Криворучко Н.А., Валиуллин К.Р.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ *
Аннотация:
в статье приведены преимущества и недостатки микропроцессорных устройств релейной защиты. Рассмотрена наиболее перспективная область применения
Ключевые слова:
микропроцессорные устройства релейной защиты электродвигателей, достоинства, недостатки
УДК 574.46
Криворучко Н.А.
студент 2 курса магистратуры, напр. «Электроэнергетика и электротехника»
Оренбургский государственный университет
(г. Оренбург, Россия)
Валиуллин К.Р.
канд. техн. наук. доцент кафедры электро- и теплоэнергетики
Оренбургский государственный университет
(г. Оренбург, Россия)
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ
УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Аннотация: в статье приведены преимущества и недостатки микропроцессорных устройств релейной защиты. Рассмотрена наиболее перспективная область применения.
Ключевые слова: микропроцессорные устройства релейной защиты электродвигателей, достоинства, недостатки.
Релейная защита — это комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. В случае, если не ликвидировать вовремя короткое замыкание, то возможно повреждение и разрушение электрооборудования, а также нарушение технологического процесса.
На данный момент в защите электротехнических установок используются электромеханические, электронные аналоговые и микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики (РЗиА). Опыт эксплуатации электромеханических устройств релейной защиты составляет больше столетия. На этой базе работает существенная часть релейной защиты применяемой в электроэнергетической системе России. Электронные аналоговые устройства РЗиА используются в наименьшей степени. В связи с прогрессом цифровой техники широкое применение начали получать микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики (МПУ РЗиА), также их называют цифровые реле (ЦР) или релейные терминалы.
МПУ РЗиА стали применяться в практике более двух десятилетий назад. Они начали использоваться при строительстве новых установок, а также постепенно заменять уже эксплуатирующуюся в электроэнергетической системе релейную защиту, выполненную на электромеханической и электронно аналоговой базе. Переход на цифровую обработку информации в РЗиА не привел к новым принципам построения защит, но вывело наиболее оптимальную и выгодную структуру построения аппаратной части усовершенствованных цифровых устройств и упростило работу РЗиА. Были улучшены такие эксплуатационные качества, как:
Надежность и быстродействие;
Самодиагностика;
Реализация более сложных алгоритмов защиты и управления электроэнергетического объекта;
Интеграция с системами оперативного и автоматического управления;
Регистрация в памяти терминала параметров аварийного режима;
Малое потребление электроэнергии от измерительных трансформаторов тока и напряжения. [1]
Считается, что переход на цифровые реле не просто неизбежен, а необходим, ведь он поднимает управление энергосистемы на новый уровень. Однако полный отказ от электромеханических устройств релейной защиты не совсем обоснован, ведь опыт эксплуатации МПУ РЗиА показывает, что они не идеальны. Исходя из этого, требуется подходить к процессу переоснащения устройств РЗиА осторожно, так как данный процесс не может быть применен «по шаблону» и необходимо учитывать особенности эксплуатируемого оборудования.
Нет необходимости указывать длинный список достоинств и недостатков, так как они в большинстве своем индивидуальны для каждого терминала, но указать общие стоит.
Основные экономические и технические достоинства микропроцессорных устройств РЗиА:
Многофункциональность;
Непрерывная самодиагностика;
Высокая аппаратная надежность;
Высокое быстродействие защиты.
Малые габариты терминала. [2]
Основной и первый недостаток, который распространяется на все микропроцессорные устройства РЗиА без исключения – это высокая стоимость по сравнению с электромеханическими устройствами РЗиА (ЭМ РЗиА).
Исходя из перечисленных преимуществ и высокой стоимости, в настоящее время цифровые реле являются основным направлением развития релейной защиты электродвигателей.
Основные задачи релейной защиты электродвигателя:
Выявление электрического повреждения и ненормальных (аварийных) режимов работы на начальных стадиях возникновения и развития в электродвигателе и пусковой аппаратуре;
Формирование и выдача управляющих воздействий на коммутационные аппараты, системы возбуждения, приводные механизмы и пусковую аппаратуру, которые могут позволить уменьшить масштабы разрушений, а также отключить линию с поврежденным электродвигателем от питающей сети, чтобы не допустить развития ненормального (аварийного) режима в системе;
Обеспечение наименьшего простоя и наискорейшее восстановление нормальной работы технологического процесса и отдельных механизмов. [3]
При использовании МПУ РЗиА за счет многофункциональности и малых габаритов получается сократить общее количество панелей для защит, автоматики и управления оборудованием, устанавливаемых на подстанции. Также отсутствует необходимость в установке большого количества измерительных приборов с увеличением точности измерения электрических величин, что несомненно увеличивает конкурентную способность при выборе устройств РЗиА на этапе проектирования.
В России широко распространено использование зарубежных терминалов релейной защиты. Ярким примером являются терминалы компании Schneider Electric. Они предоставляет широкую серию микропроцессорных устройств релейной защиты для защиты различных объектов электроэнергетики. Для защиты электродвигателей и распределительных сетей в основном используется МПУ РЗиА серии Sepam 80.
Данный терминал релейной защиты отвечает необходимым требованиям, предъявляемых к релейной защите электродвигателей, но, как и любая другая система, она не является совершенной.
В связи с появлением МПУ РЗиА появились новые проблемы, требующие решения, которые относятся ко всем ЦР. Среди данных недостатков особенно актуальны:
резервирование;
запасные части и комплектующие;
количество функций в одном устройстве;
человеческий фактор;
критерии электромагнитной совместимости;
условия эксплуатации;
требования к конструкции, параметрам и программному обеспечению; [4]
ложные срабатывания.
Практика эксплуатации показала, что большинство перечисленных недостатков решаемы, в той или иной степени, но остается проблема ложных срабатываний. Из статистики [5, 6] известно, что количество ложных и излишних срабатываний у МПУ РЗиА в 10 раз больше, чем у ЭМ РЗиА. Экономический ущерб от перерыва электропитания у промышленных потребителей, где используются мощные электродвигатели, участвующие в непрерывном технологическом процессе, может составлять большую сумму. В ситуациях с повреждением или разрушением оборудования ущерб будет иметь более внушительные суммы денег. Поэтому проектным и эксплуатирующим организациям необходимо обоснованно подходить к выбору МПУ РЗиА, учитывая множество фактор. Так получится избежать серьезных проблем, возникающих в процессе эксплуатации.
В целом, можно сказать, что недостатки уступают преимуществам микропроцессорных устройств релейной защиты электродвигателя. Установив надежный, хоть и дорогой терминал релейной защиты вы практически исключаете возможность возникновения ошибок или сбоев в работе электродвигателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Гуревич В.И., Еще раз о надежности микропроцессорных устройств в релейной защиты // Электротехнический рынок, 2012. №3 (29). С. 40-45.
Сычев А.В., Евминов И.Л., Курганов В.В., Гуминский А.Н. К вопросу о проектировании и эксплуатации микропроцессорных устройств релейной защиты // Вестник ГГТУ ИМ. П. О. Сухого, 2009, №4. С. 73-79.
Соколова Е.В., Мигунова Л.Г., Достоинства и недостатки микропроцессорных устройств релейной защиты электродвигателей // Научный журнал «Студенческий», 2019, №15 (59). С. 34-36.
Гуревич В.И. О некоторых оценках эффективности надежности микропроцессорных устройств релейной защиты // Вести электроэнергетике, 2012. №5. С. 29-32.
Приложение №1 к приказу Департамента тарифного регулирования Томской области от 29.12.2015 года № 6-747.
Heising C.R., Patterson R.C. Reliability Expectations for Protective Relays. Developments in Power Protection. Fourth International Conference in Power Protection, 11–13 Apr. 1989, Edinburgh, UK.
Номер журнала Вестник науки №6 (51) том 2
Ссылка для цитирования:
Криворучко Н.А., Валиуллин К.Р. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ // Вестник науки №6 (51) том 2. С. 233 - 238. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/5854 (дата обращения: 25.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+