Функционал, преимущества микропроцессорных терминалов защит по сравнению с электромеханическими защитными устройствами
Оборудование распределительных устройств подстанций, в частности отходящие линии, питающие потребителей или смежные подстанции, должны иметь надежную защиту от возможных повреждений. Вплоть до 2000-х гг. в качестве защит оборудования на подстанциях применяли исключительно устройства релейной защиты и автоматики электромеханического типа, которые построены на реле электромеханического принципа работы.
Теперь старые электромеханические защиты постепенно вытесняются современными устройствами – микропроцессорными терминалами защит, управления и автоматики оборудования, которые все чаще встречаются на вновь построенных или технически переоснащенных подстанциях. В данной статье рассмотрим функционал и преимущества микропроцессорных терминалов защит на примере использования терминала REF 630 производства фирмы ABB для защиты линии потребителей напряжением 35кВ, приведем сравнительную характеристику с их предшественниками – защитами электромеханического типа.
Преимущества современных устройств релейной защиты и автоматики
Одним из основных преимуществ микропроцессорных терминалов над защитами старого образца, является их компактность. Для реализации защиты, автоматики, управления оборудованием линии 35 кВ необходимо монтировать сложную схему из множества электромеханических реле, которые едва помещаются на одну релейную панель.
Кроме того, необходимо для каждой линии установить ключ управления выключателем, переключатели для выбора режимов работы, накладки для переключения/вывода из работы автоматических устройств, измерительные приборы для фиксации тока нагрузки по линии – для перечисленных элементов нужно установить еще одну панель.
Микропроцессорный терминал защит имеет небольшие габаритные размеры.
Благодаря небольшому габаритному размеру на одной панели релейной защиты и автоматики можно разместить два терминала защит и соответствующие ключи для управления выключателями линий 35кВ, а также для переключения различных режимов работы устройств РЗА.
В рассматриваемом примере терминал защит REF 630 обеспечивает защиту отходящей линии электропередач. В терминале также есть другие стандартные конфигурации, которые позволяют использовать данный терминал для защиты силового трансформатора, секционного или шиносоединительного выключателя.
Огромное преимущество данного устройства заключается в том, что стандартные конфигурации можно с максимальной точностью настроить для реальных условий, учесть все возможные нюансы, выбрать нужные функции.
Что касается измерительных приборов, то в случае использования микропроцессорных терминалов защит их устанавливать не нужно, так как на дисплее защитного устройства выводится пофазная нагрузка линии, а также другие электрические параметры.
Как видно на фото, на дисплее терминала защит помимо нагрузки по данной линии, отображена мнемосхема с указанием фактического положения коммутационных аппаратов: шинных разъединителей от 1 и 2 системы шин 35 кВ, вакуумного выключателя, линейного разъединителя присоединения, а также положение стационарных заземляющих устройств шинных и линейного разъединителей. Также на дисплее указано напряжение по той системе шин, от которой в данный момент питается линия.
При необходимости терминал защит может быть настроен для вывода на дисплей других измеряемых величин (напряжение по фазам, активная и реактивная составляющая нагрузки, ее направленность, частота электрической сети) и индикации различных режимов работы (состояние комплекта АПВ, АПВ, ЧАПВ, ЛЗШ).
Также существенным преимуществом микропроцессорных защиты является удобство контроля над режимом работы оборудования, в том числе и ликвидации возникших аварийных ситуаций. На лицевой панели терминала расположены светодиодные индикаторы с указанием их наименований.
В защитах старого образца для индикации режимов работы использовались сигнальные реле, так называемые «блинкеры». При возникновении аварийной ситуации или отклонений от нормальной работы защитных устройств необходимо просматривать каждое из указательных реле, которые очень часто имели неудобное взаимное расположение, при этом каждое из реле необходимо возвращать в исходное положение («квитировать») индивидуально.
На терминале защит светодиоды расположены в один столбик, поэтому фиксировать возможные отклонения достаточно удобно – стоит только посмотреть на соответствующий терминал. Также преимуществом является то, что для «квитирования» светодиодов на терминале достаточно нажать одну кнопку.
Это преимущество наиболее оценимо в случае возникновения большой аварии на подстанции, когда срабатывает множество защитных устройств. В этом случае достаточно подойти к каждому терминалу, зафиксировать положение светодиодов и нажать кнопку. Для электромеханических защит необходимо затратить значительно больше времени для того, чтобы зафиксировать положение каждого указательного реле и вернуть его в исходное положение, то есть «квитировать».
Функциональные особенности микропроцессорных устройств релейной защиты
Если для защит линии используются микропроцессорные устройства, то в случае отключения выключателя от защит или в случае работы автоматики, в памяти устройства фиксируется время срабатывания, наименования сработавшей защиты или элемента автоматики линии, а также приводятся электрические параметры в доаварийный, аварийный и послеаварийный периоды. Благодаря данному функционалу, можно точно восстановить картину произошедшего, что очень важно в случае возникновения больших аварий, несчастных случаев в энергетике.
На фото можно увидеть, что фиксация аварийных ситуаций осуществляется вплоть до миллисекунд. Это позволяет при анализе работы защитных устройств, правильно определить очередность их работы и сделать вывод о правильности работы защит в соответствии с заданными уставками и условиями их работы.
Устройство позволяет хранить в энергонезависимой памяти 1000 записей событий.
Терминал защит имеет функцию самодиагностики, контроля входящих и выходящих цепей, что позволяет своевременно обнаружить неисправность. При использовании электромеханических защит нарушения в работе защитных устройств не сигнализируются, поэтому нарушение их работы очень часто обнаруживается в случае некорректной работы защиты или полного ее отказа.
Что касается уставок срабатывания защит, то в микропроцессорном защитном устройстве они изменяются в меню, посредством выбора необходимых значений. При этом можно создать несколько групп уставок и быстро переключаться между ними, что очень удобно в случае возникновения необходимости временной смены значений уставок.
Также одним из преимуществ микропроцессорных терминалов является возможность их подключения к системе SCADA, что позволяет обслуживающему персоналу подстанции мониторить состояние коммутационных аппаратов, величину нагрузок и напряжений на шинах; а также к системе АСДУ, которая позволяет не только контролировать, но управлять оборудованием дистанционно, с центрального диспетчерского пункта.
Читайте также: Микропроцессорные устройства релейной защиты: обзор возможностей и спорных вопросов