Устройство релейной защиты и автоматики (РЗА) начинает действовать и срабатывать в зависимости отклонения параметров от номинальных защищаемого оборудования в ее элементах и отклонения номинальных параметров режима работы сетей и систем. Информацию о параметрах передаются от измерительных трансформаторов тока (ТТ) или (ТА) и напряжения (ТН) или (ТV).
С выводов трансформаторов тока и трансформаторов напряжения снимаются, как с датчиков, параметры переходного процесса в электрической системе.
Параметры состоят из:
- свободные апериодические;
- периодические, колебательные;
- принужденные, гармонические — составляющие.
Далее эти параметры переходного процесса выделяются как сигналы на выходе низкочастотного фильтра (НЧФ). Эти сигналы преобразуются в аналого-цифровом преобразователе (АЦП), и поступают с периодичностью в амплитудной частотной характеристикой (АЧХ) в цифровой фильтр. В результате сигнал переходного процесса становится цифровой импульсной информацией.
Происходит измерительное преобразование на основе входных сигналов информации для РЗА, а также основой программного разложения на симметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательности токов и напряжений переходного процесса.
При поступившей информации превышающей определенных уставок логические элементы выдают импульс разрешения отключить защищаемый объект исполнительным блоком РЗА действующий на привод выключателя (Q)
Микропроцессорные устройства защиты и автоматики
Устройство МПРЗА (микропроцессорное устройство защиты и автоматики) состоит из:
- измерительной части (ИЧ), контролирующей значения токов и напряжений и определяющей условие срабатывания или несрабатывания;
- логической части (ЛГ), которая формирует логический сигнал в зависимости от действия ИЧ и других требований;
- управляющей (исполнительной) части (УЧ), предназначенной для усиления и размножения логического сигнала, полученного от ЛЧ и подачи напряжения на отключение объекта и сигнал о работе релейной защиты;
- источника питания (ИП) для подачи оперативного питания на все элементы релейной защиты.
Функциональная схема МП РЗА
В микропроцессорных устройства РЗА (МП РЗА), а также цифровых РЗА применяются операционные и логические микросхемы, микроконтроллеры, микрочипы и собираются в функциональные терминалы.
Блок-схема элементной базы например может состоять:
- ТА(ТV) – трансформаторов тока или напряжения, с помощью которых преобразуются первичные величины во вторичные, «безопасные» для дальнейшего использования;
- АЦП – аналогово-цифровой преобразователь, позволяющий конвертировать аналоговые величины токов и напряжений в цифровые (двоичные или шестнадцатеричные) значения пригодные для обработки программой микропроцессора;
- микропроцессор — сложная интегральная микросхема, позволяющая принимать, записывать и выполнять действия над сигналами микросхема, имеющая записанную микропрограмму;
- ЦАП – цифрово-аналоговый преобразователь;
- ИО — исполнительный орган – обычно дискретный выход, состояние которого меняется при выполнении каких либо сценариев.
Структурная схема микропроцессорной МП РЗА
На рисунке 6 представлена структурная схема микропроцессорного устройства релейной защиты и автоматики (МП РЗА).
Аналоговые входные величины переменного тока в общем случае (iА, iВ, iС, 3I0, uА, uВ, uС, 3U0) представляют собой фазные величины и величины нулевой последовательности токов и напряжений. Эти величины подаются через промежуточные трансформаторы токов и напряжений (Т), показанные на схеме.
Аналоговые входные блоки должны обеспечивать достаточную изоляционную прочность измерительных цепей относительно вторичных цепей высоковольтных трансформаторов тока и напряжения
Следующие блоки:
- EV – преобразователи, обеспечивающие аналоговую фильтрацию и нормирование входных сигналов;
- AD – аналого-цифровые преобразователи для подготовки цифровых величин.
Основным элементом устройства является микропроцессорный блок. Он предназначен для:
- фильтрации и первичной обработки измеряемых величин;
- непрерывного контроля достоверности измеряемых величин;
- проверки граничных условий;
- обработки сигналов логических функций;
- формирования команд на отключение/включение и на сигналы;
- регистрации текущих и аварийных событий, регистрации мгновенных данных повреждения;
- обеспечения функционирования операционной системы, например, хранения данных, часы реального времени, коммутации, интерфейсы и т.д.
Дискретные входные величины (А1):
- сигналы о состоянии элементов системы электроснабжения (выключатели и т.п.);
- сигналы от других устройств РЗА;
- сигналы о разрешении или запрете отдельных функций защиты;
- сигналы управления, меняющие логику защиты. Они предназначены для ввода логической (0 / 1) информации.
Блок AV — выходные усилители, обеспечивающие работу выходных реле, сигнальных элементов (светодиодов), дисплея на лицевой панели и различных интерфейсов, о которых будет сказано ниже.
Дискретные выходы (выходные реле В1 и светодиоды) служат для целей управления и сигнализации, указанных на структурной схеме.
Дисплей предназначен для чтения сообщений защиты и для выполнения операций с помощью клавиатуры.
Интерфейс обслуживания служит для связи защиты с персональным компьютером, при помощи которого с использованием специальных программ обеспечивается эффективное обслуживание защиты. Этот интерфейс позволяет также производить централизованную настройку и обслуживание устройства на расстоянии (через модем).
Системный интерфейс обеспечивает связь защиты с системой контроля и управления для передачи различных сообщений о состоянии защиты, об управлении и архивировании данных. Через этот интерфейс могут также передаваться сигналы, позволяющие изменять параметры защиты.
Функциональный интерфейс обеспечивает быстрый обмен информацией с другими защитами, а также для передачи информации в систему диспетчерского управления.
Функциональная клавиатура управления на передней панели предназначена для ввода управляющей информации:
- изменение уставок и параметров защиты;
- ввод (вывод из действия) отдельных функций защиты;
- ввод команд для управления коммутационными элементами присоединения;
- программирование дискретных входов и выходов;
- проведение контрольных проверок исправности устройства.
Источник: http://electricalschool.info/relay/2182-funkcionalnaya-i-strukturnaya-shemy-mp-rza.html
Больше интересных и полезных статей на нашем форуме по АСУ ТП: https://p4b.su/forums
Тендера фриланс по АСУ ТП: https://p4b.su/projects
Библиотека с технической литературой по промышленной автоматизации: https://p4b.su/library