Слайд 1
В этой презентации я расскажу про принцип действия цифрового реле автоматического повторного включения
In this presentation I will talk about the principle of operation of a digital automatic reclosing relay.
Слайд 2
Введение
Automatic reclosing - one of the means of electroautomatics, reclosing a disconnected switch after a certain time, to reduce interruptions in power supply in case of unstable damage that created the flow of short circuit currents for a fraction or a few seconds, after which both the cause and the short circuit disappeared.
Автомати́ческое повто́рное включе́ние — одно из средств электроавтоматики, повторно включающее отключившийся выключатель через определённое время , для уменьшения перерывов в электроснабжении при неустойчивых повреждениях, которые создали протекание токов короткого замыкания на доли или несколько секунд, после чего и причина, и замыкание самоустранились.
Слайд 3
The main unstable damage to overhead lines include:
thunderstorm insulation,
falling tree branches and
whipping wires in the wind.
К основным неустойчивым повреждениям воздушных линий относятся:
грозовых перекрытий изоляции, падение веток деревьев и
схлестывания проводов при ветре.
Слайд 4
В коммунальных и промышленных системах передачи и распределения электроэнергии числовое реле представляет собой компьютерную систему с программными алгоритмами защиты для обнаружения электрических неисправностей. Такие реле также называются защитными реле микропроцессорного типа. Они являются функциональной заменой электромеханических защитных реле и могут включать в себя множество функций защиты в одном блоке, в том числе функцию автоматического повторного включения а также обеспечивать функции измерения, связи и самопроверки.
In utility and industrial power transmission and distribution systems, a numerical relay is a computer system with software protection algorithms for detecting electrical faults. Such relays are also called microprocessor-type protective relays. They are a functional replacement for electromechanical safety relays and can include many protection functions in one unit, including auto-reclosing, as well as measurement, communication and self-test functions.
Слайд 5
На этом слайде вы можете видеть структурную схему устройства на микроконтроллере и по ней мы разберем принцип работы микропроцессорного реле автоматического повторного включения
On this slide, you can see the block diagram of the device on the microcontroller, and from it we will analyze the principle of operation of the microprocessor-based automatic reclosing relay.
На вход устройства могут поступать как аналоговые величины, так и дискретные сигналы. Аналоговые величины, такие как температура, давление и другие.
The input of the device can receive both analog values and discrete signals. Analog values such as temperature, pressure and others.
Предварительно должны преобразования: вначале они преобразовываются в удобную для дальнейшей обработки форму – в электрический сигнал. Для этих целей используются различные датчики: датчики температуры, датчики давления, датчики расхода, датчики тока, датчики напряжения,.
Preliminary transformations must be done: first they are converted into a form convenient for further processing - into an electrical signal. For these purposes, various sensors are used: temperature sensors, pressure sensors, flow sensors, current sensors, voltage sensors.
Значения электрических сигналов на выходах датчиков имеют большой разброс. Так, например, сигнал на выходе датчиков температуры – термопар, составляет десятки милливольт, на выходе датчиков тока –трансформаторов тока, единицы или десятки ампер.
The values of electrical signals at the outputs of the sensors have a large spread. So, for example, the signal at the output of temperature sensors - thermocouples, is tens of millivolts, at the output of current sensors - current transformers, units or tens of amperes.
Для преобразования их к уровню, удобному для обработки с помощью современных электронных устройств (а это, как правило, сигналы в виде напряжения в несколько вольт) используются различные измерительные преобразователи.
To convert them to a level convenient for processing with modern electronic devices (and these are, as a rule, signals in the form of voltages of several volts), various measuring transducers are used.
Поскольку микроконтроллер может обрабатывать информацию, представленную только в виде цифровых двоичных кодов, далее аналоговый сигнал должен быть преобразован в цифровой. Эту операцию выполняют аналого-цифровые преобразователи.
Since the microcontroller can only process information presented in the form of digital binary codes, then the analog signal must be converted to digital. This operation is performed by analog-to-digital converters.
Типичным решением стало использовать один аналогово цифровой преобразователь для преобразования нескольких аналоговых сигналов. Подключение нескольких сигналов к одному аналого-цифровому преобразователю осуществляется с помощью коммутатора аналоговых сигналов.
The typical solution was to use a single A/D converter to convert multiple analog signals. Connection of several signals to one analog-to-digital converter is carried out using an analog signal switch.
С выхода аналогово цифрового преобразователя сигналы по шине данных поступают в микроконтроллер, обрабатываются в соответствии с программой, находящейся в памяти постоянного запоминающего устройства, которое дает команду автоматическому повторному включению должно срабатывать с выставленной выдержкой времени, обеспечивая наискорейшее восстановление питания в отключенном участке сети. Как правило, эта выдержка равняется 0,3-5 секунд
From the output of the analog-to-digital converter, the signals are sent via the data bus to the microcontroller, processed in accordance with the program stored in the memory of the read-only memory device, which instructs the automatic reclosing to work with the set time delay, ensuring the fastest restoration of power in the disconnected section of the network. As a rule, this shutter speed is from 0.3 to 0,5 seconds
Результаты обработки могут помещаться в оперативную память для временного хранения или поступать через интерфейс ввода или вывода на внешние устройства для управления или отображения различной информации.
The results of processing can be placed in RAM for temporary storage or come through the input or output interface to external devices to control or display various information.
Вопросы:
1) What are the advantages and disadvantages of a digital auto-reclosing relay over an electromechanical one?
The advantages include significantly smaller dimensions, which allows more compact placement of equipment on relay protection and automation panels.
The advantage is also considered to be control by means of touch buttons and a display that is very visual and convenient.
The disadvantages include higher cost and less maintainability, since in the event of a breakdown of devices operating on an electromechanical base, it is enough to replace a separate faulty part, then for microprocessor protection it is often necessary to replace the entire motherboard, the cost of which can be a third of the price for all equipment.
К преимуществам можно отнести значительно меньшие габариты, что позволяет более компактно размещать оборудование на панелях релейной защиты и автоматики.
Достоинством также считается управление посредством сенсорных кнопок и дисплея которое очень наглядное и удобное.
К недостаткам можно отнести более высокую стоимость и меньшую ремонтопригодность, поскольку при поломке устройств, работающих на электромеханической базе достаточно заменить отдельную неисправную деталь, то для микропроцессорных защит часто нужно заменять полностью материнскую плату, стоимость которой может составлять треть цены за все оборудование.
2) What are the requirements for automatic restart?
Automatic reclosing must necessarily work in case of an emergency shutdown in the protected section of the network, must work with a given frequency, that is, one-time must work once, two-time must work twice, and must also work with a set time delay, ensuring the fastest restoration of power in the disconnected section of the network.
Автоматическое повторное включение должно должно обязательно срабатывать при аварийном отключении на защищаемом участке сети, должны срабатывать с заданной кратностью, то есть однократное должно срабатывать один раз, двукратное дожно срабатывать два раза, а также должно срабатывать с выставленной выдержкой времени, обеспечивая наискорейшее восстановление питания в отключенном участке сети.
3) How to set up a numerical auto-reclosing relay?
The logic is user configurable and can range from simply changing front panel switches or moving circuit board jumpers to accessing the relay's internal configuration web page over a link on another computer hundreds of miles away. The relay can have an extensive collection of settings beyond what can be entered using the knobs and dials on the front panel, and these settings are communicated to the relay via a (personal computer) interface, and this same PC interface can be used to collect event reports from the relay.
Логика настраивается пользователем и может варьироваться от простого изменения переключателей передней панели или перемещения перемычек печатной платы до доступа к внутренней веб-странице настройки параметров реле по каналу связи на другом компьютере за сотни километров. Реле может иметь обширную коллекцию настроек, помимо того, что можно ввести с помощью ручек и циферблатов на передней панели, и эти настройки передаются реле через интерфейс с ПК (персональным компьютером), и этот же интерфейс ПК может использоваться для сбора отчетов о событиях от реле.