Шамехин А. С.

УДК 622:621.31
МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ СИРИУС-2-ВЭ
Шамехин А. С.,
научный руководитель канд. техн. наук Куликовский В. С.
Институт горного дела, геологии и геотехнологий СФУ
Цифровые устройства релейной защиты и автоматики (ЦРЗА) имеют существенные преимущества перед предыдущими поколениями защитных устройств - электромеханическими и микроэлектронными. Основными достоинствами ЦРЗА являются:
1. Компактность; 2. Большое число реализуемых защитных функций; 3. Возможность
выполнения сложных защитных комплексов.
Однако практика показывает, что внедрение ЦРЗА не повысило, а в ряде случаев
даже снизило показатели правильного действия релейной защиты и автоматики (РЗА)
энергообъектов. Несмотря на высокую аппаратную надежность ЦРЗА, поток отказов
возрос, и прежде всего вследствие ошибок, определяемых “человеческим фактором” –
при проектировании и эксплуатации защитных устройств. Неточные расчеты при проектировании релейной защиты частично выявляются в процессе последующего анализа
действия и сообщений защит во время аварий, либо остаются не выявленными, потенциально являясь возможными источниками новых отказов РЗА.
Новые или реконструируемые подстанции имеют десятки шкафов с микропроцессорными терминалами, различных производителей, с сотнями программируемых параметров, генерирующих тысячи сообщений, содержащих сложные программируемые
логическо-функциональные связи. Все это требует высокой квалификации эксплуатационного персонала. В тоже время трудновыполнимыми являются требования к персоналу освоить все особенности микропроцессорных терминалов различных назначений
и версий. Следовательно, необходимым является повышение профессионального
уровня специалистов осуществляющих техническое обслуживание и работу комплексов ЦРЗА.
В качестве примера ЦРЗА рассмотрим микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики Сириус-2-ВЭ, применяемое в сетях напряжением 6-10 кВ.
Рисунок 1 Рассматриваемое устройство
Устройство применяется: для защиты рабочих и резервных вводов секций 6-10 кВ,
силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ, трансформаторов частичного заземления
нейтрали, двигателей и кабельных линий 6-10 кВ электрических станций.
Устройство предназначено для эксплуатации в следующих климатических и эксплуатационных условиях: 1. Рабочий диапазон температур – от -40 до +50 0С;
2.Относительная влажность воздуха – до 98 % при +25 0С и более низких температурах
без конденсации влаги; 3. Атмосферное давление – от 73,3 до 106,7 кПа (от 550 до 800
мм рт.ст.); 4. Высота установки над уровнем моря до 2000 м без ухудшения технических характеристик. С увеличением высоты установки необходимо учитывать поправочный коэффициент из-за снижения электрической прочности изоляции; 5.Место
установки должно быть защищено от попадания атмосферных осадков, воздействия
соляного тумана и озона, попадания брызг масел, эмульсий, а также от воздействия
прямого солнечного излучения, механических предметов;
Устройство обеспечивает выполнение следующие функций: защита, автоматика,
управление и сигнализация; местное и дистанционное задание внутренней конфигурации (ввод защит и автоматики, выбор защитных характеристик, количества ступеней
защиты, настройка аварийного осциллографа, функций светодиодов и ее хранение; осциллографирование аварийных событий с возможностью гибкой настройки состава
аналоговых и дискретных сигналов, условий пуска, длины и количества осциллограмм;
регистрация событий и срабатываний; счетчики пусков и срабатываний защит и автоматики; регистратор максимальных значений токов и напряжений; отображение параметров текущего состояния сети (токи, напряжения, частота); наличие назначаемых
светодиодов, реле и дискретных входов с возможностью подключения к определенным
точкам функциональных схем алгоритмов; возможность работы сигнализации в непрерывном или импульсном режиме; наличие интерфейса связи USB для подключения к
компьютеру; наличие двух независимых интерфейсов связи (RS-485) для встраивания
устройства в АСУ; непрерывная самодиагностика в течение всего срока эксплуатации
работы; высокое сопротивления и прочность изоляции входов и выходов относительно
корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям;
защита от ложных срабатываний дискретных входных цепей устройства при помехах и
нарушениях изоляции в цепях оперативного тока; в устройстве предусмотрены календарь и часы астрономического времени с индикацией года, месяца, дня месяца, часа,
минуты и секунды, имеется возможность синхронизации хода часов по автоматической
системе управления;
Для обеспечения высокой помехозащищенности применяется гальваническая развязка;
Устройство обеспечивает выполнение следующих видов защит: дистанционная защита с пуском от МТЗ; трехступенчатая направленная с комбинированным пуском по
напряжению МТЗ; Защита от обрыва фазы; защита от однофазных КЗ на землю; токовая защита нулевой последовательности; защита минимального напряжения; логическая защита шин; защита от дуговых замыканий; резервирование при отказе выключателя.
Устройство позволяет выполнение следующих функций управления: оперативное
управление выключателем 6-10 кВ; оперативное управление вводом (выводом) в работу защит.
Устройство обеспечивает сигнализацию при: срабатывание внутренних защит
устройства; срабатывание внешних защит; неисправности устройства; обнаружение неисправности цепей управления выключателя 6-10 кВ; обнаружение неисправности цепей напряжения; обнаружение неисправности дуговой защиты; обнаружение неисправности шинок дуговой защиты; появление сигналов внешних неисправностей.
Устройство имеет следующие технические параметры: габаритные размеры
(Ш∗В∗Г), не более 305∗190∗193 мм; вес, не более 7 кг; оперативное питание в соответствии с таблицей.
Таблица 1 оперативное питание
Наименование параметра
Номинальное напряжение (Uном), В
Род тока: для Uном=220 В
для Uном=110 В
Диапазон напряжения питания, В: для Uном=220 В
для Uном=110 В
Время готовности к работе после подачи оперативного тока, с
Пусковой ток при включении, не более
Длительность, не более
Потребляемая мощность, Вт, не более:
в дежурном режиме
в режиме срабатывания защит
Рисунок 2 Структурная схема устройства
Значение
220; 110
Пост.,перем.,выпр.
Постоянный
176-242
88-121
1
2,5 А
0,3 с
10
15
Список используемой литературы
1. Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики присоединений
6-10 кВ Сириус-2-ВЭ. Руководство по эксплуатации. БПВА.656122.102 РЭ.
2. Шнеерсон Э. М. Эксплуатационная эффективность устройств релейной защиты:
реальность и возможности. Энергоэксперт, № 4-5, 2007.
3. Шнеерсон Э. М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007.