ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Аннотация. В статье анализируется микропроцессорные устройства релейной защиты электродвигателей. Рассмотрены области применения, а также проанализированы достоинства и недостатки данных типов защиты.

Ключевые слова: микропроцессорные устройства релейной защиты электродвигателей, проблемы, достоинства, недостатки.

Прогресс цифровой техники нашло широкое распространение ее во всех отраслях автоматизации энергообъектов не только в энергетике, но и в различных направлениях промышленности. Устаревшие устройства релейной защиты автоматики (РЗА), выполненные на традиционной элементной базе, уже не могут обеспечить решение ряда актуальных эксплуатационных и технических проблем.

Микропроцессорные устройства релейной защиты автоматики (МПУ РЗА) стали применяться в практике более двух десятилетий тому назад, постепенно заменяя не только электромеханические части устройств, но и электронную аналоговую технику. После перехода на цифровую обработку информации в РЗА не привело к новым принципам построения защит, но определило оптимальную и выгодную структуру построения аппаратной части усовершенствованных цифровых устройств и упростило работу РЗА.

Многие специалисты считают, что переход на МПУ РЗА не только неизбежен, но и необходим, так как он поднимает управление энергосистемой на новый уровень. Разумно, прежде чем вводить МПУ РЗА в работу, необходимо усовершенствовать или заменить старую, изношенную аппаратуру, которую уже нельзя эксплуатировать на традиционную аппаратуру, выровнять состояние энергосистем и после этого можно приступить к плавному переходу на релейную защиту на микропроцессорной базе.

Исходя из практики, необходимо подходить к этому процессу весьма осторожно и вдумчиво. При решении задачи переоснащения РЗА не может быть применен алгоритм «по шаблону», поскольку все индивидуально. Следует учитывать то, что любое устройство имеет свои особенности и при решении задачи переоснащения.

В настоящее время МПУ РЗА являются основным направлением развития релейной защиты синхронных двигателей.

Ниже перечислены основные задачи релейной защиты электродвигателя (ЭД):

1. выявление электрического повреждения и опасных ненормальных режимов на первоначальных стадиях возникновения и развития в ЭД и пусковой аппаратуре;

2. формирование и выдача управляющих воздействий на коммутационные аппараты, системы возбуждения, приводные механизмы и пусковую аппаратуру, которые могут позволить уменьшить масштабы разрушений, отключить линию с поврежденным ЭД от питающей сети не допустить развития опасного ненормального режима.

3. обеспечение меньшего простоя и быстрое восстановление нормальной работы технологических линий и отдельных механизмов.

Основное преимущество микропроцессорных терминалов защит синхронных ЭД – это их многофункциональность. Для защиты ЭД и автоматических устройств, в микропроцессорном терминале производится  замер электрических величин.

Большое количество реле и аналоговые измерительные приборы присутствуют на устарелых защитах оборудования. В случае использования микропроцессорных защит основные значения электрических величин фиксируется на жидкокристаллическом дисплее терминалов защит, что значительно улучшает конструкцию МПУ РЗА, так как нет необходимости утапливать дополнительные измерительные приборы.

Рисунок 1. Устройство МПУРЗА БМРЗ-100

Приборы эксплуатируются не один десяток лет (на данный момент в таком состоянии находятся большинство электроустановок и измерительных приборов), фиксировать показания не всегда удобно, да и точность существенно снижена. На Рис.1 мы видим еще одно преимущество МПУ РЗА – точность измерения. Аналоговый прибор позволяет измерить величину с определенной погрешностью.

Контролировать отключенное(включенное) положение всех полюсов выключателей, позволяют точные значения электрических величин (пофазно), которые выводятся на дисплее терминала.

 Очевидно перед нами еще одно достоинство МПУ РЗА, конечно же речь идет об его формах, а то есть устройство очень компактно. Практически вдвое сокращается общее количество панелей для защит, автоматики и управления оборудованием, установленных на общеподстанционном пункте управления, при использовании микропроцессорных технологий.

Например, при использовании микропроцессорных защит, два небольших терминала, установленных на одной панели выполняют все необходимые функции для защиты, работы автоматических устройств, управления выключателями силового трансформатора. В то время как на устарелых устройствах устанавливалось три панели с электромеханическими защитами.

МПУ РЗА оперативно фиксирует возникшие неисправности, что очень удобно в работе. На терминале загораются светодиоды, которые сигнализируют о той или иной неисправности при возникновении отклонений от нормального режима работы электродвигателя.

Схема-макет не используется в микропроцессорных терминалах защит. Потому что, на дисплеях терминалов защит каждого присоединения изображается мнемосхема присоединения, на которой в автоматическом режиме осуществляется изменение положений коммутационных аппаратов в соответствии с их фактическим положением.

Перейдем к недостаткам микропроцессорных устройств. Начать, пожалуй следует со стоимости устройства. Ни для кого не секрет, что МПУ РЗА имеют высокую стоимость. И дело не только в этом, для бесперебойной работы микропроцессорных терминалов необходимо иметь усовершенствованное оборудование, а как всем известно, оно не из дешевых. Помимо того необходимы специалисты с соответствующей квалификацией.

Если оборудование модернизировано либо новое, то этот недостаток в дорогостоящем обслуживании микропроцессорных устройств не является существенным в том случае.

Узкий диапазон рабочих температур - еще один недостаток микропроцессорных устройств. Традиционные защитные устройства, выполненные на обычных реле работают в широком диапазоне рабочих температур, они  достаточно неприхотливы. В то время как  для обеспечения корректной работы микропроцессорных устройств необходимо устанавливать дополнительное климатическое оборудование.

Периодические сбои программного обеспечения микропроцессорных устройств электродвигателя значительно усложняют исправную работу, этот недостаток является основным. О бесперебойной и стабильной работе заявляют производители микропроцессорных защит, но как показывает практика, на производствах все же сталкиваются с такой проблемой. Такой существенный недостаток может привести к серьезным проблемам, например, если во время сбоя программного обеспечения произойдет короткое замыкание, то это может привести к серьезному повреждению синхронного электродвигателя и как следствие к затратам на ремонт или покупку нового двигателя.

Зачастую производители неполно излагают в технической и эксплуатационной документации технические характеристики микропроцессорных устройств, что приводит к затруднению потребителя выбрать устройства по критериям технического совершенства и надежности.

Подводя итоги  всего вышеперечисленного, можно сказать, что недостатки уступают многочисленным преимуществам микропроцессорных устройств синхронных ЭД. Например, установив надежное программное обеспечение и потратив один раз значительную сумму, вы практически исключаете возможность возникновения ошибок или сбоев в их работе.

В заключении можно сделать вывод, что внедрение микропроцессорных релейных защит синхронных электродвигателей целесообразно и обоснованно множеством неоспоримых преимуществ. Производители отмечают повышение эффективности и безопасности электрообъектов.

Список литературы:

1. Данилов В.Н. Защиты электродвигателей. Челябинск, 2006.
2. Рожкова А.В., Петров С.Я., Рудман А.А., Новикова О.Н., Юркова О.П. Опыт проетирования и перспективы использования микропроцессорных защит // Энергетик. – 2009. – № 4.
3. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / М. А. Шабад. — СПб: ПЭИПК. — 2012. — 350 с.