RU192293U1 - Relay protection and automation - Google Patents

Relay protection and automation Download PDF

Info

Publication number
RU192293U1
RU192293U1 RU2019115792U RU2019115792U RU192293U1 RU 192293 U1 RU192293 U1 RU 192293U1 RU 2019115792 U RU2019115792 U RU 2019115792U RU 2019115792 U RU2019115792 U RU 2019115792U RU 192293 U1 RU192293 U1 RU 192293U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
protocols
relay protection
analog
digital
Prior art date
Application number
RU2019115792U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Иванов
Павел Валерьевич Чусовитин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Системы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Прософт-Системы"
Priority to RU2019115792U priority Critical patent/RU192293U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU192293U1 publication Critical patent/RU192293U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions

Abstract

Настоящая полезная модель относится к электронным устройствам, а именно к устройствам релейной защиты и автоматики, и может быть использована в составе программно-технических комплексов для цифровых электрических подстанций.Заявленное устройство релейной защиты и автоматики содержит объединительную плату 1 и взаимодействующие с ней блок приема аналоговых и дискретных сигналов по цифровым протоколам 2, блок измерения параметров электрического режима 3, блок реализации функций релейной защиты 4, блок реализации функций противоаварийной автоматики 5, блок выдачи управляющих воздействий по цифровым протоколам 6, блок ведения журнала событий 7, блок информационного обмена с центрами управления по цифровым протоколам 8, блок непрерывной самодиагностики 9 и блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам 10. При этом блок приема аналоговых и дискретных сигналов 2 снабжен интерфейсами для ввода аналоговых сигналов по протоколу МЭК-61850-9-2 (Sampled Values) и интерфейсами ввода аналоговых и дискретных сигналов по протоколам МЭК-61850-8-1 (GOOSE, MMS). Блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам 10 выполнен с поддержкой протоколов PTP, NTP и SNTP.Технический результат заключается в расширении возможностей по взаимодействию устройства релейной защиты и автоматики с устройствами электрической сети класса 110-220 кВ в соответствии с цифровыми протоколами передачи данных. 3 з.п. ф-лы, 1 фиг.This utility model relates to electronic devices, namely, relay protection and automation devices, and can be used as part of software and hardware systems for digital electrical substations. The claimed relay protection and automation device contains a backplane 1 and analog and analog receiving units that interact with it discrete signals according to digital protocols 2, the unit for measuring the parameters of the electric mode 3, the block for the implementation of the relay protection functions 4, the block for the implementation of the emergency functions Automation 5, control actions issuing unit via digital protocols 6, event logging unit 7, information exchange unit with control centers via digital protocols 8, continuous self-diagnosis unit 9 and system time synchronization unit using digital protocols 10. Moreover, the analog and discrete signals 2 is equipped with interfaces for inputting analog signals using the IEC-61850-9-2 protocol (Sampled Values) and interfaces for inputting analog and discrete signals using the IEC-61850-8-1 protocols (GOOSE, MMS). The system time synchronization unit for digital protocols 10 is made with the support of PTP, NTP and SNTP protocols. The technical result consists in expanding the possibilities for the interaction of relay protection and automation devices with devices of an electric network of 110-220 kV class in accordance with digital data transfer protocols. 3 s.p. f-ly, 1 Fig.

Description

Область техникиTechnical field

Настоящая полезная модель относится к электронным устройствам, а именно к устройствам релейной защиты и автоматики, и может быть использована в составе программно-технических комплексов (ПТК) для цифровых электрических подстанций.This utility model relates to electronic devices, namely, relay protection and automation devices, and can be used as part of software and hardware systems (PTC) for digital electrical substations.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики, раскрытое в патенте на изобретение РФ № 2 645 750 (МПК H02H7/00, опубл. 28.02.2018) – прототип. Известное устройство содержит объединенные общей шиной данных процессорный модуль, модуль часов реального времени, блок памяти, интерфейсы связи, блок питания. При этом с процессорным модулем связаны модули релейной защитной автоматики, включающие в себя измерительные модули, состоящие из модуля аналоговых входов и модуля дискретных входов, модуля реле, представлявшего собой модуль дискретных выходов, и совмещенный модуль дискретных входов/выходов. Интерфейсы связи представлены RS-485, Ethernet, USB. Процессорный модуль обеспечивает передачу, нормирование, оцифровку, считывание, диагностику подключаемых дискретных, аналоговых, сетевых модулей, а также отвечает за работу логики РЗА, хранит настройки алгоритмов, журналы и осуществляет управление выходными реле устройства. Блок памяти выполнен с возможностью хранения загрузчика, реализующего функции релейной защиты и автоматики. Техническим результатом известного устройства является повышение надежности работы электрических сетей 6-35 кВ за счет реализация функции контроля напряжения.The prior art microprocessor-based relay protection and automation device, disclosed in the patent for the invention of the Russian Federation No. 2 645 750 (IPC H02H7 / 00, publ. 02.28.2018) is a prototype. The known device comprises a processor module, a real-time clock module, a memory unit, communication interfaces, a power supply unit integrated by a common data bus. At the same time, relay protective automation modules are connected to the processor module, including measuring modules consisting of an analog input module and a digital input module, a relay module, which is a digital output module, and a combined digital input / output module. Communication interfaces are represented by RS-485, Ethernet, USB. The processor module provides transmission, normalization, digitization, reading, diagnostics of connected discrete, analog, network modules, and is also responsible for the operation of relay protection logic, stores algorithm settings, logs and controls the output relays of the device. The memory block is configured to store a bootloader that implements the functions of relay protection and automation. The technical result of the known device is to increase the reliability of the electric networks 6-35 kV due to the implementation of the voltage control function.

Однако известное техническое решение не предусматривает работы в электрических сетях классов напряжения 110-220 кВ, в связи с этим имеет ограниченный набор реализуемых защит и автоматик, соответствует менее строгим требованиям в части синхронизации времени, и по этим причинам не может быть использовано для обеспечения надежной работы сетей этой класса напряжения. However, the known technical solution does not provide for work in electric networks of voltage classes 110-220 kV, in connection with this, it has a limited set of implemented protections and automatics, meets less stringent requirements in terms of time synchronization, and for these reasons cannot be used to ensure reliable operation networks of this voltage class.

Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническая задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в обеспечении надежной работы электроэнергетической системы за счет выполнения функций релейной защиты элементов такой системы и противоаварийной автоматики.The technical problem, the solution of which the present utility model is aimed at, is to ensure reliable operation of the electric power system by performing the functions of relay protection of the elements of such a system and emergency control systems.

Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в расширении возможностей по взаимодействию устройства релейной защиты и автоматики с другими устройствами цифровой подстанции класса напряжения 110-220 кВ в соответствии с цифровыми протоколами передачи данных.The technical result achieved by this utility model is to expand the capabilities for the interaction of relay protection and automation devices with other devices of a digital substation of voltage class 110-220 kV in accordance with digital data transfer protocols.

Технический результат достигается настоящей полезной моделью, в соответствии с которой устройство релейной защиты и автоматики, содержащее объединительную плату и взаимодействующие с ней блок измерения параметров электрического режима, блок реализации функций релейной защиты, блок реализации функций противоаварийной автоматики, блок выдачи управляющих воздействий по цифровым протоколам, блок ведения журнала событий, блок непрерывной самодиагностики, в отличие от прототипа дополнительно содержит блок приема аналоговых и дискретных сигналов по цифровым протоколам, блок информационного обмена с центрами управления по цифровым протоколам и блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам, взаимодействующие с объединительной платой, при этом блок приема аналоговых и дискретных сигналов снабжен интерфейсами для ввода аналоговых сигналов по протоколу МЭК-61850-9-2 (Sampled Values) и интерфейсами ввода аналоговых и дискретных сигналов по протоколам МЭК-61850-8-1 (GOOSE, MMS), а блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам выполнен с поддержкой протоколов PTP, NTP и SNTP.The technical result is achieved by this useful model, in accordance with which a relay protection and automation device containing a backplane and a unit for measuring electric mode parameters interacting with it, a block for implementing relay protection functions, a block for implementing emergency control functions, a block for issuing control actions via digital protocols, the event logging unit, the continuous self-diagnosis unit, in contrast to the prototype, further comprises an analog and discrete reception unit signals via digital protocols, an information exchange unit with control centers using digital protocols and a system time synchronization unit using digital protocols that interact with the backplane, while the analog and discrete signal receiving unit is equipped with interfaces for inputting analog signals using the IEC-61850-9- protocol 2 (Sampled Values) and interfaces for inputting analog and discrete signals according to IEC-61850-8-1 (GOOSE, MMS) protocols, and the system time synchronization unit using digital protocols is implemented with support for PTP, N protocols TP and SNTP.

При этом вводимые аналоговые и дискретные сигналы представлены оцифрованными аналоговыми и дискретными сигналами.The input analog and discrete signals are represented by digitized analog and discrete signals.

Некоторые термины, упомянутые в формуле настоящей полезной модели, определены ниже, чтобы обеспечить дополнительную ясность.Some of the terms mentioned in the formula of this utility model are defined below to provide additional clarity.

Под термином РЗА понимается релейная защита и автоматика.The term relay protection and relay protection means relay protection and automation.

Под терминами МЭК-61850-8-1 (GOOSE, MMS) и МЭК-61850-9-2 (Sampled Values) понимаются сетевые протоколы, в соответствии с которым обеспечивают обмен сигналами между устройствами цифровой электрической подстанции в цифровой форме.The terms IEC-61850-8-1 (GOOSE, MMS) and IEC-61850-9-2 (Sampled Values) mean network protocols, according to which they provide the exchange of signals between digital electrical substation devices in digital form.

Под терминами PTP, NTP и SNTP понимаются протоколы синхронизации времени по компьютерной сети.The terms PTP, NTP, and SNTP are understood to mean time synchronization protocols over a computer network.

Настоящая полезная модель проиллюстрирована одной фигурой, на которой представлена функциональная схема заявленного устройства релейной защиты и автоматики.This utility model is illustrated by one figure, which shows a functional diagram of the claimed relay protection device and automation.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

В соответствии с функциональной схемой, представленной на фигуре, устройство РЗА содержит объединительную плату 1 и взаимодействующие с ней функциональные блоки 2-10. В качестве блока понимается совокупность аппаратных элементов устройства и выполняемых ими запрограммированных команд для обеспечения взаимодействия между блоками и реализации функций устройства. Аппаратные элементы могут быть представлены повсеместно используемыми в приборостроении элементами, такими как микропроцессоры, запоминающие устройства оперативной и постоянной, энергонезависимой памяти, цифровые, аналоговые и дискретные интерфейсы, а также, при необходимости, элементы человеко-машинного интерфейса для обеспечения взаимодействия с оператором вычислительной сети или иным пользователем, при этом не ограничиваясь лишь этими примерами аппаратных элементов. В соответствии с ссылочными позициями на функциональной схеме, устройство содержит следующие блоки:In accordance with the functional diagram presented in the figure, the relay protection device comprises a backplane 1 and the functional blocks 2-10 interacting with it. As a block is understood the totality of the hardware elements of the device and the programmed commands executed by them to ensure interaction between the blocks and implement the functions of the device. Hardware elements can be represented by elements commonly used in instrumentation, such as microprocessors, memory devices of operative and permanent, non-volatile memory, digital, analog and discrete interfaces, as well as, if necessary, elements of a human-machine interface to ensure interaction with a computer network operator or by another user, but not limited to these examples of hardware elements. In accordance with the reference positions on the functional diagram, the device contains the following blocks:

- блок приема аналоговых и дискретных сигналов по цифровым протоколам 2;- a unit for receiving analog and discrete signals using digital protocols 2;

- блок измерения параметров электрического режима 3;- unit for measuring the parameters of the electric mode 3;

- блок реализации функций релейной защиты 4;- block implementation of the functions of relay protection 4;

- блок реализации функций противоаварийной автоматики 5;- unit for the implementation of emergency control functions 5;

- блок выдачи управляющих воздействий по цифровым протоколам 6;- block issuing control actions by digital protocols 6;

- блок ведения журнала событий 7;- block event logging 7;

- блок информационного обмена с центрами управления по цифровым протоколам 8;- information exchange unit with control centers via digital protocols 8;

- блок непрерывной самодиагностики 9;- continuous self-diagnosis unit 9;

- блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам 10.- block synchronization of system time by digital protocols 10.

Блок 2 обеспечивает ввод аналоговых и дискретных сигналов посредством цифровых интерфейсов, предназначенных для ввода таких сигналов в соответствии с протоколами МЭК-61850-9-2 (Sampled Values) (для аналоговых сигналов), МЭК-61850-8-1 (GOOSE, MMS) (для аналоговых и дискретных сигналов). На основе этих сигналов на блоке 3 проводят измерения параметров электрического режима. Измеряемые параметры могут быть представлены напряжением постоянного тока и его действующим значением, силой постоянного тока и его действующим значением, частотой переменного тока, углом сдвига фаз (фазовым сдвигом между двумя любыми синусоидальными сигналами), электрической мощностью (пофазной активной, реактивной и полной; суммарной активной, реактивной и полной) и коэффициентом мощности. В зависимости от значений измеряемых параметров электрического режима на блоках 4 и 5 могут быть выполнены соответствующие функции релейной защиты и противоаварийной автоматики. Block 2 provides the input of analog and discrete signals through digital interfaces designed to input such signals in accordance with the protocols IEC-61850-9-2 (Sampled Values) (for analog signals), IEC-61850-8-1 (GOOSE, MMS) (for analog and discrete signals). Based on these signals, at block 3, electrical parameters are measured. The measured parameters can be represented by the direct current voltage and its effective value, direct current power and its effective value, alternating current frequency, phase angle (phase shift between any two sinusoidal signals), electric power (phase active, reactive and total; total active reactive and total) and power factor. Depending on the values of the measured parameters of the electric mode on the blocks 4 and 5, the corresponding functions of relay protection and emergency automation can be performed.

Примерами функций релейной защиты, выполняемых блоком 4, являются дистанционная защита; токовая направленная защита нулевой последовательности; направленная высокочастотная защита; токовая отсечка; максимальная токовая защита; резервирование при отказе выключателя; автоматическое повторное включение; защита от обрыва фазы; контроль синхронизма; автоматика управления выключателем; дифференциальная защита линии; защита от непереключения фаз выключателя и неполнофазного режима.Examples of relay protection functions performed by unit 4 are distance protection; zero directional current protection; directional high-frequency protection; current cutoff; overcurrent protection; redundancy in case of circuit breaker failure; automatic restart; phase failure protection; synchronism control; automatic control switch; differential line protection; protection against non-switching phases of the circuit breaker and in-phase mode.

Примерами функций противоаварийной автоматики, выполняемых блоком 5, являются автоматика ликвидации асинхронного режима, ликвидации асинхронного режима по качаниям тока, ограничения повышения напряжения, ограничения снижения напряжения, ограничения снижения и повышения частоты, ограничения перегрузки оборудования, разгрузки при перегрузке по мощности, разгрузки при коротком замыкании, специальной автоматики отключения нагрузки; контроль предшествующего режима, фиксация отключения одной и двух линий, фиксация отключения одного и двух трансформаторов, фиксация отключения блока, фиксация отключения системы шин, фиксация сброса мощности, фиксация тяжести короткого замыкания, контроль вторичных цепей напряжения; автоматика опережающего деления сети и регулирования трансформаторов под нагрузкой.Examples of emergency automation functions performed by block 5 are automatic elimination of the asynchronous mode, elimination of the asynchronous mode by current swings, limitation of voltage increase, limitation of voltage reduction, limitation of reduction and increase of frequency, limitation of equipment overload, unloading during overload by power, unloading during short circuit Special automation load disconnection; control of the previous mode, fixing the shutdown of one and two lines, fixing the shutdown of one and two transformers, fixing the shutdown of the unit, fixing the shutdown of the bus system, fixing the power dump, fixing the severity of the short circuit, monitoring the secondary voltage circuits; automation of advanced division of the network and regulation of transformers under load.

Вышеуказанные функции обеспечивают надежную работу электроэнергосистемы классов напряжения 110-220 кВ по релейной защите и классов 110-750 кВ по противоаварийной автоматике.The above functions ensure reliable operation of the power system of voltage classes 110-220 kV for relay protection and classes 110-750 kV for emergency control automation.

При выполнении одной или нескольких функций блоками 4 и 5, на блоке 6 обеспечивается выдача управляющего воздействия по цифровым протоколам, в частности, по протоколу МЭК-61850-8-1 (GOOSE). Каждое аварийное событие регистрируется блоком 7 и записывает данные о каждом или некоторых зарегистрированных событий в журнал событий. Данные о событии, помимо их идентификатора и текстовой составляющей, также включают в себя осциллограммы электрического режима и сетевого трафика, а также данные доаварийного электрического режима. Аварийные события регистрируется автоматически при изменении электрического режима, которое удовлетворяет одному или нескольким из следующих условий:When performing one or more functions by blocks 4 and 5, on block 6, the control action is provided by digital protocols, in particular, according to the IEC-61850-8-1 (GOOSE) protocol. Each emergency event is recorded by block 7 and writes data on each or some registered events to the event log. The event data, in addition to its identifier and text component, also includes oscillograms of the electric mode and network traffic, as well as data of the pre-emergency electric mode. Emergency events are recorded automatically when the electrical mode changes, which satisfies one or more of the following conditions:

- изменение значения любого из измеряемых параметров выше/ниже заданной уставки;- a change in the value of any of the measured parameters above / below a given set point;

- изменение состояния дискретного сигнала;- change in the state of a discrete signal;

- изменение состояния комбинации (И, ИЛИ) дискретных сигналов;- change in the state of the combination (AND, OR) of discrete signals;

- выявление события сетевого трафика при его автоматическом выявлении или при получении команды ручного запуска осциллографирования.- detection of network traffic events when it is automatically detected or upon receipt of a command to manually start the oscilloscope.

Предпочтительно хранение осциллограммы обеспечивается в энергонезависимой памяти устройства. По запросу пользователя или автоматически на блоке 7 может быть сформирован отчет об аварийном событии, включающий выбранные или заданные записи из журнала событий.Preferably, the storage of the waveform is provided in the non-volatile memory of the device. At the request of the user or automatically on block 7, an emergency event report can be generated, including selected or specified entries from the event log.

На блоке 8 обеспечивается информационный обмен устройства с центрами управления по цифровым протоколам. Предпочтительно цифровые протоколы могут быть представлены протоколами МЭК-61850-8-1 (GOOSE, MMS), другими протоколами стандарта МЭК-61850. К примеру, информационный обмен с центрами управления может быть осуществлен для формирования аварийно-предупредительной сигнализации в случае, если на блоке 7 было зарегистрировано событие, требующее осциллографирования аварийного электрического режима. В общем случае на блоке 8 формируются следующие сведении для их выдачи по цифровым протоколам: значения параметров электрического режима, значения дискретных сигналов, информация о неисправностях.Block 8 provides information exchange of the device with control centers via digital protocols. Preferably, the digital protocols may be represented by the protocols of IEC-61850-8-1 (GOOSE, MMS), other protocols of the IEC-61850 standard. For example, information exchange with control centers can be carried out to generate an alarm in the event that an event requiring oscillography of the emergency electrical mode was recorded on block 7. In the general case, on block 8, the following information is generated for their issuance by digital protocols: values of the parameters of the electric mode, values of discrete signals, information about malfunctions.

Для обеспечения общей работоспособности устройства РЗА в его состав также введены блоки непрерывной самодиагностики 9 и синхронизации системного времени по цифровым протоколам 10. На блоке 9 осуществляется контроль таких параметров, как температура процессора устройства, напряжение на его блоках питания, состояние сетевых подключений по цифровым протоколам, доступность источников точного времени для синхронизации системного времени и, в частности, состояние и ресурс дисков оперативной и постоянной, энергонезависимой памяти. В случае выявления какой-либо неисправности, блок 9 передает данные о ней на блок 8 для их последующей выдачи центрам управления и на блок 7 для ее регистрации в качестве события в журнале событий.To ensure the overall operability of the relay protection device, it also included continuous self-diagnosis units 9 and system time synchronization using digital protocols 10. At block 9, parameters such as the temperature of the device’s processor, voltage on its power supplies, the status of network connections using digital protocols are monitored, the availability of accurate time sources for synchronizing system time, and, in particular, the state and resource of drives of operational and permanent, non-volatile memory. If any malfunction is detected, block 9 transmits data about it to block 8 for their subsequent issuance to control centers and to block 7 for its registration as an event in the event log.

Синхронизация системного времени осуществляется на блоке 10 для обеспечения корректного взаимодействия с другими устройствами электроэнергетической системы, совместно с которыми осуществляется использование устройства РЗА. Синхронизация системного времени предпочтительно обеспечивается по цифровым протоколам PTP, NTP и SNTP.The system time is synchronized on block 10 to ensure correct interaction with other devices of the electric power system, in conjunction with which the relay protection device is used. System time synchronization is preferably provided via the digital protocols PTP, NTP and SNTP.

Прибор, изготовленный в соответствии с настоящей полезной моделью, может быть выполнен в корпусе, обеспечивающем заданный класс защиты в зависимости от условий его использования: в составе серверного оборудования в серверном помещении или в качестве терминального устройства в более сложных условиях промышленного объекта. В зависимости от требований к внешнему виду изделия, прибор может быть оснащен человеко-машинным интерфейсом, позволяющем упростить взаимодействие с оператором или иным пользователем. Элементы человеко-машинного интерфейса могут быть представлены традиционно применяемыми для этих целей элементами, например, индикаторами питания и режима работы, средствами звуковой сигнализации, другими органами управления. В качестве интерфейсов, обеспечивающих информационный обмен с другими устройствами, могут быть использованы интерфейсы Ethernet.A device manufactured in accordance with this utility model can be made in a housing that provides a given protection class depending on the conditions of its use: as a part of server equipment in a server room or as a terminal device in more difficult conditions of an industrial facility. Depending on the requirements for the appearance of the product, the device can be equipped with a human-machine interface, which simplifies interaction with the operator or other user. Elements of the human-machine interface can be represented by elements traditionally used for these purposes, for example, indicators of power and operating mode, sound alarms, and other controls. As interfaces that provide information exchange with other devices, Ethernet interfaces can be used.

Заявленное устройство может быть использовано следующим образомThe claimed device can be used as follows

В соответствии с общепринятыми требованиями к работе электроэнергетических систем, для каждого или большинства их элементов должна быть обеспечена защита от аварийных режимов, к примеру, от протекания токов короткого замыкания, которые могут повредить оборудование. Заявленное устройство релейной защиты и автоматики подключают к цифровым шинам программно-технического комплекса цифровой подстанции, за счет чего обеспечивается обмен информацией о текущих параметрах работы защищаемого оборудования по протоколам стандарта МЭК-61850. Первичные данные о работе элементов ЭЭС, имеющих аналоговые и дискретные выходы могут быть переданы в вычислительную сеть подстанции посредством, соответственно, аналоговых и дискретных устройств сопряжения, устанавливаемых вблизи источника сигналов, т.е. отдельных элементов ЭЭС. Оцифрованные значения измерений затем поступают на входы заявленного устройства РЗА. Как только на устройстве РЗА происходит фиксация какого-либо заданного события, например, превышение измеренным током заданной величины (уставки), то таким устройством осуществляется выдача соответствующего управляющего воздействия. Примером такого воздействия может являться выдача команды на отключение выключателя защищаемого элемента, чтобы по нему не протекал аварийный ток. Команда выдается в цифровом виде, например, в соответствии с протоколом МЭК-61850-8-1 (GOOSE).In accordance with the generally accepted requirements for the operation of electric power systems, protection must be provided for each or most of their elements from emergency conditions, for example, from the occurrence of short-circuit currents that can damage equipment. The claimed relay protection and automation device is connected to the digital buses of the software and hardware complex of the digital substation, due to which information is exchanged on the current operating parameters of the protected equipment according to the IEC-61850 standard protocols. The primary data on the operation of EPS elements having analog and discrete outputs can be transmitted to the substation's computer network by means of, respectively, analog and discrete interface devices installed near the signal source, i.e. individual elements of EPS. The digitized measurement values then go to the inputs of the claimed relay protection and automation equipment. As soon as a fixed event is fixed on the relay protection device, for example, when the measured current exceeds a predetermined value (set point), the corresponding control action is issued by such a device. An example of such an effect can be the issuance of a command to turn off the circuit breaker of the protected element so that an emergency current does not flow through it. The command is issued in digital form, for example, in accordance with the IEC-61850-8-1 (GOOSE) protocol.

Среди преимуществ заявленного устройства РЗА также следует отметить обеспечение обмена данными в цифровом виде, исключающим применение традиционных аналоговых цепей. Взаимодействие посредством цифровой шины ПТК подстанции может осуществляться, в том числе, с измерительными преобразователями, предназначенными для сбора измерений параметров электрического режима или определения положений коммутационных аппаратов. Поддержка такого вида взаимодействия исключает необходимость преобразования аналоговых и дискретных сигналов в цифровой вид на самом устройстве. Это обеспечивает экономию на материалах, используемых для изготовления коммутирующих кабелей, в частности меди, а применение цифровой обработки сигналов обеспечивает надежность их передачи.Among the advantages of the claimed relay protection and automation equipment, it should also be noted that digital data is exchanged, eliminating the use of traditional analog circuits. Interaction via the digital bus PTC substation can be carried out, including with measuring transducers designed to collect measurements of the parameters of the electrical mode or determine the positions of switching devices. Support for this type of interaction eliminates the need to convert analog and discrete signals into digital form on the device itself. This provides savings on materials used for the manufacture of switching cables, in particular copper, and the use of digital signal processing ensures the reliability of their transmission.

Полезная модель создана в рамках работ по проекту «Разработка масштабируемого программно-технического комплекса для управления электрическими подстанциями на базе протокола МЭК 61850», реализуемому в рамках Соглашения № 075-02-2018-1219 от 15 ноября 2018 г. (внутренний номер соглашения 14.578.21.0226, дата начала реализации проекта 26 сентября 2017 г.) между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», уникальный идентификатор работ (проекта) RFMEFI57817X0226, государственный номер учета НИОКРТ АААА-А17-117122990006-4, индустриальный партнер по проекту ООО "Прософт-Системы".The utility model was created as part of the project "Development of a scalable software and hardware complex for the management of electrical substations based on the IEC 61850 protocol", implemented within the framework of Agreement No. 075-02-2018-1219 of November 15, 2018 (internal agreement number 14.578. 21.0226, the start date of the project on September 26, 2017) between the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation and the Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “Ural Federal University named after the First President of Russia B.N. Yeltsin ”, unique identifier of works (project) RFMEFI57817X0226, state registration number R&D AAAA-A17-117122990006-4, industrial partner for the project, LLC Prosoft-Systems.

Claims (4)

1. Устройство релейной защиты и автоматики, содержащее объединительную плату и взаимодействующие с ней блок измерения параметров электрического режима, блок реализации функций релейной защиты, блок реализации функций противоаварийной автоматики, блок выдачи управляющих воздействий по цифровым протоколам, блок ведения журнала событий, блок непрерывной самодиагностики, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок приема аналоговых и дискретных сигналов по цифровым протоколам, блок информационного обмена с центрами управления по цифровым протоколам и блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам, взаимодействующие с объединительной платой, при этом упомянутый блок приема аналоговых и дискретных сигналов снабжен интерфейсами для ввода аналоговых сигналов по протоколу Sampled Values и интерфейсами для ввода аналоговых и дискретных сигналов по протоколам GOOSE и MMS, а блок синхронизации системного времени по цифровым протоколам выполнен с поддержкой протоколов PTP, NTP и SNTP.1. A relay protection and automation device, comprising a backplane and an electric mode measurement unit interacting with it, a relay protection function implementation unit, an emergency control function implementation unit, a digital signal output control unit, an event logging unit, a continuous self-diagnosis unit, characterized in that it further comprises a unit for receiving analog and discrete signals via digital protocols, an information exchange unit with control centers for digital protocols and a system time synchronization unit for digital protocols, interacting with the backplane, while the aforementioned unit for receiving analog and discrete signals is equipped with interfaces for inputting analog signals using the Sampled Values protocol and interfaces for inputting analog and discrete signals using the GOOSE and MMS protocols, and the system time synchronization unit for digital protocols is made with support for the PTP, NTP and SNTP protocols. 2. Устройство РЗА по п.1, в котором вводимые аналоговые и дискретные сигналы представлены оцифрованными аналоговыми и дискретными сигналами.2. Relay protection device according to claim 1, in which the input analog and discrete signals are represented by digitized analog and discrete signals. 3. Устройство РЗА по п.1, в котором блок реализации функций релейной защиты выполнен с возможностью реализации дистанционной защиты; токовой направленной защиты нулевой последовательности; направленной высокочастотной защиты; токовой отсечки; максимальной токовой защиты; резервирования при отказе выключателя; автоматического повторного включения; защиты от обрыва фазы; контроля синхронизма; автоматики управления выключателем; дифференциальной защиты линии; защиты от непереключения фаз выключателя и неполнофазного режима.3. Relay protection device according to claim 1, in which the unit for the implementation of relay protection functions is configured to implement distance protection; zero directional current protection; directional high-frequency protection; current cutoff; maximum current protection; redundancy in case of circuit breaker failure; automatic re-enable; phase failure protection; synchronism control; automatic control circuit breaker; differential line protection; protection against non-switching phases of the circuit breaker and in-phase mode. 4. Устройство РЗА по п.1, в котором блок реализации функций противоаварийной автоматики выполнен с возможностью реализации функций автоматики ликвидации асинхронного режима, ликвидации асинхронного режима по качаниям тока, ограничения повышения напряжения, ограничения снижения напряжения, ограничения снижения и повышения частоты, ограничения перегрузки оборудования, разгрузки при перегрузке по мощности, разгрузки при коротком замыкании, специальной автоматики отключения нагрузки; контроля предшествующего режима, фиксации отключения одной и двух линий, фиксации отключения одного и двух трансформаторов, фиксации отключения блока, фиксации отключения системы шин, фиксации сброса мощности, фиксации тяжести короткого замыкания, контроля вторичных цепей напряжения; автоматики опережающего деления сети и регулирования трансформаторов под нагрузкой.4. Relay protection and automation device according to claim 1, in which the unit for implementing emergency control functions is configured to implement the functions of automatic elimination of the asynchronous mode, elimination of the asynchronous mode by current swings, limiting the increase in voltage, limiting the decrease in voltage, limiting the decrease and increasing the frequency, limiting the equipment overload unloading during overload by power, unloading during short circuit, special automatic equipment for disconnecting the load; monitoring the previous mode, fixing the shutdown of one and two lines, fixing the shutdown of one and two transformers, fixing the shutdown of the unit, fixing the shutdown of the bus system, fixing the power dump, fixing the severity of the short circuit, monitoring the secondary voltage circuits; automation of advanced network division and regulation of transformers under load.
RU2019115792U 2019-05-22 2019-05-22 Relay protection and automation RU192293U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115792U RU192293U1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Relay protection and automation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115792U RU192293U1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Relay protection and automation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192293U1 true RU192293U1 (en) 2019-09-11

Family

ID=67990076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115792U RU192293U1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Relay protection and automation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192293U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740360C1 (en) * 2020-06-25 2021-01-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for time synchronization of devices of protective relay using emergency mode parameters
RU211411U1 (en) * 2021-12-14 2022-06-03 Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") Modular digital substation process bus coupler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104123678A (en) * 2014-07-12 2014-10-29 东北电力大学 Electricity relay protection status overhaul method based on status grade evaluation model
RU158213U1 (en) * 2015-01-26 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "К-СОФТ" (ООО "К-СОФТ") RELAY CONTROL UNIT FOR RELAY PROTECTION AND AUTOMATION
RU2577245C2 (en) * 2011-03-24 2016-03-10 Шнайдер Электрик Гмбх Merging unit and method of operating merging unit
RU2679754C1 (en) * 2018-03-26 2019-02-12 Общество с ограниченной ответственностью "СтройЭкспертПроект" Relay object controller for railway automation and teleautomatic, method for safe determination of relay condition, method for safe control of relay, method for testing relay winding

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577245C2 (en) * 2011-03-24 2016-03-10 Шнайдер Электрик Гмбх Merging unit and method of operating merging unit
CN104123678A (en) * 2014-07-12 2014-10-29 东北电力大学 Electricity relay protection status overhaul method based on status grade evaluation model
RU158213U1 (en) * 2015-01-26 2015-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "К-СОФТ" (ООО "К-СОФТ") RELAY CONTROL UNIT FOR RELAY PROTECTION AND AUTOMATION
RU2679754C1 (en) * 2018-03-26 2019-02-12 Общество с ограниченной ответственностью "СтройЭкспертПроект" Relay object controller for railway automation and teleautomatic, method for safe determination of relay condition, method for safe control of relay, method for testing relay winding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740360C1 (en) * 2020-06-25 2021-01-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Method for time synchronization of devices of protective relay using emergency mode parameters
RU211411U1 (en) * 2021-12-14 2022-06-03 Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") Modular digital substation process bus coupler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2562243C1 (en) Detection and localisation of faults in power supply line powered from one side
US20090088990A1 (en) Synchronized phasor processor for a power system
US10826324B2 (en) Mitigation of gratuitous conditions on electric power delivery systems
US11316349B2 (en) Recloser control with distributed energy resource synchronization
CN103403989A (en) A control device for controlling a circuit breaker, and methods
US11258249B2 (en) Primary and system protection for an electric power delivery system
RU192293U1 (en) Relay protection and automation
JP2018091828A (en) System and method for synchronization of time source in protective zone of digital electric power substation
Rahman et al. Cyber vulnerabilities on agent-based smart grid protection system
KR101309400B1 (en) Merging unit with frequency protection function
US11555839B2 (en) Rate of change of power element and enter service supervision method
RU87841U1 (en) MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION
US20200389027A1 (en) Microgrid Autosynchronizing Using Remote Recloser Inputs and Outputs
JPH05506350A (en) Protective devices for electrical appliances, machinery and equipment
RU208087U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC STANDBY STANDBY
Gholizadeh IEC 61850 standard and its capabilities in protection systems
WO2024034004A1 (en) Power distribution system management device, power distribution system management method, and power distribution system management system
RU2727526C1 (en) System for monitoring, protection and control of electric substation equipment
Quirós-Tortós et al. On evaluating the performance of intentional controlled islanding schemes
Varshney et al. Design and development of multifunction voltage relay on FPGA
Muzi Computer relaying for smart grid protection
CN107111353B (en) Multilingual electric power system protection device
CN111026068A (en) Power plant integrated control system
Yue et al. Residual current monitoring based on DeviceNet
Lundqvist et al. The integration of protection, monitoring, control and communication functions in modern electrical HV installations