Наладка микропроцессорных устройств РЗиА

Развитие электронной и микропроцессорной техники в последние несколько десятилетий обусловило появление нового класса устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), а именно микропроцессорных устройства РЗА (МП РЗА), также часто именуемых просто терминалом защиты.

В чём же состоят основные отличия данных систем от классических электромеханических и полупроводниковых? Не касаясь чисто конструктивных особенностей, можно сказать, что самым принципиальным отличием является то, что МП РЗА — это целый аппаратно-программный комплекс, который обеспечивает выполнение даже самой простейшей реализуемой в нём функции.

К программной части относится программное обеспечение МП РЗА, включающее программно-описанные алгоритмы защиты и автоматики, а также системную микрограмму («прошивку») МП РЗА.

Аппаратную же часть МП РЗА, в свою очередь, можно разделить на цифровую и аналоговую. К аналоговой части относятся измерительные каналы тока и напряжения, модули дискретных входов-выходов, всевозможное операционные усилители, коммутаторы, аналого-цифровые преобразователи и др. К цифровой части относятся микропроцессор, устройства хранения и записи информации (ОЗУ, ПЗУ), т.е., по сути, компьютер встроенный в устройство РЗА.

Именно такая структура накладывает серьёзнейшие особенности в настройке и проверке МП РЗА. Настройка устройства сводится, как правило, лишь к конфигурированию программный части, при этом программная часть, как и аппаратная, подлежит проверке (тестировании) специализированными проверочными комплектами, такими как РЕТОМ-51/61. Проверка аналоговой части состоит в проверке точности каналов (датчиков) тока и напряжения, проверки дискретных входов/выходов, средств световой индикации и пр. Проверка программной части состоит в проверке действия алгоритмов защиты и автоматики (максимально-токовой защиты (МТЗ), дифференциальной защиты (ДЗТ, ДЗЛ), автоматика повторного включения выключателя (АПВ) и т.п.) и их временных характеристик. Проверка программной части, по сути, заключается в проверке соответствия корректности заданных уставок, введённых в работу алгоритмов защит в текущей конфигурации терминала.

Причём, различают «классический» вариант проверки по принципу «выводи и проверяй», т.е. когда каждый элемент (алгоритм) защиты проверяется отдельно, а элементы не участвующие в проверяемой защите выводятся из работы на время проверки. Именно так поступают при проверке любого электромеханического реле входящего в состав панелей (комплектов) защит. Такой подход был сформирован за десятилетия предшествующей эре цифровых устройств.

В последнее же время, имеется тенденция к увеличению количества исполнительных органов защит, увеличения числа ключей, накладок и пр., увеличения числа функций реализуемых в одном терминале, что ведет к существенным временным затратам при наладке, так как приходится перебирать все возможные комбинации конфигураций для проверки каждой из защит. Поэтому в ближайшем будущем для будем вынуждены перейти на комплексный способ проверки основных функций РЗА, т.к. очевидно, что проверять необходимо конкретную конфигурацию терминала, а не сами алгоритмы. При этом, вероятность ошибки и непреднамеренного изменения конфигурации терминала при проверке сводится практически к нулю. Правда, такой подход требует бóльшего времени к подготовке проверок для обеспечения условий пуска именно проверяемых в данный момент элементов защиты.

Следует так же сказать, что по степени свободы параметрирования различают микропроцессорные устройства РЗА с жёсткой, полужёсткой и гибкой логикой. К устройствам с жёсткой можно отнести такие МП РЗА как SPAC 800, SPAC-810, Sepam серии 10, Sepam серии 20, MiCOM серии 10, УЗА-10 и другие. Они практически не имеют средств изменения алгоритмов, их можно только ввести/вывести, изменить уставки и т.п.

Так же существует огромное количество устройств с полужёсткой логикой, которые позволяют расширить базовую логику за счёт возможности назначения свободно-программируемых входов/выходов, изменения/расширения части заложенных алгоритмов, расширения базовой логики с помощью добавления программных функциональных блоков , уравнений и т.п. Таких устройств, в том числе и российского производства, выпускается достаточно много: БМРЗ серии 50, 100, 120, 150; Суриус-2-МЛ (В, С, и др.), БЭМП-РУ, Sepam серии 40 и 60 и другие. По мнению многих специалистов это наиболее оправданный для широкого применения тип МП РЗА.

К терминалам с гибкой логикой можно отнести МП РЗА серии Sepam 80, SIPROTEC различных серий. Процесс программирования этих устройств формализован и заключается в работе со специальными таблицами, матрицами, логическими элементами, логическими уравнениями и укрупненными блоками логики на языке CFC (часто весьма несовершенными и требующими глубокого анализа для правильного выбора). К сожалению, в таких достаточно совершенных устройствах зачастую заложена неоправданная техническая и информационная избыточность. Например, требуется вводить сотни (!) параметров (уставок), не считая внесения изменений в матрицу сигналов и пр. Большой объем вводимой информации значительно усложняет настройку, что повышает вероятность ошибок, связанных с человеческим фактором, что в свою очередь требует для работы с терминалом привлечения только специалистов высокой квалификации.

Элеткролаборатория ООО «ЭЛСТРОМ» обладает специалистами и проверочным оборудованием для проверки большинства современных микропроцессорный устройств РЗА применяемых в распределительных сетях 6-35 кВ. За нашими плечами десятки введённых в эксплуатацию распределительных устройств и подстанций (РП, РТП, БКТП и пр.) защита присоединений которых выполнена на базе МП РЗА российского и зарубежного производства.