Преимущества и недостатки микропроцессорных устройств защиты

Микропроцессорные устройства защиты выполняют те же функции, что и обыкновенные устройства релейной защиты и автоматики, но на основе новой элементной базы — микропроцессорных элементов.

Основные характеристики микропроцессорных защит значительно выше, чем у микроэлектронных, а тем более электромеханических. Например, мощность, потребляемая от измерительных трансформаторов тока и напряжения, находится на уровне 0,1–0,5 ВА, аппаратная погрешность — в пределах 2–5%, коэффициент возврата измерительных органов составляет 0,96–0,97.

Современные цифровые устройства РЗА интегрировали в рамках единого информационного комплекса функции релейной защиты, автоматики, измерения, регулирования и управления электроустановкой. Такие устройства в структуре автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) энергетического объекта являются оконечными устройствами сбора информации. Они обеспечивают опережение отключения синхронных потребителей при авариях в системе и возможность дальнего резервирования, а также позволяют регистрировать процессы аварийного состояния.

Итак, рассмотрим подробнее преимущества перехода на микропроцессорную технику.

Главное из них – многофункциональность. Т.е. устройство объединяет в себе функции защиты, автоматики контроля и управления.

Например, терминал защит для линий электропередач 110 кВ осуществляет дистанционную защиту, токовую направленную защиту нулевой последовательности и замер электрических величин.

Компактность. Отказ от статических и электромеханических реле позволяет снизить габаритные размеры и компактно размещать устройство РЗА в одном терминале. При этом сохраняя удобство управления и фиксацию основных электрических величин на ЖК-дисплеях.

Точность измерений. Аналоговые приборы осуществляют измерения с определенной погрешностью, это обусловлено неудобством при фиксации измерений и износом оборудования с учетом долгого срока службы (более 10 лет). В свою очередь дисплей терминала показывает точные значения всех требуемых величин.

Еще одно преимущество – фиксация неисправностей. Если происходит отклонение от заданных параметров загораются светодиоды, соответствующие тому или иному событию.

Кроме того, все терминалы защиты и автоматики подключаются к SCADA системам, что позволяет отказаться от схем-макетов, контролировать значения нагрузок каждого присоединения и фиксировать аварийные ситуации, возникающие в процессе эксплуатации.

Синхронизация SCADA систем с пунктом диспетчера позволяет дежурному вовремя фиксировать возникающие аварийные ситуации и контролировать работу оперативного персонала.

А теперь к недостаткам:

1. Прежде всего, экономические факторы. Микропроцессорная защита достаточно дорогая, при поломках часто необходимо заменять полностью материнскую плату, стоимость которой составляет треть цены самого оборудования, в то же время в устройстве, работающем на электромеханической базе достаточно заменить отдельную деталь.

2. Узкий диапазон рабочих температур. Если электромеханические приборы достаточно неприхотливы и не чувствительны к переменам температур, то микропроцессорные терминалы защит требуют установки дополнительного климатического оборудования.

3. Сбой в работе программного обеспечения. Несмотря на высокую устойчивость современного ПО, очень часто может наблюдаться сбой в его работе (например, перезагрузка терминала) и, если в этот момент произойдет любая аварийная ситуация, это приведет к повреждению оборудования, так как защита не функционирует.

Тем не менее переход на микропроцессорную РЗА неизбежен и необходим, а все указанные недостатки не столь существенны и во многих случаях легко устраняются. Например, вопросы надежности решаются дублированием и постоянным контролем исправности устройств дежурным персоналом, а установка надежного ПО практически исключает возникновение ошибок в его работе.

При построении микропроцессорного устройства защиты необходимо, чтобы все функции необходимые для обеспечения устойчивой работы системы выполнялись децентрализовано.

Также следует отметить, что защита присоединения должна состоять из нескольких взаиморезервируемых, полностью независимых друг от друга систем защиты с разными принципами действия. Это необходимо для того, чтобы отказ одной системы не вызывал отказ в других.