Mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazları: olasılıklara ve tartışmalı konulara genel bakış

Yaklaşık 15 yıl önce, işlemci tabanlı bilgisayar teknolojisini kullanan yeni güç ekipmanı koruma ekipmanı, enerji endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Kısaltılmış MPD - mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazları olarak adlandırıldı.

Yeni bir eleman tabanı - mikrodenetleyiciler (mikroişlemci elemanları) temelinde röle koruması ve otomasyon için sıradan cihazların işlevlerini yerine getirirler.

Mikroişlemci röle koruma cihazlarının avantajları

Önemli boyutlara sahip olan elektromekanik ve statik rölelerin reddi, ekipmanların röle koruma ve otomatik panolara daha kompakt bir şekilde yerleştirilmesini mümkün kılmıştır. Bu tür tasarımlar önemli ölçüde daha az yer kaplamaya başladı. Aynı zamanda, dokunmatik düğmeler kullanılarak kontrol ve ekran daha görsel ve kullanışlı hale geldi.

Panelin mikroişlemci röle koruması dahil dış görünüşü şekilde gösterilmiştir.Artık MPD'nin tanıtımı, röle koruma cihazlarının geliştirilmesinde ana yönlerden biri haline geldi. Bu, röle koruma ve otomasyon ana görevine ek olarak - acil durum modlarının ortadan kaldırılmasına ek olarak, yeni teknolojilerin bir dizi ek işlevin uygulanmasına izin vermesi gerçeğiyle kolaylaştırılmıştır.

Onlar içerir:

• acil durumların kaydı;

• sistem kararlılığı ihlalleri durumunda senkronize kullanıcıların bağlantısının kesilmesinin tahmin edilmesi;

• uzun mesafeleri kısaltma yeteneği.

EMI ve analog cihazların elektromekanik korumasına dayalı bu tür yeteneklerin uygulanması, teknik zorluklar nedeniyle gerçekleştirilmemektedir.

Mikroişlemci tabanlı röle koruma sistemleri, geleneksel röle koruma cihazlarıyla tam olarak aynı hız, seçicilik, hassasiyet ve güvenilirlik ilkeleri üzerinde çalışır.

Operasyon sırasında, bu tür cihazların sadece avantajları değil, dezavantajları da ortaya çıktı ve bazı göstergelere göre, üreticiler ve operatörler arasındaki anlaşmazlıklar hala devam ediyor.

Mikroişlemci korumalı RZA panelleri

Dezavantajları

Mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazlarının birçok alıcısı, aşağıdakilerden dolayı bu sistemlerin performansından memnun değildir:

• yüksek fiyat;

• düşük bakım.

Yarı iletken veya elektromekanik olarak çalışan cihazların arızalanması durumunda, tek bir arızalı parçayı değiştirmek yeterliyse, o zaman mikroişlemci koruması için, maliyeti maliyetinin üçte biri olabilen anakartın tamamını değiştirmek genellikle gereklidir. tüm ekipman.

Ek olarak, değiştirme, bir parça aramak için çok zaman harcamayı gerektirecektir: bu tür cihazlarda değiştirilebilirlik, aynı üreticinin aynı tip tasarımlarının çoğunda bile tamamen yoktur.

Elektromekanik röleler 35 yılı aşkın süredir başarıyla çalışmaktadır.

Tartışmalı konular

1. Elektromekanik korumaya kıyasla mikroişlemci röle koruma cihazlarının yüksek güvenilirliği

Reklamı olan mikroişlemci cihazlarının üreticileri, mekanik aşınma koşullarının hariç tutulmasıyla ilgili olarak sistemde hareketli parçaların bulunmadığını vurgulamaktadır. Elektromekanik ve yarı iletken tabanlı yapılarda metal korozyonu ve yalıtım eskimesi sorunları da buraya eklenir.

Elektromekanik korumanın işletilmesiyle ilgili deneyim zaten yaklaşık bir buçuk asırdır Rusya ve BDT ortaklarındaki enerji işletmelerinin çoğu bu temelde çalışıyor. Pek çok röleye on yıllardır güç verilmektedir ve gelişmiş bakım ve çalıştırma sistemi, oldukça uzun bir süre kullanılmalarının garanti edilmesini sağlar.

Aslında, yalıtım kusurları ve korozyon sadece iki durumda meydana gelebilir:

• üretim teknolojisinin ihlali;

• işletme ve bakım kurallarından sapma.

Hareketli parçaların mekanik aşınması konusunu ele alırsak, bunların yalnızca birkaç yıl sonra (çalışma anından itibaren dikkate alınır) personel tarafından yapılan kontroller sırasında veya meydana gelen kazalarda tetiklendikleri akılda tutulmalıdır. nadiren.

Aynı zamanda mikroişlemcili cihazlarda röle koruması için:

• çoğu bileşen sürekli olarak elektrik devresini izler ve birbirleriyle sinyal alışverişi yapar;

• elektrik girişlerinin elemanları sürekli olarak 220 voltluk yüksek bir gerilime ve ayrıca geçici süreçlerin darbe ve tepe değerlerine maruz kalır;

• yüksek hızlı darbe devreli güç üniteleri ısı çıkışı ile kapanmadan çalışır ve MPD arızalarının ana payını oluşturur.

2. Röle güvenilirliği, elektromekanik tasarımlardan ayrık bileşenlere dayalı yarı iletken tasarımlara, ardından entegre devrelere ve mikroişlemci cihazları arasında en yükseğe kademeli olarak arttı.

İstatistikler, günlük kullanımda yarı iletken analoglara kıyasla elektromekanik rölelerin daha yüksek güvenilirliğini göstermektedir. Tersi tablo, yalnızca anahtarlama döngüleri birkaç yüz bin veya milyona çıkarıldığında gözlenir.

Entegre devreler, katı hal rölelerine göre aşırı gerilime daha az dayanıklı olan çok daha fazla sayıda elektronik eleman kullanır. Bu, özellikle yüksek voltajlı güç ekipmanlarında sürekli olarak bulunan statik elektriğe ve elektromanyetik gürültüye maruz kaldığında geçerlidir.

Japon şirketlerinin mikroişlemci röle koruma cihazlarının arıza istatistikleri, mikroişlemci korumasının en yüksek güvenilirliği efsanesini çürütüyor. Ayrıca, genellikle denetimler sırasında tespit edilemeyen ancak herhangi bir zamanda ortaya çıkabilen "yazılım arızaları" buna dahil değildir.

3. Mikroişlemci röle koruma cihazlarının güvenilirliği, yerleşik kendi kendine tanılama ile geliştirilmiştir.

Mikroişlemci tabanlı savunmalar şunları içerir:

• analogdan dijitale dönüştürücüler;

• bellek (ROM — ROM + RAM — RAM);

• İŞLEMCİ;

• güç kaynağı;

• çıkış elektromanyetik röleleri;

• analog ve dijital giriş düğümleri.

Mikroişlemci röle koruma bloklarının bileşimi

Tüm bu bileşenler, kendi kendine teşhis algoritmaları tarafından farklı şekillerde ele alınır ve her zaman tam olarak kontrol edilmez.

Dahili kontrol, elektrik şirketinin elektrik şebekesinde değil, devresinde bir arıza olması durumunda röle korumasının çalışmasını işaret etmek ve bloke etmek için tasarlanmıştır. Bu nedenle, güç sisteminin güvenilirliğini artırmaz.

4. Mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazlarının güvenilirliği daha yüksektir çünkü bileşenleri fiziksel eskimeye karşı daha dirençlidir.

1970'lerde SSCB'de tanıtılan elektromanyetik koruma röleleri, uygun şekilde çalıştırıldığında hala mükemmel çalışıyor ve teknik özelliklerini korudu.

Japonya'daki en iyi şirketlerin bile röle korumasının bir parçası olan elektrolitik kapasitörleri, anahtarlamalı güç kaynaklarında 7 yıl çalıştıktan sonra özelliklerini, sızdırmazlığını kaybeder ve devre kartlarının bakır izlerini aşındırabilecek elektrolit sızıntıları oluşturur.

Japon şirketlerinin MPD hasar istatistikleri

Mikroişlemcili cihaz üreticileri, her zaman yapılmayan, soğutma sisteminden çıkarılması gereken artan ısı dağılımına sahip modlar oluşturarak elektronik bileşenlerin boyutunu küçültme arzusu gördüler.

işte zorluk

1. Elektromanyetik uyumluluk

Modern mikroelektronik, elektromanyetik radyasyona karşı çok hassastır ve mikroişlemci rölesi koruyucu cihaz setleri, artan elektrik alan kuvveti koşullarında çalışan trafo merkezlerine kurulur ve toprağa birikmiş potansiyel boşaltma ile güvenilir korumalı koruma gerektirir.

Birçok trafo merkezinde, toprak döngüsünün direnci, büyük miktarda inşaat işi anlamına gelen mikroişlemci röle koruma cihazlarının çalışması için gereksinimleri karşılamaz. Aksi takdirde, bu tür korumalar, yazılımlara yönelik hacker saldırıları gibi sistemde kolayca kasıtlı olarak oluşturulabilen elektromanyetik bozulmalar durumunda yetkisiz işlemlere yol açabilir.

2. Tamamlanması gereken görevler

Bir mikroişlemci korumasının arızası, elektrik için elektromanyetik korumanın arızasından daha ciddi sonuçlara yol açar, çünkü işlevsel olarak mikroişlemci röle koruma cihazı 3 ÷ 5 elektromanyetik koruma görevlerini yerine getirir.

3. Personel eğitimi

Dünyada milyarlarca doları aşan cirosu olan çok sayıda şirket, röle koruması için mikroişlemci cihazlarının üretimi ile uğraşmaktadır. Yalnızca Rusya ve BDT ülkelerinde, dünya pazarında 10'dan fazla işletme faaliyet göstermektedir.

Her güvenlik cihazı, öğelerin ve yazılımın birbiriyle değiştirilebilirliğini hariç tutan benzersiz bir teknoloji kullanılarak yapılır. Kullanım talimatlarını içeren teknik açıklamalar, birkaç yüz A4 sayfası olan çok sayfalı kitaplardır. Bunları incelemek çok zaman ve önceden uzmanlık bilgisi gerektirir.

Aynı üreticiden olsa bile yeni tip bir mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazı geldiğinde, personel eğitim süreci yeniden başlatılmalıdır.

sonuçlar

Mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazları, elektriğin geliştirilmesinde gerçekten ilerici bir yöndür.

Üreticiler tarafından açıklanan röle koruması için mikroişlemci cihazlarının yüksek güvenilirliği her zaman gerçekle örtüşmez.

Herhangi bir mikroişlemci koruma ünitesine hizmet veren personel, bu tür cihazların tüm zayıflıklarının farkında olmalı ve çalışmalarını ustalıkla düzeltmelidir.

Devlet kurumlarının standardizasyon konularını ele almasının ve mikroişlemci tabanlı röle koruma sistemlerini bunlara dahil etmesinin tam zamanı.

Gurevich VI Mikroişlemci koruyucu rölelerin güvenlik açıkları: sorunlar ve çözümler. — M.: Altyapı mühendisliği, 2014 — 248 s.: Il.