PL198871B1 - Sposób i układ kontroli układu rozdzielczego mocy - Google Patents

Abstract

Sposób kontroli uk ladu rozdzielczego mocy, w którym konfiguruje si e przeka znik zabezpieczeniowy przez interfejs dla odbioru danych uk ladu z wielu punktów zród lowych, wykrywa si e poziomy parametrów uk ladu w punktach zró- dlowych oraz realizuje si e kontrol e i sterowanie sieci a w przeka zniku zabezpieczeniowym w oparciu o wykrywane poziomy parametrów uk ladu, polega na tym, ze podczas konfigurowania wykrywa si e poziomy parametrów z co najmniej jednego wybranego punktu zród lowego, a jako jeden z parametrów zwi azanych z co najmniej jednym punktem zród lowym wprowadza si e zakres dynamiczny. Uk lad kontroli zawiera co najmniej jedn a centraln a jednost- k e przetwarzania, do laczon a dla odbioru sygna lów wej- sciowych od u zytkownika i dostarczania sygna lów steruj a- cych do uk ladu zasilania, a do centralnej jednostki przetwa- rzania s a dolaczone poprzez magistral e danych procesory (86, 88) sygna lów cyfrowych, do laczone dla odbioru i la- czenia danych uk ladu rozdzielczego mocy z wielu punktów zród lowych (50, 52, 54, 56), (107-112, 114) okre slonych przez u zytkownika. Co najmniej jedna jednostka centralna (84) ma wyj scie sterowania zabezpieczeniem w oparciu o polaczone dane uk ladu rozdzielczego mocy. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ kontroli układu rozdzielczego mocy, zwłaszcza do sterowania i zabezpieczania sieci rozdzielczej mocy elektrycznej.

Znanych jest wiele sposobów i układów do sterowania i zabezpieczania, które rozdzielają moc elektryczną.

Pos. 1 przedstawia znany układ zabezpieczania dla transformatora mocy i dwóch wyłączników umieszczonych w konfiguracji wyłącznik - połowa układu. Układ zabezpieczenia zawiera transformatory prądowe 14, 16 i 18 i transformatory napięciowe 20. Pos. 1 przedstawia za pomocą pojedynczej linii układ trójfazowy, który zapewnia następujące dostępne prądy przemienne: prądy trójfazowe z każdego zespołu transformatorów prądowych 14, 16 i 18 i napięcie trójfazowe z transformatorów napięciowych 20. Pos. 1 określa wskazania wymaganego zabezpieczenia i pomiaru, w tym zabezpieczenie 50BF przed uszkodzeniem wyłącznika, chwilowym przetężeniem, dla wyłączników w punktach 24 i 26, zabezpieczenie 87T transformatora, różnicowe prądowe, na głównym transformatorze 22, przedstawione w punkcie 28, zabezpieczenie 50P transformatora, chwilowe przetężenie fazowe, w punkcie 30 i pomiar mocy w watach w punkcie 32.

Pos. 2 przedstawia znany układ przekaźników do wymaganego zabezpieczenia i pomiaru z pos. 1. Ukł ad przekaź ników zawiera pierwszy i drugi przekaź niki zabezpieczające 50BF 34 i 36, które odbierają sygnały z transformatorów prądowych 14 i 16 i dostarczają sygnały wyjściowe do elementu sumującego 38. Przekaźniki zabezpieczające 50BF dostarczają wymagane zabezpieczenie przed uszkodzeniem wyłącznika. Wielofunkcyjny przekaźnik zabezpieczający 40 transformator odbiera sygnały wejściowe z zewnętrznego elementu sumującego 38, transformatora prądowego 18 i źródła napięcia 20. Zewnętrzny element sumujący 38 daje na wyjściu sumę wartości prądów przemiennych, uzyskiwanych z transformatorów 14 i 16.

Przekaźnik różnicowy 40 transformatora odbiera dane napięciowe z transformatora napięciowego 20 przez czujnik napięcia 42, sumowane wartości prądu zewnętrznego elementu sumującego 38 przez czujnik prądu 44 i wartości prądu z transformatora prądowego 18 przez czujnik prądu 46. Na pos. 2 przekaźnik różnicowy 40 transformatora dostarcza wymagany pomiar mocy przez przetwarzanie napięcia odbieranego na czujniku napięcia 42 z sumowanymi wartościami prądu z zewnętrznego elementu sumującego 38. Ponadto przekaźnik zabezpieczający transformator zapewnia wymagane zabezpieczenie fazowe przed chwilowym przetężeniem fazowym w oparciu sumowane wartości prądu z zewnętrznego elementu sumującego 38 i dostarcza wymagane zabezpieczenie różnicowe transformatora w oparciu zarówno o sumowane wartości prądu z zewnętrznego elementu sumującego 38 przez czujnik prądu 44, jak również z transformatora prądowego 18 przez czujnik prądu 46. Przekaźnik zabezpieczający 40 transformator zawiera zwykle pojedynczy procesor sygnałów cyfrowych do realizacji koniecznych obliczeń i zapewniania funkcji sterowania zabezpieczeniem. Przez sumowanie danych układu zasilania w zewnętrznym elemencie sumującym, przekaźnik nie jest w stanie określić poszczególnych składowych sumowanych wartości danych.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 5 224 011 wielofunkcyjny układ przekaźnika zabezpieczeniowego, który realizuje architekturę przetwarzania podwójnego, przy zastosowaniu pierwszego procesora sygnałów cyfrowych DSP do wykonywania algorytmów przetwarzania sygnałów i przy zastosowaniu oddzielnego procesora sygnałów cyfrowych do przetwarzania danych wejściowych - wyjściowych. Dwuwejściowa pamięć o dostępie bezpośrednim RAM jest stosowana do umożliwiania komunikowania się ze sobą oddzielnych procesorów sygnałów cyfrowych. Przekaźnik zabezpieczający selektywnie wyzwala i zamyka wyłącznik w miejscu generatora lub współpracującego generatora albo w miejscu połączenia z elektrycznym układem użytkowym.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 5 828 576 sposób i urządzenie do kontroli mocy, stosujące strukturę obiektową. Stosowane są indywidualne urządzenia kontrolne, z których każde odbiera sygnał elektryczny i wytwarza sygnał cyfrowy, reprezentujący sygnał elektryczny. Obiekty w każdym urządzeniu zawierają moduły funkcjonalne i rejestry, które mają wejścia, wyjścia i informację konfigurującą dla modułów. Funkcja i konfiguracja każdego indywidualnego urządzenia kontrolnego jest zmieniana. Co najmniej jeden moduł w urządzeniu odbiera sygnał cyfrowy jako sygnał wejściowy i stosuje sygnał do wytwarzania mierzonych parametrów, a dodatkowe moduły wytwarzają dalsze parametry z mierzonych parametrów.

Zwykle jest pożądane realizowanie pomiaru w układzie rozdzielczym mocy, jednak znane przekaźniki zabezpieczeniowe nie spełniają tej funkcji. Wymaganie zakresu dynamicznego dla zabezpiePL 198 871 B1 czenia przy prądzie wejściowym 0 do 20 - 50 razy prąd znamionowy, zwykle 1A lub 5A, powoduje zmniejszenie dokładności transformatora przyrządu w normalnym zakresie pomiarowym prądu wejściowego 0 do 1,5 - 2 razy prąd znamionowy. Szeroki zakres dynamiczny powoduje także zmniejszoną dokładność i rozdzielczość dla podsystemu urządzenia pomiarowego, na przykład mikroprocesora, przetwornika analogowo-cyfrowego i związanego z nim analogowego układu dopasowującego. Chociaż niektóre przekaźnikowe urządzenia zabezpieczające zapewniają stosunkowo dokładny pomiar przez wejścia prądowe transformatora, w praktyce te wejścia są zwykle dołączone do transformatorów prądowych klasy przekaźnikowej dla zapewnienia zabezpieczenia. Transformatory prądowe klasy przekaźnikowej mają zwykle dokładność w przybliżeniu 5 - 10%.

Sposób kontroli układu rozdzielczego mocy według wynalazku charakteryzuje się tym, że podczas konfigurowania wykrywa się poziomy parametrów z co najmniej jednego wybranego punktu źródłowego, a jako jeden z parametrów związanych z co najmniej jednym punktem źródłowym wprowadza się zakres dynamiczny.

Korzystnie kontrolę i sterowanie realizuje się za pomocą procesorów sygnałów cyfrowych.

Korzystnie transmituje się poziomy parametrów układu do zdalnego przekaźnika zabezpieczeniowego przez sieć komunikacyjną.

Korzystnie wprowadza się zakres dynamiczny w zależności od wejścia znamionowego.

Korzystnie każdy punkt źródłowy wybiera się za pomocą jednego lub więcej transformatorów prądowych i transformatorów napięciowych, związanych z układem rozdzielczym mocy.

Układ kontroli układu rozdzielczego mocy według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jedna jednostka centralna ma wyjście sterowania zabezpieczeniem w oparciu o połączone dane układu rozdzielczego mocy.

Korzystnie co najmniej jeden z wielu procesorów sygnałów cyfrowych jest dołączony do jednego lub więcej punktów źródłowych w zakresie dynamicznym.

Korzystnie wiele procesorów sygnałów cyfrowych, jest dołączonych do dwóch lub więcej spośród wielu punktów źródłowych.

Korzystnie układ według wynalazku jest dołączony do elementu układu zasilania w sieci rozdzielczej mocy dla zabezpieczania w oparciu o parametry sieci kontrolowane przez procesory sygnałów cyfrowych.

Korzystnie układ według wynalazku jest dołączony do wyłącznika dla kontroli uszkodzenia wyłącznika w oparciu o parametry sieci kontrolowane przez procesory sygnałów cyfrowych.

Korzystnie każdy procesor sygnałów cyfrowych zawiera wiele zespołów kanałów do pamiętania danych przetwarzania odpowiadających transformatorom prądowym lub transformatorom napięciowym w układzie rozdzielczym mocy.

Korzystnie w jednostce centralnej jest zawarty interfejs.

Korzystnie wiele procesorów sygnałów cyfrowych jest połączonych ze sobą przez dedykowaną magistralę komunikacyjną.

Korzystnie każdy z wielu procesorów sygnałów cyfrowych jest połączony z jednostką centralną.

Korzystnie jednostka centralna jest połączona ze zdalnym przekaźnikiem zabezpieczającym przez sieć komunikacyjną.

Zaletą wynalazku jest umożliwienie uzyskiwania danych z wielu punktów w układzie rozdzielczym mocy przy użyciu pojedynczego przekaźnika i jest korzystne, że punkty, z których dane układu zasilania są uzyskiwane, są konfigurowalne przez użytkownika. Wynalazek zapewnia pomiar klasy państwowej przy użyciu przekaźnika zabezpieczeniowego dla uproszczenia instalacji i integracji układu oraz stworzenia użytkownikowi przekaźnika zabezpieczeniowego możliwości łatwego wykonania pomiaru, na przykład dla sprawdzenia opłat.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu kontroli układu rozdzielczego mocy według wynalazku, fig. 2 - schemat przekaźnika układu kontroli z fig. 1, fig. 3 - schematy procesorów sygnałów cyfrowych, stosowanych według wynalazku, fig. 4 - schemat pojęciowy sposobu określania konfigurowalnego punktu źródłowego według wynalazku, fig. 5 - schemat pojęciowy określania przykładów wykonania konfigurowalnego punktu źródłowego, fig. 6 - przykład wykonania przekaźnika z fig. 2, fig. 7 - konfigurację wyłącznik połowa układu, zawierającą transformator, fig. 8 - modułowe rozwiązanie architektury do realizacji zabezpieczenia w układzie z fig. 7 w pojedynczym przekaźniku, fig. 9 - przykład wykonania układu zabezpieczenia magistrali w 6-zasilaczowej sekcji magistrali, fig. 10 - modułowe rozwiązanie architek4

PL 198 871 B1 tury do realizacji układu zabezpieczenia magistrali z fig. 9 i fig. 11 - rozwiązanie modułowej architektury rozdzielczej 12-zasilaczowego zabezpieczenia magistrali.

Przy zastosowaniu przekaźników zabezpieczających do różnych elementów, na przykład transformatorów, linii, zasilaczy, generatorów itd. układu zasilania, jest często konieczne sumowanie kilku sygnałów prądowych z różnych transformatorów prądowych dla otrzymania czystego sygnału prądu przemiennego, płynącego do zabezpieczanego elementu. Według wynalazku suma sygnałów prądowych jest określana przez użytkownika jako źródło. W tym kontekście źródło odnosi się do logicznego grupowania sygnałów prądowych i/lub napięciowych, tak że jedno źródło zawiera wszystkie sygnały wymagane do określania obciążenia lub zakłócenia w danym punkcie układu zasilania. Zatem źródło zawiera jeden lub więcej rodzajów płynących sygnałów: prądy trójfazowe, jednofazowy prąd uziemiający, napięcia trójfazowe i napięcie pomocnicze. Wszystkie sygnały, które tworzą źródło, są dostarczane na przykład do pojedynczego przekaźnika, który realizuje grupowanie, korekcję współczynnika, sumowanie i inne przetwarzanie wewnętrzne zgodnie z ustawieniem konfiguracji, zapewnionym przez użytkownika. Przez zastosowanie wewnętrznej kombinacji i przetwarzania danych sygnałów źródłowych, zamiast sumowania zewnętrznego, indywidualne sygnały są nadal dostępne dla przekaźnika. Dostępność indywidualnych sygnałów umożliwia przekaźnikowi wykonywanie dodatkowych obliczeń, takich jak obliczanie ograniczonego prądu lub realizację dodatkowych cech zabezpieczenia, które są oparte na indywidualnych prądach.

Figura 1 pokazuje układ do otrzymywania danych układu zasilania z konfigurowalnych punktów źródłowych. Ten układ i wymagane zabezpieczenie oraz pomiar są podobne do znanego układu pokazanego na pos. 1 i 2, jednak jest tutaj określanych przez użytkownika układu wiele konfigurowalnych punktów źródłowych. Jak opisano powyżej, każdy konfigurowalny punkt źródłowy może być określony jako punkt w układzie zasilania, z którego jest wymagany odbiór danych układu zasilania, takich jak wartości prądu, wartości napięcia, dane zasilania, wartości częstotliwości, harmoniczne, całkowite zniekształcenie harmonicznych lub jakiekolwiek inne dane użyteczne do kontroli lub zapewniania sterowania zabezpieczającego w układzie zasilania. Na fig. 1 punkt źródłowy 50 konfigurowalny przez użytkownika jest oparty na transformatorze prądowym 14 i transformatorze napięciowym 20, punkt źródłowy 52 konfigurowalny przez użytkownika jest oparty na transformatorze prądowym 16 i transformatorze napięciowym 20, punkt źródłowy 54 konfigurowalny przez użytkownika jest oparty na transformatorach prądowych 14 i 16, jak również na transformatorze napięciowym 20 i punkt źródłowy 56 konfigurowalny przez użytkownika jest oparty na transformatorze prądowym 18. Sposób, w jaki punkty źródłowe konfigurowalne przez użytkownika są określane przez użytkownika, będzie wyjaśniony bardziej szczegółowo poniżej.

Figura 2 pokazuje zastosowanie przekaźnika zabezpieczeniowego do zapewniania zabezpieczenia i pomiaru, wymaganych w układzie z fig. 1. W przekaźniku 60 występuje czujnik napięcia 62 do odbioru wartości napięcia z transformatora napięcia 20 i trzy czujniki prądu 64, 66 i 68 do odbioru wartości prądu z transformatorów prądowych 14, 16 i 18. Przekaźnik 60 zawiera układ przetwarzania do wykonywania wewnętrznego sumowania danych prądowych z transformatorów prądowych 14 i 16 dla wytwarzania danych z punktu źródłowego 54 konfigurowalnego przez użytkownika i te dane są łączone z wartościami napięcia z transformatora napięciowego 20 dla wykonania wymaganego pomiaru mocy. Sumowane dane prądowe dla punktu źródłowego 54 konfigurowalnego przez użytkownika są także stosowane do realizacji wymaganego zabezpieczenia 50P i są łączone z danymi prądowymi z transformatora prądowego 68 - punktu ź ródłowego 56 konfigurowalnego przez użytkownika, dla wykonania wymaganego zabezpieczenia 87T transformatora. Dane prądowe z transformatorów prądowych 14 i 16, punktów źródłowych 50 i 52 konfigurowalnych przez użytkownika, są stosowane przez zasoby przetwarzające przekaźnika 60 do zapewniania wymaganego zabezpieczenia 50BF przed uszkodzeniem wyłącznika. Realizacja wynalazku pokazanego na fig. 2 zapewnia wiele zalet w porównaniu ze znaną realizacją z pos. 2. Na fig. 2 pojedyncze urządzenie - przekaźnik 60 realizuje zabezpieczenie przed uszkodzeniem transformatora i wyłącznika. Ponadto wykonanie z fig. 2 zapobiega zewnętrznemu sumowaniu danych prądowych, umożliwiając przekaźnikowi 60 zastosowanie indywidualnych wartości danych układu, jak również ich kombinacje. Ponadto jeszcze dowolny punkt w układzie zasilania może być skonfigurowany jako źródło danych do zastosowania przy pomiarze i zabezpieczeniu, co bę dzie teraz opisane bardziej szczegół owo.

Przekaźnik 60 zawiera co najmniej dwa moduły procesorów sygnałów cyfrowych, z których każdy jest zwykle ograniczony do ośmiu wejść w związku z ograniczeniami upakowywania i zasobów przetwarzania. Każdy moduł procesora sygnałów cyfrowych zawiera zespół kanałów, z których każdy

PL 198 871 B1 zespół składa się z czterech kolejnych kanałów, na przykład 1-4 lub 5-8. Tutaj każdy zespół jest stosowany do przetwarzania danych z transformatorów prądowych, transformatorów napięciowych lub jest pozostawiany pusty. Wielokrotne moduły przetwarzania sygnałów cyfrowych są połączone przez dedykowaną magistralę komunikacyjną typu każdy z każdym, a każdy procesor sygnałów cyfrowych DSP komunikuje się następnie z jednostką centralną CPU przekaźnika 60, który zapewnia interfejs dla użytkownika. Inaczej różne przekaźniki komunikują się ze sobą w sieci komunikacyjnej, umożliwiając zastosowanie wynalazku do sieci przekaźnika zabezpieczającego.

Figura 3 przedstawia pojęciowe wprowadzanie różnych konfiguracji 70, 72, 74, 76 i 73 modułu DSP. W module 70 kanały 1-4 są przypisane danym transformatora prądowego, a kanały 5-8 są przypisane danym transformatora napięciowego. W przykładzie wykonania z fig. 2 kanały 1-3 są stosowane do trzech faz danych transformatora prądowego z transformatora prądowego 14 - punktu źródłowego 50 danych konfigurowalnego przez użytkownika, a kanał 4 jest stosowany na przykład jako kanał uziemienia lub pomocniczy dla dodatkowych danych transformatora prądowego. Podobny schemat użytkowania kanałów jest realizowany dla czterech kanałów transformatora napięciowego w module 70 i dla każdego zespołu kanałów DSP w innych modułach. Moduł 72 przypisuje wszystkie kanały jako kanały transformatora prądowego, moduł 74 przypisuje wszystkie kanały jako moduły transformatora napięciowego, a każdy z modułów 76 i 78 ma tylko jeden zespół stosowanych modułów, przy czym moduł 76 stosuje jego cztery kanały jako kanały transformatora prądowego, a moduł 78 stosuje jego cztery kanały jako moduły transformatora napięciowego. W przykładowych konfiguracjach z fig. 3 jest dostosowywana wirtualnie dowolna możliwa konfiguracja sprzętu komputerowego w celu osiągnięcia wirtualnie dowolnej, wymaganej kombinacji użytkownik - konfigurowalne źródła. Dla przykładu, trzy moduły DSP, każdy z modułów 72, 70 i 78 jest stosowany do transformatora z trzema uzwojeniami lub transformatora z dwoma uzwojeniami, gdzie jedno z uzwojeń ma konfigurację wyłącznik - połowa układu. W wielu zastosowaniach jest wymaganych mniej lub więcej niż trzy moduły DSP.

Kanał pomocniczy jest stosowany na przykład do gromadzenia danych z transformatora prądowego w połączeniu transformatora mocy neutralnym do uziemienia. Ta informacja jest stosowana do zapewniania zabezpieczenia dla zdarzeń ziemnozwarciowych. Kanał wejściowy napięcia pomocniczego jest stosowany do dostarczania napięcia stosowanego w układzie kontroli synchronizacji.

Figura 4 pokazuje sposób określania źródeł konfigurowalnych przez użytkownika. Wejścia prądowe i napięciowe są programowane przez wybór różnych nastawień przez interfejs użytkownika w samym przekaź niku 60 lub przez interfejs uż ytkownika komputera w połączeniu z przekaź nikiem 60. W tym przykładzie każdemu modułowi DSP zawierającemu kanały 1-8 jest przypisany wskaź nik szczeliny, na przykład F. Osiem kanałów jest następnie grupowanych w cztery zespoły F1, F4, F5 i F8. Zespół F1 skł ada się z kanałów 1, 2 i 3. Zespół F4 skł ada się z kanał u 4. Zespół F5 skł ada się z kanałów 5, 6 i 7. Zespół F8 składa się z kanału 8. Na fig. 4 każdy zespół kanałów, na przykład zespół F1, F4, F5, F8, ma określone parametry, na przykład pierwotne i wtórne wartości prądu, rodzaje połączeń, wartości napięcia, współczynniki itd. przypisane w różnych zakresach. Parametry i zakresy pokazane na fig. 4 są tylko przykładowe.

Figura 5 pokazuje, że źródło jest konfigurowane przez przypisanie nazwy, na przykład źródła 1, wejścia fazowego transformatora napięciowego, na przykład F5 i wejścia pomocniczego, na przykład F8. Jest także możliwe określenie źródła jako sumy dowolnej kombinacji transformatorów prądowych.

Różne wartości są wybierane lub obrazowane przez przekaźnik lub sieć komunikacyjną z przekaźnikiem. Dla przykładu, obliczone ilości związane z rzeczywistymi wejściowymi sygnałami prądowymi są obrazowane z określonymi ilościami. Ponadto są także obrazowane obliczone ilości związane z każdym skonfigurowanym źródłem, obejmujące wszystkie ilości związane ze źródłem, takie jak prądy i napięcia fazowe, prąd neutralny, ilości sekwencyjne, moc, energia, częstotliwość, składowa harmoniczna. Konfiguracje wymagane dla różnych elementów, takich jak elementy nadmiarowo - prądowe fazowe w czasie, elementy niskoczęstotliwościowe, elementy do kontroli synchronizacji, transformator różnicowy itd. są rozważane jako znane specjalistom w tej dziedzinie i dlatego nie występują tutaj.

Włączenie wielokrotnych procesorów sygnałów cyfrowych DSP w pojedynczym przekaźniku zabezpieczeniowym zapewnia dodatkowe znaczne zalety, w tym uzyskanie pomiaru klasy państwowej w przekaźniku zabezpieczeniowym. W szczególności przekaź nik 60 jest stosowany z wejściami dedykowanymi do przyłączenia transformatorów prądowych, w uzupełnieniu do wejść przyłączenia do transformatorów prądowych klasy zabezpieczającej. Zatem pojedynczy przekaźnik zabezpieczający jest stosowany do wszystkich układów trójfazowych - zasilacza, linii, transformatora, silnika, generato6

PL 198 871 B1 ra itd. i zapewnia dokładny pomiar oraz zabezpieczenie w pojedynczym urządzeniu. Ponieważ zakres dynamiczny transformatora napięciowego jest taki sam do pomiaru i zabezpieczania, jeden zespół wejść jest stosowany dla obu.

Dla zapewnienia pomiaru klasy państwowej w przekaźniku zabezpieczającym, jeden z wielokrotnych modułów DSP w przekaźniku 60 jest stosowany z zespołem trzech podmodułów wejściowych transformatora prądowego z zakresem dynamicznym do pomiaru, na przykład w przybliżeniu 0 do 1,5 - 2 razy wejście znamionowe. Zakres dynamiczny jest uzyskiwany na przykład przy zastosowaniu większego obciążenia lub przy zastosowaniu transformatora prądu oddziałującego. Dodatkowy układ pozostaje zasadniczo taki sam dla przekaźnika 60. Punkty źródłowe konfigurowalne przez użytkownika przekaźnika 60 są stosowane do wyboru wejścia zredukowanego zakresu dynamicznego dla pomiaru klasy państwowej i standardowego wejścia szerszego zakresu dla zastosowań zabezpieczeniowych. W ten sposób pomiar klasy państwowej i zabezpieczenie są zapewniane w pojedynczym urządzeniu.

Figura 6 przedstawia przykład wykonania przekaźnika z fig. 2. Przekaźnik 60 zawiera wiele modułów, w tym moduł zasilania 82 mocy, jednostkę centralną 84, modułowe procesory 86 i 88 sygnałów cyfrowych, moduły cyfrowe wejścia - wyjścia 92 i moduł komunikacyjny 94. Jednostka centralna 84 jest głównym procesorem dla przekaźnika, modułowe procesory 86 i 88 sygnałów cyfrowych zapewniają przetwarzanie sygnałów realizowane w układzie zabezpieczenia, moduły wejścia - wyjścia 92 wymieniają sygnały wejściowe i wyjściowe, związane ze stanem i informacją sterowania, a moduł komunikacyjny 94 wspomaga transmisję przy zastosowaniu formatów transmisji, takich jak standard Ethernet, HDLC i UART. W tym przykładzie każdy moduł jest połączony operacyjnie z magistralą danych 96 o dużej szybkości, która zapewnia komunikację pomiędzy modułami. Na fig. 6 transformator napięciowy 20 z fig. 2 i transformator prądowy 14 są związane z modułowym procesorem 86 sygnałów cyfrowych, a transformatory prądowe 16 i 18 są związane z modułowym procesorem 88 sygnałów cyfrowych. Wykonanie modułowe z fig. 6 służy do wspomagania układu zabezpieczenia z fig. 2 w pojedynczym przekaź niku.

Powyższe przykłady wykonania zostały opisane w odniesieniu do schematu zabezpieczenia wyłącznik - połowa transformatora, jednak wynalazek nie jest ograniczony do takiego układu. W rzeczywistości wynalazek odnosi się do zabezpieczenia linii, zabezpieczenia magistrali lub innych rodzajów kontroli i sterowania elektrycznym układem zasilania. Dla uzyskania pewnych rodzajów zabezpieczenia, takich jak zabezpieczenie linii, jest pożądana synchronizacja danych układu zasilania, szczególnie ze źródeł zdalnych, na przykład synchronizacja w czasie w sieci Internet, która wykorzystuje komunikaty znaczników w czasie przewidzianym na transmisję i potwierdzenia przyjęcia do synchronizacji zegarów, które obliczają opóźnienia transmisji. Inna technika synchronizacji jest realizowana w systemie cyfrowym prądowym różnicowym, który wykorzystuje informację w mierzonych prądach z dwóch lub trzech linii transmisyjnych i transmisję cyfrową .

Figura 7 przedstawia konfigurację wyłącznik - połowa układu, zawierającą transformator 23 z trzema uzwojeniami, który zastępuje transformator 22. Ponadto transformator 23 z trzema uzwojeniami zasila dwie oddzielne linie, jedną dla transformatora prądowego 18 i drugą dla transformatora prądowego 19. Poza tym układ z fig. 7 jest zasadniczo podobny do układów pokazanych na rysunku.

Figura 8 przedstawia modułowe rozwiązanie architektury do realizacji zabezpieczenia w układzie z fig. 7 w pojedynczym przekaźniku. W przekaźniku 60 z fig. 8 dodatkowy moduł DSP 90 zastąpił jeden z modułów cyfrowych wejścia - wyjścia 92 z fig. 6. Transformator prądowy 19 jest związany z dodatkowym moduł em DSP 90, a dane prą dowe z transformatora 19 są stosowane jako dodatkowy sygnał wejściowy do zapewniania zabezpieczenia dla transformatora 23 z trzema uzwojeniami.

Figura 9 przedstawia przykład wykonania układu zabezpieczenia magistrali w 6-zasilaczowej sekcji magistrali. Na fig. 9 jest pokazana część magistrali 100 mająca sześć zasilaczy 101-106. Każdy zasilacz jest związany transformatorem prądowym 107-112. Część magistrali 100 jest ponadto pokazana z transformatorem napięciowym 114. Transformatory prądowe 107-112 są skonfigurowane jako punkty źródłowe i zapewniają pomiary prądu dla przekaźnika 60. Również transformator napięciowy 114 jest skonfigurowany jako punkt źródłowy i zapewnia pomiary napięcia dla przekaźnika 60. Te pomiary napięcia i prądu są stosowane przez przekaźnik 60 do realizacji sterowania zabezpieczającego, w tym zabezpieczenia 50BF wyłącznika przed chwilowym przetężeniem, zabezpieczenia 87B różnicowego magistrali i zabezpieczenia podnapięciowego 27G.

Figura 10 przedstawia modułowe rozwiązanie architektury do realizacji układu zabezpieczenia magistrali z fig. 9. Na fig. 10 przekaźnik 60 jest skonfigurowany zasadniczo podobnie do pokazanego

PL 198 871 B1 na fig. 8, lecz przekaźnik z fig. 10 odbiera sygnały wejściowe ze źródeł 114 i 107 w pierwszym module DSP, sygnały wejściowe ze źródeł 108 i 109 w drugim module DSP, sygnały wejściowe ze źródeł 110 i 111 w trzecim module DSP i sygnały wejściowe ze źródła 112 w czwartym module DSP. Przekaźnik 60 przetwarza informację, jak pokazano i realizuje zabezpieczenie 87B różnicowe magistrali w oparciu o dane stosowane do zapewnienia zabezpieczenia 50BF przed uszkodzeniem wyłącznika dla ź ródeł w postaci transformatorów prą dowych 107-112.

Figura 11 przedstawia rozwiązanie modułowej architektury rozdzielczej do zapewniania 12zasilaczowego zabezpieczenia magistrali. Pierwszy i drugi przekaźnik 60 są połączone zasadniczo, jak pokazano na fig. 10 oraz pierwszy i drugi przekaźnik komunikują się przez łącze komunikacyjne 130, które jest połączeniem Ethernet 10 megabitów na sekundę pomiędzy modułami komunikacyjnymi przekaźnika 60. Są stosowane także inne połączenia. Ponadto na fig. 11 każdy z przekaźników 60 komunikuje się z jednym z przekaźników zdalnych 132 przez łącza komunikacyjne 134, które są na przykład połączeniem RS485 115 kilobitów na sekundę lub innym połączeniem.

Wynalazek znajduje zastosowanie przy konfigurowaniu źródeł przez użytkownika dla wejścia do przekaźnika lub innego inteligentnego urządzenia elektronicznego IED i skutkiem tego zapewnia układy o znacznie zwiększonym zabezpieczeniu. Po skonfigurowaniu źródła pomiar, zabezpieczenie lub cechy sterowania przekaźnikiem, zwykle kodowane trwale w przekaźniku, wykorzystują źródło jako wielkość wejściową. Zatem dowolne źródło, które zawiera napięcie trójfazowe i prąd trójfazowy, jest automatycznie zdolne do zapewniania pomiaru mocy dla tego źródła. Element zabezpieczający ma na przykład sześć elementów nadmiarowo - prądowych w czasie TOC, które są stosowane do zabezpieczenia sześciu punktów w układzie zasilania lub trzy elementy TOC są przypisywane do zabezpieczenia dwóch punktów w układzie zasilania albo dwa elementy TOC są przypisywane do zabezpieczenia trzech punktów w układzie mocy lub elementy TOC są inaczej rozłożone. Ponadto oscylografia zapewnia konfigurowanie dla pomiaru danych pierwotnych lub danych odbieranych ze danego źródła.

Claims (15)

1. Sposób kontroli układu rozdzielczego mocy, w którym konfiguruje się przekaźnik zabezpieczeniowy przez interfejs tego przekaźnika dla odbioru danych układu z wielu punktów źródłowych, wykrywa się poziomy parametrów układu w punktach źródłowych oraz realizuje się kontrolę i sterowanie siecią w przekaźniku zabezpieczeniowym w oparciu o wykrywane poziomy parametrów układu, znamienny tym, że podczas konfigurowania wykrywa się poziomy parametrów z co najmniej jednego wybranego punktu źródłowego, a jako jeden z parametrów związanych z co najmniej jednym punktem źródłowym wprowadza się zakres dynamiczny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontrolę i sterowanie realizuje się za pomocą procesorów sygnałów cyfrowych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że transmituje się poziomy parametrów układu do zdalnego przekaźnika zabezpieczeniowego przez sieć komunikacyjną.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się zakres dynamiczny w zależności od wejścia znamionowego.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy punkt źródłowy wybiera się za pomocą jednego lub więcej transformatorów prądowych i transformatorów napięciowych, związanych z układem rozdzielczym mocy.

6. Układ kontroli układu rozdzielczego mocy, zawierający co najmniej jedną centralną jednostkę przetwarzania, dołączoną do odbioru sygnałów wejściowych od użytkownika i dostarczania sterujących sygnałów wyjściowych zabezpieczeniowych do układu zasilania, a do centralnej jednostki przetwarzania są dołączone poprzez magistrale danych co najmniej dwa procesory sygnałów cyfrowych, a każdy procesor sygnałów cyfrowych jest dołączony dla odbioru danych układu rozdzielczego mocy z wielu punktów źródł owych okreś lonych przez uż ytkownika i łączenia danych ukł adu rozdzielczego mocy z wielu punktów źródłowych określonych przez użytkownika, znamienny tym, że co najmniej jedna jednostka centralna (84) ma wyjście sterowania zabezpieczeniem w oparciu o połączone dane układu rozdzielczego mocy.

7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że co najmniej jeden z wielu procesorów (86, 88) sygnałów cyfrowych jest dołączony do jednego lub więcej punktów źródłowych (50, 52, 54, 56), (107-112, 114) w zakresie dynamicznym.

PL 198 871 B1

8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że wiele procesorów (86, 88) sygnałów cyfrowych jest dołączonych do dwóch lub więcej spośród wielu punktów źródłowych (50, 52, 54, 56), (107-112, 114).

9. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że jest dołączony do elementu układu zasilania w sieci rozdzielczej mocy dla zabezpieczania w oparciu o parametry sieci kontrolowane przez procesory (86, 88) sygnałów cyfrowych.

10. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że jest dołączony do wyłącznika dla kontroli uszkodzenia wyłącznika w oparciu o parametry sieci kontrolowane przez procesory (86, 88) sygnałów cyfrowych.

11. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że każdy procesor (86, 88) sygnałów cyfrowych zawiera wiele zespołów kanałów do pamiętania danych przetwarzania odpowiadających transformatorom prądowym lub transformatorom napięciowym w układzie rozdzielczym mocy.

12. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że w jednostce centralnej (84) jest zawarty interfejs.

13. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że wiele procesorów (86, 88) sygnałów cyfrowych jest połączonych ze sobą przez dedykowaną magistralę komunikacyjną.

14. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że każdy z wielu procesorów (86, 88) sygnałów cyfrowych jest połączony z jednostką centralną (84).

15. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, że jednostka centralna (84) jest połączona ze zdalnym przekaźnikiem zabezpieczającym przez sieć komunikacyjną.