ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ЦИФРОВОГО УСТРОЙСТВА ТЭМП 2501-31

Назначением устройства ТЭМП 2501-31 является использование в схемах вторичной коммутации на подстанциях с переменным, выпрямленным переменным или постоянным оперативным током. Рассматриваемое устройство служит для защиты, сигнализации, автоматики и управления присоединениями комплектных распределительных устройств сетей 6–35 кВ. Также устройство может применяться в сетях мощностью 0,4 кВ.

Функцией устройства является селективная защита от замыканий на землю или между фазами в качестве ненаправленной двух- или трехфазной максимальной токовой защиты. Также устройство защищает от замыканий на землю в распределительных сетях среднего и низкого напряжения, где нейтраль изолирована или глухо заземлена.

Местами установки устройства являются комплектные распределительные устройства для внутреннего и наружного монтажа, камеры сборные одностороннего обслуживания, комплектные трансформаторные подстанции собственных нужд, а также шкафы управления в релейных залах, панели и пульты управления.

Устройство позволяет осуществлять взаимодействие различных типов приводных механизмов с масляными, элегазовыми, вакуумными выключателями.

Устройство может выступать как основной, так и резервной защитой, может применяться отдельно. Также может применяться при комплексном использовании с другими устройствами релейной защиты и автоматики с различной элементной базой, включая электромеханическую.

В устройстве выполнены такие технические решения, которые позволяют при возникновении замыканий на землю в приёмных цепях устройства обеспечить работоспособность системы контроля изоляции цепей постоянного оперативного тока.

Микропроцессорная элементная база, применяемая в исследуемом устройстве ТЭМП 2501-31, придает устройству многофункциональность. Так, основной функционал устройства совмещает релейную защиту, сигнализацию, регистрацию автоматику, управление, измерение. Дополнительными функциями устройства являются такие полезные функции, как: контроль времени включения/отключения выключателя, установление связи с сетью автоматизированной системы управления защищаемого электроэнергетического объекта,  фиксирование вида повреждения с указанием значения тока повреждения и отображением момента возникновения аварии и др.

Благодаря применению микропроцессорной элементной базы, обеспечивается высокая точность и постоянство измерений.

Функционал управления, автоматики и сигнализации позволяет работать с присоединением трансформатора собственных нужд, линиями, секционным выключателем, вводом.

Надежность устройства оценивается промежутком времени между отказами не менее 100 000 ч. При этом для восстановления состояния работоспособности устройства необходимо не более двух часов с учетом времени для определения неисправности при наличии полного комплекта запасных блоков.

Устройство обеспечено тремя ступенями максимальной токовой защиты: первая ступень – отсечка; вторая ступень – с независимой от тока выдержкой времени; третья ступень – как с независимой, так и с зависимой от тока выдержкой времени.

У защиты обрыва фаз, то есть защиты от несимметричного режима работы нагрузки, может быть два режима с независимой от тока характеристикой срабатывания: двух- и трехфазный. Для этой защиты организовано две выдержки времени, чтобы организовать раздельное действие на цепи автоматики, отключения, сигнализации.

В состав устройства включено автоматическое включение резерва и автоматическое повторное включение.

Всего устройством ТЭМП 2501-31 предусмотрена регистрация 31 события автоматизированной системы управления технологическим процессом, содержащего индивидуальный код и временную отметку.

Устройство представляет программируемый логический контроллер, ядром которого является блок центрального процессора, или измерительный блок. Задачей данного блока является осуществление взаимодействия между всеми блоками, который входит в состав устройства. В функции измерительного блока входит осуществление приема информации, которая поступает на его вход, и дальнейшая обработка информации по соответствующим алгоритмам.  Источниками информации являются блоки входных дискретных сигналов, кнопки управления, порт последовательной связи. Информация после обработки поступает по запросу в систему автоматизированной системы управления технологическим процессом, а также на выходные реле и на элементы индикации. Чтобы устройство полноценно функционировало, оно снабжено бесперебойным питанием. Также устройством предусмотрена система самодиагностики, постоянно осуществляющая оценку работоспособности составных частей устройства и программного обеспечения.

Для обмена информацией служит центральный узел цифрового устройства – микроЭВМ. Обмен информацией с периферийными узлами осуществляется через устройства ввода-вывода. Указанное дополнительное оборудование используется для сопряжения микроЭВМ (микропроцессора) с внешней средой: датчиками исходной информации, объектом управления, оператором и т. д.

Входные преобразователи необходимы для выполнения гальванической развязки внешних цепей от внутренних цепей устройства.

Воздействия выходных релейных преобразователей на защищаемый объект осуществляется, как обычно, с помощью дискретных сигналов управления. Необходимо обратить внимание, что выходные цепи устройства защиты созданы для обеспечения гальванической развязки коммутируемых цепей. Развязка цепей осуществляется и между собой, и относительно внутренних цепей устройства релейной защиты. Требования к выходным преобразователям связаны с необходимостью обеспечивать видимый разрыв коммутируемой цепи, в общем, и обладать соответствующей коммутационной способностью, в частности.

Составляющими тракта аналого-цифрового преобразования являются мультиплексор и собственно аналого-цифровой преобразователь, который необходим для преобразования мгновенного значения входного сигнала в пропорциональное ему цифровое значение.

Блок питания служит для подачи стабилизированного напряжения во все узлы исследуемого устройства, вне зависимости от каких-либо изменений напряжения в питающей сети.

К достоинствам цифровых устройств относятся возможность обмена информацией с другими цифровыми системами, в том числе: автоматизированной системой управления технологическим процессом, персональным компьютером и т.д.