НТЦ «Механотроника» (г. Санкт-Петербург) — первое российское предприятие по разработке и производству микропроцессорных устройств релейной защиты, управления и противоаварийной автоматики для электрических сетей от 0,4 до 110 кВ. Номенклатура продукции НТЦ «Механотроника» приведена в таблице. Ниже дано описание многофункционального микропроцессорного блока релейной защиты БМРЗ, нашедшего широкое применение в промышленности, разработанного по заказу ОАО «Газпром».
Многофункциональный микропроцессорный блок релейной защиты БМРЗ предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений 6 — 35 кВ; воздушных и кабельных линий электропередачи, секционных и вводных выключателей распределительных подстанций, шкафов секционирования, трансформаторов мощностью до 6,3 МВА, асинхронных двигателей мощностью до 4 МВт. БМРЗ устанавливаются в релейных отсеках КРУ и КРУН, на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций, в том числе атомных, и подстанций 6—10 кВ. Областью применения являются также подстанции электроприводных и газотурбинных компрессорных станций, подземных хранилищ газа, дожимных компрессорных станций, промыслов, нефтеперекачивающих станций и других объектов газовой и нефтяной промышленности.
ФУНКЦИИ ЗАЩИТ БМРЗ
МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА (МТЗ)
Трехступенчатая с ускорением, с комбинированным пуском по напряжению прямой и обратной последовательностей, направленная (конфигурация выбирается при заказе и реализуется программно). Первая и вторая ступени имеют независимые времятоковые характеристики. Для третьей ступени имеется возможность выбора типа характеристики: независимой или зависимой.
Диапазон уставок по току, А:
для 1 и 2 ступеней..................................... 2,50 — 99,99
для 3 ступени............................................... 1,50 — 25,00
по времени, с.................................................... 0,00—99,99
Дискретность уставок по току и времени 0,01 Диапазон уставок по напряжению (В):
прямой последовательности........................ 20 — 80
обратной последовательности.................... 5—20
Дискретность уставок по напряжению....... 1
ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ (ОЗЗ)
Одноступенчатая, с независимой характеристикой, с одной или двумя выдержками времени. Может выполняться с контролем тока и (или) напряжения нулевой последовательности, быть направленной или ненаправленной.
СМЕНА ПРОГРАММ МТЗ И ОЗЗ
БМРЗ обеспечивает хранение двух наборов уставок и программных ключей функций ОЗЗ и МТЗ, включая параметры пуска МТЗ по напряжению. Смена программ производится подачей на вход БМРЗ дискретного сигнала, командой по последовательному каналу или автоматически, при изменении направления мощности.
ЗАЩИТА ОТ НЕСИММЕТРИИ И ОТ ОБРЫВА ФАЗЫ ПИТАЮЩЕГО ФИДЕРА (ЗОФ)
Реализуется методом расчета тока обратной последовательности /2. Фиксацией /2 в момент аварии обеспечивается функция определения места повреждения.
ЗАЩИТА МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ЗМН)
Выполняется с контролем двух линейных напряжений и напряжения обратной последовательности. Предусмотрена возможность блокировки ЗМН при пуске МТЗ и внешним дискретным сигналом. ЗМН может действовать как с контролем, так и без контроля положения выключателя. При введенном контроле ЗМН срабатывает только при включенном выключателе. Контроль положения выключателя может быть выведен, например, при использовании ЗМН в качестве «делительной» автоматики.
ДАЛЬНЕЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ПРИ ОТКАЗЕ ЗАЩИТ ИЛИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ, ОТХОДЯЩИХ ОТ ШИН ЛИНИЙ
Функция дальнего резервирования (ДР) является ненаправленной максимальной защитой по реактивной составляющей тока с независимой выдержкой времени, с блокировкой по минимальному напряжению и с пуском по току обратной последовательности.
ФУНКЦИИ АВТОМАТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ (АПВ)
Двухкратное с возможностью блокировки одного или обоих циклов. Оба цикла АПВ могут блокироваться входными дискретными сигналами, при неисправности БМРЗ или выключателя, при срабатывании логической защиты шин, при срабатывании первой ступени МТЗ. Программно может быть задана блокировка второго цикла АПВ при появлении напряжения нулевой последовательности.
РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ОТКАЗОВ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ (УРОВ)
БМРЗ отходящих линий комплектуются УРОВ-датчиками, БМРЗ вводов — УРОВ-приемниками. Сигнал УРОВ-датчик выдается при невыполнении команды на отключение выключателя и снимается по факту возврата защит.
ЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ШИН (ЛЗШ)
БМРЗ отходящих линий комплектуются датчиками ЛЗШ, а БМРЗ вводов — приемниками ЛЗШ. Возможна реализация одного из двух вариантов логической защиты шин — с последовательным или параллельным соединением датчиков.
АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВА (АВР)
Выполняется совместными действиями БМРЗ секционного выключателя и двух БМРЗ — вводов, или двух БМРЗ — вводов с контролем напряжения прямой и обратной последовательностей и частоты на рабочей секции, напряжения на резервной секции и напряжения до выключателя. Предусмотрена блокировка АВР при наличии напряжения обратной последовательности и по дискретным сигналам. Предусмотрена возможность выполнения АВР без выдержки времени по команде на дискретный вход (при срабатывании защит трансформатора, при работе технологической автоматики и т.д.). Предусмотрена возможность автоматического восстановления схемы нормального режима после АВР.
УПРАВЛЕНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
БМРЗ может управлять любым типом выключателя: масляным выключателем, вакуумным выключателем типа ВВ/ТЭЛ, производства предприятия «Таврида Электрик» и др. Обеспечивается местный и дистанционный режимы управления выключателем, защита от многократного включения, а также диагностика исправности.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ И ДИАГНОСТИКА ФАЗИРОВКИ (ОНМ)
Определение направления мощности осуществляется по величине фазового угла между током IA (IC) и напряжением UBC (Uab) отдельно для каждой пары сигналов. Направление мощности определяется по первой гармонической составляющей сигналов тока и напряжения. Противоположная фазировка пар входных сигналов IA, UBC и IC, UAB обнаруживается системой самодиагностики БМРЗ.
ФУНКЦИИ СИГНАЛИЗАЦИИ
БМРЗ обеспечивает следующие виды сигнализации: светодиодную на лицевой панели — состояние защит, автоматики, положения выключателя, исправности блока и выключателя;
дискретную (выходными реле) аварийную и предупредительную сигнализацию неисправности блока и выключателя; сигнализацию по последовательным каналам.
ФУНКЦИИ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ
БМРЗ измеряет и контролирует: фазные токи, максиметр фазного тока,
активную и реактивную составляющие тока прямой последовательности,
линейные или фазные напряжения, активную и реактивную мощность, частоту,
ток и напряжение нулевой последовательности, ток и напряжение обратной последовательности, счетчик аварийных отключений, суммарный ток отключений по фазам, счетчик пусков и срабатываний каждой защиты, счетчик успешных и неуспешных циклов АПВ.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ БМРЗ
Гибкая аппаратно-программная архитектура БМРЗ позволяет адаптировать устройство к индивидуальным требованиям каждого заказчика.
На базе БМРЗ легко создаются любые сетки вторичных схем. БМРЗ может управлять одним или несколькими аппаратами (выключателями) со стандартными схемами управления. Обеспечивается контроль положения, исправности и ресурса выключателя.
Габаритные, присоединительные и установочные размеры БМРЗ
Связь БМРЗ по стандартным последовательным каналам RS232 с ПЭВМ и (или) RS485 с АСУ позволяет дистанционно вести настройку БМРЗ, измерения, управление и контроль присоединения. Скорость обмена от 300 до 19 2000 бит/с.
С помощью протоколов обмена БМРЗ объединяются в информационно-управляющий комплекс КИУ-РЗА, который может выступать в виде самостоятельной SCADA системы или подключаться в виде подсистемы нижнего уровня к различным АСУ.
Во время работы блок осуществляет автоматическую самодиагностику и выдает сигнал при обнаружении неисправности. Расширенная проверка работоспособности блока может быть произведена оператором в режиме «Тест».
Память блока, после снятия питающего напряжения, обеспечивает хранение уставок и конфигурации защит в течение всего срока службы. Хранение параметров девяти последних аварийных событий, информации об общем количестве, а также о времени пусков и срабатываний защит, числе отключений выключателя и циклов АПВ обеспечивается в течение 200 ч после снятия питания.
Смена конфигурации защит, блокировок и уставок осуществляется с санкционированным доступом с пульта блока или дистанционно.
Текущие параметры сети и параметры аварийных событий могут быть представлены в первичных или вторичных величинах.
При срабатывании защиты автоматически фиксируется осциллограмма действующих значений 5 аналоговых сигналов (сигналы определяются при заказе) и временная диаграмма 8 дискретных сигналов. Длина осциллограммы 9 с, предыстория — 1 с, дискретность — 10 мс.
Имеется возможность организации технического учета электроэнергии в комплекте со счетчиком с телеметрическим выходом.
Техническая характеристика устройства БМРЗ
Температура воздуха, °С............................... —40—Г55
Относительная влажность воздуха при
25 °С, %................................................................ До 98
Источник питания:
напряжение, В............................................. Постоянное или переменное
88 — 264 В
потребляемая мощность, Вт.................. 15/25
Масса блока, кг, не более............................ 9
Габаритные и установочные размеры БМРЗ указаны на рисунке.
