5.4.3. Микропроцессорные реле и программные защиты

Микропроцессор – программно управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем. Отличительной особенностью микропроцессора является возможность его работы по различным программам, которые могут быть загружены в память устройства без изменения его аппаратного состава. Микропроцессор имеет развитую систему прерываний, которая позволяет создать реакции системы на множество внешних воздействий. Именно развитая система прерываний позволяет эффективно использовать микропроцессоры в различных системах управления, и в частности, в релейных защитах. Системы на микропроцессорах, как правило, имеют большой набор дополнительных сервисных функций (осциллографирование аварийных процессов, расчет ресурса защищаемого оборудования), легко встраиваются в автоматизированные системы управления и снабжаются средствами самодиагностики.

Микропроцессорные защиты позволяют организовать эффективные алгоритмы защиты оборудования при необходимости обмена информацией от нескольких присоединений (логическая защита шин, устройства резервирования отказов выключателей).

А). Структурная схема и общие сведения программной защиты (рис.7.15).

Входящие сигналы требуется переводить в числовые коды, это осуществляется в АЦП. Полученные результаты в свою очередь преобразуются в ЦАП.

МП РЗ обеспечивает два режима работы:

• в режиме дежурства осуществляется контроль состояния объекта защиты, производят оценку режима (нормальный или ненормальный) обычно путем сравнения значений контролируемой величины в 2-х периодах,

• в режиме тревоги переходит на алгоритм локализации аварии, вычисляются параметры срабатывания защиты, и принимается решение на срабатывание.

Б). История становления программных защит и современное состояние МП РЗ.

1969 г. – фирма «Westinghause» применила ЭВМ для построения РЗ. Эффект применения был отрицательным по стоимости, габаритам, надежности, быстродействию.

Конец 60-х г. – применение М 6000 в СССР. Эффект отрицательный.

1971(74) г. – появление микропроцессоров (секционных МП).

1977-81 гг. – развитие шло по 2-м направлениям: создание цифрового реле и создание новых алгоритмов защит. Была создана серия МП РЗ на напряжение 6-500 кВ (дистанционные защиты, защита шин и генераторов). К концу указанного периода в эксплуатации находилось >100 комплектов МП РЗ. Очень развито средство самодиагностики.

1985 г. (Англия) – создано серийное реле МСGG на однокристальной микроЭВМ: ТО+7 разновидностей МТЗ. Стоимость сравнима со стоимостью полупроводникового реле, 103х177х224 мм, S_I = 0,5 ВА, S_U = 5 ВА.

(СССР) – МЭИ – многопроцессорная защита ВЛ 220кВ, 3 микроЭВМ «Электроника 60», реализовали дистанционную и токовую защиту нулевой последовательности. РИИЖТ – МП РЗ силового трансформатора «Электроника 60 М» и «Электроника МС120».

Основные обозначения, применяемые на схемах

QF	Выключатель автоматический
QR	Отделитель
QS	Разъединитель, рубильник
QSG	Разъединитель заземляющий
W	Линия электропередачи
FV	Разрядник
FU	Предохранитель плавкий
LR	Реактор
PA	Амперметр
PV	Вольтметр
PW	Ваттметр
PI	Счетчик активной энергии
PK	Счетчик реактивной энергии
RS	Шунт измерительный
AK	Комплект защиты
KSG	Газовое реле
KCC	Реле команды «Включить»
KCT	Реле команды «Отключить»
KW	Реле мощности
KK	Реле электротепловое
KQC	Реле фиксации положения «Включить»
KQT	Реле фиксации положения «Отключить
KZ	Сопротивление, дистанционная защита
KAW	Тока с торможением, балансное
KM	Магнитный пускатель
YAC	Электромагнитное включение
YAT	Электромагнитное отключение
KVZ	Фильтр реле: напряжение
KAZ	Фильтр реле: ток
S	Рубильник в цепях управления
SA	Ключ цепей управления (выключатель или переключатель)
SB	Выключатель кнопочный
SF	Выключатель автоматический
SQ	Выключатель положения (путевой)
VZ	Выпрямитель
+EC -EC	Шинки управления