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