Реферат: Международная научно-практическая конференция цбп россии взгляд в будущее

Международная научно-практическая конференция

ЦБП России – взгляд в будущее




В.Г. Езерский

ООО «НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА»


ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ


Научно-технический центр комплексных проблем механотроники - НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» - первое российское предприятие, освоившее без участия зарубежных фирм разработку и производство цифровых устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), а также широкой номенклатуры других изделий для оснащения распределительных устройств класса от 0,4 до 220 кВ.

НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» не только пионер в создании отечественной цифровой техники РЗА, но и инициатор разработки нормативной базы в этой области. При участии специалистов предприятия в 1993 г. институт «Энергосетьпроект» начал разработку «Общих технических требований к микропроцессорным устройствам РЗА», изданных в 1997 г. фирмой «ОРГРЭС» в виде руководящего документа РД-34.35.310-97.

В продукции центра использованы как традиционные решения в области РЗА, так и новые идеи, реализуемые только на базе микропроцессорной техники. Все разработки ведутся по заданиям, согласованным с головными институтами и адаптируются к требованиям заказчиков; в них реализуются проверенные многолетней отечественной практикой решения в области РЗА, используются достижения передовых зарубежных компаний. Ведущие специалисты НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» имеют большой опыт разработки и внедрения цифровой техники в различных областях промышленности, атомной энергетике и в оборонной области, требующих высокой надежности и долговечности работы изделий.

В наших устройствах используются электронные компоненты ведущих мировых производителей. Все комплектующие изделия проходят 100% входной контроль, ведется операционный контроль узлов и модулей. Все изготовленные устройства проходят 100-часовый технологический прогон при повышенной температуре.

Проектирование и производство сертифицированы на соответствие системе менеджмента качества ISO 9001 и проводятся под контролем Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору РФ.

Сегодня на самых различных объектах энергетики по всей России и за ее пределами успешно эксплуатируются свыше 9000 блоков ЦРЗА более 200 модификаций. Продукция НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» сертифи-цирована в России, Белоруссии и Казахстане. Проводится сертификация в Узбекистане. НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» имеет лицензии ГосАтомНадзора(ГАН) на право разработки и на право изготовления продукции для АЭС.

Ответственное отношение НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» к обязательствам перед потребителями и постоянное совершенствование качества, надежности и технического уровня продукции позволили увеличить гарантийный срок на все изделия с 2-х до 5-ти, 7 ми, а с 2005 г. - до 10 лет.

Все блоки разработаны и производятся с учетом применения в отечественных электрических сетях, включая суровые климатические условия, устойчивость к высоким уровням помеховой обстановки, качество оперативного тока, метрологические параметры первичных измерительных трансформаторов тока и напряжения, техническую оснащенность и подготовленность персонала эксплуатирующих служб.

Более чем 10-летний опыт эксплуатации разработанных изделий подтвердил достижение качественно новых возможностей устройств РЗА серии БМРЗ:

Получение практически любых функциональных характерис-тик реагирования на аварийные составляющие электрических параметров защищаемых объектов.

Обеспечение в одном устройстве РЗА многофункциональности и многоканальности решения задач.

Местную или дистанционную настройку нескольких наборов уставок с возможностью их оперативного ввода в работу.

Регистрацию и накопление аналоговой и дискретной информа-ции в аварийных режимах и передачу ее на любой уровень управления.

Наличие системы самодиагностики, обеспечивающей высокие показатели надежности и ремонтопригодности устройств РЗА, снижающей трудоемкость обслуживания.


БМРЗ обладают следующими общими техническими характеристиками:

Рабочий диапазон температур от минус 40 ºС до плюс 55 ºС.

Влажность воздуха до 98  %. Допускается конденсация влаги. Устойчивость к выпадению инея и росы.

Питание блоков от переменного, выпрямленного или постоянного тока с диапазоном питающих напряжений от 88 до 264 В.

Нечувствительность к пульсациям питающего напряжения любого уровня и к перерывам питания до 0,5 с (до нескольких секунд по заказу).

Время готовности блоков к срабатыванию защиты после включения оперативного питания - не более 0,2 с.

Обменные дискретные сигналы постоянного/переменного тока с номинальными значениями напряжений 24, 110 или 220 В. Все дискрет-ные входы защищены от ложных срабатываний при нарушениях изоляции в цепях оперативного тока. Общее количество входов/выходов в блоках БМРЗ - до 64.

Все входные и выходные цепи имеют гальваническую развязку с обеспечением прочности изоляции до 2,5 кВ 50Гц и 5 кВ импульсного напряжения. Сопротивление изоляции - не менее 100 МОм.

Выходные дискретные сигналы – контактные или бесконтактные.

Динамический диапазон измеряемых аналоговых сигналов тока и напряжения от 0,1 до 120 А и от 0,1 до 120 В.

Погрешности срабатывания: по току и напряжению – не более 2 %; по времени – не более 1 %.

Возможна калибровка по измеряемым параметрам с выдачей Сертификата о калибровке (по заказу).

Мощность потребляемая по цепям тока и напряжения – не более 0,5 ВА.

Термическая стойкость токовых цепей – до 500 А/1с.

Подавление высших гармоник для защит, действующих по основной гармонике – не менее 30dB.

Чувствительность каналов тока 3I0 – от 3 мА (0,1А по первичному току).

Устойчивость к высоким уровням электромагнитных помех, предусмотренным российскими стандартами и нормами МЭК.

Отсутствие требований к специальному контуру заземления и к экранированию вторичных цепей КРУ.

Функция календаря и часов позволяет фиксировать время событий с дискретностью 10 мс. Точность хода часов ±3 с в сутки без корректировки и ±10 мс с корректировкой по каналу АСУ.

При срабатывании защиты автоматически фиксируется осциллограмма мгновенных значений всех аналоговых и дискретных сигналов.

Регистрация параметров 9 аварийных событий.

Счетчик пусков и срабатывания защит, отключений выключателя емкостью до 999.

Контроль исправности цепей управления коммутационных аппаратов - КА, длительности их циклов управления КА и расчет ресурса КА по паспортным данным их коммутационной стойкости.

Два последовательных порта для связи с ПЭВМ и АСУ.

Скорость обмена с АСУ от 600 до 57600 бит/с.

Память блока, после снятия питающего напряжения, обеспечивает хранение уставок и конфигурации защит в течение всего срока службы. Хранение параметров девяти последних аварийных событий, информации об общем количестве, а также о времени пусков и срабатываний защит, количестве отключений выключателя и циклов АПВ обеспечивается, без питания, в течение 200 часов.

Смена конфигурации защит, блокировок и уставок осущест­вляется с санкционированным доступом с пульта блока или дистанционно.

Текущие параметры сети и параметры аварийных событий могут быть представлены в первичных или вторичных величинах.

Возможность организации технического учета электроэнергии в комплекте со счетчиком с телеметрическим выходом. К одному БМРЗ может подключаться до 4-х счетчиков.


Высокая ремонтопригодность блоков БМРЗ обеспечивается унификацией аппаратного состава, модульной конструкцией с легко заменяемыми модулями и эффективной системой самодиагностики блока, автоматически выявляющей и выдающей сообщение о неисправном модуле, что позволяет быстро отремонтировать терминал РЗА непосредственно на объекте, путем замены отказавшего модуля.

Подтверждая свое лидерство в области цифровых технологий для электроэнергетики НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» представляет на рынок свои новейшие разработки - комплекс защит подстанционного оборудования 110 (220) кВ.
Комплекс защит выполнен на единой микропроцессорной базе и включает ряд скомпонованных по шкафам терминалов, выполняющих в полном объеме функции основных и резервных защит элементов подстанции от всех видов повреждений, а также функции автоматики и управления выключателями, управления, сигнализации, сбора и регистрации информации. Логические цепи шкафов обеспечивают возможность применения различных терминалов для произвольных схем распределительных устройств на любой из сторон, включая варианты подключения одного, двух, трех и более выключателей, разъединителей, замыкателей и других коммутационных аппаратов.

Уникальным решением, не имеющим аналогов на отечественном рынке, является установка в шкафах - терминалов РЗА без индивидуальных пультов с ЖК индикаторами, и установка в шкафах - панельного промышленного компьютера, который обеспечивает:

максимально удобное общение персонала с терминалами РЗА (сенсорное управление с экрана ПК);

отображение большего объема информации;

возможность обработки и архивирования информации;

ведение журналов событий и действий персонала;

электронные подсказки и инструкции персоналу, минимизирующие возможность ошибочных действий персонала;

возможность анализа аварийных событий и осциллограмм;

определение места повреждения по нескольким алгоритмам любой сложности;

подключение данного шкафа (группы шкафов) к верхнему уровню АСУ по Ethernet, TCP/IP без дополнительных контроллеров.

Номенклатура выпускаемых шкафов позволяет выполнить полноценную защиту подстанционного оборудования в полном объеме. Основной принцип компоновки терминалов по шкафам:

обеспечение надежного отключения КЗ при:

отказе любого терминала;

выводе терминала или шкафа защиты из работы для профилактического обслуживания и ремонта.

Помимо типовых шкафов, составляющих комплекс защит подстанционного оборудования, НТЦ “МЕХАНОТРОНИКА” изготавливает шкафы защит, выполненные в соответствии с индивидуальными требованиями заказчика - как по номенклатуре применяемых терминалов, так и по конструктивным и схемотехническим особенностям.

Возможность изменения характеристик блоков серии БМРЗ под условия его применения (адаптивность), обусловливает привлекательность шкафов производства НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» как для новых, так и для реконструируемых объектов.

На основе единой конструктивно-аппаратной платформы серии шкафов РЗА производятся и уже эксплуатируются в настоящее время:

ШЗЛ-МТ

- Шкаф защиты линий

ШЗО-МТ

- Шкаф защиты ошиновки

ШЗТ-МТ

- Шкаф защиты трансформатора

ШЗШ-МТ

- Шкаф защиты шин

ШКН-МТ

- Шкаф контроля напряжения

ШОВ-МТ

- Шкаф обходного выключателя

ШСВ-МТ

- Шкаф секционного выключателя


Основными идеями, реализованными разработчиком при создании нового поколения шкафов РЗА, являются:

соблюдение отечественных принципов выполнения РЗА;

повышение эксплуатационных характеристик РЗА - быстродействия, чувствительности, точности и надежности - благодаря использованию цифровой элементной базы;

гибкость аппаратной и программной структуры;


Конкурентные преимущества нового поколения шкафов РЗА:

уменьшение количества шкафов и рациональное использо-вание производственных площадей для их установки;

придание шкафам уникальных информационных возмож-ностей, благодаря наличию встроенной ЭВМ, максимально облегчающих работу персонала и минимизирующих вероятность ошибочных действий персонала;

снижение стоимости необходимого оборудования;

бесплатная десятилетняя гарантия на все оборудование НТЦ «Механотроника»;

единая конструктивно-аппаратная платформа шкафов РЗА, снижающая затраты на профилактическое обслуживание релейной защиты;

отсутствие в изделии компонентов, вызывающих негативное влияние на экологическую обстановку;

шкафы и монтируемое в них оборудование совместимы с любыми устройствами защиты других производителей.


Нельзя обойти вниманием принципиально новые направления работ, выполняемых НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» - автоматизация сетей напряжением 6-35 кВ и дуговая защита КРУ напряжением 6-35 кВ.

На основании общих технических требований, предъявляемых к устройствам автоматизации сетей 6-35 кВ, НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» разработала абсолютно новое изделие БАРС-МТ, обеспечивающее:

автоматическое выделение минимального участка поврежденной линии и подключение неповрежденных участков линии к резервному источнику (при двухсто-роннем питании);

максимальную токовую защиту МТЗ с отстройкой при включении двигательной и «холодной» нагрузки;

защиту от однофазных замыканий на землю;

защиту минимального напряжения;

защиту от несимметрии и обрыва фаз;

автоматическое повторное включение (АПВ) с кратностью до 5-ти циклов и блокированием при наличии напряжения на стороне нагрузки;

автоматическое включение резерва АВР с возвратом к схеме нормального режима оперативным персоналом или по телеуправлению;

сбор информации для определения места повреждения.

Результатом работы НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» в области дуговой защиты явилось создание устройства дуговой защиты КРУ 6-35 кВ ДУГА-МТ, предназначенного для:

локализации дуговых замыканий до отсека ячейки КРУ;

селективного отключения поврежденных присоединений.

Устройство имеет гибкую логику работы, широкие сервисные возможности и аппаратную унификацию с блоками серии БМРЗ и предназначено для работы с оптоволоконными, фототиристорными и клапанными датчиками дуговых замыканий.

Для построения полномасштабной системы АСУ энергетических объектов необходимо получение информации не только от цифровых устройств РЗА, но и от оборудования, на котором нет устройств защиты. Для получения такой информации в дискретном и аналоговом виде предназначена еще одна разработка НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» - УСО-МТ. Это устройство внедрено и успешно эксплуатируется на Ленинградской атомной электростанции в составе АСУ – ПТК «Защита».

Одновременно с освоением новых направлений работ, НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» активно продолжает совершенствовать широко известную линейку цифровых терминалов РЗА БМРЗ.

БМРЗ-100 - дальнейшее развитие широко известного бренда – сохранило унификацию аппаратной структуры и основные техническо-эксплуатационные характеристики всего функционального ряда блоков БМРЗ: работа в диапазоне температур от – 40 °С до + 55 ºС, с допустимой влажностью воздуха до 100 %, устойчивость к высоким уровням электрических помех, пульсации питающего напряжения и непревзой-денный срок бесплатной гарантии – 10 лет.

Уникальное свойство – наличие свободно-программируемой логики, позволяющее свободно перепрограммировать терминал, делает БМРЗ-100 абсолютно универсальным устройством, снимающем все проблемы потребителя при заказе оборудования, на стадии проектирования, при модернизации КРУ на объекте и решающее проблему морального старения оборудования. Универсальность аппаратного исполнения и малые габаритно-весовые характеристики БМРЗ-100 сокращают срок изготовления изделия до 15-ти дней и существенно снижают его стоимость.

Исключительные рабочие характеристики БМРЗ-100, универ-сальность и гибкость в применении, в сочетании с низкой стоимостью, коротким сроком изготовления и всесторонней технической и сервисной поддержкой разработчика и производителя – НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА», найдут ему широкое применение в КРУ собственных нужд электростанций, РП сетевых предприятий, в промышленности и ЖКХ, на объектах нефтегазового комплекса и в тяговых подстанций железных дорог и метрополитена.

Залогом успешного 16-летнего опыта разработки и производства цифровых устройств РЗА для таких ведущих отраслей народного хозяйства как, атомная энергетика и электроэнергетика, железнодорожный транспорт и нефтегазовая отрасль, а также целлюлозно-бумажная промышленность является высокий научный потенциал разработчиков и инженеров, использование собственного «ноу-хау», новейших передовых разработок и самое современное и высокотехнологичное производство, безупречное выполнение своего дела и высочайшие требования к качеству.