Устройство релейной защиты

 

Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использована для защиты элементов электроэнергетических систем. Задачей полезной модели является повышение надежности аппаратной части устройства релейной защиты. Сущность полезной модели: Устройство релейной защиты, содержащее промежуточные трансформаторы тока, промежуточные трансформаторы напряжения, аналоговые фильтры низких частот, вычислительное устройство, включающее цифровой процессор и блок памяти, причем выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены соответственно ко входам измерительных трансформаторов тока и измерительных трансформаторов напряжения, а выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены ко входам соответствующих аналоговых фильтров низких частот. Согласно предложению, введены блок ввода-вывода, а также модуль многоканального аналого-цифрового преобразования, входящий в состав вычислительного устройства, причем вход-выход блока ввода-вывода подключен ко входу-выходу вычислительного устройства, выходы аналоговых фильтров низких частот подключены ко входам модуля многоканального аналого-цифрового преобразования, а входы и выходы блока ввода-вывода являются соответственно входами и выходами дискретной информации устройства релейной защиты. В качестве основы для вычислительного устройства целесообразно использовать промышленный компьютер серийного производства.

Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использована для защиты элементов электроэнергетических систем.

Известны различные современные технические решения релейной защиты, например, представленные российскими производителями: ООО НИН ЭКРА (www.ekra.ru), ИЦ Бреслер (www.ic-bresler.ru), НТЦ «Механотроника» (www.mtrele.ru) др. Эти технические решения представляют собой модульную структуру собственного производства, размещенную в стандартном шасси и помещенную в специальный корпус. Выпуск устройств релейной защиты указанных производителей предполагает наличие собственного производства модульных компонентов, их тестирование, испытание и др. При этом трудности собственного производства вызывают ненадежность компонентов и всей релейной защиты. Даже по оценкам самих производителей устройств релейной защиты (например, «Безупречность не всегда гарантирует работу изделий» / Энергетика и промышленность России 09 (245) 2014 г. « мы провели анализ и обнаружили, что около 40-50 процентов всех отказов продукции и претензий приходится на долю контрафакта») имеются проблемы с обеспечением надежности из-за недостаточного контроля в ходе технологического процесса производства модулей устройств релейной защиты.

Недостатком этих технических решений является ненадежность аппаратной части устройства релейной защиты.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемой полезной модели является устройство релейной защиты [Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. - М.: Энергоатомиздат, 2007. стр. 42], содержащее промежуточные трансформаторы тока, промежуточные трансформаторы напряжения, аналоговые фильтры низких частот, коммутатор сигналов, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство, содержащее блоки ввода и вывода дискретной информации, цифровой процессор, блок памяти, причем выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены соответственно ко входам измерительных трансформаторов тока и измерительных трансформаторов напряжения, а выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения через соответствующие аналоговые фильтры низких частот подключены ко входам коммутатора, выход коммутатора через аналого-цифровой преобразователь подключен к информационному входу вычислительного устройства которым является первый вход цифрового процессора, входы дискретной информации устройства релейной защиты подключены ко входам блока ввода дискретной информации вычислительного устройства, выход блока ввода дискретной информации подключен ко второму входу цифрового процессора и входу блока памяти, вход-выход блока памяти соединен со входом-выходом цифрового процессора, выход цифрового процессора подключен ко входу бока вывода дискретной информации, выходы которого являются выходами вычислительного устройства, а также выходами дискретной информации устройства релейной защиты.

Следует отметить, что прототип обладает недостатком устройств-аналогов. Такое техническое решение предполагает организацию собственного производства устройства релейной защиты. Однако за счет собственного производства и низкого контроля на этапах производственного цикла возможно выполнение составных частей релейной защиты на контрафактных компонентах.

Этого недостатка можно избежать, реализуя большую часть устройства релейной защиты на стандартных компонентах промышленной автоматизации, в частности, используя высоконадежные промышленные компьютеры. Очевидно, что организация контроля за выпускаемой продукцией производителей средств промышленной автоматизации мировых брендов существенно выше, например, частных российских производителей собственных устройств релейной защиты. Важно подчеркнуть, что компоненты промышленной автоматизации, как правило, являются стандартными и взаимозаменяемыми. Поэтому производство устройств релейной защиты с применением средств промышленной автоматизации повысит надежность производства российских предприятий в условиях введения санкций в отношении нашего государства со стороны ряда иностранных государств. Таким образом, можно достигнуть повышения надежности аппаратной части устройства релейной защиты.

Задачей полезной модели является повышение надежности аппаратной части устройства релейной защиты.

Поставленная задача достигается устройством релейной защиты, содержащим промежуточные трансформаторы тока, промежуточные трансформаторы напряжения, аналоговые фильтры низких частот, вычислительное устройство, включающее цифровой процессор и блок памяти, причем выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены соответственно ко входам измерительных трансформаторов тока и измерительных трансформаторов напряжения, а выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены ко входам соответствующих аналоговых фильтров низких частот. Согласно предложению, введены блок ввода-вывода, а также модуль многоканального аналого-цифрового преобразования, входящий в состав вычислительного устройства, причем вход-выход блока ввода-вывода подключен ко входу-выходу вычислительного устройства, выходы аналоговых фильтров низких частот подключены ко входам модуля многоканального аналого-цифрового преобразования, а входы и выходы блока ввода-вывода являются соответственно входами и выходами дискретной информации устройства релейной защиты.

Структурная схема устройства релейной защиты представлена на фиг. 1.

Устройство фиг. 1 содержит промежуточные трансформаторы тока 1, промежуточные трансформаторы напряжения 2, аналоговые фильтры низких частот 3, вычислительное устройство 4, в состав которого в том числе входят модуль многоканального аналого-цифрового преобразования 5, цифровой процессор 6, блок памяти 7, а также блок ввода-вывода 8.

Составные части устройства релейной защиты соединены следующим образом. Выходы промежуточных трансформаторов тока 1 и промежуточных трансформаторов напряжения 2 подключены соответственно ко входам измерительных трансформаторов тока и измерительных трансформаторов напряжения. Выходы промежуточных трансформаторов тока 1 и промежуточных трансформаторов напряжения 2 подключены ко входам соответствующих аналоговых фильтров низких частот 3. Вход-выход блока ввода-вывода 8 подключен ко входу-выходу вычислительного устройства 4, выходы аналоговых фильтров низких частот 3 подключены ко входам модуля многоканального аналого-цифрового преобразования 5, а входы и выходы блока ввода-вывода 8 являются соответственно входами и выходами дискретной информации устройства релейной защиты.

В качестве вычислительного устройства 4 для предлагаемого устройства релейной защиты могут быть использованы, например, безвентиляторные промышленные компьютеры ADLINK серий МХС-400 или МХС-610, 620 (например, www.expert-automatic.ru). А в качестве модуля многоканального аналого-цифрового преобразования может быть, например, применен модуль ADLINK PXIe-9848, имеющий восемь каналов аналого-цифрового преобразования.

Поскольку количество входов-выходов устройства релейной защиты на каждой подстанции индивидуально и зависит от множества факторов, то целесообразно блок ввода-вывода 8 выполнить посредством совокупности съемных плат для реализации возможного расширения устройства. При этом целесообразно в каждой из съемных плат реализовать определенный набор дискретных входов и определенный набор дискретных выходов для лучшей масштабируемости блока ввода-вывода 8.

Устройство работает следующим образом.

Входная информация устройства релейной защиты определяется аналоговыми сигналами iA-iO, uA-uO , характеризующими режим электроэнергетической системы в точке установки защиты по переменному току и напряжению, а также логическими сигналами X1-Xk, поступающими на вход блока ввода-вывода 8.

Дискретные сигналы X1-Xk , разделяются на группы, воздействующие на различные узлы блока ввода-вывода 8, и вводятся обслуживающим персоналом или автоматически. Взаимодействие через вход-выход блока ввода-вывода 8 информации с вычислительным 4 позволяет: изменять уставки и характеристики срабатывания измерительных органов устройства защиты; производить оперативные изменения в логической части; автоматически изменять функциональные связи в логической части в зависимости от появляющихся дискретных сигналов от других устройств релейной защиты и автоматики; обеспечивать ввод и вывод программного обеспечения для функционирования защиты и ее отдельных функций; реализовать тестовые и автоматические проверки. Сигналы с выходов блока ввода-вывода 8 воздействуют на отключающие устройства защитного комплекса, другие устройства релейной защиты, сигнализацию, регистратор данных, печатающую аппаратуру и др.

Аналоговые сигналы iA -iO, uA-uO от измерительных трансформаторов тока и напряжения преобразуются промежуточными трансформаторами тока 1 (ПТТ) и промежуточными трансформаторами напряжения 2 (ПТН), аналоговыми фильтрами низких частот 3 (ЧФ) и подводятся к модулю многоканального аналого-цифрового преобразования 5, обеспечивающему выборку мгновенных значений токов и напряжений с выходов отдельных фильтров 3 и их подачу их в вычислительное устройство 4. Вычислительное устройство 4 с помощью цифрового процессора 6 и блок памяти 7 реализует цифровую обработку сигналов токов и напряжений, а также заданные алгоритмы логической части устройства релейной защиты с использованием специального программного обеспечения. На основе текущей цифровой информации о входных сигналах тока и напряжения, логических сигналах X1 -Xk вычислительное устройство 4 во взаимодействии с блоком ввода-вывода 8 вырабатывает решения, характеризуемые выходными сигналами У1q устройства релейной защиты.

Таким образом, предлагаемая компоновка устройства релейной защиты в целом и компоновка вычислительного устройства в его составе, а также возможность реализации вычислительного устройства на базе высоконадежного промышленного компьютера позволяет достичь указанного технического результата - повышения надежности аппаратной части устройства релейной защиты.

1. Устройство релейной защиты, содержащее промежуточные трансформаторы тока, промежуточные трансформаторы напряжения, аналоговые фильтры низких частот, вычислительное устройство, включающее цифровой процессор и блок памяти, причем выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены соответственно ко входам измерительных трансформаторов тока и измерительных трансформаторов напряжения, а выходы промежуточных трансформаторов тока и промежуточных трансформаторов напряжения подключены ко входам соответствующих аналоговых фильтров низких частот, отличающееся тем, что введены блок ввода-вывода, а также модуль многоканального аналого-цифрового преобразования, входящий в состав вычислительного устройства, причем вход-выход блока ввода-вывода подключен ко входу-выходу вычислительного устройства, выходы аналоговых фильтров низких частот подключены ко входам модуля многоканального аналого-цифрового преобразования, а входы и выходы блока ввода-вывода являются соответственно входами и выходами дискретной информации устройства релейной защиты.

2. Устройство релейной защиты по п. 1, отличающееся тем, что в качестве вычислительного устройства, включающего цифровой процессор и блок памяти, выбран промышленный компьютер ADLINK серий МХС-400 или МХС-610, 620.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использовано для резистивного заземления нейтрали трехфазных электрических сетей. Устройство заземления нейтрали трехфазной электрической сети состоит из заземляющего резистора с постоянным активным сопротивлением, подключенного к контуру заземления (станции или подстанции) через управляемый вакуумный разрядник (РВУ). Технический эффект заключается в улучшении условий самогашения заземляющей дуги и сокращении длительности ее горения, повышении электробезопасности сети, снижении потерь энергии в заземляющем резисторе и его мощности.

Устройство ограничения токов короткого замыкания трансформатора относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике, и может быть использована для защиты выключателей распределительных устройств сетей высокого напряжения от токов короткого замыкания, превышающих отключающую способность выключателей.

Устройство ограничения токов короткого замыкания трансформатора относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике, и может быть использована для защиты выключателей распределительных устройств сетей высокого напряжения от токов короткого замыкания, превышающих отключающую способность выключателей.

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использовано для резистивного заземления нейтрали трехфазных электрических сетей. Устройство заземления нейтрали трехфазной электрической сети состоит из заземляющего резистора с постоянным активным сопротивлением, подключенного к контуру заземления (станции или подстанции) через управляемый вакуумный разрядник (РВУ). Технический эффект заключается в улучшении условий самогашения заземляющей дуги и сокращении длительности ее горения, повышении электробезопасности сети, снижении потерь энергии в заземляющем резисторе и его мощности.
Наверх