Schutz- und Automatisierungsterminals auf Basis von ABB-Mikroprozessoren
Funktionalität, Vorteile von Mikroprozessor-Schutzklemmen gegenüber elektromechanischen Schutzgeräten
Die Ausrüstung von Schaltanlagen von Umspannwerken, insbesondere die Abgänge, die Verbraucher oder benachbarte Umspannwerke versorgen, müssen zuverlässig vor möglichen Schäden geschützt werden. Bis in die 2000er Jahre. Als Schutz der Umspannwerksausrüstung werden ausschließlich Geräte zum Relaisschutz und zur Automatisierung elektromechanischer Art verwendet, die auf dem Relais des elektromechanischen Funktionsprinzips basieren.
Jetzt werden die alten elektromechanischen Schutzvorrichtungen nach und nach durch moderne Geräte ersetzt – Mikroprozessorterminals zum Schutz, zur Steuerung und zur Automatisierung von Geräten, die in neu gebauten oder technisch umgerüsteten Umspannwerken immer häufiger eingesetzt werden.In diesem Artikel betrachten wir die Funktionalität und Vorteile mikroprozessorbasierter Schutzklemmen. Am Beispiel der von ABB hergestellten REF 630-Klemme zum Schutz der 35-kV-Verbraucherleitung geben wir eine Vergleichscharakteristik mit ihren Vorgängern – elektromechanischen Schutzeinrichtungen Typ.
Vorteile moderner Geräte für Relaisschutz und Automatisierung
Einer der Hauptvorteile von Mikroprozessorterminals gegenüber herkömmlichen Schutzvorrichtungen ist ihre Kompaktheit. Um Schutz, Automatisierung und Steuerung von 35-kV-Netzwerkgeräten zu implementieren, ist die Installation einer komplexen Kette aus vielen elektromechanischen Relais erforderlich, die kaum auf eine Relaisplatte passen.
Darüber hinaus ist es notwendig, in jeder Leitung einen Schalter zur Steuerung der Schalter, Schalter zur Auswahl der Betriebsarten, Blenden zum Schalten/Deaktivieren automatischer Geräte, Messgeräte zum Festlegen des Laststroms in der Leitung zu installieren – für die aufgeführten Elemente muss ein weiteres Panel vorhanden sein Eingerichtet.
Die Mikroprozessor-Schutzklemme hat kleine Gesamtabmessungen.
Aufgrund seiner geringen Gesamtgröße bietet ein Relaisschutz- und Automatisierungsfeld Platz für zwei Schutzklemmen und entsprechende Schalter zur Steuerung von Leistungsschaltern auf 35-kV-Leitungen sowie zur Umschaltung verschiedener Betriebsarten Relaisschutzgeräte.
In diesem Beispiel schützt die Schutzklemme REF 630 die abgehende Stromleitung. Das Terminal verfügt auch über andere Standardkonfigurationen, die es ermöglichen, das Terminal zum Schutz eines Leistungstransformators, Abschnittsschalters oder Sammelschienenschalters zu verwenden.
Der große Vorteil dieses Geräts besteht darin, dass Standardkonfigurationen mit höchster Genauigkeit an reale Bedingungen angepasst werden können, alle möglichen Nuancen berücksichtigt und die gewünschten Funktionen ausgewählt werden können.
Messgeräte müssen bei Verwendung von Mikroprozessorklemmen nicht installiert werden, da auf dem Display des Schutzgeräts die Phasenbelastung der Leitung sowie andere elektrische Parameter angezeigt werden.
Wie auf dem Foto zu sehen ist, wird auf dem Display der Schutzklemme zusätzlich zur Belastung dieser Leitung ein Gedächtnisdiagramm angezeigt, das die tatsächliche Position der Schaltgeräte zeigt: Sammelschienentrenner 1 und 2 des 35-kV-Systems Bus, Vakuum-Leistungsschalter, Leitungstrenner des Anschlusses sowie die Position ortsfester Erdungseinrichtungen von Bus- und Leitungstrennern. Das Display zeigt außerdem die Spannung für das Bussystem an, aus dem die Leitung aktuell gespeist wird.
Bei Bedarf kann die Schutzklemme so konfiguriert werden, dass sie andere Messwerte (Phasenspannung, Wirk- und Blindkomponenten der Last, ihre Richtung, Frequenz des Stromnetzes) anzeigt und verschiedene Betriebsmodi anzeigt (Zustand des eingestellten AR, AR, CHAPV, LZSh).
Ein wesentlicher Vorteil des mikroprozessorbasierten Schutzes ist die einfache Kontrolle über den Betriebsmodus der Ausrüstung, einschließlich der Beseitigung von Notfallsituationen. Auf der Vorderseite des Terminals befinden sich LED-Anzeigen, die ihre Namen anzeigen.
In alten Schutzvorrichtungen wurden Melderelais, sogenannte „Blinker“, zur Anzeige von Betriebszuständen eingesetzt.Im Notfall oder bei Abweichungen vom normalen Betrieb der Schutzeinrichtungen ist es notwendig, jedes der Anzeigerelais zu überprüfen, das sehr oft eine unbequeme relative Position hatte, und jedes der Relais muss in seine Ausgangsposition zurückkehren (» bestätigen «) einzeln.
Auf der Schutzklemme sind die LEDs in einer Spalte angeordnet, sodass Sie mögliche Abweichungen ganz bequem notieren können – Sie müssen nur auf die entsprechende Klemme schauen. Von Vorteil ist auch, dass man zum „Bestätigen“ der LEDs am Terminal einfach einen Knopf drücken muss.
Dieser Vorteil macht sich vor allem bei einem schweren Umspannwerksunfall bemerkbar, wenn viele Schutzvorrichtungen aktiviert werden. In diesem Fall reicht es aus, sich jedem Terminal zu nähern, die Position der LEDs festzulegen und die Taste zu drücken. Bei elektromechanischen Schutzvorrichtungen muss viel mehr Zeit aufgewendet werden, um die Position jedes Anzeigerelais zu fixieren und in seine ursprüngliche Position zurückzubringen, d. h. zur „Bestätigung“.
Funktionsmerkmale von Mikroprozessorgeräten für den Relaisschutz
Wenn Mikroprozessorgeräte zum Schutz der Leitung verwendet werden, werden im Falle einer Trennung des Leistungsschalters vom Schutz oder im Falle eines automatischen Betriebs die Auslösezeit, der Name des aktivierten Schutzes oder ein Element der Automatisierung der Leitung angegeben im Speicher eines Geräts aufgezeichnet werden, sowie die elektrischen Parameter in der Notfall-, Notfall- und Post-Notfallperiode. Dank dieser Funktionalität ist es möglich, das Bild des Geschehens genau wiederherzustellen, was bei schweren Unfällen, Unfällen im Energiesektor, sehr wichtig ist.
Auf dem Bild ist zu erkennen, dass die Erfassung von Notfallsituationen innerhalb von Millisekunden erfolgt. Dies ermöglicht es, bei der Analyse der Wirkungsweise der Schutzeinrichtungen den Ablauf ihrer Wirkungsweise korrekt zu bestimmen und Rückschlüsse auf die korrekte Wirkungsweise der Schutzeinrichtungen gemäß den vorgegebenen Einstellungen und Betriebsbedingungen zu ziehen.
Das Gerät ermöglicht die Speicherung von 1000 Ereignisaufzeichnungen im nichtflüchtigen Speicher.
Die Schutzklemme verfügt über die Funktion der Selbstdiagnose und Steuerung der Eingangs- und Ausgangskreise, was eine rechtzeitige Erkennung von Fehlfunktionen ermöglicht. Beim Einsatz von elektromechanischem Schutz werden Funktionsstörungen von Schutzeinrichtungen nicht gemeldet, daher wird eine Funktionsstörung sehr häufig bei unsachgemäßer Funktion des Schutzes oder Komplettausfall erkannt.
Was die Sicherheitseinstellungen betrifft, so werden diese im mikroprozessorbasierten Sicherheitsgerät im Menü durch Auswahl der erforderlichen Werte geändert. In diesem Fall können Sie mehrere Einstellungsgruppen erstellen und schnell zwischen ihnen wechseln, was sehr praktisch ist, wenn die Werte der Einstellungen vorübergehend geändert werden müssen.
Einer der Vorteile von Mikroprozessor-Terminals ist auch die Möglichkeit, sie anzuschließen SCADA-System, mit dem das Wartungspersonal des Umspannwerks den Status der Schaltgeräte, die Größe der Lasten und die Spannungen an den Bussen überwachen kann; sowie das ADCS-System, das nicht nur die Steuerung, sondern auch die Fernverwaltung der Geräte vom zentralen Kontrollpunkt aus ermöglicht.
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