CC BY
213
УДК 621.316.925.1
Д. Д. Исабеков1, В. П. Марковский2
преподаватель, кафедра «Электроэнергетика», 2к.т.н, зав. кафедрой «Электроэнергетика», ПГУ имени С. Торайгырова, г. Павлодар
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
В статье авторами предлагается применение микропроцессорных устройств релейной защиты для расширения комплекса лабораторно-практических занятий, а также возможного применения их на производстве в качестве тренажерных стендов, при изучении принципа действия токовых защит силовъгх трансформаторов.
В конце 90-х годов прошлого столетия в эксплуатации появились микропроцессорные (цифровые) устройства релейной защиты и авто матики, сочетающие в себе функции защиты, автоматики, управления и сигнализации. Сейчас во всем мире идет процесс повсеместного пе рехода на устройства релейной защиты нового поколения, так называе мые микропроцессорные устройства релейной защиты (МУРЗ).
Переход к цифровым устройствам релейной защиты и автоматики потребовал творческой переработки опыта, накопленного при созда нии электромеханических и микроэлектронных устройств РЗА. При этом было необходимо сохранить преимущества традиционной шко лы, двигаться дальше к усовершенствованию.
Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики (РЗА), так называемые цифровые реле (ЦР) или релейные терминалы, нашли широкое применение при защите электротехнических устано вок в странах СНГ и дальнего зарубежья. Преимущества ЦР перед электромеханическими и электронными аналоговыми устройствами РЗА признаны ведущими специалистами в области проектирования и эксплуатации систем устройств релейной защиты и автоматики.
Переход на цифровые принципы обработки информации в микро процессорных реле не привел к появлению каких-либо новых прин ципов построения релейных защит, но существенно улучшил такие эксплуатационные качества, как:
- надежность, быстродействие и непрерывный автоматический конт роль и самодиагностика;
- малое потребление электроэнергии от измерительных трансформато ров тока и напряжения;
- возможность регистрации в памяти ЦР параметров аварийных режимов;
- возможность реализации более сложных и совершенных алгоритмов защиты и управления электроэнергетического объекта, удобство на ладки, настройки и эксплуатации, а также сервисные возможности.
- интеграция с системами оперативного и автоматического управле ния, позволяющая создать терминал в пределах одного защищаемого объекта.
Внедрение цифровых реле на электроэнергетических объектах обосновывается следующими техническими и экономическими достоинствами:
1. Многофункциональность ЦР. При малых габаритах одно ЦР заме няет от 10 до 20 аналоговых реле, а также несколько измерительных приборов, которые в совокупности выполняют такие же функции (экономия подсчитывается по стоимости реле, приборов и монтаж ных работ).
2. Непрерывная самодиагностика и высокая аппаратная надежность. В случае неисправности ЦР за счет непрерывной самодиагностики мгновенно выдается сигнал о неисправности и возможна оператив ная замена этого реле или неисправного блока. При использовании ЦР практически исключена возможность отказа защиты при повреж дениях и ненормальных режимах и, как следствие, предотвращается ущерб от недоотпуска электроэнергии. Самодиагностика ЦР, кроме того, позволяет в несколько раз увеличить период плановых прове рок или вообще от них отказаться, что позволяет к примеру умень шить численность ремонтного персонала. В отличие от цифровых аналоговые защиты не обладают свойством самодиагностики и могут оказаться в неисправном состоянии в период между плановыми про верками, периодичность которых 2-5 лет, а это неизбежно приведет к отказу защиты при повреждениях и ненормальных режимах.
3. Высокое быстродействие защиты. При использовании ЦР сущест венно уменьшаются ступени селективности, т. е. повышается быстро действие защит и повышается точность срабатывания ЦР, что позво ляет применять провода линий или кабелей меньшего сечения при выборе их по условию термической стойкости.
В настоящее время микропроцессорные защиты введены в эксп луатацию на многих предприятиях промышленности. Остановимся более подробно на одном из типов реле микропроцессорных защит, типа MiCOM P 123, компании AREVA T&D'S Automation & Information Systems Business.
Рисунок 1 - Реле максимального тока серии MiCOM P123
Реле максимального тока серии MiCOM P123 является универ сальным реле компании AREVA T&D'S Automation & Information Sys tems Business. Реле предназначено для управления, защиты и монито ринга электроустановок промышленных потребителей, распредели тельной сети и подстанций, а также для использования в качестве ре зервной защиты для сетей высокого и сверхвысокого напряжения. Данное реле является полностью цифровым и предназначенным
для выполнения функций защиты и управления. С обратной стороны ре ле имеет аналоговые входы для подключение токов трех фаз и тока защиты от замыкания на землю при использовании трансформаторов тока с номинальным током 1А или 5А (4 входа 1А и 4 входа 5А) т.е. одно и то же реле может быть подключено к ТТ с различными коэф фициентами трансформации, например, 5А для защиты от междуфаз ных замыканий и 1А для защиты от замыканий на землю. Реле может питаться от источника переменного или постоянного оперативного тока (три диапазона рабочего напряжения питания). Кратковремен ные перерывы питания (< 50 мс) не приводят к нарушениям режима работы реле. Передняя панель реле предоставляет пользователю воз можность навигации по меню реле для получения доступа к данным, записанным в реле, изменения уставок, чтения измерений и т.п. Во семь светодиодных индикаторов на передней панели реле предостав ляют возможность простым и наглядным способом информировать оперативный персонал о работе реле [11, 3 с].
Функциональные возможности реле серии «MiCOM P 123»: 1) трёхфазная МТЗ (3 ступени); 2) защита от замыканий на землю; 3) защита от замыканий на землю с торможением (дифференциальная схема); 4) защита от перегрузки; 5) защита минимального тока; 6) МТЗ по току обратной последовательности; 7) обнаружение обрыва провода; 8) пуск-наброс (изменение тока срабатывания МТЗ при включении); 9) мгновенный /пусковой контакт; 10) подхват выходных реле; 11) группы уставок-2; 12) обнаружение отказа выключателя (УРОВ); 13) контроль исправности цепи отключения; 14) контроль ресурса и управление выключателем; 15) логика блокирования; 16) логическая схема селективности; 17) многократное АПВ; 18) программное изменение чередования фаз; 19) измерения; 20) запоминание максимальных значений; 21) записи событий; 22) записи параметров при повреждениях; 23) записи переходных процессов; 24) порт связи на лицевой панели RS 232; 25) порт связи RS 485 [3, 8 с].
Моделируя проект контроля и управления объектом с примене нием микропроцессорных устройств защит на базе реле МЮОМ необ ходимо отдать должное, что современные разработки в области микро процессорной техники позволили создать полноценные устройства ре лейной защиты и автоматики, которые являются альтернативной заменой электромеханическим устройствам. Электрическая схема соединений состоит из активной «Р» и реактивной нагрузки «Р», которые через модели линий электропередач <^1» и <^2», выключатель «Р1» и «Р2», трехфазную трансформаторную группу «Т» подключены к источнику питания «в». Выключатель «Р3» используется как короткозамыкатель. В начале линии электропередач включены три трансформатора тока (на фазный ток фаз «А», «В» и «С») блока измерительных трансформаторов тока. Вторичные обмотки трансфор маторов тока блока подключены к реле микропроцессорной защиты типа «МЮОМ».
Перед проведением эксперимента необходимо убедиться, что уст ройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропи тания [126, 35 с].
Проведение эксперимента:
1. Соединить гнезда «ТК» источника в.
2. Соединить гнезда защитного заземления «@» устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника в.
3/~< и и и
. Соединить аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
4. Переключатели режимов работы выключателей «Р1» и «Р2» установить в положение «АВТ.», выключателя «Р3» - в положение «РУЧН.». Номинальные напряжения обмоток трансфоматоров блока «Т» выставить равными 230 В. Параметры линии электропередачи «W1» и <^2» переключателями установить следующими:
Я = 200 Ом, L/RL=1,2/32 Гн/Ом, С1=С2=0 мкФ. Выбрать мощность активной нагрузки «Р» 40 % от 50 Вт во всех трех фазах, а мощность реактивной нагрузки «Р» 25 % от 40 Вар также во всех трех фазах.
5. Включить источник в. О наличии напряжений на его выходе сигнализируют светящиеся лампочки.
6. Включить выключатели «СЕТЬ» выключателей «Р1», «Р2» и «Р3».
7. Задав уставки на реле типа «МЮОМ» смоделировать защиту «МТЗ трансформатора».
Таблица 1 - Перечень используемой аппаратуры
Обозначение Наименование Примечание
в Источник питания
Т Трансформатор
Р1, Р2 Выключатель
Выключатель для создания короткого замыкания
W1, W2 Линии электропередач
Р Активная нагрузка
Р Реактивная нагрузка
ТА Трансформатор тока
Задаваясь уставками по току на реле «МЮОМ Р 123» в значе ниях от нуля до одного (пяти) ампер проводим эксперимент. Перед проведением эксперимента предварительно на реле «МЮОМ Р 123» выставляем необходимые уставки. Выключатель «Р3» является в данном случае элементом создающим короткое междуфазное замыкание (короткозамыкателем). На появившееся короткое замыкание срабатывает данное реле, отключая поврежденный трансформатор с двух сторон. Уставки можно выставить равными к примеру 0,3 А.
Данный эксперимент предлагается впервые и его проведение дает дополнительные широкие возможности использования микро процессорных устройств релейной защиты, как для расширения комплекса лабораторных работ по предмету «Релейная защита и ав томатика энергосистем», смежных предметов, так и возможности его применения для обучения на учебных тренажерах эксплуатацион ного, ремонтного и инженерно-технического персонала
промышлен ных предприятий и электрических станций. При этом несомненно по вышается уровень теоретических и практических знаний и навыков, как студентов и магистрантов, так и работников промышленных предприятий.
01 №1 с
Рисунок 2 - Смоделированная электрическая схема соединений для защиты силовых трансформаторов, с применением реле серии «МЮОМ»
Проведение эксперимента требует знания «ПУЭ», «ПТЭ и ПТБ», а также
и и и и "1—г
принципа действия и наладки устройств релейной защиты. При проведении эксперимента необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Гуревич, В. И. Микропроцессорные реле защиты. Устройство, проблемы, перспективы. - М. : Инфра-Инженерия, 2011. - С. 336.
2 Микропроцессорные устройства релейной защиты энергосис тем: учебное пособие / Ф. Р. Исмагилов, Ф. С. Ахматнабиев / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. - Уфа : УГАТУ, 2009. - С. 171.
3 Введение. Терминалы максимальной токовой защиты типа МЮОМ Р 123, www.rza.org.ua
4 Руководство для пользователя терминалов МТЗ типа МЮОМ, www.rza.org.ua
5 Руководство по наладке и эксплуатации терминалов МТЗ типа МЮОМ, www.rza.org.ua.
6 Карпеш, М. А. Учебный программно-методический комплекс «Релейная защита электрических систем». Руководство по выполнению базовых экспериментов. Под редакцией к.т.н. П. Н. Сенигова. - Челябинск : ООО «Учебная техника», 2003. - С. 257.
Материал поступил в редакцию 10.04.14.
Д. Д. Исабеков, В. П. Марковский
КYш берет1н трансформаторларды коргау Yшiн релелж коргау микропроцессорлык к^рылымдарды колдану
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекеттiк университетi, Павлодар к.
Материал 10.04.14 баспаFа тYстi.
D. D. Isabekov, V. P. Markovsci
The application of microprocessor devices for relay defence of power transformers
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 10.04.14.
Бул мацалада авторлар микропроцессорлыц курылымдардыц релелж крргауларды крлдану куш беретт трансформаторлардъщ токтыц крргаулардыц эсерт зерттеу кезтде зертханалыц-тэжiрибе сабацтардыц кэЫбЫц кешеншц кецейтуы ушт, жэне оларды вндiрiс тренажер стенд бойынша цолдану ушт.
In the article the authors suggest application of microprocessor devices of relay defence for the laboratory-practical occupation complex enlargement and their possible use in production as simulator stands in studying the principle of the power transformers current production.
УДК 621.746.22:678
Д. Б. Калыбаев, И. Э. Дейграф
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар
ПРИМЕНЕНИЕ ДВУХКОМПОНЕНТНОСТИ СИЛИКОНОВОЙ РЕЗИНЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОК
В данной статье представлены сведения преимуществах применения, исследовалось качество, модель литейной формы из силиконовой резины.
Литейное дело - одно из самых древних в мире ремесел. На заре литейного производства модель изготавливали из воска, а формы для литья были глиняными. В более поздний период, примерно в XII веке, появились более совершенные двухсторонние формы. С их помощью изготовлялись самые разные изделия: домашняя утварь, оружие, украшения. В XV веке для литья научились использовать чугун. Со второй половины XIX века распространилась сталь, и литейное производство значительно усложнилось [1].
