Современное состояние релейной защиты на устройствах тягового электроснабжения

2. Современное состояние релейной защиты на устройствах тягового электроснабжения

2.1 Микропроцессорные защиты

Общие положения. Перспективным направлением в теории и практике релейной защиты является использование микропроцессоров (МП) и микро-электронно вычислительных машин (микро-ЭВМ), разработка на их основе защит, получивших название микропроцессорных или программных. Микропроцессор - программно-управляемое устройство, обрабатывающее цифровую информацию и управляющее в соответствии с хранимой в памяти программой. Микро-ЭВМ - цифровая ЭВМ с интерфейсом ввода-вывода, состоит из микропроцессора, памяти программ, памяти данных, пульта управления и источников питания. Микропроцессоры и микро-ЭВМ составляют основу вычислительных систем (ВС), являющихся центральной частью микропроцессорных релейных защит. В состав вычислительных систем могут входить один или несколько МП или микро-ЭВМ, образуя соответственно однопроцессорную, много- (мульти-) процессорную, одномашинную или многомашинную вычислительные системы релейной защиты. Обработка информации в многопроцессорных и многомашинных вычислительных системах может осуществляться одновременно как по независимым программам, так и по независимым на отдельных участках ветвям программы.

Применение МП и микро-ЭВМ для выполнения функций релейной защиты обусловлено их широкими функциональными возможностями, обеспечивающими создание защит нового поколения практически любой сложности и высокой надежности.

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема микропроцессорной релейной защиты

ИП – измерительный преобразователь;

ВС1 – входное согласование;

Ф – частотной фильтрацией;

АЦП – аналого-цифровом преобразователе;

ВС2 – выходного согласования;

Х₁ – входного сигнала;

Х’₁ – прошедший фильтрацию аналоговый сигнал;

U – сигналами управления;

ИО – исполнительные органы

Описание и работа устройства ЦЗА-27,5-ФКС

Назначение ЦЗА-27,5-ФКС

Устройство ЦЗА-27,5-ФКС предназначено для выполнения функций защиты и автоматики, контроля и сигнализации, местного и дистанционного управления фидером контактной сети переменного тока напряжением 27,5 кВ. Устройство ЦЗА-27,5-ФКС может включаться в автоматизированную систему управления (АСУ) подстанции в качестве подсистемы нижнего уровня. В этом случае двусторонний обмен информацией с АСУ производится по стандартному последовательному каналу связи.

Устройство ЦЗА-27,5-ФКС, в зависимости от значения напряжения питания, выпускают в двух вариантах исполнения:

а) 1СР.251.249-02.01 - для напряжения питания 220 В постоянного, выпрямленного или переменного тока частотой (50,0 ± 5,0) Гц;

б) 1СР.251.249-02.02 - для напряжения питания 110 В постоянного или выпрямленного тока.

Область применения - ячейки комплектных распределительных устройств тяговой подстанции (ТП), помещения щитовых на подстанциях и т.д.

Устройство ЦЗА-27,5-ФКС по виду климатического исполнения относится к категории О4 по ГОСТ 15150 и сохраняет работоспособность в условиях эксплуатации:

а) рабочий диапазон температур от плюс 1 до плюс 45 °С;

б) относительная влажность 75 % при температуре плюс 27 °С;

в) атмосферное давление - от 73,3 до 106,7 кПа (от 550 до 800

мм рт. ст.).

Рисунок 10 – Схема подключения ЦЗА-27,5-ФКС

Технические характеристики ЦЗА-27,5-ФКС

Устройство ЦЗА-27,5-ФКС соответствует требованиям ТУ 3185-043-53304326-2003 и, в зависимости от варианта исполнения устройства ЦЗА-27,5-ФКС, комплекту конструкторской документации согласно 1СР.251.249-02.01 или 1СР.251.249-02.02.

Основные технические характеристики устройства ЦЗА-27,5-ФКС приведены в таблице 1. Конструктивно устройство ЦЗА-27,5-ФКС выполнено в виде двух блоков: блока защит и автоматики (БЗА) и блока управления (БУ). Масса и габаритные размеры этих блоков приведены в таблице 1. Характеристики электропитания

а) устройство ЦЗА-27,5-ФКС исполнения 1СР.251.249-02.01 сохраняет работоспособность при величине напряжения питания в диапазоне от 176 до 253 В постоянного, выпрямленного или переменного тока частотой (50,0±5,0) Гц;

б) устройство ЦЗА-27,5-ФКС исполнения 1СР.251.249-02.02 сохраняет работоспособность при величине напряжения питания в диапазоне от 88 до 126,5 В постоянного или выпрямленного тока;

в) полная мощность, потребляемая устройством ЦЗА-27,5-ФКС от источника переменного, выпрямленного или постоянного тока, не превышает 20 В·А.

Устройство ЦЗА-27,5-ФКС имеет последовательный интерфейс RS-232 для подключения персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ) (например, типа NOTEBOOK) и интерфейс RS-485 для связи с АСУ. Скорость передачи данных по последовательному каналу интерфейса RS-232 и по каналу интерфейса RS-485 составляет 9600 бит/с. Протокол связи - MODBUS. Время готовности устройства ЦЗА-27,5-ФКС к работе после подачи номинального напряжения первичного питания составляет не более 3,0 с.

Таблица 1 Основные технические характеристики устройства ЦЗА- 27,5-ФКС