Электромеханические реле (ЭМР) работают только во время аварийного режима. МУРЗ же работает круглосуточно в течении всего срока эксплуатации. Поэтому ЭМР могут работать по 50 лет и после ремонта проработают еще столько же. А срок службы МУРЗ составляет в среднем 15 лет.

Показатель несрабатывания или ложного срабатывания у ЭМР в 5 раз меньше, чем у МУРЗ.МУРЗ компактнее ЭМР.

Стремление к миниатюризации ведет к использованию в работающих устройствах элементов, работающих на границе своих возможностей, что приводит к быстрому выходу из строя целого устройства.

В настоящий момент ведущие производители отказались от выпуска электромеханических реле в пользу МУРЗ. Поэтому предприятия вынуждены переходить на микропроцессорную релейную защиту. Со временем МУРЗ избавятся от своих недостатков, но на сегодня - электромеханические реле лучший выбор.

3.2 Назначение и функции блока БМРЗ-Д

Блок микропроцессорный релейной защиты двигателей БМРЗ-Д предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления присоединений асинхронных и синхронных электродвигателей напряжением 6-10 кВ, мощностью до 5 МВт, комплексной защиты электродвигателей мощностью 5 МВт и более, а также менее 5 МВт. Блок может применяться вместе с устройствами релейной защиты синхронных двигателей для выполнения функций защиты от коротких замыканий и перегрузки, а также для защиты кабельных линий напряжением 3-10 кВ.

Блок предназначен для установки в релейных отсеках КРУ и КРУН, на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций, в том числе атомных, и подстанций 6-10 кВ. Областью применения блока являются также подстанции электро-приводных и газотурбинных компрессорных станций, промыслов, нефтеперекачивающих станций и других объектов газовой и нефтяной промышленности.

Блок является современным цифровым устройством защиты, управления и противоаварийной автоматики и представляет собой комбинированное многофункциональное устройство, объединяющее различные функции защиты, автоматики, измерения, контроля, местного и дистанционного управления.

Алгоритмы функций защиты и автоматики, а также интерфейсы для внешних соединений блока, разработаны по техническим требованиям к отечественным системам РЗА, что обеспечивает совместимость с действующими устройствами и облегчает проектировщикам и обслуживающему персоналу переход на новую технику.

Блок может применяться для защиты элементов распределительных сетей, как самостоятельное устройство, так и совместно с другими устройствами РЗА, выполняя функции, отсутствующие в этих защитах.

Возможности блока:

- выполнение функций защит, автоматики и управления, определённых ПУЭ и ПТЭ;

- сигнализация срабатывания защит и автоматики, положения коммутационных аппаратов, неисправности блока;

- местное и дистанционное управление выключателем, переключение режима управления;

- задание внутренней конфигурации (ввод защит и автоматики, выбор защитных характеристик, количество ступеней защит и т.д.) программным способом;

- местный и дистанционный ввод, хранение и отображение уставок защит и автоматики;

- измерение и отображение текущих электрических параметров защищаемого объекта;

- фиксация, хранение и отображение аварийных электрических параметров защищаемого объекта для девяти последних аварийных событий с автоматическим обновлением информации;

- осциллографирование аварийных процессов и пусков двигателя;

- хранение и выдача информации о количестве и времени пусков и срабатываний защит блока;

- учет количества отключений выключателя;

- фиксацию электрических параметров защищаемого объекта при аварийных отключениях выключателя;

- контроль и индикацию положения выключателя, а также исправности его цепей управления;

- двусторонний обмен информацией с ПЭВМ и АСУ по стандартным последовательным каналам связи RS-232 и RS-485 (или ВОЛС).

Виды защит, выполняемые блоком:

- дифференциальная токовая отсечка (ДТО) в трехфазном исполнении;

- продольная дифференциально-фазная защита с торможением (ДЗТ) в трехфазном исполнении;

- трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) в трехфазном исполнении, в том числе направленная. Существует возможность выбора одной из четырех зависимых времятоковых характеристик;

- дифференциальная защита по сумме фазных токов и току нейтрали

- защита от замыканий на землю по току нулевой последовательности, в том числе направленная; ОЗЗ по напряжению нулевой последовательности;

- защита от несимметричных режимов и неправильного чередования фаз с контролем тока обратной последовательности;

- минимальная токовая защита от потери нагрузки, в том числе направленная;

- защита от блокировки ротора и затянутого пуска;

- тепловая модель двигателя;

- индивидуальная защита минимального напряжения / защита от обрыва фазы / защита от неправильного чередования фаз;

- контроль активной (обратной) мощности;

- контроль реактивной мощности;

- функции опережающего отключения синхронных электродвигателей при потере устойчивости;

- защита приводного агрегата от колебаний нагрузки.

Функции автоматики, выполняемые блоком:

- ограничение частоты пусков;

- запрет пуска перегретого двигателя;

- автоматическое повторное включение двигателя;

- автоматическое повторное включение двигателя с контролем напряжения;

- устройство резервирования отказов выключателя (УРОВд);

- датчик логической защиты шин (ЛЗШд).

Функции управления, выполняемые блоком:

- управление выключателем;

- оперативный ввод/вывод функций защиты и автоматики по внешним сигналам;

- дистанционное изменение параметров настройки.

Дифференциальная токовая отсечка (ДТО)

ДТО предназначена для быстрого селективного отключения защищаемого объекта при тяжелых повреждениях. ДТО срабатывает по мгновенным значениям первой гармонической составляющей дифференциального тока. Степень подавления в оценке высших гармонических и апериодических составляющих дифференциального тока составляет не менее 20 дБ.

Для увеличения чувствительности ДТО может быть применена дополнительная выдержка времени, максимальное значение которой 100 мс; при этом характер работы ДТО - с выдержкой времени должен быть указан программным ключом.

При работе без выдержки времени максимальное время срабатывания ДТО при кратности дифференциального тока к уставке 1, 2 не превышает 37 мс. Наличие или отсутствие во входных сигналах апериодических помех не влияет на быстродействие ДТО.

ДТО рассчитана на работу с номинальным значением силы тока вторичных цепей высоковольтных трансформаторов тока, равным 5 А. Уставка ДТО задается в виде максимального допустимого действующего значения первой гармонической составляющей дифференциального тока.

Дифференциально-фазная защита с торможением (ДЗТ)

ДЗТ предназначена для отключения всех видов коротких замыканий в зо-не действия защиты. ДЗТ срабатывает по действующему значению первой гармонической составляющей дифференциального тока. Степень подавления в оценке высших гармонических составляющих - не менее 30 дБ, а апериодических (негармонических) помех - не менее 20 дБ.

ДЗТ имеет ряд механизмов отстройки от переходных режимов работы защищаемого двигателя и внешних коротких замыканий. К их числу относятся: блокировка по высшим гармоническим составляющим, торможение и фазная блокировка.

Блокировка по высшим гармоническим составляющим используется для блокировки защиты при насыщении силовых трансформаторов тока и при сильном искажении формы кривой дифференциального тока ударным током внешних коротких замыканий. В качестве характеристического признака блокировки используется отношение амплитуд высших гармонических составляющих (главным образом второй гармонической составляющей) дифференциального тока к амплитуде первой гармонической составляющей, выраженное в процентах.

Торможение предназначено для автоматического загрубления уставки ДЗТ при увеличении силы токов плеч в переходных режимах работы защищаемого двигателя (пусках и самозапусках). В качестве тормозной величины используется сквозной ток

Фазовая блокировка предназначена для отстройки в переходных режимах при сильном насыщении высоковольтных трансформаторов тока (особенно в группе нейтрали). Для увеличения чувствительности ДЗТ может быть применена дополнительная выдержка времени, максимальное значение которой 100 мс; при этом характер работы ДЗТ - с выдержкой времени или без выдержки задается программным ключом.

При работе без выдержки времени максимальное время срабатывания ДЗТ не превышает 50 мс при кратности дифференциального тока к уставке с учетом торможения 1, 2.

ДЗТ рассчитана на работу с номинальным значением силы тока вторичных цепей высоковольтных трансформаторов тока, равным 5 А. Уставка ДЗТ по току задается в виде максимального допустимого действующего значения первой гармонической составляющей дифференциального тока. Коэффициент торможения задается безразмерной величиной; уставка по коэффициенту гармоник - в процентах.

Максимальная токовая защита (МТЗ)

МТЗ предназначена для защиты двигателя от межфазных коротких замыканий. МТЗ выполнена трехступенчатой, с контролем токов во всех трех фазах.

Первая и вторая ступени МТЗ могут функционировать без выдержки времени (токовая отсечка) и с независимой выдержкой времени. Третья ступень МТЗ может функционировать с независимой или зависимой выдержкой времени.

Для всех ступеней МТЗ (для третьей ступени при использовании независимой выдержки времени ) может быть использован механизм коррекции тока срабатывания МТЗ по напряжению прямой последовательности. При напряжении прямой последовательности соответствующем номинальному значению (принимается 100 В), МТЗ срабатывает при силе тока, превышающей введеннуюуставку. При снижении напряжения прямой последовательности ток срабатывания корректируется в сторону уменьшения.

Механизм коррекции тока срабатывания един для всех ступеней МТЗ и задается двумя уставками: уставкой зоны коррекции U_кор и уставкой минимального тока срабатывания I_min.

Зона коррекции тока срабатывания защиты сверху задается уставкойUкор в абсолютных значениях; снизу граница фиксированная и равна 28 В. Минимальный ток срабатывания защиты Imin задается в процентах от уставки по току соответствующей ступени МТЗ.

При значениях напряжения прямой последовательности больших Uкор, срабатывание происходит при значениях равных уставке. В диапазоне от 28 В до Uкор зависимость тока срабатывания от напряжения линейная. При значениях напряжения прямой последовательности меньших 28 В срабатывание защиты должно происходить при значении тока равном:

Кроме механизма коррекции тока срабатывания МТЗ по напряжению, предусмотрен пуск МТЗ по напряжению обратной последовательности. Эта функция также может быть задана для любой ступени МТЗ.

Все ступени МТЗ могут функционировать как направленные. Функция определения направления мощности имеет возможность правильно работать даже при близких коротких замыканиях, сопровождающихся значительным снижением напряжения на шинах. Это достигается за счет использования памяти положения векторов фазных напряжений при значительном снижении их действующего значения. Механизм учитывает возможное изменение частоты в системе при аварии. При изменении частоты, способном повлиять на правильность определения взаимного расположения векторов тока и напряжения, производится запоминание направления мощности, определенного ранее (с помощью памяти). Дальнейшее определение направления мощности не производится, используется запомненное значение.

Диаграмма направленности МТЗ является настраиваемой - угол максимальной чувствительности задается уставкой. Уставка вводится в абсолютных значениях, в градусах. Отрицательное значение угла соответствует вектору тока, отстающему от напряжения (повернутому по часовой стрелке). Положительное значение угла соответствует вектору тока, опережающему напряжение (повернутому против часовой стрелки).

Ширина зон прямой и обратной (активной) мощностей, зоны гистерезиса - фиксированная, их положение относительно линии максимальной чувствительности неизменно.

Работа функции определения направления мощности независима от механизма коррекции тока срабатывания МТЗ и пуска по напряжению обратной последовательности.

В блоках типа БМРЗ-ДД МТЗ является резервной токовой защитой по отношению к дифференциальным защитам (ДТО, ДЗТ); а также может быть использована в качестве примитивной защиты от перегрузки двигателя. МТЗ выполнена трехступенчатой. Первая ступень может функционировать как токовая отсечка, вторая ступень - МТЗ с независимой выдержкой времени, третья - с зависимой выдержкой времени.

Дифференциальная защита по сумме фазных токов и току нейтрали.

REF-дифференциал является защитой от однофазных замыканий на землю в сетях с заземлённой нейтралью, а также витковых замыканий, обладающей абсолютной селективностью.

REF-дифференциал срабатывает по действующему значению первой гармонической составляющей дифференциального тока. Дифференциальный ток находится как разность между токами нулевой последовательности измеряемым и вычисляемым по фазным токам плеча со стороны нулевых выводов. Степень подавления в оценке высших гармонических составляющих - не менее 30 дБ, а апериодических (негармонических) помех - не менее 20 дБ.

REF-дифференциал не предназначен для работы в сети с компенсированной нейтралью.

REF-дифференциал имеет следующие механизмы отстройки от переходных режимов работы двигателя и внешних замыканий на землю: торможение и блокировку по высшим гармоническим составляющим.

REF-дифференциал рассчитан на работу с номинальным значением тока вторичных цепей высоковольтных трансформаторов тока фаз, равным 5 А. Номинальное значение тока вторичной цепи трансформатора тока нейтрали - 3 А.

Уставка REF-дифференциала по току задается в виде максимального допустимого действующего значения первой гармонической составляющей дифференциального тока. Коэффициент торможения задается безразмерной величиной; уставка по коэффициенту гармоник - в процентах.

Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ)

Защита от замыканий на землю выполнена одноступенчатой, с независимой выдержкой времени. Программными ключами может быть задан характер работы защиты - по напряжению нулевой последовательности, токовая ненаправленная защита нулевой последовательности, токовая защита нулевой последовательности с пуском по напряжению, направленная токовая защита нулевой последовательности.

Диаграмма направленности ОЗЗ является настраиваемой - угол максимальной чувствительности задается уставкой. Уставка вводится в абсолютных значениях, в градусах. Отрицательное значение угла соответствует вектору тока, отстающему от напряжения (повернутому по часовой стрелке). Положительное значение угла соответствует вектору тока, опережающему напряжение (повернутому против часовой стрелки). В целом диаграмма аналогична приведенной на рисунке 6. Для БМРЗ-ДД диаграмма направленности ОЗЗ имеет фиксированное значение угла максимальной чувствительности - 45°.

ОЗЗ является резервной защитой от замыканий на землю при возможности использования REF-дифференциала. При невозможности применения REF-дифференциала ОЗЗ является основной защитой от замыканий на землю.

ОЗЗ включает в себя:

- ОЗЗ по 3I0 - для защиты от однофазных замыканий на землю;

- направленную ОЗЗ - для применения на двигателях, питаемых протяженным кабелем с большим емкостным током замыкания на землю;

- ОЗЗ по 3U0 - для выполнения сигнализации однофазного замыкания на землю.

Защита от несимметричных режимов работы и неправильного чередования фаз по току обратной последовательности (ЗНС).

ЗНС предназначена для защиты двигателя от перегрева вихревыми токами при его несимметричном питании. Защита не может быть использована для защиты двигателя от неправильного подключения (неверного чередования подключенных фаз или неполнофазного подключения).

ЗНС работает по утроенному действующему значению тока обратной по-следовательности с выдержкой времени.

Минимальная токовая защита (МинТЗ)

МинТЗ должна обеспечивать сигнализацию и/или отключение защищаемого двигателя при его переходе в режим холостого хода; например, двигателя нагруженного насосом от потери напора, обрыва муфты, редуктора, либо в других случаях, когда возможно неплановое резкое уменьшение нагрузки на валу.

Защита работает по действующим значениям фазных токов, с выдержкой времени

Защита может функционировать как направленная. Механизм определения направления мощности аналогичен используемому в МТЗ с контролем напряжения.

Индивидуальная защита минимального напряжения/защита от обрыва фазы/защита от неправильного чередования фаз (ЗМН-ЗОФ)

Защита предназначена для защиты двигателя от работы при пониженном и несимметричном питании; для блокировки включения двигателя при неправильном чередовании фаз, при недопустимо низком питании или при обрыве фазы.

ЗМН-ЗОФ контролирует линейные напряжения и напряжение прямой последовательности. Блокировка пуска двигателя при неправильном чередовании фаз или обрыве фазы работает без выдержки времени и действует на автоматику управления выключателем.

Защита минимального напряжения прямой последовательности работает с выдержкой времени и действует на сигнал, либо на сигнал и отключение двигателя.

Защита от блокировки ротора и затянутого пуска.

Защита должна производить отключение защищаемого двигателя при:

- пуске с заблокированным или находящемся под недопустимо большой нагрузкойроторе;

- затянутом пуске при продолжительной работе двигателя под чрезмерной нагрузкой;

- блокировке ротора после выхода двигателя на рабочий режим.

Защита работает по действующим значениям фазных токов, с выдержкой времени.

В защите предусмотрено две выдержки времени: одна используется, если зафиксирован пуск двигателя, другая - если превышение уставки по току произошло при работающем двигателе. Пуск двигателя определяется не по факту получения команды на включение, а по факту возрастания фазных токов от минимальных значений (действующее значение меньше 0, 5 А) до значений, превышающих 1 А.

Если указанное условие имело место перед пуском защиты, считается, что произошел пуск защиты от затянутого пуска. В противном случае полагается, что сработала защита от блокировки ротора.

Тепловая модель.

Данная функция моделирует нагрев защищаемого двигателя по измерению токов в трех фазах. Назначение тепловой модели - защита двигателя от всех видов перегрузки, множественных пусков и самозапусков.

Моделирование перегрева осуществляется в соответствии с уравнением теплового баланса электрической машины в относительных единицах. Токи и перегрев нормируются к штатному режиму работы двигателя. Ток, определяющий нагрев двигателя в штатном режиме, принимается равным 1, 0 в относительных единицах, нагрев при длительной работе в штатном режиме принимается равным 100 %.

В качестве величины, определяющей нагрев двигателя, принимается эквивалентный ток, учитывающий влияние токов обратной последовательности.

Значение нагрева, равное 0 %, соответствует температуре окружающей среды, 100 % - нагреву штатного режима, 120 % - температуре, превышающей температуру штатного режима на 20 %.

Штатный режим работы задается уставкой штатного эквивалентного тока - тока, который должен реально фиксироваться блоком при работе защищаемого двигателя в штатном режиме.

Защита имеет две ступени:

- первая - срабатывает на отключение и пуск функции запрета пуска перегретого двигателя (ЗППД);

- вторая - срабатывает только на сигнализацию.

Защита различает тепловые процессы во включенном и выключенном двигателе. Признак включения двигателя формируется способом, аналогичным используемому в защите от блокировки ротора и затянутого пуска. Для каждого режима (включенного/отключенного двигателя) предусмотрена своя уставка по постоянной времени.

В защите предусмотрены три уставки по перегреву:

? E1 - уставка, при охлаждении до которой происходит разрешение следующего пуска двигателя, если имело место его отключение первой ступенью тепловой модели. Отображение значений перегрева, вычисляемых блоком, производится с разрешающей способностью 1 %.

? E2 - уставка по перегреву ступени, срабатывающей на сигнализацию (вторая ступень);

? E3 -уставка по перегреву ступени, срабатывающей на отключение и пуск функции запрета пуска перегретого двигателя (первая ступень);

Контроль активной (обратной) мощности

Защита обеспечивает отключение двигателя при его переходе в режим генератора в случае привода своей нагрузкой.

Защита активной (обратной) мощности выполнена одноступенчатой, с независимой выдержкой времени. Защита реагирует на выделение в сеть активной мощности, превышающей порог.

Контроль реактивной мощности

Защита предназначена для отключения синхронного двигателя при выходе из синхронизма и потере возбуждения.

Защита реактивной мощности выполнена одноступенчатой, с независимой выдержкой времени. Защита реагирует на действующее значение реактивной мощности.

Описание функций автоматики и управления.

Ограничение количества (частоты) пусков (ОКП)1)

Защита ограничивает количество пусков в течение часа. Ведётся подсчет количества холодных, горячих и общего количества пусков.

Пуск считается горячим, если между ним и предыдущим пуском прошло время, меньшее уставки TМП. В противном случае, пуск считается холодным. При каждом пуске увеличиваются показания двух счетчиков - общего количества пусков и счетчика холодных или горячих пусков в зависимости от характера пуска. При увеличении показания счетчика фиксируется время, и через 1 час после зафиксированного времени показа-ние счетчика уменьшается на единицу.

Если показание одного из счетчиков становится больше или равным уставке, запускается функция ЗППД. Сброс функции ЗППД происходит, если показания всех счетчиков становятся меньше соответствующих уставок.

Запрет пуска перегретого двигателя (ЗППД)

Данная функция предотвращает перегрев двигателя множественными пусками и самозапусками, запрещая пуск двигателя при достижении им критической температуры.

Пуск ЗППД может произойти:

? по факту срабатывания первой ступени тепловой модели;

? по факту срабатывания функции ограничения количества частоты пусков.

При пуске ЗППД блокируются функция включения двигателя (управление выключателем на включение), функция АПВ и вырабатывается дискретный сигнал «ЗППД».

Если введены обе функции - первая ступень тепловой модели и ограничение частоты пусков, пуск ЗППД может произойти только по одной из них. Возврат ЗППД произойдет по факту возврата функции, его пустившей. Если ЗППД был пущен по факту срабатывания тепловой модели, то в информации об авариях последним событием будет указан «Перегрев». Срабатывание функции ограничения частоты пусков может быть проконтролировано по состоянию счетчиков пусков в накопительной информации.

Автоматическое повторное включение двигателя (АПВ).

Функция предназначена для автоматического пуска двигателя при срабатывании защит главного трансформатора, защит и автоматики секции, при которых возможен кратковременный перерыв питания, способный привести к групповому самозапуску двигателей, а также при самопроизвольном отключении выключателя.

АПВ обеспечивает поочерёдный самозапуск двигателей. Отключение электродвигателя происходит при:

? срабатывании защиты от потери питания секции;

? срабатывании групповой защиты минимального напряжения;

? пуске АВР;

? срабатывании защит главного трансформатора.

Для предотвращения запуска двигателя при сниженном и повышенном напряжении питания предусмотрен алгоритм разрешения АПВ по напряжению. АПВ разрешается при отсутствии пуска индивидуальной защиты минимального напряжения, при наличии разрешающего сигнала от защит секции и при нахождении линейных напряжений в пределах, задаваемых уставками АПВ.

Запрет АПВ осуществляется при:

? срабатывании защит секции;

? срабатывании групповой защиты минимального напряжения второй ступени;

? действииУРОВд;

? срабатывании защит от внутренних повреждений электродвигателя (первая ступень МТЗ, ОЗЗ на отключение);

? пуске ЗППД;

? пуске индивидуальной защиты минимального напряжения (ЗМН - ЗОФ).

Устройство резервирования отказов выключателя (УРОВд)

Функция вырабатывает сигнал «УРОВд» через время, равное уставке ТУРОВ, после выдачи сигнала на отключение выключателя при срабатывании МТЗ, ДТО, ДЗТ или защиты от несимметричных режимов по I2 при сохранении условий их пуска.

Датчик логической защиты шин (ЛЗШд).

Функция вырабатывает сигнал «ЛЗШд» при пуске любой ступени МТЗ, при пуске ДТО и ДЗТ.

Управление выключателем.

Для управления выключателем в блоке установлены электромеханические реле «Вкл.» и «Откл.». Для повышения надежности большинство исполнений блока комплектуются двумя независимыми реле «Откл. 1» и «Откл. 2», управляемыми синхронно.

Блок обеспечивает отключение и включение выключателя по командам:

? от защит и автоматики, выполняемых блоком;

? поступающим на дискретные входы;

? от кнопок управления выключателем, расположенных на пульте блока

? поступающим через последовательные каналы.

Блок обеспечивает два режима управления выключателем - «местный» («МУ» ) и «дистанционный» («ДУ» ).

«Местное» управление выключателем осуществляется посредством кнопок ВКЛ и ОТКЛ, расположенных на пульте блока. «Дистанционное» управление производится через дискретные входы «Вкл.» и «Откл.», а также по последовательным каналам.

Переключение режима блока производится одновременным нажатием кнопок ВЛЕВО и ВПРАВО на пульте блока. В режиме «местного» управления на лицевой панели блока горит индикатор «МУ».

При высоком уровне сигнала на входе «ДУ» блок находится в режиме «дистанционного» управления, при низком уровне - в режиме «местного» управления. При наличии сигнала на входе «ДУ» переключение режима кнопками пульта не действует.

Режим управления запоминается при отключении питания блока.

Кнопки ВКЛ и ОТКЛ действуют только в режиме «местного» управления. Команды на включение выключателя, поступающие через последовательные каналы и через дискретный вход «Вкл.», выполняются только в режиме «дистанционного» управления («ДУ» ). Команды отключения выключателя (от АСУ и через дискретный вход «Откл.» ) выполняются как в режиме «местного», так и в режиме «дистанционного» управления.

Действие функций защит и автоматики не зависит от режима

Блок обеспечивает защиту от многократного включения выключателя («прыгания»). При наличии на входе блока команды включения выключателя и срабатывании защиты, блок блокирует все команды включения выключателя. Блокировка снимается через 1 с после съема команды включения.

Команды отключения выключателя имеют приоритет над командами включения. Для предотвращения выхода из строя контактов реле «Откл.» и «Вкл.», в случае отказа выключателя, эти реле удерживаются во включенном состоянии до выполнения команды или до принудительного обесточивания цепей «ОТКЛ» и «ВКЛ».

Выполнение команд «ВКЛ», «ОТКЛ» контролируется по входным сигналам «РПО», «РПВ».

Блок контролирует время выполнения команд включения и отключения выключателя. В том случае, когда команда включения или отключения не выполнена в течение 0, 5 и 0, 25 с соответственно, а также, если сигналы «РПО» и «РПВ» имеют одинаковое значение в течение 10 с, блок формирует сигнал неисправности выключателя. При этом выдаются сигналы обобщенной сигнализации, сигнал неисправности цепей управления «Неиспр. ЦУ» (при наличии) и блокируются команды включения выключателя. Съем блокировки производится при квитировании сигнализации.

Блок обеспечивает обнаружение самопроизвольного отключения (СО) выключателя, то есть, отключение выключателя без подачи команды отключения от блока.

Блок обеспечивает следующие виды сигнализации:

? индикаторную (БМРЗ-ДА, БМРЗ-ДД);

? дискретными сигналами (выходными реле);

? по последовательным каналам.

Описание назначения и функционирования индикаторов пульта приведено в п. Представление информации, передаваемой по последовательным каналам, определяется программным обеспечением АСУ или информационно-управляющего комплекса (КИУ РЗА).

Блок формирует выходные дискретные сигналы следующих групп:

? сигнализацию о срабатывании отдельных функций (ступеней) защиты или автоматики;

? сигналы обобщенной сигнализации.

Все исполнения блока формируют сигналы обобщенной сигнализации «Вызов», «Ав. откл.» (аварийное отключение) и сигналы системы диагностики «Неисправность», «Отказ».

Возврат сигналов индикаторной и релейной сигнализации происходит после квитирования их оператором. Квитирование производится:

в режиме «дистанционного» управления - подачей соответствующей команды по последовательному каналу;

в режиме «местного» управления - нажатием на кнопку СБРОС, расположенную на пульте блока. Квитирование всех действующих сигналов (релейных, индикаторных, выданных по последовательному каналу) осуществляется однократной подачей сигнала квитирования.

Сигнал аварийного отключения.

Сигнал аварийного отключения «Ав. откл.» относится к группе аварийной сигнализации. Аварийное отключение формируется при любом отключении выключателя, не связанном с подачей команды отключения оператором.

Возврат сигнала аварийного отключения производится по сигналу квитирования или при подаче оператором команды отключения выключателя.

Блок обеспечивает запоминание состояния сигнала аварийного отключения при потере питания блока. После подключения оперативного тока состояние реле восстанавливается. Время хранения информации о состоянии сигнала при отключенном оперативном токе составляет не менее 200 ч.

Сигнал «Вызов».

Сигнал «Вызов» («Вызов в ячейку» ) относится к группе вызывной сигнализации.

Сигнал выдается в следующих случаях:

- срабатывание защит, включая защиты, работающие только на сигнализацию;

- работа автоматики, приводящая к отключению выключателя;

- обнаружение неисправности блока, выключателя и других цепей, контролируемых блоком.

Сигнал «Вызов» не выдается при переходе блока в состояние «Отказ». Возврат сигнала «Вызов» производится по сигналу квитирования.

Состояние сигнала «Вызов» сохраняется в энергонезависимой памяти, аналогично сигналу «Ав. откл.» (п.1.3.4.5.3).

Сигнал «Неисправность».

Сигнал «Неисправность» выдается при обнаружении системой диагностики неисправности блока, а также при неисправности выключателя.

Неисправностями выключателя являются:

? совпадение значений сигналов положения выключателя «РПО» и «РПВ»;

? невыполнение команд включения и отключения выключателя за время, определенное алгоритмом контроля.

На время действия сигнала «Неисправность» отдельные функции автоматики блокируются.

Возврат сигнала «Неисправность» производится по сигналу квитирования. Данный сигнал в энергонезависимой памяти не сохраняется.

Сигнал «Отказ»

Сигнал «Отказ» формируется реле с размыкающими контактами, что обеспечивает выдачу сигнала (замыканием контактов) при потере питания блока. При наличии оперативного тока сигнал может быть сформирован системой диагностики при обнаружении неисправности.

На время действия сигнала «Отказ» все выходные реле блока возвращаются в исходное состояние.

Возврат сигнала «Отказ» происходит только после устранения неисправности.

Осциллографирование аварийных событий.

Осциллограф записывает по факту пуск любой защиты блока. Формат осциллограммы приведён в описании протокола MODBUS - MT.

В осциллограмме фиксируется восемь аналоговых и 32 дискретных сигналов.

Цифровое выравнивание плеч дифференциальных защит (БМРЗ-ДД)

Функция предназначена для компенсации дифференциального тока, вызванного применением в плечах дифференциальной защиты разнотипных высоковольтных трансформаторов тока.

Выравнивание осуществляется заданием безразмерных коэффициентов. Коэффициенты задаются отдельно для продольных дифференциальных защит по фазным токам (ДТО и ДЗТ) и для дифференциальной защиты по току нулевой последовательности (REF-дифференциал).

Для продольных дифференциальных защит по фазным токам (ДТО и ДЗТ) коэффициенты осуществляют приведение токов плеча со стороны нейтрали к масштабу токов со стороны питания. Коэффициенты задаются раздельно для каждой фазы.

Для REF-дифференциала задается один безразмерный коэффициент, осуществляющий приведение коэффициента трансформации высоковольтных трансформаторов тока к коэффициенту трансформации трансформатора тока нулевой последовательности.

3.3 Внутреннее устройство блока БМРЗ - Д

В состав блока входят следующие модули:

? модуль аналоговых сигналов (МАС);

? модуль аналого-цифрового преобразователя (МАЦП);

? модуль центрального процессора (МЦП);

? модуль ввода-вывода (МВВ);

? блок питания (БП);

? пульт (МП);

? модуль генмонтажный (МГ).

Модуль аналоговых сигналов (МАС)

МАС имеет унифицированные измерительные преобразователи тока (ПИТ) и преобразователи напряжения (ПИН).

Измерительный преобразователь состоит из промежуточного трансформатора и прецизионного усилителя. Дополнительным узлом преобразователя является формирователь тестового сигнала.

Промежуточные трансформаторы преобразователей обеспечивают гальваническую развязку и предварительное масштабирование входных сигналов. Первичные обмотки ПИН и ПИТ обеспечивают заданную термическую стойкость при перегрузках.

Прецизионные усилители служат для точного масштабирования сигналов и согласования промежуточных трансформаторов и аналого-цифрового преобразователя.

Формирователь тестового сигнала обеспечивает проверку работоспособности преобразователя по командам от МАЦП. Тестовые сигналы не нарушают нормальную работу измерительных каналов блока. Тестированием охвачены только те преобразователи, на входе которых в нормальном режиме сигналы отсутствуют или имеют значение ниже границы рабочего диапазона.

МАС может содержать до восьми преобразователей. Количество и типы преобразователей, устанавливаемых в конкретное исполнение МАС, определяются картой заказа.

МАС, содержащие однотипные преобразователи, полностью взаимозаменяемы и не требуют настройки и регулировки в течение всего срока службы.

На МАС установлены три клеммных соединителя («под винт») для подключения внешних связей от первичных трансформаторов тока и напряжения.

Модуль аналого-цифрового преобразователя (МАЦП)

МАЦП выполняет функции измерительного органа блока. В состав МАЦП входят 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), процессор цифровой обработки сигналов, а также оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) осциллограмм.

АЦП осуществляет дискретизацию аналоговых сигналов измерительных преобразователей, то есть преобразование их мгновенных значений в последовательности двоичных кодов.

Частота дискретизации составляет 48 и 24 выборок за период для блоков БМРЗ-ДД и БМРЗ-ДА соответственно. Кодовые последовательности считываются процессором МАЦП, который и производит их дальнейшую обработку.

Процессор МАЦП обеспечивает цифровую фильтрацию сигналов (выделение первой или высших гармонических составляющих сигнала, подавление апериодической составляющей и т. д.) и измерение их действующих значений. В зависимости от исполнения блока в МАЦП производятся вычисления симметричных составляющих тока, напряжения, активной и реактивной мощности, частоты и других параметров. Кроме того, процессор МАЦП контролирует исправность измерительных преобразователей МАС аналоговых цепей МАЦП. Результаты измерений параметров сигналов и самодиагностики передаются в МЦП.

Модуль центрального процессора (МЦП).

МЦП содержит центральный процессор (ЦП1), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ), ОЗУ, микросхему часов/календаря, процессор управления дисплеем (ЦП2), драйверы последовательных каналов, буфер и шину обмена с МАЦП и МВВ, регистры клавиатуры и индикации (индикаторов), схему резервного питания часов/календаря и ОЗУ.

ЦП1 получает значения электрических параметров защищаемого объекта из МАЦП и информацию о состоянии дискретных входов из МВВ. На основании этой информации, а также значений программных ключей и уставок, хранящихся в ЭППЗУ, вырабатываются команды управления выходными реле и индикаторами блока в соответствии с алгоритмами защиты.

Помимо выполнения функций защиты и автоматики, ЦП1 передает информацию ЦП2 для вывода на жидкокристаллический дисплей, обслуживает клавиатуру пульта, а также обеспечивает обмен по последовательным каналам RS-232 и АСУ.

В энергонезависимом ЭППЗУ хранятся параметры настройки блока (программные ключи и уставки). Срок хранения при отключенном питании - не менее 5 лет.

Микросхема часов/календаря обеспечивает отсчет текущего времени и даты с возможностью установки времени с пульта или по последовательным каналам.

Схема резервного питания обеспечивает подпитку часов/календаря и ОЗУ, в котором хранится аварийная информация, при отсутствии оперативного тока в течение не менее 200 ч. Программа ЦП заносится в ПЗУ предприятием - изготовителем.

Модуль ввода вывода имеет до 16 ячеек входных дискретных сигналов и до 16 выходных реле.

Ячейка входных дискретных сигналов состоит из порогового элемента и высоковольтного оптрона. Оптроны обеспечивают гальваническую развязку и высокую электрическую прочность изоляции между первичными и вторичными цепями. Пороговый элемент предназначен для защиты от ложных срабатываний при замыканиях и утечках в цепях оперативного тока КРУ. Напряжение срабатывания порогового элемента составляет не менее 60 % от номинального напряжения.

Все входные цепи имеют гальваническую развязку между собой и процессорной частью блока. При необходимости дискретные входы могут быть объединены в группы, которые запитываются одним и тем же оперативным током.

Выходные узлы МВВ содержат ключи, управляющие малогабаритными электромеханическими реле с высокой коммутационной способностью, а также цепи обратной связи, позволяющие системе самодиагностики контролировать исправность ключей, обмоток реле и цепей питания выходных реле. Релейные выходы МВВ имеют аппаратные и программные средства защиты от ложных срабатываний при любой неисправности блока, а также при воздействии внешних помех и любых перерывах оперативного питания.

В МВВ предусмотрена установка бистабильного реле, которое используется для формирования сигнала «РФК».

В блоке могут устанавливаться реле с замыкающими, размыкающими и переключающими контактами.

Блок питания состоит из двух узлов: узла питания (УП) и узла ввода-вывода (УВВ).УП преобразует первичное напряжение оперативного питания (переменное, постоянное или выпрямленное) в четыре вторичных напряжения постоянного тока, необходимых для работы модулей блока: +5 В, +24 В и ± 15 В.

Потребление УП от сети не превышает 10 Вт в дежурном режиме и 15 Вт при срабатывании блока.

УП не чувствителен к изменению полярности постоянного или выпрямленного питающего напряжения.

УП обеспечивает нечувствительность блока к перерывам питания до 1 с. При подключении к БП внешнего конденсатора - накопителя (поставляется по отдельному заказу) устойчивость к перерывам питания увеличивается до 10 с.

УВВ обеспечивает установку до семи дискретных входов и семи реле и предназначен для увеличения общего количества дискретных входов блока до 23 и выходных реле до 23. Входные ячейки и выходные реле УВВ такие же, как и в МВВ

Пульт (МП).

МП выполнен в виде печатной платы, на которой установлены жидкокристаллический дисплей, узел регулировки контрастности дисплея, восемь кнопок управления блока, восемь индикаторов, соединитель «RxTx» для связи с ПЭВМ.

Модуль генмонтажный (МГ).

МГ обеспечивает связь между модулями блока с помощью установленных на нем соединителей и печатного монтажа.

электроснабжение микропроцессорный релейный подстанция



4. Охрана труда

Охрана труда - комплекс мер, направленных на сохранение здоровья и жизни работника в процессе выполнения служебных обязанностей. К этому комплексу относятся организационно-технические, правовые, социально-экономические, лечебно-профилактические, санитарно-гигиенические, реабилитационные и ряд других мероприятий.

4.1 Производственная санитария

Производственная санитария -- система мероприятий и средств, направленных на предотвращение воздействия негативных производственных факторов на работников. Этими факторами являются микроклимат, излучение, освещение, шум, вибрация, загрязнение производственного воздуха. Чтобы улучшить условия труда нужно грамотно организовать технологический процесс.

Вентиляция - процесс естественной или принудительной циркуляции воздуха в помещении с целью удаления вредных веществ из этого помещения. От эффективности вентиляции зависит состояние производственного воздуха. При естественной вентиляции обмен воздуха в помещении протекает за счет разностей температуры наружного воздуха и в помещении или же под влиянием ветра. Механическая вентиляция осуществляется при помощи вентиляторов. По признаку действия вентиляция разделяется на местную и общую.

Помимо вытяжной вентиляции существует еще и приточная. Воздух, который поступает через приточную вентиляцию проходит через специальные фильтры и поэтому не содержит веществ, вредных для организма работника.

Освещение это один из важнейших факторов, напрямую влияющих на производительность труда и здоровье работников. При недостаточном освещении человек быстро утомляется, у него снижается внимание, скорость реакции. Это может привести к изготовлению бракованного изделия, проведению неправильного ремонта и монтажа механизмов, а также травмам.

На проектируемой подстанции искусственными источниками света служат: в ЗРУ - лампы накаливания и люминесцентные лампы, в ОРУ -- дугоразрядные лампы, установленные в прожекторах.

Помимо рабочего освещения также предусмотрено аварийное и эвакуационное освещение.

На подстанции также имеют место такие явления как шум, вибрация, электромагнитные поля. Источниками этих неблагоприятных факторов являются трансформаторы, шинопроводы и другое электрооборудование. Шум и вибрация отрицательно действуют на самочувствие работника, ухудшают реакцию и координацию движений, что может повлечь за собой несчастный случай.

Для уменьшения воздействия этих факторов используются организационно-технические мероприятия. К таким средствам можно отнести улучшение конструкции оборудования, применение в конструкции оборудования новых материалов с меньшими шумовыми характеристиками, использование амортизаторов для уменьшения вибрации,

Помимо шума и вибрации на подстанции есть еще один невидимый и не очень благоприятный фактор - электромагнитное излучение. Его влияние нельзя исключить, можно только уменьшить. Существует несколько достаточно эффективных способов уменьшения воздействия электромагнитного излучения.

Во-первых это защита рабочего места при помощи специальных заземленных экранов.

Во-вторых это использование средств индивидуальной защиты таких как ношение спецодежды, сшитой из специальной металлизированной ткани.

В-третьих это уменьшение статических зарядов. Это достигается за счет заземления нетоковедущих частей электроустановок.

4.2 Электробезопасность

Электробезопасность на таком энергетическом объекте, как подстанция имеет первостепенное значение. Правила электробезопасности изложены в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) и Правилах безопасной эксплуатации электроустановок (ПТЭЭ).

Эксплуатация и обслуживание электроустановок осуществляется только специально подготовленным персоналом, прошедшим соответствующий медицинский осмотр и старше 18 лет. К работе могут быть допущены лица, знающие эксплуатационные инструкции, особенности оборудования, а также прошедшие соответствующее обучение и проверку знаний в соответствии с указаниями настоящих правил ПТЭ и ПТБ при эксплуатации электроустановок.

Технические мероприятия в электроустановках обеспечивают безопасность работ частичным или полным снятием напряжение и должны удовлетворять следующим требованиям.

1) производство необходимых отключений и принятия мер, препятствующих подачи напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры.

2) вывешивание запрещающих плакатов, установка заграждений.

3) присоединение к земле переносных заземлений, проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, на которых должно быть наложено заземление.

4) наложение заземления после проверки отсутствия напряжения.

5) ограждение рабочего места, вывешивание запрещающих плакатов.

Электробезопасность персонала, обслуживающего машины с электроприводом, обеспечивается следующими мероприятиями: применяются при осмотре и текущем ремонте машин осветительная арматура и инструменты напряжением 36 В; тщательно изолируются токоведущие части электрооборудования, устанавливаются ограждения и защитная аппаратура, обесточивающая электрооборудование при коротком замыкании и перегрузках в электрической сети, заземляется электрооборудование. Кроме того, непосредственно у электродвигателей должны устанавливаться выключатели безопасности.

Обслуживающий персонал должен быть обеспечен необходимыми средствами защиты, обеспечивающими безопасность работ.

Особое место на предприятии должны занимать средства защиты работающих в электроустановках, относящиеся к различным классам. Необходимо широко применять такие защитные средства, как изолирующие штанги, клещи, диэлектрические перчатки, боты и галоши, токоизмерительные клещи и указатели напряжения. Эти средства защиты подразделяются на основные и дополнительные.

Основными называют такие средства, изоляция которых выдерживает рабочее напряжение электроустановок и при помощи которых допускается прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Дополнительными называют защитные средства, которые, обладая недостаточной изоляцией, не могут обеспечить безопасность работающего. Их могут использовать только в сочетании с основными средствами, усиливая их действие.

Средства защиты, находящиеся в эксплуатации размещаются в специально отведенных местах, у входа в помещение, а также на щитах управления.

Особую опасность для здоровья и жизни человека представляет электрический ток. Опасность состоит в том, что ток невозможно увидеть без специальной аппаратуры. Электрический ток, проходя через тело человека, вызывает термическое, электролитическое и биологическое воздействие, которое выражается в виде контактных и бесконтактных ожогов: разложение плазмы и крови, и электрические удары. Также электрический ток вызывает фибрилляцию предсердий, что нарушает работу сердца и может привести к гибели.

Для защиты людей от поражения электрическим током были разработаны и внедрены специальные правила по технике безопасности, которые являются обязательными для всех работающих.

Защитные меры, применяемые для безопасной эксплуатации электрических установок:

1) малое напряжение - номинальное напряжение до 42 В;

2) двойная изоляция;

3) электрическое разделение сетей для питания одного приемника или отдельных участков;

4) заземление и зануление;

5) контроль и профилактика повреждения изоляции;

6) защитное отключение;

7) ограждение токоведущих частей;

8) применение сигнализации, блокировки, знаков безопасности;

9)применение индивидуальных средств защиты: основных и дополнительных.

Обслуживание действующих электроустановок, а именно: ремонтные, монтажные, наладочные, испытательные работы проводятся согласно Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей

Требования Правил ПТЭ и ПТБ являются обязательными и требуют неукоснительного соблюдения.

Эксплуатацию электроустановок Потребителей должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал.

В зависимости от объема и сложности работ по эксплуатации электроустановок у Потребителей создается энергослужба, укомплектованная, соответствующим по квалификации, электротехническим персоналом.

Допускается проводить эксплуатацию электроустановок по договору со специализированной организацией.

Для непосредственного выполнения обязанностей по организации эксплуатации электроустановок руководитель предприятия соответствующим документом назначает ответственного за электрохозяйство организации и его заместителя.

Ответственный за электрохозяйство и его заместитель назначаются из числа инженерно-технических работников энергослужбы предприятия.

При наличии должности главного энергетика обязанности ответственного за электрохозяйство, как правило, возлагаются на него.

Для производственного обучения лицом, ответственным за электрохозяйство цеха, структурного подразделения, предприятия, персоналу должен быть предоставлен срок (как правило, не менее 14 смен), достаточный для приобретения практических навыков, ознакомления с оборудованием, аппаратурой и одновременного изучения в необходимом для данной должности объеме:

1) правил ПТЭ и ПТБ;

2) правил устройства электроустановок (ПУЭ);

3) производственных (должностных и эксплуатационных) инструкций;

4) инструкций по охране труда;

5) дополнительных правил, нормативных и эксплуатационных документов, действующих на данном предприятии.

Обучение должно проводиться по утвержденной программе, под руководством опытного работника из электротехнического персонала данного цеха (структурного подразделения) предприятия.

Программы подготовки электротехнического персонала с указанием объема правил и инструкций, знание которых обязательно для тех или иных лиц из электротехнического персонала, разрабатываются лицом, ответственным за электрохозяйство предприятия, и утверждаются главным инженером предприятия или вышестоящей организации.

Программа подготовки руководителей оперативного персонала, работников из числа оперативного, оперативно-ремонтного персонала должна предусматривать не только стажировку и проверку знаний, но еще и дублирование.

Периодическая проверка знаний ПТЭ и ПТБ персонала проводится не реже одного раза в год - для лиц, связанных непосредственно с управлением и обслуживанием электрооборудования.

Вид оперативного обслуживания электроустановки, число работников из числа оперативного персонала в смене определяются руководством предприятия (организации) и закрепляются соответствующим распоряжением.

В электроустановках выше 1000В работники из числа оперативного персонала, единолично обслуживающего электроустановку, или старшие по смене должны иметь группу по электробезопасности IV, остальные работники в смене - группу III.

В электроустановках до 1000В работники из числа оперативного персонала, обслуживающего электроустановку, должны иметь группу III.

Работы в действующих электроустановках подразделяются, в отношении принятия мер безопасности, на три категории:

1) со снятием напряжения (с наведенным и без наведенного напряжения) в электроустановках выше 1000 В; на сборных шинах РУ и распределительных щитах до 1000 В, а также на их присоединениях, по которым может быть подано напряжение на сборные шины;