Структура контроллера генераторного агрегата
На рис. 38 приведен пример структуры контроллера генераторного агрегата с использованием микроконтроллеров, содержащих встроенные многоканальные АЦП. Такие микроконтроллеры, при минимуме навесных элементов, позволяют выполнять все функции алгоритма работы контроллера генераторного агрегата. Сюда входят:
измерения мгновенных значений аналоговых сигналов от датчиков токов и напряжения на зажимах генераторного автоматического выключателя. Это позволяет контроллеру ГА анализировать условия синхронизации в непосредственной близости от точки подключения генератора к судовой сети, поскольку ввиду малых габаритов он может быть размещен на ГРЩ;
п
ороговый
контроль измеренных мгновенных значений
фазных напряжений и токов на шинах
генератора для выявления недопустимых
уровней и реализации срабатывания
алгоритмов защит;
чтение дискретных сигналов от блок-контактов коммутационной аппаратуры для оценки состояний генераторного автоматического выключателя, допустимого уровня оперативного напряжения и другой служебной информации (слово состояния от локальных систем регулирования частоты и напряжения, от систем подготовки и пуска дизеля или турбины и т. д.);
вывод дискретных сигналов на местную и удаленную панели индикации;
вывод дискретных сигналов управления генераторным автоматическим выключателем, обмен данными с системами верхнего уровня.
Для реализации КГА могут быть использованы микроконтроллеры: MCS-96, MCS-166, PIC16/17/18 и им подобные, имеющие встроенную память программ. Небольшой модуль оперативной энергонезависимой памяти необходим для приема и хранения параметров настройки. Передача новых параметров настройки возможна по последовательному каналу от систем верхнего уровня.
Рассмотренный пример контроллера генераторного агрегата в составе систем управления СЭЭС по своей структуре и функциональному назначению имеет прототип, описанный в следующем разделе, и уже поэтому логически обоснован.
Встраиваемый контроллер для автоматических выключателей
Фирмой «Merlin Gerin» (Groupe Schneider) предлагается снабжать автоматические выключатели встраиваемыми контроллерами типа Masterpact. Аналогичные разработки выполнены и отечественными производителями.
Смысл предложения заключается в том, что для повышения потребительских свойств автоматических выключателей в них предлагается встраивать компактные электронные модули (естественно, микроконтроллерные), которые могут выполнять следующие функции:
Функции защит – защита потребителей от перегрузок по току с фиксированными или с «гибкими» уставками как по значениям токов, так и по времени срабатывания, с определением и запоминанием выделяемого тепла; защита от токов короткого замыкания с минимально коротким (настраиваемым) временем срабатывания; контроль нарушения защитного заземления.
Функции индикации – непрерывная индикация в цифровом и/или аналоговом виде текущих значений токов по фазам, в нейтрали и в цепях защитного заземления.
Функции мониторинга – выдача релейных сигналов на предупредительную сигнализацию и в цепи отключения нагрузки в зависимости от предварительных настроек и от продолжительности перегрузки.
Функции тестирования – самопроверка контроллера и цепей схемы автоматического выключателя, осуществляемая путем формирования тестирующих сигналов с помощью небольших встроенных аккумуляторных батарей; полная проверка на срабатывание всех типов защит.
Функции коммуникации – обеспечение передачи по последовательным каналам всех имеющихся в распоряжении контроллера данных (установленных, вычисленных и выданных в виде релейных сигналов).
Приведенный перечень функций реализуется с различной степенью полноты, в зависимости от типов встраиваемых контроллеров. В данном случае можно говорить об интеллектуализации исполнительных коммутационных устройств ЭЭС – автоматических выключателей. Это позволяет строить «гибкие» электроэнергетические системы.