Автоматизированная система контроля режимов работы электрооборудования и защитного отключения

Г.Ф. Горбачев

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

Рассмотрены требования и задачи построения автоматизированной системы контроля режимов работы электрооборудования и защитного отключения (АСКРЗО). Проанализированы функции устройств защитного отключения как элемента АСКРЗО. Приведена блок-схема АСКРЗО.

Ключевые слова: режимы работы электрооборудования, блок-схема, структура системы контроля.

Т/Т спользование бесконтактного датчика, основным

-«-Ж элементом которого является трансформатор тока нулевой последовательности, позволяет создать автоматизированную систему контроля режимов работы электрооборудования и защитного отключения (АСКРЗО).

Конструкция отдельных элементов, узлов и в целом всей автоматизированной системы контроля режимов работы и зашиты электрооборудования в значительной степени определяется целями, на основе которых могут быть сформулированы и основные требования, предъявляемые к АСКРЗО.

В качестве первостепенных задач, решению которых служит АСКРЗО, можно выделить:

1. Обеспечение электробезопасности обслуживающего персонала;

2. Осуществление эффективной зашиты электрооборудования при возникновении аварийных режимов работы;

3. Снижение числа необоснованных отключений и простоя электрооборудования;

4. Автоматизация процессов контроля работы электрооборудования, оповещения обслуживающего персонала и отображения оперативной информации;

5. Передача информации в виде кодированных сигналов на требуемые расстояния.

Вопросы электробезопасности обслуживающего персонала взаимоувязаны с критериями электробезопасности, с конструкцией устройств защитного отключения и требованиями, предъявляемыми как к устройствам защитного отключения (УЗО), так и к конструктивному исполнению электрических сетей.

Быстродействие и уставки срабатывания УЗО определяются следующими требованиями:

1 .Быстродействие УЗО не должно превышать 0,2 с.

2.Уставка по току срабатывания (току утечки) и быстродействию УЗО, установленных на:

1-й ступени - 25 мА, время срабатывания - 200 мс;

2-й ступени - 30 мА, время срабатывания - 160 мс;

3-й ступени - 25 мА, время срабатывания - 120 мс.

Требование обеспечения эффективной защиты электрооборудования при возникновении аварийных и близких к ним режимам не является требованием к УЗО в традиционном представлении последних.

Эти качества свойственны устройствам релейной защиты, однако и УЗО способны решать эти задачи совмещая в себе функции устройств релейной защиты и устройств защитного отключения.

Более того, такое совмещение функций не только возможно, но и целесообразно, поскольку УЗО работают на таких уровнях контролируемых параметров (токи утечки), которые не выявляются и не регистрируются общепринятыми устройствами релейной защиты.

Последние работают на более высоких уровнях контролируемых параметров, т.е. УЗО вполне могут выполнять функции, возложенные на устройства Р.З., или хотя бы некоторые из них.

В частности, УЗО могут обеспечивать защиту электрооборудования при ослабленной изоляции, что не выполняют традиционные устройства Р.З. и что перекликается с вопросами обеспечения электробезопасности.

Кроме того, УЗО вполне могут обеспечивать защиту электрооборудования при возникновении неполнофазных режимов, при возникновении замыканий на землю и междуфазных к.з., а также осуществлять чисто информационные функции, т.е. выдавать информацию о состоянии электрооборудования - «включено» - «выключено».

Все многообразие перечисленных функций, свойственных УЗО, позволяет отнести их к устройствам релейной защиты нового поколения.

Требование снижения числа необоснованных отключений и простоев электрооборудования обеспечивается рационализацией электрических сетей, оптимальной расстановкой УЗО и соответствующей градацией их характеристик, т.е. оптимизацией числа УЗО и их уставок по току срабатывания и быстродействию.

Задача автоматизации процессов контроля работы электрооборудования традиционно не является функцией УЗО и, в большей степени, относится к области телепередачи и телеуправления.

Своеобразие данной задачи, относительно решаемых УЗО, состоит в том, что УЗО оперирует (контролирует, регистрирует и реагирует) аналоговыми величинами - токами, напряжениями, а задачи телеуправления и телепередачи наиболее эффективно решаются на основе кодированной передачи информации, например, в двоичном коде.

Таким образом, УЗО должно решать две самостоятельные задачи:

1 - регистрация аналоговых параметров и на основе их анализа принимать обоснованное решение - отключать или не отключать электроустановку;

2 - кодировать информацию о состоянии электроустановки и передавать эту информацию на центральный пульт;

В соответствии с этими задачами УЗО должно состоять из аналоговой и цифровой частей.

Задачей центрального пульта является получение информации от отдельных УЗО, ее декодирование и представление в удобопри-емлемом виде.

Кроме того, центральный пульт должен инициировать опрос всех УЗО, причем с распознаванием опрашиваемого УЗО, с анализом полученной информации и все это с достаточно высоким быстродействием, т.к„ число опрашиваемых УЗО может быть большим.

Данная задача может быть решена только с использованием ЭВМ с соответствующей разрешающей способностью и по соответствующей программе.

Рис. 1. Блок-схема АСКРЗО

Следовательно, центральный пульт должен представлять собой компьютерный пульт управления, имеющий соответствующий процессор, устройство кодирования и декодирования информации, т.е. приемо-передающее устройство (ППУ) и интерфейс связи (ИС) прие-мо-передающего устройства с процессором.

Связь компьютерного пульта управления (КПУ) со всеми УЗО должна осуществляться по линии связи, к которой предъявляются требования ограничения числа и сечения проводов.

Оптимальной следует считать двухпроводную линию, например, телефонную пару, по которой будет осуществляться и питание цифровой части устройства, и передача информации.

Все изложенное позволяет составить блок-схему АСКРЗО, приведенную на рис. 1.

АСКРЗО содержит датчик (Д), устройство контроля изоляции и защитного отключения (УЗО) и компьютерный пульт управления (КПУ).

Связь УЗО с КПУ осуществляется по линии связи.

УЗО включает в себя приемо-передающее устройство (ППУ) и аналоговую часть (АЧ).

КПУ состоит из приемо-передающего устройства, аналогичного ППУ УЗО, персонального компьютера (ПК), интерфейса связи (ИС) и устройства отображения информации (УОИ), представляю-

щего собой либо принтер, либо видеомонитор, либо оба эти аппарата.

3

Рис. 2. Структурная схема АСКРЗО

Датчик Д обеспечивает получение аналоговых сигналов, характеризующих состояние защищаемой электроустановки.

Это ничто иное, как ТТНП, конструкция которого описана в [1]. Все остальные элементы АСКРЗО и их работа рассмотрены ниже.

АСКРЗО должна непрерывно контролировать все заданные параметры и отображать состояние изоляции и защищаемого элет-рооборудования.

Структурная схема АСКРЗО представлена на рис. 2.

Контроллер 2 производит опрос У30 3, объединенных линиями связи 4. Показания УЗО, соответствующие току утечки через изоляцию, токам нагрузки и пр. заносятся в память контроллера, где сравниваются с предыдущими значениями.

Если разница между этими значениями не более 1 %, контроллер передает на пульт управления 1 информацию «Норма». Если значение тока утечки больше начального значения, контроллер передает на пульт управления информацию «Внимание».

При возникновении аварийной ситуации (токи утечки превысили допустимые пределы, имеет место недопустимый режим работы электроприемника) УЗО отключает поврежденный участок сети или

отдельный электроприемник и передает информацию на контроллер, который информирует центральный пульт о месте ослабления изоляции, о возникновении того или иного режима работы электроприемника и его состоянии (включено, выключено).

Описанная система позволяет отслеживать состояние электрооборудования, осуществляет защиту электроприемников и электрических сетей и отключает их, не допуская развития аварии.

-------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федоров А.И., Лукьянчук А.П., Горбачев Г.Ф., Потапов К.Н., Мингазов Ф.С. Устройство для выбора поврежденного фазного провода в трехфазной линии электропередачи. А.С. ССС № 1410165, опубл. 15.07.88, бюл. №26, 5 с.

1ИГД=1

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -----------------------------------------

Горбачев Г.Ф. - кандидат технических наук, ООО «Тверская областная энергосбытовая компания», Телефон/факс - (4822) 49-95-51