Микропроцессорные системы РЗ и А.

Микропроцессорные системы РЗиА построены по следующим принципам:

-мультипроцессорность;

-модульность;

-децентрализация;

-иерархичность;

-динамическое перераспределение функций;

-развитие системы;

-комплексное проектирование.

Главным составляющим микропроцессорной системы РЗиА является микропроцессор.

Микропроцессор (МП) – это программно- управляемое цифровое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций в соответствии с заданной программой и на основе элементов дискретной логики: И, ИЛИ, НЕ, триггеров, резисторов и т.д.

Микропроцессор МП содержит:

- арифметико - логическое устройство (АЛУ);

- регистр операндов (РО);

- регистр команд (РК);

- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

- запоминающее устройство (ЗУ) команд и чисел;

- регистр адреса (РА);

- регистр признаков (РП);

- устройство управления (РУ);

- код операций (КОП);

- генератор тактовых импульсов.

Упрощенная функциональная схема микропроцессорной системы РЗиА выглядит следующим образом:

где ПТТ-промежуточный трансформатор тока;

ПТН-промежуточный трансформатор напряжения;

МП-микропроцессор;

ЧФ-частотные фильтры;

АЦП-аналогово-цифровой преобразователь;

ЦАП-цифро-аналоговый преобразователь;

СУ-сигнальное устройство;

В-выключатель;

ОП-оперативный персонал;

РП-релейный персонал.

Входными элементами являются промежуточные трансформаторы напряжения ПТН и тока ПТТ, выходные сигналы с которых поступают на частотные фильтры (ЧФ), которые пропускают составляющие тока и напряжения 50гц и не пропускают высокочастотные гармоники (помехи). Далее аналоговые сигналы необходимо преобразовать в дискретные при помощи аналого - цифрового преобразователя (АЦП). Полученные дискретные сигналы в виде двоичного кода поступают на вход программируемой МП системы.

Далее сигналы от МП поступают на следующие элементы:

- на отключение выключателей (через ЦАП);

- сигнальное устройство (СУ) к оперативному персоналу;

- ПВМ к релейному персоналу.

Алгоритмы функционирования измерительных органов (ИО) МП систем РЗ и А существенно отличаются от алгоритмов аналоговых устройств (на электромеханической и полупроводниковой базе) систем РЗ и А, т.к. в первых сначала вычисляется значение измеряемой величины, а потом происходит сравнение с уставкой, то во вторых сначала фиксируется сам факт нахождение измеряемой величины в зоне срабатывания защиты независимо от значения этой величины.

Применение микропроцессорных систем РЗиА в электроэнергетике позволяет:

- повысить надёжность;

- реализовать принципиально новые возможности построения защит;

- обеспечить её работу при неполной информации;

- прогнозировать предаварийные ситуации;

- реализовать самодиагностику защиты;

- реализовать более качественные характеристики;

- обработать большой объём информации, в т.ч. и от смежных объектов;

- реализовать самонастраивающие (адаптивные) системы.

Наибольший эффект МП системы РЗ и А реализуется при комплексном использовании когда выполняются не только функции релейной защиты, но и автоматики (АПВ, АВР. УРОВ и т.д.)., а также таких, как определение места повреждения, анализ причин, вызвавших срабатывание защиты.

Возможно также построение многоуровневых автоматизированных систем управления (АСУ) на базе МП блоков (например, БМРЗ), благодаря объединению функций защиты с функциями связи, передачи данных, регистрации и отображения информации (в т.ч. об аварийных ситуациях) (интерфейсы связи с АСУ и ПЭВМ), а также набором логических функций и других.

Однако, существует и много проблем при применении МП систем РЗ и А:

- отсутствует достаточно обоснованная теория МП защит, в т.ч. оптимальное построение её технического и программного обеспечения;

- вопросы надёжности функционирования и т.д.;

- проблемы с электромагнитной совместимостью и помехоустойчивостью, особенно в ситуации возрастания опасности преднамеренных дистанционных воздействий мощных направленных электромагнитных импульсов (терроризм);

- функциональная избыточность («навороченность»), часто в рекламных целях;

- относительно большая стоимость;

- большая вероятность системной ошибки «благодаря» компьютерным вирусам;

- избыточная чувствительность, приводящая к ложным срабатываниям;

- быстрое устаревание программного продукта, требующего обновления (чаще, чем техники);

- надёжность не выше, чем у релейных защит даже при наличии «самодиагностики»;

- не облегчили работу обслуживающего персонала.

Примерами конкретных МП систем РЗ и А являются:

1) Блоки микропроцессорной релейной защиты (БМРЗ)производства НТЦ «Механотроника» (г.Санкт-Петербург).

2) Цифровые устройства защиты и автоматики ЦЗА (ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО» ( г. Санкт-Петербург).

3) Микропроцессорные блоки РЗ и А типа БЭМП производства ОАО «ЧЭАЗ» г. Чебоксары.

4) Измерительно-информационный и управляющий комплекс «Чёрный ящик» производства ООО НТЦ «ГОСАН», г.Москва.

5) Новая серия микропроцессорных защит SEPAM1000+ производства Schneider Elektrik (Германия).

6) Универсальные устройства защиты MICOM Р 120 (121,122,123 и др.) фирмы ALSTOM (Австрия - Германия) и AREVA (Франция).

7) Комплекс микропроцессорных реле и защит производства ООО «АББ Реле- Чебоксары».