RU69338U1 - DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL - Google Patents

DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL Download PDF

Info

Publication number
RU69338U1
RU69338U1 RU2007130873/22U RU2007130873U RU69338U1 RU 69338 U1 RU69338 U1 RU 69338U1 RU 2007130873/22 U RU2007130873/22 U RU 2007130873/22U RU 2007130873 U RU2007130873 U RU 2007130873U RU 69338 U1 RU69338 U1 RU 69338U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
inputs
outputs
accordance
alarm
Prior art date
Application number
RU2007130873/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Ильич Потапенко
Original Assignee
Валерий Ильич Потапенко
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 Валерий Ильич Потапенко filed Critical Валерий Ильич Потапенко
Priority to RU2007130873/22U priority Critical patent/RU69338U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU69338U1 publication Critical patent/RU69338U1/en

Links

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и микропроцессорной технике и может быть использовано в технике релейной защиты объектов.The invention relates to electrical engineering and microprocessor technology and can be used in the relay protection technology of objects.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей устройства за счет исключения блока частотных фильтров и аналого-цифрового преобразователя, введения формирователя аналоговых сигналов, дивариантного пульта управления и лицевой панели с клавиатурой и индикацией.The purpose of the invention is to reduce the size and expand the functionality of the device by eliminating the block of frequency filters and an analog-to-digital converter, introducing an analog signal shaper, a divariant control panel and a front panel with a keyboard and indication.

Устройство содержит блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, формирователь аналоговых сигналов, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, пульт управления и лицевую панель с клавиатурой и индикацией. Предложенное устройство предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением от 6 до 35 кВ, в сетях 0,4 кВ, а также для использования в качестве устройств резервной защиты и автоматики для присоединений 110 и 220 кВ.The device contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage, an analog signal shaper, a microprocessor-based control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, a control panel and a front panel with a keyboard and indication. The proposed device is designed to perform the functions of relay protection, automation, control and signaling connections with voltage from 6 to 35 kV, 0.4 kV networks, as well as for use as backup protection and automation devices for 110 and 220 kV connections.

Устройство может устанавливаться в релейных отсеках КРУ собственных нужд электростанций, на распределительных подстанциях сетевых предприятий, на подстанциях промышленных и коммунальных предприятий, объектов нефтегазового комплекса, предприятий горнодобывающей промышленности, на тяговых подстанциях железных дорог и метрополитена, на пунктах секционирования в распределительных сетях 6-35 кВ.The device can be installed in switchgear switchgear of auxiliary needs of power plants, at distribution substations of grid enterprises, at substations of industrial and municipal enterprises, oil and gas facilities, mining enterprises, at traction substations of railways and subways, at section points in distribution networks of 6-35 kV .

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты.The invention relates to electrical engineering, in particular to a relay protection technique.

Известная микропроцессорная система защиты [Н.Н.Чернобровов, В.А.Семенов "Релейная защита энергетических систем" 1998 г. стр.776, рис.22.1], содержащая блоки промежуточных трансформаторов, блок частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему выполняет функции релейной защиты, но имеет большие габариты и ограниченные функциональные возможности.Known microprocessor-based protection system [NN Chernobrovov, V. A. Semenov "Relay protection of energy systems", 1998, p. 776, Fig. 22.1], containing blocks of intermediate transformers, a block of frequency filters, an analog-to-digital converter and a microprocessor system performs the functions of relay protection, but has large dimensions and limited functionality.

Известное устройство - "Микропроцессорная система защиты" [Патент RU №2173924 Н02Н 7/26 Б.И. №26 от 20.09.2001], содержащая блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, блок частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, выполняет функции релейной защиты и также имеет большие габариты.The known device is "Microprocessor-based protection system" [Patent RU No. 2173924 Н02Н 7/26 B.I. No. 26 dated 09/20/2001], which contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of input signals in the form of current and voltage, a block of frequency filters, an analog-to-digital converter, and a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms, perform the functions of relay protection and also has large dimensions.

Наиболее близким техническим решением является устройство - "Микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики с дистанционным управлением" [Патент RU №2222083 7 Н02Н 7/26, G01R 23/165, 31/08 Б.И. №2 от 20.01.2004], содержащее блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, блок частотных фильтров, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты и приемо-передатчик.The closest technical solution is the device - "Microprocessor-based relay protection and automation with remote control" [RU patent No. 2222083 7 Н02Н 7/26, G01R 23/165, 31/08 B.I. No. 2 dated January 20, 2004], which contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of input signals in the form of current and voltage, a block of frequency filters, an analog-to-digital converter, a microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms and a transceiver.

Прототип также имеет большие габариты и ограниченные функциональные возможности.The prototype also has large dimensions and limited functionality.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей устройства за счет введения формирователя аналоговых сигналов, дивариантного пульта управления и лицевой панели, содержащей клавиатуру и индикацию. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, причем микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, содержит оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее The purpose of the invention is to reduce the size and expand the functionality of the device by introducing a shaper of analog signals, a divarious control panel and a front panel containing a keyboard and indication. This goal is achieved by the fact that in a known device containing blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage, a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, and a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with algorithms protection, contains random access memory, read-only memory

устройство, часы, регистр, устройство аналогового ввода-вывода, устройство дискретного ввода-вывода и драйвер последовательного канала, причем вторая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, является группой входов-выходов для связи с внешними устройствами, третья группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, является группой входов-выходов для связи с ПЭВМ, введен формирователь аналоговых сигналов, дивариантный пульт и лицевая панель, содержащая клавиатуру и индикацию, причем в микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, введен микроконтроллер, второй регистр и второй драйвер последовательного канала, группа входов-выходов которого является первой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, четвертая и пятая группа входов-выходов которой соединена, сооответственно, с дивариантным пультом и с лицевой панелью, группа входов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты соединена с группой выходов формирователя аналоговых сигналов, первая и вторая группа входов которого соединена с группами выходов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, соответственно.device, clock, register, analogue input-output device, discrete input-output device and serial channel driver, the second group of inputs and outputs of the microprocessor control system of output relays and alarm in accordance with protection algorithms is a group of inputs and outputs for communication with external devices, the third group of inputs and outputs of a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, is a group of inputs and outputs for communication with a PC, entered an analogue signal extender, a divergent control panel and a front panel containing a keyboard and an indication, moreover, a microcontroller, a second register and a second serial channel driver, the group of inputs and outputs of which are the first group of inputs, are introduced into the microprocessor control system for output relays and alarm systems the outputs of the microprocessor control system of the output relays and the alarm in accordance with protection algorithms, the fourth and fifth group of inputs and outputs of which are connected with Accordingly, with a divar remote control and with a front panel, the group of inputs of the microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms is connected to the group of outputs of the analog signal driver, the first and second groups of inputs of which are connected to the output groups of galvanic isolation units and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage, respectively.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства;Figure 1 shows the structural diagram of the device;

на фиг.2 - структурные схемы блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения. На схеме приведены примеры реализации одной из гальванических развязок и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения из общего количества гальванических развязок и предварительного масштабирования входных сигналов, определяемых количеством входных аналоговых сигналов тока и напряжения.figure 2 - structural diagrams of the blocks galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage. The diagram shows examples of the implementation of one of the galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage from the total number of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals, determined by the number of input analog current and voltage signals.

на фиг.3 - пример реализации формирователя аналоговых сигналов;figure 3 is an example implementation of a shaper of analog signals;

на фиг.4 - пример реализации варианта "С" пульта управления;figure 4 is an example implementation of option "C" of the control panel;

на фиг.5 - пример реализации микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты;figure 5 is an example implementation of a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms;

на фиг.6 - внешний вид прототипа и заявляемого устройства с дивариантным встраиваемым пультом управления.Fig.6 is an external view of the prototype and the claimed device with a divariant built-in remote control.

На фиг.1 обозначены:Figure 1 marked:

1 - блок гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока;1 - block galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current;

2 - блок гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде напряжения;2 - block galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of voltage;

3 - формирователь аналоговых сигналов;3 - shaper of analog signals;

4 - микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты;4 - microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms;

5 - пульт управления;5 - control panel;

51, 52 - варианты "С" и "Д" пульта управления;5 1 , 5 2 - options "C" and "D" of the control panel;

6 - лицевая панель;6 - front panel;

61 - клавиатура, например "М-Графика" или аналогичная;6 1 - keyboard, for example, "M-Graphics" or similar;

62 - индикация;6 2 - indication;

7 - группа токовых сигналов защищаемого объекта;7 - a group of current signals of the protected object;

8 - группа сигналов напряжения защищаемого объекта;8 - group of voltage signals of the protected object;

9, 10 - группы выходных сигналов с блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения;9, 10 - groups of output signals from the blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage;

11 - группа выходов формирователя аналоговых сигналов;11 - group of outputs of the shaper of analog signals;

12 - группа входов- выходов для связи с персональной электронной вычислительной машиной (ПЭВМ)- канал RS-232;12 - a group of inputs and outputs for communication with a personal electronic computer (PC) - channel RS-232;

13 - группа входов- выходов для связи с АСУ- канал RS-485;13 - a group of inputs and outputs for communication with ACS-channel RS-485;

14 - группа входов- выходов для связи с внешними устройствами т.е. входы-выходы устройства аналогового ввода-вывода (У ABB) и входы-выходы устройства дискретного ввода-вывода (УДВВ);14 - group of inputs and outputs for communication with external devices i.e. inputs and outputs of an analog input-output device (U ABB) and inputs-outputs of a discrete input-output device (UDVV);

15 - группа входов- выходов для связи с пультом управления;15 - group of inputs and outputs for communication with the control panel;

16 - группа входов- выходов для связи с лицевой панелью.16 - group of inputs / outputs for communication with the front panel.

На фиг.2 обозначены:Figure 2 marked:

17 - операционный усилитель преобразования и масштабирования входных сигналов. В качестве операционного усилителя можно использовать микросхему типа MAX4126ESA фирмы "Maxim" или аналогичную;17 is an operational amplifier for converting and scaling input signals. As an operational amplifier, you can use a chip type MAX4126ESA firm "Maxim" or similar;

R - резисторы типа RT0805BRD07 фирмы "Yageo" или аналогичные;R - resistors type RT0805BRD07 company "Yageo" or similar;

С - конденсаторы типа CC0805KRX9BN104 фирмы "Yageo" или аналогичные;C - capacitors type CC0805KRX9BN104 of the company "Yageo" or similar;

C1 - конденсатор типа T491B685M010AS фирмы "Kemet" или аналогичный;C 1 - capacitor type T491B685M010AS company "Kemet" or similar;

Т - трансформаторы тока или напряжения типа ТТ, ТН или аналогичные;Т - current or voltage transformers of the type ТТ, ТН or similar;

Д - сборка диодная типа BAV99 фирмы "PHI" или D - diode assembly type BAV99 firm "PHI" or

аналогичная;similar;

V1 - напряжение 1,65 В;V 1 - voltage of 1.65 V;

V2 - напряжение 3,3 В.V 2 - voltage 3.3 V.

На фиг.3 обозначены:Figure 3 marked:

31.1...31.X - узлы формирования аналоговых сигналов по току;3 1.1 ... 3 1.X - nodes for generating analog current signals;

32.1...32.Y - узлы формирования аналоговых сигналов по напряжению;3 2.1 ... 3 2.Y - nodes of the formation of analog signals by voltage;

R1 - резисторы типа RC0805FR07 фирмы "Yageo" или аналогичные;R 1 - resistors type RC0805FR07 company "Yageo" or similar;

R3 - резисторы типа RC1206JR07 фирмы "Yageo" или аналогичные.R 3 - resistors type RC1206JR07 company "Yageo" or similar.

На фиг.4 обозначены:In figure 4 are indicated:

18 - источник питания типа TL431ID фирмы "ONS" или аналогичный;18 - power source type TL431ID firm "ONS" or similar;

19 - регистр последовательного обмена типа MAX7315AUE фирмы "Maxim" или аналогичный;19 - register sequential exchange type MAX7315AUE company "Maxim" or similar;

L1 - диод светоизлучающий типа L-7104LID фирмы "Kingbright" или аналогичный;L 1 - light-emitting diode type L-7104LID of the company "Kingbright" or similar;

V3 - напряжение 5 В.V 3 - voltage 5 V.

На фиг.5 обозначены:Figure 5 marked:

20 - микроконтроллер типа AT91SAM7S256-AU-001 фирмы "Atmel" или аналогичный.20 - microcontroller type AT91SAM7S256-AU-001 company "Atmel" or similar.

21, 22 - аналого-цифровой преобразователь, центральный процессор в составе микроконтроллера;21, 22 - analog-to-digital Converter, the Central processor as part of the microcontroller;

23 - драйвер для связи с ПЭВМ типа SP232EET фирмы "Sipex" или аналогичный (канал RS-232);23 - driver for communication with a personal computer type SP232EET firm "Sipex" or similar (channel RS-232);

24 - драйвер для связи с АСУ типа SN65LBC184D фирмы "Texas Instruments" или аналогичный (канал RS-485);24 - driver for communication with ACS type SN65LBC184D of the company "Texas Instruments" or similar (RS-485 channel);

25 - устройство дискретного ввода-вывода (УДВВ);25 - device discrete input-output (UDVV);

26 - устройство аналогового ввода-вывода (У ABB);26 - device analog input-output (ABB);

27 - ОЗУ типа FM25CL64-G фирмы "Ramtron" или аналогичное;27 - RAM type FM25CL64-G company "Ramtron" or similar;

28 - ПЗУ типа AT45DB642D-TU фирмы "Atmel" или аналогичное;28 - ROM type AT45DB642D-TU company "Atmel" or similar;

29 - часы реального времени типа DS3231SN фирмы "Dallas;29 - real-time clock type DS3231SN of the company "Dallas;

30, 31 - регистры светодиодов и кнопок типа MAX7315AUE фирмы "Maxim" или аналогичные;30, 31 - registers of LEDs and buttons of the type MAX7315AUE of the company "Maxim" or similar;

32 - последовательный канал SPI;32 - serial channel SPI;

33 - последовательный канал I2C.33 - serial channel I2C.

На фиг.6 обозначены:Figure 6 marked:

34-прототип;34 prototype;

35 - заявляемое устройство с вариантами пульта;35 - the claimed device with remote control options;

351 - пульт варианта "С";35 1 - remote control option "C";

352 - пульт варианта "Д".35 2 - remote control option "D".

Для упрощения схемы микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты на рисунке 5 не показаны: резонатор и цепи управления, цифровые изоляторы, мультиплексоры и т.д. (т.е. элементы не влияющие на описание работы устройства.To simplify the circuit of a microprocessor-based control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms, Figure 5 does not show: a resonator and control circuits, digital isolators, multiplexers, etc. (i.e. elements that do not affect the description of the operation of the device.

Цифровое устройство релейной защиты содержит блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока 1 и напряжения 2, формирователь аналоговых сигналов 3, микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 4, дивариантный пульт управления 5, с вариантами 51, 52, и лицевую панель 6, с клавиатурой 61 и индикацией 62. Микропроцессорная системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 4 содержит микроконтроллер 20, состоящий из аналого-цифрового преобразователя 21 и процессора 22, драйверы для связи с ПЭВМ 23 и с АСУ 24, устройство аналогового ввода-вывода 25, устройство дискретного ввода-вывода 26, оперативное запоминающее устройство 27, постоянное запоминающее устройство 28, часы 29, регистры 30 и 31. Группы выходов 9 и 10 блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока 1 и напряжения 2 соединены, соответственно, с первой и второй группой входов формирователя аналоговых сигналов 3, группа выходов 11 которого соединена с группой входов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 4, вторая группа входов-выходов 14 которой является группой входов-выходов для связи с внешними устройствами, третья группа входов-выходов 12 микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 4 является группой входов-выходов для связи с ПЭВМ, первая группа входов-выходов 13 микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 4 является группой входов-выходов для связи с АСУ, четвертая 15 и пятая 16 группы входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с The digital relay protection device contains blocks of galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current 1 and voltage 2, an analog signal conditioner 3, a microprocessor-based control system for output relays and an alarm in accordance with protection algorithms 4, a divergent control panel 5, with options 5 1 , 5 2 , and the front panel 6, with a keyboard 6 1 and indication 6 2 . The microprocessor control system of the output relay and alarm in accordance with protection algorithms 4 contains a microcontroller 20, consisting of an analog-to-digital converter 21 and a processor 22, drivers for communication with a personal computer 23 and the ACS 24, an analog input-output device 25, and a discrete input device output 26, random access memory 27, read-only memory 28, clock 29, registers 30 and 31. Groups of outputs 9 and 10 of galvanic isolation blocks and preliminary scaling of input signals in the form of current 1 and voltage 2 are connected, respectively, with the first and second group of inputs of the analog signal conditioner 3, the group of outputs 11 of which is connected to the group of inputs of the microprocessor control system of the output relays and signaling in accordance with protection algorithms 4, the second group of inputs and outputs 14 of which is a group of inputs outputs for communication with external devices, the third group of inputs / outputs 12 of a microprocessor-based system for controlling output relays and alarm in accordance with protection algorithms 4 is a group of inputs / outputs for PC communications, the first group of inputs / outputs 13 of the microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms 4 is a group of inputs and outputs for communication with ACS, the fourth 15 and fifth 16 groups of inputs and outputs of a microprocessor control system for output relays and signaling in According to

алгоритмами защиты 4 соединены, соответственно, с дивариантным пультом управления 5 и лицевой панелью 6.protection algorithms 4 are connected, respectively, with the divariant control panel 5 and the front panel 6.

Цифровое устройство релейной защиты работает следующим образом: сигналы от первичных трансформаторов тока 7 и напряжения 8 защищаемого объекта поступают на промежуточные трансформаторы Т блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения 1 и 2. Промежуточные трансформаторы Т обеспечивают гальваническую развязку и предварительное масштабирование входных сигналов. Первичные обмотки трансформаторов обеспечивают заданную термическую стойкость при перегрузках. Усилители, реализованные на микросхеме 17, диодных сборках Д, резисторах R служат для предварительного масштабирования сигналов промежуточных трансформаторов. С выходов усилителей 17 сигналы поступают на входы формирователя аналоговых сигналов 3, формирователи сигналов 31.1...31.X и 32.1...32.Y которого служат для точного масштабирования сигналов и согласования импедансов промежуточных трансформаторов и аналого-цифрового преобразователя 21 микроконтроллера 20. Конденсаторы С, в цепи обратной связи усилителей 17, являются фильтрами нижних частот - пропускают составляющие тока и напряжения определенной частоты и не пропускают высокочастотные гармоники, являющиеся помехами, искажающими синусоиду тока и напряжения. Далее аналоговые сигналы по каналу 11 поступают в аналого-цифровой преобразователь 21 микроконтроллера 20 для изменения формы сигнала на дискретную (цифровую), т.к. последующая обработка сигналов производиться процессором 22. Работой аналого-цифрового преобразователя 21 управляет процессор 22 микроконтроллера 20, который обеспечивает цифровую фильтрацию входных сигналов, расчет вторичных электрических параметров сети, выполнение процедур самодиагностики, а также поддерживает обмен с пультом управления 5 и клавиатурой 6, через регистры 30 и 31, по каналам 15 и 16, устройствами ввода-вывода 25 и 26, по каналу 33 (I2C).The digital relay protection device operates as follows: the signals from the primary current transformers 7 and voltage 8 of the protected object are supplied to the intermediate transformers T of the galvanic isolation units and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage 1 and 2. Intermediate transformers T provide galvanic isolation and preliminary scaling input signals. The primary windings of transformers provide the specified thermal stability during overloads. Amplifiers implemented on chip 17, diode assemblies D, resistors R are used for preliminary scaling of the signals of intermediate transformers. From the outputs of the amplifiers 17, the signals are fed to the inputs of the analog signal conditioner 3, the signal conditioners 3 1.1 ... 3 1.X and 3 2.1 ... 3 2.Y of which serve to accurately scale the signals and match the impedances of the intermediate transformers and the analog-to-digital converter 21 microcontrollers 20. Capacitors C, in the feedback circuit of amplifiers 17, are low-pass filters - they pass current and voltage components of a certain frequency and do not pass high-frequency harmonics, which are noise distorting the current sine wave voltage. Next, the analog signals on channel 11 are fed to the analog-to-digital converter 21 of the microcontroller 20 to change the waveform to a discrete (digital) one, because subsequent processing of the signals is carried out by the processor 22. The operation of the analog-to-digital converter 21 is controlled by the processor 22 of the microcontroller 20, which provides digital filtering of the input signals, calculates the secondary electrical parameters of the network, performs self-diagnosis procedures, and also supports communication with the control panel 5 and keyboard 6 through the registers 30 and 31, on channels 15 and 16, input-output devices 25 and 26, on channel 33 (I2C).

Таким образом микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты 4 получает значения электрических параметров защищаемого объекта из аналого-цифрового преобразователя 21 и информацию о состоянии дискретных входов от УДВВ 25. На основании этой информации, а также значений программных ключей и уставок, хранящихся в ПЗУ 28, вырабатываются, в соответствии с алгоритмами защиты, команды управления выходными реле и сигнализацией, которые поступают через УАВВ 26 по каналу 14 на объекты управления и сигнализации. Более подробная информация о Thus, the microprocessor control system of the output relays and the alarm system, in accordance with protection algorithms 4, obtains the values of the electrical parameters of the protected object from the analog-to-digital converter 21 and information about the status of the digital inputs from the air-conditioning device 25. Based on this information, as well as the values of program keys and settings, stored in the ROM 28, are generated, in accordance with the protection algorithms, the control commands of the output relays and alarm systems, which are transmitted through the WWRF 26 through channel 14 to the control objects me and alarm. More information on

работе микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты приведена в [Н.Н.Чернобровов, В.А.Семенов "Релейная защита энергетических систем" 1998 г. стр.778-783].the microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms is given in [NN Chernobrovov, V. A. Semenov "Relay protection of energy systems" 1998, pp. 778-783].

Помимо выполнения функций защиты и автоматики процессор 22 микроконтроллера 20 обеспечивает обмен с персональной ЭВМ и АСУ по каналам 12 и 13, через драйверы 23 и 24, соответственно.In addition to performing protection and automation functions, the processor 22 of the microcontroller 20 provides an exchange with a personal computer and automatic control system via channels 12 and 13, through drivers 23 and 24, respectively.

Цифровое устройство обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:The digital device provides the following operational capabilities:

- выполнение функций защит, автоматики и управления;- performance of protection, automation and control functions;

- местное и дистанционное задание внутренней конфигурации программным способом и ее хранение. Автоматическое или дистанционное переключение программ уставок и конфигурации;- local and remote setting of the internal configuration programmatically and its storage. Automatic or remote switching of settings and configuration programs;

- сигнализацию срабатывания защит и автоматики, положения коммутационных аппаратов, неисправности устройства;- alarm operation of protection and automation, the position of switching devices, device malfunctions;

- регистрацию и хранение осциллограмм, журнала аварийных и оперативных событий, накопительной информации о количестве и времени пусков и срабатывания защит и автоматики;- registration and storage of oscillograms, a log of emergency and operational events, accumulative information about the number and time of starts and trips of protections and automation;

- задание пользователем параметров регистрируемых осциллограмм: условия пуска, объем регистрируемой информации и длительность записи аварии;- the user sets the parameters of the recorded waveforms: start conditions, the amount of recorded information and the duration of the accident recording;

- контроль и индикацию положения выключателя, а также исправности его цепей управления, местное и дистанционное управление выключателем, переключение режима управления, диагностику выключателя;- monitoring and indicating the position of the circuit breaker, as well as the serviceability of its control circuits, local and remote control of the circuit breaker, switching control mode, circuit breaker diagnostics;

- измерение текущих электрических параметров защищаемого объекта;- measurement of current electrical parameters of the protected object;

- технический учет электроэнергии;- technical accounting of electricity;

- определение места повреждения;- determination of the place of damage;

- функцию календаря и часов астрономического времени с синхронизацией хода часов по АСУ;- the function of the calendar and clock of astronomical time with synchronization of the clock on ACS;

- непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;- continuous operational performance monitoring (self-diagnosis) throughout the entire operation time;

- блокировку всех выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний;- blocking of all outputs in the event of a device malfunction to eliminate false alarms;

- гальваническую, развязку всех входов и выходов, для обеспечения высокой помехозащищенности;- galvanic isolation of all inputs and outputs, to ensure high noise immunity;

- высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой для повышения устойчивости устройства к перенапряжениям, возникающим во вторичных цепях КРУ;- high resistance and insulation strength of the inputs and outputs relative to the housing and between each other to increase the resistance of the device to overvoltages arising in the secondary circuits of switchgear;

- защиту от ложных срабатываний дискретных входных цепей устройства при помехах и нарушениях изоляции в цепях оперативного тока КРУ;- protection against false positives of discrete input circuits of the device in case of interference and insulation violations in the circuits of the operational current of the switchgear;

- перепрограммирование пользователем базового функционального программного обеспечения.- User reprogramming of basic functional software.

Базовые функции защиты, выполняемые устройством:Basic protection functions performed by the device:

- трехступенчатая максимальная токовая защита от междуфазных повреждений с контролем тока в двух или трех фазах;- three-stage maximum current protection against interphase faults with current control in two or three phases;

- направленная или ненаправленная защита от однофазных замыканий на землю с контролем тока нулевой последовательности, его высокочастотных составляющих и напряжения нулевой последовательности;- directional or non-directional protection against single-phase earth faults with zero-sequence current control, its high-frequency components and zero-sequence voltage;

- защита от обрыва фазы и несимметрии нагрузки по току обратной последовательности;- protection against phase failure and load asymmetry in reverse sequence current;

- защита от несимметричного режима по напряжению обратной последовательности;- protection against unbalanced mode by voltage of the negative sequence;

- защита минимального напряжения с контролем линейных напряжений и напряжения обратной последовательности;- undervoltage protection with line voltage and reverse sequence voltage control;

- защита от превышения напряжения с контролем линейных напряжений и напряжения обратной последовательности;- overvoltage protection with line voltage and reverse sequence voltage control;

- дифференциальная токовая отсечка.- differential current cutoff.

Базовые функции автоматики, выполняемые устройством:Basic automation functions performed by the device:

- автоматическое включение резерва с автоматическим восстановлением схемы нормального режима;- automatic inclusion of a reserve with automatic restoration of the normal mode circuit;

- двукратное автоматическое повторное включение;- double automatic repeated inclusion;

- резервирование при отказах выключателей с контролем тока;- redundancy for failures of circuit breakers with current control;

- логическая защита шин;- logical tire protection;

- выполнение команд внешнего устройства частотной автоматики.- execution of commands of an external device of frequency automation.

Функции сигнализации, выполняемые устройством:Alarm functions performed by the device:

- срабатывание защит и автоматики;- triggering of protection and automation;

- аварийная сигнализация;- alarm;

- вызывная сигнализация;- ringing alarm;

- обобщенная сигнализация.- generalized alarm.

Функции измерения параметров сети, выполняемые устройством:Functions for measuring network parameters performed by the device:

- измерение действующих значений токов и напряжений;- measurement of current values of currents and voltages;

- измерение действующих значений тока 3I0;- measurement of current values 3I 0 ;

- вычисление фазовых сдвигов между основными гармониками тока 3I0 и напряжения 3U0, фазными токами IA, IC и линейными напряжениями UBC, UAB соответственно;- calculation of phase shifts between the main harmonics of the current 3I 0 and voltage 3U 0 , phase currents I A , I C and line voltages U BC , U AB, respectively;

- вычисление токов и напряжений прямой и обратной последовательности;- calculation of currents and voltages of the forward and reverse sequence;

- вычисление тока 3I0 и напряжения 3U0 по фазным токам и напряжениям;- calculation of current 3I 0 and voltage 3U 0 for phase currents and voltages;

- измерение частоты;- frequency measurement;

- вычисление коэффициента мощности cosφ;- calculation of the power factor cosφ;

- вычисление активной, реактивной и полной мощности;- calculation of active, reactive and apparent power;

- максиметр измеряемых величин.- the maximeter of the measured values.

Встроенный дивариантный пульт управления имеет два исполнения:The built-in divariant control panel has two versions:

- для индикаторной сигнализации (пульт "С");- for indicator alarm (remote control "C");

- для настройки устройства и чтения информации без применения ПЭВМ (пульт "Д").- to configure the device and read information without using a PC (remote control "D").

Пульт "С" содержит 16 светодиодов. Функция каждого из них может быть программно назначена пользователем с помощью соответствующего программного обеспечения.The remote control "C" contains 16 LEDs. The function of each of them can be programmatically assigned by the user using the appropriate software.

Пульт "Д" содержит графический дисплей с разрешением 128×64 для отображения меню и шесть кнопок для навигации по меню, просмотра, ввода или сброса информации.The remote control "D" contains a graphic display with a resolution of 128 × 64 for displaying the menu and six buttons for navigating the menu, viewing, entering or resetting information.

Таким образом, введение в устройство формирователя аналоговых сигналов, дивариантного пульта и лицевой панели, а в микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты микроконтроллера, второго регистра и второго драйвера -Thus, the introduction of analog signals, a divider remote control and a front panel into a driver, and into a microprocessor-based control system for output relays and alarms in accordance with the microcontroller, second register and second driver protection algorithms -

расширяет функциональные возможности устройства и делает его абсолютно универсальным устройством, снимающим практически все проблемы при заказе, проектировании, модернизации КРУ на объекте и при определении состава ЗИП, а также обеспечивает большой срок службы, решая проблему морального старения устройства.expands the functionality of the device and makes it an absolutely universal device that removes almost all problems when ordering, designing, upgrading switchgear at the facility and determining the composition of spare parts, and also provides a long service life, solving the problem of the device’s obsolescence.

Исключение из устройства, по сравнению с прототипом, аналого-цифрового преобразователя, блока частотных фильтров и приемо-передатчика привело к уменьшению габаритов устройства в 2 раза (см. рисунок 6).The exclusion from the device, in comparison with the prototype, of an analog-to-digital converter, a block of frequency filters and a transceiver led to a decrease in the dimensions of the device by 2 times (see Figure 6).

Claims (1)

Цифровое устройство релейной защиты, содержащее блоки гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения и микропроцессорную систему управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, причем микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты содержит оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, часы, регистр, устройство аналогового ввода-вывода, устройство дискретного ввода-вывода и драйвер последовательного канала, причем вторая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты является группой входов-выходов для связи с внешними устройствами, третья группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, является группой входов-выходов для связи с ПЭВМ, отличающееся тем, что содержит формирователь аналоговых сигналов, дивариантный пульт управления и лицевую панель, группа входов-выходов которой соединена с пятой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, группа входов которой соединена с группой выходов формирователя аналоговых сигналов, первая и вторая группы входов которого соединены с группами выходов блоков гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, соответственно, четвертая группа входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты соединена с группой входов-выходов пульта управления, причем микропроцессорная система управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты, содержит микроконтроллер, второй регистр и второй драйвер последовательного канала, группа входов-выходов которого является первой группой входов-выходов микропроцессорной системы управления выходными реле и сигнализацией в соответствии с алгоритмами защиты.
Figure 00000001
A digital relay protection device containing galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage and a microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms, and the microprocessor control system for output relays and alarm in accordance with protection algorithms contains a random access memory , read-only memory, clock, register, analog I / O device, discrete I / O device yes-output and serial channel driver, the second group of inputs and outputs of the microprocessor control system for output relays and signaling in accordance with protection algorithms is a group of inputs and outputs for communication with external devices, the third group of inputs and outputs of a microprocessor control system for output relays and alarm in in accordance with protection algorithms, it is a group of inputs and outputs for communication with a PC, characterized in that it contains an analog signal driver, a divariable control panel, and the main panel, the group of inputs and outputs of which is connected to the fifth group of inputs and outputs of the microprocessor control system of the output relays and the alarm in accordance with protection algorithms, the group of inputs of which is connected to the group of outputs of the analog signal generator, the first and second groups of inputs of which are connected to the groups of outputs of the blocks galvanic isolation and preliminary scaling of the input signals in the form of current and voltage, respectively, the fourth group of inputs and outputs of the microprocessor system is controlled in accordance with protection algorithms, the output relays and the alarm system are connected to the control panel I / O group, the microprocessor control system of the output relays and alarm in accordance with the protection algorithms contains a microcontroller, a second register and a second serial channel driver, the input / output group of which is the first group of inputs and outputs of the microprocessor control system of output relays and alarm in accordance with protection algorithms.
Figure 00000001
RU2007130873/22U 2007-08-13 2007-08-13 DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL RU69338U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130873/22U RU69338U1 (en) 2007-08-13 2007-08-13 DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007130873/22U RU69338U1 (en) 2007-08-13 2007-08-13 DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU69338U1 true RU69338U1 (en) 2007-12-10

Family

ID=38904533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007130873/22U RU69338U1 (en) 2007-08-13 2007-08-13 DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU69338U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7006237B2 (en) A system with a protective device for the power supply system
US20120081824A1 (en) Method and apparatus for sub-harmonic protection
CN103208800A (en) Real-time monitoring system and method for power grid
CN201398071Y (en) Low current ground fault automatic isolation device based on line recloser
KR101223670B1 (en) Switchgear installed power control unit with commercial-emergency power supply control function and method for operating thereof
RU2645750C1 (en) Microprocessor-based power system protection
RU69281U1 (en) MULTI-PROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION, AUTOMATION, CONTROL AND SIGNALING OF SECTIONAL AND INPUT CIRCUIT BREAKERS
RU87841U1 (en) MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION SYSTEM WITH SYNCHRONIZATION BY ASTRONOMIC TIME AND SERIAL CHANNEL FOR COMMUNICATION WITH RELAY PROTECTION DEVICES AND AUTOMATION
RU69338U1 (en) DIGITAL RELAY PROTECTION DEVICE WITH DIVARIANT BUILT-IN CONTROL PANEL
KR101302068B1 (en) The integrated gis local controlling panel digital system
JP2019165569A (en) Failure determination device and protective relay device
RU116711U1 (en) MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION AND AUTOMATION WITH PROTECTION OF SOFTWARE FROM UNAUTHORIZED ACCESS
RU56679U1 (en) MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION OF CELLS OF COMPLETE DISTRIBUTION DEVICES WITH ELEGAS INSULATION AND CONTROL OF A SECTIONAL SWITCH
KR101309400B1 (en) Merging unit with frequency protection function
RU59289U1 (en) MICROPROCESSOR SYSTEM OF RELAY PROTECTION OF HIGH VOLTAGE LINES AND CONTROL OF A LINEAR CIRCUIT BREAKER
CN105634123A (en) Automatic low-voltage circuit breaker control apparatus with remote monitoring function and application therefor
RU192293U1 (en) Relay protection and automation
RU48240U1 (en) RELAY PROTECTION AND AUTOMATION
CN202815495U (en) Multifunctional marine protection measurement and control device
RU88859U1 (en) DEVICE FOR CENTRALIZED PROTECTION AGAINST SINGLE PHASE CIRCUIT TO THE GROUND IN A NETWORK WITH ISOLATED NEUTRAL
JPH07270459A (en) Multi-circuit power control meter for high-voltage power receiving and transforming facility
JP2007306717A (en) Protection relay
Ponomarev Development and operation of software for controlling the components of a “digital” recloser
JP2012135150A (en) Digital protective relay device
Viet et al. Automation and reliability improvement for distribution feeder

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080814

RH1K Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20090520

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20090927

PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120126

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130814