Настройка радиоканала и параметров защит микропроцессорного реклоузера

Введение

Проблема связи между аппаратурой деления сети, в частности между секционным выключателем (реклоузером) и пунктом управления, особенно актуальна в современных протяженных радиальных системах распределения энергии. Когда управляемое устройство значительно удалено от пункта управления, правильная настройка автоматики и защиты и введение радиоканала приобретают особое значение. В настоящей статье эта проблема определяется с помощью наглядных расчетов и практических данных. Изначально реальная система анализируется, чтобы определить новые требования к характеристикам реклоузера и иметь возможность координировать работу с пультом управления в новой конфигурации системы. Реклоузеры, выполненные на базе микропроцессоров, полностью соответствуют всем требованиям. Например, радиоканал используется в случае неуспешной активации автоматического повторного включения (АПВ), принудительного отключения или включения выключателя, изменения параметров защиты и автоматики, а также при снятии и записи нормальных и аварийных параметров, если возникают наихудшие условия отказа.

Рис. 1. Принципиальная схема подключения реклоузера

Обнаружение и восстановление неисправностей, особенно в энергетическом распределительном секторе, — это наиболее важная проблема при обеспечении надежной работы энергосистемы. Радиоканал позволяет эксплуатирующим организациям дистанционно или автоматически реконфигурировать электрическую сеть в ответ на незапланированные и плановые отключения. Чтобы понять, что представляет собой функциональное устройство реклоузера, обратимся к рис. 1 и рис. 2, на котором изображен принцип организации радиоканала.

Рис. 2. Принцип организации радиоканала

Сегодня, с появлением систем связи TCP/IP, доступ через общий канал связи к множеству удаленных устройств стал обычной практикой. Благодаря IP-стеку, предусмотренному в интеллектуальном контроллере, протоколы и мастер SCADA, а также собственные протоколы могут быть маршрутизированы к удаленным программным пакетам поставщиков, чтобы обеспечить полный инженерный доступ к средствам управления интеллектуальным реклоузером.

Результаты исследований

Основная задача данной статьи — познакомить читателей с тем, как следует делать расчет параметров защит, автоматики и радиоканала микропроцессорного реклоузера на линии 107, а также последующая проверка работоспособности системы. При этом мы учитываем, что эксплуатационный персонал не имеет навыков настройки и расчета.

Для организации обмена между верхним и нижним уровнем разработчики коммутационного модуля предусмотрели радио/сотовую связь, с применением радио/GSM- и GPRS/PLC-модемов линий связи, возможность выбора между телекоммуникационными интерфейсами RS-232 и RS-485. Благодаря наличию стандартного порта RS-232 скорость передачи информации достигает 19 200 кбит/с.

Рассмотрим настройку и подключение вакуумного реклоузера на примере РВА/TEL-10-12,5/630. Процесс установки GSM-терминала показан на рис. 3, а настройки блока управления — на рис. 4.

Рис. 3. Установка и подключение GSM-терминала в блок управления

Построим карту Л-107 «Сура» и отобразим ее на рис. 4.

Рис. 4. Карта Л-107

Рассчитаем параметры срабатывания защит и автоматики в программе MathCad, расчеты изображены на рис. 5–8.

Рис. 5. Cкриншот расчетов параметров защищаемой линии в среде MathCad. Часть 1

Рис. 6. Cкриншот расчетов параметров защищаемой линии в среде MathCad. Часть 2

Рис. 7. Cкриншот расчетов параметров защищаемой линии в среде MathCad. Часть 3

Рис. 8. Cкриншот расчетов параметров защищаемой линии в среде MathCad. Часть 4

Современные интеллектуальные системы цифровой защиты позволяют автоматизировать процессы ликвидации аварий. Основным преимуществом обнаружения, изоляции и восстановления неисправностей является повышенная надежность, часто измеряемая с помощью индекса средней продолжительности прерывания системы (SAIDI). Реклоузеры считаются ключевыми строительными блоками интеллектуальной сети, доступными для программ обнаружения, изоляции и восстановления неисправностей в распределительных системах. Процесс настройки показан на рис. 9.

Рис. 9. Настройка блока управления и радиоканала реклоузера

Обмен между шлюзами верхнего и нижнего уровня происходит по стандартным протоколам: МЭК-101, МЭК-104, Modbus, аналогично DNP3 (передача данных по изменению параметра, без запроса диспетчера). При использовании других видов протоколов в низковольтном модуле имеется конвертер для преобразования различных протоколов цифровых устройств из одного формата в единый унифицированный формат.

Основное преимущество реализации удаленного доступа заключается в реализации постоянного контроля работы реклоузера, особенно в случае аварийных ситуаций или сбоя. Местное управление, которое применяется в стандартной схеме, не способствует оперативному принятию решений по диагностике и устранению неполадок, а также корректированию изменений нагрузки. Данный недостаток устраняется только резервированием местного режима управления дистанционным. Результат реализации удаленного управления показан на рис. 10.

Рис. 10. Диспетчерское управление реклоузером

Также удалось получить практические значения аварийных ситуаций, они показаны на рис. 11, 12.

Рис. 11. Скриншот аварийных нарушений в данной сети. Часть 1

Рис. 12. Скриншот аварийных нарушений в данной сети. Часть 2

Мы получили значение аварийных составляющих при коротком замыкании в конце линии.

Как видно на рис. 13, автоматика сработала штатно.

Рис. 13. Результат работы автоматики

Выводы

В итоге мы настроили релейную защиту, автоматику и радиоканал реклоузера. Результат настройки радиоканала показан на рис. 10–12, а релейной защиты и автоматики — на рис. 13. Особенность данной работы заключается в универсальности предложенного алгоритма расчета параметров радиальной одноцепной линии. Также в статье описан процесс установки GPS-модуля.