Microprocessor-based relay protection device: pangkalahatang-ideya ng mga posibilidad at kontrobersyal na isyu

Humigit-kumulang 15 taon na ang nakalilipas, ang mga bagong kagamitan sa proteksyon ng kagamitan sa kuryente gamit ang teknolohiyang computer na nakabatay sa processor ay nagsimulang malawakang ipinakilala sa industriya ng kuryente. Ito ay tinawag na pinaikling terminong MPD — microprocessor-based relay protection device.

Ginagawa nila ang mga function ng mga ordinaryong aparato para sa proteksyon ng relay at automation batay sa isang bagong base ng elemento - mga microcontroller (mga elemento ng microprocessor).

Mga kalamangan ng microprocessor relay protection device

Ang pagtanggi sa mga electromechanical at static na relay, na may makabuluhang sukat, ay naging posible ng isang mas compact na paglalagay ng mga kagamitan sa proteksyon ng relay at mga awtomatikong panel. Ang ganitong mga disenyo ay nagsimulang kumuha ng makabuluhang mas kaunting espasyo. Kasabay nito, ang kontrol gamit ang mga touch button at ang display ay naging mas visual at maginhawa.

Ang panlabas na view ng panel, kabilang ang proteksyon ng microprocessor relay, ay ipinapakita sa figure.Ngayon ang pagpapakilala ng MPD ay naging isa sa mga pangunahing direksyon sa pagbuo ng mga relay protection device. Ito ay pinadali ng katotohanan na bilang karagdagan sa pangunahing gawain ng proteksyon ng relay at automation - ang pag-aalis ng mga emergency mode, pinapayagan ng mga bagong teknolohiya ang pagpapatupad ng isang bilang ng mga karagdagang pag-andar.

Kabilang sa mga ito ang:

• pagpaparehistro ng mga kondisyong pang-emergency;

• hinuhulaan ang pag-disconnect ng mga magkakasabay na user sa kaso ng mga paglabag sa katatagan ng system;

• kakayahang paikliin ang mahabang distansya.

Ang pagpapatupad ng naturang mga kakayahan batay sa electromechanical na proteksyon ng EMI at mga analog na aparato ay hindi isinasagawa dahil sa mga teknikal na paghihirap.

Ang mga sistema ng proteksyon ng relay na nakabatay sa microprocessor ay gumagana sa eksaktong parehong mga prinsipyo ng bilis, selectivity, sensitivity, at pagiging maaasahan gaya ng mga conventional relay protection device.

Sa panahon ng operasyon, hindi lamang ang mga pakinabang, kundi pati na rin ang mga disadvantages ng naturang mga aparato ay ipinahayag, at ayon sa ilang mga tagapagpahiwatig, ang mga hindi pagkakaunawaan sa pagitan ng mga tagagawa at mga operator ay nagpapatuloy pa rin.

Ang mga panel ng RZA ay nilagyan ng proteksyon ng microprocessor

disadvantages

Maraming mga mamimili ng microprocessor-based na relay protection device ang hindi nasisiyahan sa performance ng mga system na ito dahil sa:

• mataas na presyo;

• mababang maintenance.

Kung sa kaso ng pagkabigo ng mga aparato na nagpapatakbo sa isang semiconductor o electromechanical na batayan ay sapat na upang palitan ang isang indibidwal na may sira na bahagi, kung gayon para sa proteksyon ng microprocessor ay madalas na kinakailangan upang palitan ang buong motherboard, ang gastos nito ay maaaring isang ikatlong bahagi ng halaga ng ang buong kagamitan.

Bilang karagdagan, ang pagpapalit ay mangangailangan ng paggugol ng maraming oras sa paghahanap ng isang bahagi: ang pagpapalit sa mga naturang device ay ganap na wala kahit na sa marami sa parehong uri ng mga disenyo mula sa parehong tagagawa.

Matagumpay na gumagana ang mga electromechanical relay sa loob ng mahigit 35 taon

Mga kontrobersyal na isyu

1. Mataas na pagiging maaasahan ng microprocessor relay protection device kumpara sa electromechanical protection

Ang mga tagagawa ng mga microprocessor device na may advertising ay binibigyang-diin ang kawalan ng mga gumagalaw na bahagi sa system, na nauugnay sa pagbubukod ng mga kondisyon ng mekanikal na pagsusuot. Idinagdag din dito ang mga isyu ng metal corrosion at insulation aging sa electromechanical at semiconductor based structures.

Ang karanasan sa pagpapatakbo ng electromechanical na proteksyon ay halos isang siglo at kalahati na. Karamihan sa mga negosyo ng enerhiya sa Russia at mga kasosyo sa CIS ay nagtatrabaho sa batayan na ito. Maraming mga relay ang na-powered sa loob ng ilang dekada, at ang binuong sistema ng pagpapanatili at pagpapatakbo ay nagbibigay-daan sa mga ito na garantisadong magagamit sa loob ng mahabang panahon.

Sa katunayan, ang mga depekto sa pagkakabukod at kaagnasan ay maaaring mangyari sa dalawang kaso lamang:

• paglabag sa teknolohiya ng produksyon;

• paglihis mula sa mga patakaran ng pagpapatakbo at pagpapanatili.

Kung isasaalang-alang namin ang isyu ng mekanikal na pagsusuot ng mga gumagalaw na bahagi, dapat tandaan na ang mga ito ay na-trigger lamang sa panahon ng mga pagsusuri ng mga tauhan na isinasagawa pagkatapos ng ilang taon (isinasaalang-alang mula sa oras ng operasyon) o sa mga aksidente na maraming nangyayari. bihira.

Kasabay nito sa mga microprocessor device para sa proteksyon ng relay:

• karamihan sa mga bahagi ay patuloy na sinusubaybayan ang electrical circuit at nagpapalitan ng mga signal sa isa't isa;

• ang mga elemento ng mga de-koryenteng input ay patuloy na nakalantad sa isang mataas na boltahe ng 220 volts, pati na rin sa mga impulse at peak na halaga ng mga lumilipas na proseso;

• ang mga high-speed pulse circuit power unit ay gumagana nang walang shutdown sa pagpapalabas ng init at bumubuo ng pangunahing bahagi ng mga pagkabigo ng MPD.

2. Ang pagiging maaasahan ng relay ay unti-unting tumaas mula sa mga electromechanical na disenyo hanggang sa mga disenyo ng semiconductor batay sa mga discrete na bahagi, pagkatapos ay sa mga integrated circuit at ang pinakamataas sa mga microprocessor device

Ang mga istatistika ay nagpapakita ng mas mataas na pagiging maaasahan ng mga electromechanical relay kumpara sa mga semiconductor analog sa pang-araw-araw na paggamit. Ang kabaligtaran na larawan ay sinusunod lamang kapag ang mga switching cycle ay nadagdagan sa ilang daang libo o milyon.

Ang mga pinagsama-samang circuit ay gumagamit ng mas malaking bilang ng mga elektronikong elemento na hindi gaanong lumalaban sa overvoltage kaysa sa mga solid state relay. Ito ay totoo lalo na kapag nalantad sa static na kuryente at electromagnetic na ingay, na palaging naroroon sa high-voltage power equipment.

Ang mga istatistika ng mga pagkabigo ng microprocessor relay protection device ng mga kumpanyang Hapon ay pinabulaanan ang mito ng pinakamataas na pagiging maaasahan ng proteksyon ng microprocessor. Gayundin, hindi kasama dito ang "mga pagkabigo ng software", na kadalasang hindi matukoy sa panahon ng mga inspeksyon, ngunit maaaring mangyari anumang oras.

3. Ang pagiging maaasahan ng mga microprocessor relay protection device ay pinabuting sa pamamagitan ng built-in na self-diagnostics

Ang mga panlaban na nakabatay sa microprocessor ay kinabibilangan ng:

• analog-to-digital converter;

• memorya (ROM - ROM + RAM - RAM);

• PROCESSOR;

• suplay ng kuryente;

• output electromagnetic relay;

• mga node ng analog at digital input.

Komposisyon ng mga bloke ng proteksyon ng microprocessor relay

Ang lahat ng mga bahaging ito ay sakop sa iba't ibang paraan ng self-diagnosis algorithm at hindi palaging ganap na kinokontrol.

Ang panloob na tseke ay idinisenyo upang hudyat at harangan ang pagpapatakbo ng proteksyon ng relay kung sakaling magkaroon ng fault sa circuit nito, hindi sa electrical network ng power company. Samakatuwid, hindi nito pinapataas ang pagiging maaasahan ng sistema ng kapangyarihan.

4. Ang pagiging maaasahan ng microprocessor-based relay protection device ay mas mataas dahil ang mga bahagi nito ay mas lumalaban sa pisikal na pagtanda

Sa wastong operasyon, ang mga electromagnetic protection relay na ipinakilala sa USSR noong 1970s ay gumagana pa rin nang perpekto at napanatili ang kanilang mga teknikal na katangian.

Ang mga electrolytic capacitor ng kahit na ang pinakamahusay na mga kumpanya sa Japan, na bahagi ng proteksyon ng relay, pagkatapos ng 7 taon ng operasyon sa paglipat ng mga power supply ay nawawala ang kanilang mga katangian, higpit at lumikha ng mga electrolyte na pagtagas na maaaring makasira sa mga tansong track ng mga circuit board.

Mga istatistika ng pinsala ng MPD ng mga kumpanyang Hapon

Ang mga tagagawa ng microprocessor device ay nakakita ng pagnanais na bawasan ang laki ng mga elektronikong bahagi sa pamamagitan ng paglikha ng mga mode na may mas mataas na pagwawaldas ng init na dapat alisin mula sa sistema ng paglamig, na hindi palaging ginagawa.

Kahirapan sa trabaho

1. Electromagnetic compatibility

Ang modernong microelectronics ay napaka-sensitibo sa electromagnetic radiation, at ang mga set ng microprocessor relay protective device ay inilalagay sa mga substation na tumatakbo sa mga kondisyon ng mas mataas na lakas ng electric field, na nangangailangan ng maaasahang proteksiyon na may kalasag na may naipon na potensyal na drain sa lupa.

Sa maraming mga substation, ang paglaban ng ground loop ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan para sa pagpapatakbo ng mga aparatong proteksyon ng microprocessor relay, na nagpapahiwatig ng isang malaking halaga ng gawaing pagtatayo. Kung hindi, ang mga naturang proteksyon ay maaaring humantong sa hindi awtorisadong operasyon kung sakaling magkaroon ng electromagnetic disturbances sa system, na madaling malikha nang sinasadya, gaya ng pag-atake ng hacker laban sa software.

2. Mga gawaing dapat tapusin

Ang pagkabigo ng isang microprocessor na proteksyon ay humahantong sa mas malubhang kahihinatnan para sa kuryente kaysa sa pagkabigo ng electromagnetic na proteksyon, dahil gumagana ang microprocessor relay protection device na gumaganap ng mga gawain ng 3 ÷ 5 electromagnetic na proteksyon.

3. Pagsasanay ng mga tauhan

Ang isang malaking bilang ng mga kumpanya sa mundo na may turnover na higit sa bilyun-bilyong dolyar ay nakikibahagi sa paggawa ng mga microprocessor device para sa proteksyon ng relay. Sa Russia at sa mga bansa ng CIS lamang, higit sa 10 mga negosyo ang nagpapatakbo sa merkado ng mundo.

Ang bawat aparato ng seguridad ay ginawa gamit ang isang natatanging teknolohiya na hindi kasama ang pagpapalitan ng mga elemento at software. Ang mga teknikal na paglalarawan na may mga tagubilin para sa paggamit ay mga multi-page na libro na may ilang daang A4 sheet. Ito ay nangangailangan ng maraming oras at paunang espesyal na kaalaman upang pag-aralan ang mga ito.

Kapag may dumating na bagong uri ng microprocessor-based na relay protection device, kahit na mula sa parehong tagagawa, ang proseso ng pagsasanay ng mga tauhan ay dapat na i-restart.

mga konklusyon

Ang microprocessor-based na relay protection device ay isang tunay na progresibong direksyon sa pagbuo ng kuryente.

Ang mataas na pagiging maaasahan ng mga aparatong microprocessor para sa proteksyon ng relay, na inihayag ng mga tagagawa, ay hindi palaging tumutugma sa katotohanan.

Ang mga tauhan na nagseserbisyo sa anumang yunit ng proteksyon ng microprocessor ay dapat magkaroon ng kamalayan sa lahat ng mga kahinaan ng naturang mga aparato at mahusay na itama ang kanilang operasyon.

Panahon na para tanggapin ng mga ahensya ng gobyerno ang mga isyu sa standardisasyon at dalhin ang mga sistema ng proteksyon ng relay na nakabatay sa microprocessor sa kanila.

Gurevich VI Mga kahinaan ng microprocessor protective relay: mga problema at solusyon. — M.: Infra-engineering, 2014 — 248 p.: Il.