Марка • Оборудование

НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА»
Устройство автоматической разгрузки по частоте и напряжению БРЧН-100

Открыть в формате PDF

Санкт-Петербургский научно-технический центр «Механотроника», созданный в 1990 году, первым в России начал разработку и выпуск микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики.

В энергосистемах периодически возникают аварийные ситуации, в результате которых система может потерять часть своих источников питания (аварии на генераторах, питающих трансформаторах). Как правило, это сопровождается снижением частоты с возможностью перехода в состояние лавины, что в результате выводит систему из строя. В свою очередь снижение частоты оказывает разрушительное воздействие на технологический процесс и генерирующее оборудование, угрожает безопасности персонала и повышает риск возникновения техногенной и экологической катастрофы. Помимо частоты, снижается и напряжение, что серьезно сказывается на работе потребителей электроэнергии.

Актуальным для энергетического комплекса является реализация функций противоаварийной частотной разгрузки за счет установки специализированных устройств для независимой работы и согласованного взаимодействия служб.

В 2015 г. НТЦ «Механотроника» провел модернизацию микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики на базе новой аппаратно-программной платформы, которая уже успела доказать свою высокую эффективность на объектах энергетики. Сегодня для своих клиентов компания предлагает блок автоматической разгрузки по частоте и напряжению БРЧН-100.

Для работы с БРЧН-100 используется единое программное обеспечение «Конфигуратор-МТ», которое применяется для всех устройств НТЦ «Механотроника». Пользователь имеет возможность переназначать сигналы, использовать библиотеку логических элементов и пусковых органов, создавать собственные алгоритмы и использовать готовые функциональные блоки, выполнять связи между фрагментами конфигурации.

Аппаратные особенности БРЧН 100

Устройство БРЧН-100 имеет 2 аналоговых входа по напряжению, 10 дискретных входов и 10 дискретных выходов.

Надежный модуль питания обеспечивает работу устройства при напряжении оперативного тока (постоянного, переменного или выпрямленного) от 66 до 264 В. Встроенный накопитель энергии гарантирует полноценную работу БРЧН-100 при полном исчезновении питающего напряжения длительностью до 2,4 с. Данная особенность имеет ключевое значение для подстанций на переменном оперативном токе и обеспечивает полноценную защиту присоединения при возникновении коротких замыканий, характеризующихся резким падением напряжения.

Устройство создано с учетом особенностей эксплуатации на объектах энергетики России и обеспечивает полноценное функционирование при температурах окружающей среды от –40 до +55°С и относительной влажности воздуха до 98%. Лицевая панель оснащена незамерзающим дисплеем, дающим возможность работать с блоком во всем рабочем диапазоне температур. Допускается установка устройства в неотапливаемых помещениях, а также его наладка на объекте в тех нередких случаях, когда система отопления еще не функционирует и температура воздуха не отличается от уличной. Степень защиты оболочки IP54 позволяет эксплуатировать БРЧН-100 при чрезмерном воздействии внешних факторов на объекте, например при строительных работах, когда дополнительная защита от проникновения пыли и влаги обеспечивает нормальную работу устройства в течение всего срока эксплуатации.

Коммуникационные возможности БРЧН 100

Сегодня БРЧН-100 оснащен шестью коммуникационными интерфейсами: USB, два порта RS-485, два порта Ethernet (TX или FX), PPS.

Устройство может быть интегрировано в автоматизированную систему управления (АСУ) посредством стандарт-ных протоколов: Modbus-RTU, -TCP, IEC 60870-5-101, -103, -104, а также IEC 61850, с применением которого сегодня всё чаще ассоциируется концепция цифровой подстанции.

Для синхронизации могут быть использованы протоколы NMEA, TSIP, SNTP, а также интерфейс коррекции часов по единому внешнему синхросигналу PPS.

Функциональные возможности БРЧН 100

На базе БРЧН-100 могут осуществляться все виды АЧР:

• АЧР-1 с возможностью блокировки по скорости снижения частоты – быстродействующая АЧР для прекращения процесса снижения частоты;
• АЧР-2 несовмещенная, с возможностью контроля напряжения, действующая на выделенный объем энергопринимающих установок потребителей, – для подъема частоты после действия устройств АЧР-1, а также при медленном снижении частоты;
• АЧР-2 совмещенная, действующая на объем энергопринимающих установок потребителей, подключенных к АЧР-1, – для предотвращения зависания частоты на недопустимо низком уровне.

Устройство также предназначено для предотвращения глубокого снижения напряжения в послеаварийных режимах в контролируемых точках электрической сети до значений, недопустимых по условиям устойчивости нагрузки, и возникновения лавины напряжения – выполняет функцию автоматической разгрузки по снижению напряжения (АРСН).

При выполнении функций АРСН, БРЧН-100 осуществляет воздействия на:

• форсировку возбуждения синхронных машин (генераторов, компенсаторов, двигателей);
• изменение уставок автоматики регулирования возбуждения (АРВ) синхронных машин и автоматики регулирования коэффициентов трансформации (АРКТ) трансформаторов с регулированием коэффициентов трансформации под нагрузкой (РПН);
• блокировку действия АРКТ трансформаторов;
• форсировку устройств емкостной компенсации;
• отключение шунтирующих реакторов;
• пуск резервных гидрогенераторов и синхронных компенсаторов;
• деление сети, питающей узлы нагрузки;
• отключение нагрузки или питающих ее линий.

После восстановления нормальных значений напряжения и ликвидации аварийного дефицита реактивной мощности БРЧН-100 выполняет включение ранее отключенных потребителей – автоматическое повторное включение по напряжению (АПВН).

Устройство осуществляет:

• дополнительную автоматическую разгрузку (ДАР) при местном дефиците активной мощности с большой скоростью снижения частоты;
• автоматическое повторное включение по частоте (ЧАПВ) ранее отключенных потребителей;
• автоматическое ограничение повышения частоты (АОПЧ), предотвращая недопустимое повышение частоты, при котором срабатывают автоматы безопасности турбин станции.

Устройство содержит все необходимые дополнительные и вспомогательные функции, которые обеспечивают надежную работу и удобны для пользователя.

Для анализа аварийных процессов в БРЧН-100 предусмотрен расширенный регистратор сигналов, включающий в себя журналы событий, регистратор параметров аварий и цифровой осциллограф с возможностью изменения состава сигналов. Объем внутреннего накопителя позволяет хранить в памяти блока до 3380 секунд записи осциллографа и до 16000 сообщений.

Программный комплекс «Конфигуратор-МТ»

Для настройки, параметрирования и анализа состояния БРЧН-100 предусмотрен программный комплекс «Конфигуратор-МТ», являющийся универсальным инструментом для работы со всей обновленной линейкой устройств НТЦ «Механотроника».

Связь с компьютером может быть выполнена по интерфейсам USB, RS-485 или Ethernet. Порт USB, расположенный на лицевой панели блока, позволяет выполнять его настройку и считывание аварийной информации без подачи оперативного питания, поскольку питание по USB-кабелю является достаточным для работы в режиме настройки.

«Конфигуратор-МТ» позволяет выполнять настройку уставок, переназначение дискретных входов и выходов, светодиодных индикаторов и кнопок лицевой панели. БРЧН-100 содержит базовые логические блоки для каждой функции, которые, с учетом многолетнего опыта и практического применения, разработаны и протестированы в лаборатории НТЦ «Механотроника». В дополнение к заводской логике пользователь может строить собственные алгоритмы в графическом редакторе, связывать различные фрагменты логики между собой. Оптимальное соотношение базовой и пользовательской логики позволяет адаптировать устройство к нуждам заказчика с минимальным риском неправильной работы.

Для удобства пользователя выполняется вывод на печать всех данных конфигурации, включая уставки, назначения сигналов и логические схемы.

Надежные, простые и удобные в эксплуатации микропроцессорные устройства НТЦ «Механотроника» за двадцать пять лет доказали свою востребованность на энергетическом рынке. Инновационные коммуникационные возможности позволяют уже сегодня применять их в проектах цифровых подстанций.

www.mtrele.ru