроэнергетических процессов. В конечном счете это (со временем) должно повысить надежность электроэнергетических сетей и систем.

4. Микропроцессорные устройства являются интеллектуальными системами, обладающими возможностью совершенствования путем изменения программного обеспечения и использования более перспективных принципов выполнения (алгоритмов) защиты. Изменение алгоритмов и программ возможно осуществлять в ходе эксплуатации.

5. Эти устройства не требуют использования мощных ТТ и ТН, т. к. их потребление по цепям тока и напряжения крайне мало (единицы вольт и миллиамперы).

Широкое внедрение микропроцессорных устройств сдерживается их высокой стоимостью и практически отсутствием в России производства микропроцессорной техники. Однако это явление временное и в перспективе микропроцессорная техника в РЗА альтернативы не имеет (другие устройства с нею со временем будут неконкурентоспособны).

Центральным элементом рассматриваемых устройств является микропроцессор — однокристальная электронно-вычислительная машина (ЭВМ) с оперативным (ОЗУ) и постоянным (ПЗУ) запоминающими устройствами, таймером, устройствами ввода и вывода.

Структурная схема устройств защиты линии приведена на рис. 1.

Рисунок 1. Упрощенная структура микропроцессорного устройства релейной защиты линии 6-10 кВ

Устройство подразделяется на аналоговую и цифровую части. В состав аналоговой части входят преобразователи «ток — напряжение» (промежуточные трансформаторы тока i/u), «напряжение — напряжение» (промежуточные трансформаторы напряжения u/u) и коммутатор аналоговых сигналов (мультиплексор МПл). Входным элементом цифровой части является аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Выходные сигналы (в цифровой форме) АЦП подаются на входы портов ввода-вывода (ПВВ) микропроцессора. Благодаря мультиплексору удается с помощью одного достаточно дорогостоящего АЦП последовательно осуществлять преобразование нескольких аналоговых сигналов в цифровую форму.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) микропроцессора по программе, заложенной в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), с участием оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) производит обработку информации и принимает решение о необходимости отключения защищаемой линии.

Если такая необходимость есть, то срабатывают одно или несколько выходных реле из их комплекта (КВР), через контакты которых подается сигнал на отключение выключателя Q.

Данные о срабатывании выходных реле, параметрах срабатывания устройства защиты и др. могут быть выданы для персонала на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ). Требуемая информация может быть передана в АСУ ТП с помощью интерфейса RS232 или RS485. Коррекция программ, заложенных в ПЗУ, и настройка устройства может производиться с помощью клавиатуры (КЛ). Электропитание устройства осуществляется с помощью блока питания (БП).

Характеристики микропроцессорных устройств релейной защиты во многом повторяют характеристики аналогичных устройств, выполненных на электромеханической или электронной элементной базе.

В настоящее время серийно выпускаются устройства типов «Сириус» (НПФ «Радиус», г. Зеленоград), БМРЗ (г. Санкт-Петербург), SPAC (ABB) и др. Они выполняют функции защит линий 6-10 кВ, электродвигателей напряжением выше 1 кВ и др.

Надёжность

Надежность устройств РЗ — способность устройств выполнять заданные функции при заданных условиях эксплуатации.

Классификация неправильных случаев работы устройств РЗ:

Излишнее срабатывание защиты — когда через защиту протекал ток КЗ, но защита не должна была сработать. Например, при КЗ на одной линии электропередачи правильно сработала защита данной линии и отключила поврежденную линию, но одновременно с этим излишне сработала защита на другой линии и также отключила её.
Ложное срабатывание защиты — когда защита сработала при отсутствии тока КЗ, например, в нормальном режиме.
Отказ в срабатывании защиты — когда при КЗ на защищаемом элементе энергосистемы защита должна была сработать, но не сработала.

Излишнее и ложное срабатывания устройств РЗ в некоторой степени исправляются устройствами АПВ (излишне или ложно отключенная линия через несколько секунд включается от устройства АПВ) Отказ в срабатывании защиты приводит к тяжелым последствиям: развитие аварии, увеличение объёма повреждений

Поэтому когда речь идет о надежности устройств РЗ, основное внимание обращается на предотвращение именно отказов устройств РЗ, а не излишних и ложных срабатываний. И повышение надёжности работы устройств РЗ — это снижение вероятности их отказов.

Для предотвращения отказов защит применяются следующие технические мероприятия:

Ближнее резервирование защит.
Дальнее резервирование защит.

При ближнем резервировании защит для защиты одного элемента энергосистемы применяется не одно устройство РЗ, а два устройства РЗ: основная защита и резервная защита. Основной защитой называется защита, имеющая минимальное время срабатывания. Резервной называется защита, имеющая большее время срабатывания.

Недостатки ближнего резервирования защит:

Требуются дополнительные затраты на установку резервных защит.
Ближнее резервирование может оказаться неэффективным, например, при исчезновении оперативного тока на подстанции или при отсутствии сжатого воздуха для воздушных выключателей.

При дальнем резервировании защит устройство РЗ, предназначенное для защиты одного элемента энергосистемы, является резервной защитой для другого элемента энергосистемы.

Дальнее резервирование плохо тем, что при отказе защиты на одной ВЛ происходит погашение всей подстанции. Но зато, во-первых, не требуется дополнительных затрат, так как для дальнего резервирования используются существующие защиты, а во-вторых, дальнее резервирование обеспечивает отключение повреждения даже при полной неработоспособности выключателей и защит на подстанции, от которой отходит поврежденная линия.

Перечень базовых функций защит

В соотвествие со стандартом выделяют следующие функции релейной защиты:

Номер функции	Тип функции
21	Дистанционная защита, фазная
21G	Дистанционная защита от замыканий на землю
21P	Дистанционная защита от междуфазных замыканий
21N	Дистанционная защита от замыканий на землю
21FL	Определение места повреждения
25	Контроль синхронизма
27	Контроль минимального напряжения
27P	Контроль снижения фазного напряжения
27X	Контроль снижения напряжения собственных нужд
32	Контроль направления мощности
32F	Прямое направление мощности
32R	Обратное направление мощности
37	Контроль минимального тока или мощности
49	Тепловая перегрузка
50	Максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени
50BF	Устройство резервного отключения выключателя
51	Максимальная токовая защита с зависимой выдержкой времени
59	Защита от перенапряжения
67	Токовая направленная защита
68	Блокировка при качаниях мощности
79	Автоматическое повторное включение
87	Дифференциальная токовая защита

Литература

1. Чернобровов Н. В., Семенов В. А. «Релейная защита энергетических систем»: Учеб. пособие для техникумов. — М.: Энергоатомиздат, 1998. −800с.: ил.

2. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989.

Уставки по току задаются при программировании БМРЗФКС

-защиту минимального напряжения (ЗМН);

-квазитепловую защиту фидера;

-резервирование при отказах выключателя (УРОВ);

—логическую защиту шин (ЛЗШ);

-двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);

-защиту смежного фидера контактной сети (токовая отсечка и вторая ступень ДЗ).

Для защиты фидеров ДПР были применены БМРЗ-ФПЭ, позволившие осуществить:

-токовую отсечку; трехступенчатую МТЗ, причем первые две ступени имеют независимую выдержку времени, а выдержка времени третьей ступени может быть как зависимой, так и независимой на выбор;

— защиту минимального напряжения;

-УРОВ;

-логическую защиту шин;

-двукратное АПВ.

Другие защиты, входящие в МТ БМРЗФПЭ (защита нулевой последовательности и т.д.), не используются.

На выключателях вводов 27,5 кВ использованы МТ БМРЗФВВ, содержащие в себе:

-двухступенчатую МТЗ с блокировкой по напряжению;

-две ступени ДЗ («замочная скважина»);

-защиту минимального напряжения;

—УРОВ с возможностью включения выходного реле в цепи РЗА защит высокой стороны на пряжения силового трансформатора;

-логическую защиту шин;

-защиту от подпитки коротких замыканий на стороне высокого напряжения от смежных подстанций через контактную сеть.

Модули аналоговых входов

Наиболее простыми в МУРЗ являются модули аналоговых входов, состоящие из набора трансформаторов тока и напряжения, рис. 10.

Конструкция трансформаторов напряжения ничем не отличается от конструкции обычных маломощных трансформаторов. Трансформаторы тока содержат изолированную многовитковую вторичную обмотку, намотанную на каркасе и покрытую изоляционной пленкой. Первичная обмотка представляет собой несколько витков (обычно, 5 витков на номинальный первичный ток 1 А и 1 виток на номинальный ток 5А), намотанных поверх вторичной обмотки обычным многожильным изолированным монтажным проводом, рис. 10. Такой трансформатор представляет собой, фактически, преобразователь тока в напряжение. Если в процессе эксплуатации МУРЗ возникает необходимость в изменении входного номинального тока аналоговых входов с 1 А на 5 А (или наоборот), то сделать это очень просто путем намотки (или, наоборот, смотки) нескольких витков провода. Никаких проблем в эксплуатации этот узел МУРЗ обычно не создает и является самой надежной его частью.

В большинстве типов МУРЗ этот набор трансформаторов выполнен в виде отдельного модуля, хотя встречаются и конструкции, в которых в этом же модуле размещены входные фильтры, аналого-цифровые преобразователи, и другие элементы предварительной обработки аналоговых сигналов, рис. 11.

В некоторых типах МУРЗ можно встретить миниатюрные тороидальные трансформаторы тока и напряжения капсулированные эпоксидным компаундом, рис. 12. Такая конструкция лучше защищена от воздействия влаги, но отвод тепла в ней затруднен. Кроме того, она является неремонтопригодной и в ней не возможно изменить коэффициент трансформации. Следует иметь ввиду, что при кажущейся более высокой надежности такой конструкции, ее реальная эксплуатационная надежность может быть даже ниже, чем у обычного не капсулированного трансформатора. Это связано не только с затрудненным отводом тепла, но и с внутренними механическими напряжениями в обмотках, возникающими в процессе отверждения и усадки эпоксидного компаунда. Такого рода проблемы проявляются, обычно, при наличии многовитковых обмоток, намотанных тонким проводом (как в трансформаторах напряжения).

В. ГУРЕВИЧ, канд. техн. наук

ТСН подстанции защищены МТ БМРЗ-ТСН

Они включают:

—токовую отсечку;

-двухступенчатую МТЗ;

-защиту минимального напряжения;

—УРОВ;

-логическую защиту шин.

Все БМРЗ осуществляют осциллографирование аварийных режимов и моментов запуска защит. Считывание осциллограмм возможно через порт RS232 с помощью портативного компьютера илипосредством шины RS485 со щита управления подстанцией. Последний оборудован контроллером подстанции (микроРС) с сенсорным дисплеем и модемом для подключения к линия ТУ/ТС систем телемеханики «ЛИСНА» или АСТМУ.

Кроме того, распредустройство 27,5 кВ оборудовано защитой от замыканий внутри ЗРУ, воздействующей на все присоединения стороны тягового напряжения.

Применение МТ БМРЗ в качестве защит присоединений тяговых подстанций переменного тока привело к необходимости усовершенствовать методику расчета уставок некоторых присоединений. Вчастности, приходится учитывать, что при повреждениях на линиях ДПР осуществляется запуск дистанционных защит вводов тягового напряжения.

Первый год эксплуатации устройств подтвердили преимущества использования МТ, а именно:

-более высокое быстродействие защит, обеспечившее возможность снижения временной ступени до 0,3 с, а в некоторых случаях до 0,25 с точность и стабильность значений уставок защит;

-глубокое резервирование защит, в особенности фидеров контактной сети, ранее не имевших реального резерва;

-повышение селективности работы устройств РЗА;

-удобство эксплуатации;

Для чего нужна релейная защита?

Предотвращение возникновения аварии или ее развития часто может быть обеспечено путем быстрого отключения поврежденного элемента. По условиям обеспечения бесперебойной работы неповрежденной части системы время отключения поврежденного элемента должно быть небольшим и часто составляет доли секунды.

Совершенно очевидно, что человек обслуживающий установку, не в состоянии за столь короткое время отметить возникновение повреждения и устранить его. Поэтому электрические установки снабжаются специальными электрическими автоматами – реле защиты.

Назначением релейной защиты является по возможности скорейшее отключение поврежденного элемента или участка энергосистемы от ее неповрежденных частей . Если повреждение не грозит немедленным разрушением защищаемого объекта, не нарушает непрерывности электроснабжения и не представляет угрозы по условиям техники безопасности, то устройства защиты могут действовать не на отключение, а на сигнал, предупреждающий дежурный персонал о неисправности.

Устройства релейной защиты должны действовать на сигнал или отключение и в случае ненормальных режимом работы сети, если такие режимы могут представлять опасность для оборудования.

Требования к релейной защите

К релейной защите предъявляются следующие требования по селективности, чувствительности, быстродействию и надежности:

1) Селективность действия (избирательность) – способность устройства релейной защиты срабатывать при повреждении в зоне его действия и не срабатывать при внешних повреждениях и нагрузочных режимах, т.е. селективным называется такое действие защиты, при котором она отключает только поврежденный элемент посредством его автоматических выключателей. Все другие части системы должны при этом оставаться включенными.

Все устройства релейной защиты делятся на 2 класса по селективности:

защиты с относительной селективностью – селективность обеспечивается выбором параметров срабатывания. Сюда относятся максимальнотоковые и дистанционные защиты;

защиты с абсолютной селективностью – селективность обеспечивается принципом действия – все виды дифференциальных защит.

2) Чувствительность – способность устройства релейной защиты реагировать на минимальные значения аварийных параметров.

Например, при возникновении повреждения на линиях высокого напряжения, работающих в режиме минимальных нагрузок и больших переходных сопротивлениях повреждения, токи короткого замыкания могут быть меньшими максимальных токов нагрузки. Это приводит к невозможности использования обычных токовых защит и заставляет переходить к более сложным и дорогим видам защит.

Чувствительность защит оценивается коэффициентом чувствительности . Для защит, реагирующих на возрастающие величины при возникновении повреждения (для токовых – ток): k = I кзмин / I ср, где: I кзмин – величина тока при металлическом коротком замыкании в защищаемой зоне; I ср – уставка по току срабатывания токовой защиты.

3) Быстродействие – определяется следующими соображениями:

Ускорение отключения повреждения повышает устойчивость параллельной работы электрических машин в системе и, следовательно, устраняется одна из основных причин возникновения наиболее тяжелых системных аварий.

Ускорение отключения повреждения уменьшает время работы потребителей при пониженном напряжении, что позволит остаться в работе электродвигателям как у потребителей, так и на собственных нуждах электростанций.

Ускорение отключения повреждения уменьшает размер разрушений поврежденного элемента.

Поэтому для линий электропередачи 500 кВ быстродействие не должно быть хуже 20 мс, 750 кВ – 15 мс.

4) Надежность – способность устройства релейной защиты выполнять заданные функции защиты в течение заданного времени при заданных условиях эксплуатации.

Структурная схема устройства релейной защиты

В настоящее время в нашей стране и мире находится в эксплуатации огромное множество устройств РЗА различных классов, типов и модификаций. С момента своего появления устройства РЗА эволюционировали от электромеханических до статических, и далее – цифровых, наиболее современных.

Внешний облик и составные элементы устройств в процессе их эволюции претерпели значительные изменения, однако общая структурная схема устройства остается неизменной и по сей день.

Рисунок 1. Структурная схема устройства РЗА

Измерительные (пусковые) органы обеспечивают непрерывный контроль состояния защищаемого объекта (линии, трансформатора, двигателя и др.) с помощью измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), от которых к ним поступают сигналы вторичных токов и напряжений в реальном времени.

ТТ и ТН выполняют гальваническую развязку цепей защиты и измерения от сети высокого напряжения и уменьшают измеряемые сигналы до приемлемого уровня.

Измерительные органы вычисляют значения подаваемых на устройство РЗА токов и напряжений, а также производных параметров, таких как мощность, сопротивление и др. Далее устройство выполняет сравнение полученных значений с уставками и формирует признаки срабатывания пусковых органов.

Так, например, признак срабатывания пускового органа тока максимальной токовой защиты формируется, если любой из фазных токов превышает значение уставки, заданной в устройство РЗА.

Логическая часть получает информацию о признаках срабатывания пусковых органов, положении выключателя, состоянии защищаемого объекта и смежных с ним (если это необходимо).

В зависимости от состояния полученных сигналов и последовательности их поступления логическая часть формирует управляющие воздействия в соответствии с алгоритмом функционирования, заложенным в устройстве РЗА.

Например, логическая часть максимальной токовой защиты обеспечивает контроль состояния вольтметровой блокировки и реле направления мощности, задержку срабатывания защиты или ее отсутствие при опробовании присоединения, а также формирование сигнала отключения выключателя.

Исполнительные органы, роль которых чаще всего выполняют различные промежуточные реле, обеспечивают связь устройства РЗА с выключателем защищаемого присоединения, системой центральной сигнализации и другими объектами.

Местная сигнализации о срабатывании устройства РЗА осуществляется с помощью Сигнальных органов, выполняемых в виде световых индикаторов. Срабатывание сигнальных органов осуществляется непосредственно по сигналам логической части или через исполнительные органы.

Достоинства

Функциональность:

Полный набор функций релейной защиты всех типов первичного оборудования ПС 110/35-(10)6 кВ и автоматики управления коммутационными аппаратами, в т.ч. цифровых ПС (поддержка МЭК 61850; Сертифицировано KEMA).
Максимальная насыщенность в одном устройстве.

Совместимость:

Практически полная совместимость со всей серией ТОР 200 (2006-2016 года выпуска).
Малая монтажная глубина 160 мм (актуально для новых ячеек).

Гибкость:

Свободно конфигурируемая логика для адаптации под особенности проекта и создания нетиповых исполнений.
Свободное назначение дискретных входов/выходов, светодиодов и кнопок.
Питание устройства от USB-порта (параметрирование, считывание данных).

Надежность: