11 ПЗ РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 10 04 кВ (1230894), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Аварийный (аварийный электроэнергетический режим) – режим энергосистемы с параметрами, выходящими за пределы требований технических регламентов, возникновение и длительное существование которого представляет недопустимую угрозу жизни людей, повреждения оборудования и ведут к ограничению подачи электрической энергии в значительном объеме.
4.2 Расчёт времени срабатывания автоматического ввода резерва
Время срабатывания АВР выбирают по двум критериям:
– время АВР должно быть больше времени АПВ питающих линий;
– время АВР должно быть больше времени АВР на питающей сети.
С учётом того, что некоторые из электроприёмников тяговой подстанции являются потребителями особой группы первой категории надёжности электроснабжения требуется минимальное значения времени срабатывания согласно [13].
(4.1)
где -есть суммарное время срабатывания силовых ключей и релейных устройств, а именно отключение секций одних реле и включение секции других и равно не более 0.1 с.
- время выполнения программы микроконтроллера. С учётом того, что частота процессора Zelio Logic 333МГц, временем выполнения программ можно пренебречь.
- время срабатывание автоматического повторного включения, рассчитывается из условия:
(4.2)
где tГП – время готовности привода выключателя, для данной подстанции принимаем равное 0,2 с.
tЗАП –время запаса, принимается равным 0,5 с.
с; (4.2)
с. (4.1)
Если на схему АПВ поступает сигнал, что выключатель отключился, а со стороны управляющего выключателем ключа приходит сигнал, что ключ в положении «включено», то это означает, что произошло незапланированное (например, аварийное) отключение выключателя. Этот принцип применяется для того, чтобы исключить срабатывание устройств АПВ в случаях, когда произошло запланированное отключение выключателя. АПВ должно обязательно срабатывать при аварийном отключении на защищаемом участке сети.
АПВ не должно срабатывать, если выключатель отключился сразу после включения его через ключ управления. Подобное отключение говорит о том, что в схеме присутствует устойчивое повреждение, и срабатывание устройства АПВ может усугубить ситуацию. Для выполнения этого требования делают так, чтобы устройства АПВ приходили в готовность только через несколько секунд после включения выключателя. Кроме того, АПВ не должно срабатывать во время оперативных переключений, осуществляемых персоналом.
4.3 Блок-схемы алгоритма работы БУАВР
Алгоритм работы АВР представлен в виде блок-схем на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 - Блок-схема алгоритма работы АВР при нарушении питания на вводе 1
В начальный момент времени автоматические выключатели QF1 и QF2 замкнуты , QF3 разомкнут. Каждый момент времени происходит опрос трёхфазных реле контроля фаз и напряжений KV, которые установлены на каждый ввод и ДЭС. Проверка показаний реле осуществляется с помощью ПЛК по средствам дискретных сигналов. При изменении напряжения на любой из фаз, KV фиксирует показания и сравнивает их с записанными в ней минимальным и максимальным допустимыми значениями. Если напряжение будет выходить за установленные пределы, после выдержки времени ПЛК подаст сигнал на отключение вводного выключателя, а затем на включение секционного. Этот принцип работы справедлив при нарушения питания на любом из вводов. Тесть алгоритм работы БУАВР будет аналогичен. Алгоритм работы АВР при нарушении питания на обоих вводах представлен на рисунке 4.2
Рисунок 4.2 - Блок-схема алгоритма работы АВР при нарушении питания на обоих вводах.
При нарушении питания на обоих вводах реле KV1 и KV2 зафиксируют это и изменят положение своих контактов. После выдержки времени, ПЛК отправит команду на отключение выключателей QF1 и QF2. Затем после выдержки 30мс. после контроля отключенных выключателей обоих вводов контроллер подаст дискретный сигнал на включение ДЭС. Так как питание от ДЭС возможно только в аварийных режимах, то после восстановления питания на одном или обоих вводах ПЛК подаст сигнал на отключение вводного выключателя ДЭС и её остановку.
5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СХЕМЫ АВР
5.1 Выбор программируемого логического контроллера
В качестве ПЛК было выбрано интеллектуальное модульное реле ZELIO LOGIC SR3B261BD фирмы Schneider Electric полностью соответствующее требованиям для решения поставленной задачи. Внешний вид реле представлен на рисунке 5.1. Для полной совместимости каждого элемента схемы будем использовать оборудование одной фирмы (Schneider Electric).
Технические характеристики приведены в таблице 5.1
Рисунок 5.1 - Интеллектуальное модульное реле ZELIO LOGIC SR3B261BD
Таблица 5.1 - Технические характеристики ZELIO LOGIC SR3B261BD
Параметр | Значение |
Тип изделия | Модульное интеллектуальное реле Zelio Logic |
Модель | SR3B261BD |
Кол-во строк в программе или функциональных блоков | 120 с язык лестничных диаграмм LADDER программирование |
Время цикла | 6...90 мс |
[Us] номинальное напряжение питания | 24 V постоянный ток |
Потребляемый ток | 300 мА (без модулей расширения) |
Количество дискретных входов | 16 |
Напряжение дискретного входа | 24 V постоянный ток |
Кол-во выходов | 10 |
Пределы выходного напряжения | 5...30 V пост. ток |
Время отклика | 5 ms(из сост. 1 в сост. 0) 10 ms(из сост. 0 в сост. 1) |
Интеллектуальное реле (микроконтроллер) Zelio-Logic представляет собой независимый микроконтроллер, управляемый программой, написанной на особом логическом алгоритмическом языке. Это реле содержит структурные блоки по обработке шестнадцати дискретных входных сигналов, на основании которых программно формируются уровни десяти релейных выходных сигналов. В состав этого реле входят таймеры, позволяющие управлять выходными сигналами в функции времени исчетчики, с помощью которых производится программная обработка импульсных входных сигналов. Для хранения текущего состояния входных и выходных сигналов в структуре реле предусмотрено программное использование пятнадцати запоминающих элементов (катушек памяти).
Zelio-Logic имеет жидкокристаллический дисплей с настраиваемой подсветкой, на котором отображаются основные параметры системы. На лицевой панели так же расположены 6 клавиш для программирования и регулировки параметров. В интеллектуальное реле встроена память резервного копирования, позволяющая воспроизводить программу на другом реле (примеры: реализация аналогичного оборудования, дистанционная передача обновлений). Эта память обеспечивает также сохранение программы при замене изделия. В случае объединения запоминающего устройства с реле, не имеющим дисплея и клавиш, копия программы, содержащаяся в картридже, автоматически передаётся на интеллектуальное реле при подаче напряжения.
Модульные интеллектуальные реле Zelio-Logic, при необходимости, могут снабжаться расширение входов/ выходов. Коммуникационный интерфейс микроконтроллера, позволяет ему, подключаться к аналоговым модемам или модемам GSM. Эта функция предназначена для дистанционного контроля или управления машин или установок, работающих без обслуживающего персонала. Для эксплуатации интеллектуального реле существует программное обеспечение Zelio Soft, которое устанавливается на ПК.
Программное обеспечение Zelio Soft позволяет осуществлять:
– программирование на контактном языке (LADDER) или на языке функциональной блок-схемы(FBD);
– симуляцию, текущий контроль и диспетчерское управление (мониторинг);
– загрузку и удаление программ;
– редактирование персонализированных документов;
– автоматическую компиляцию программ;
– оперативные подсказки (помощь).
Программное обеспечение Zelio Soft контролирует приложения путём проверки согласованности. Малейшая ошибка ввода данных сигнализируется красным индикатором. Для локализации проблемы достаточно одного щелчка мышью. Zelio Soft позволяет в любой момент перейти на один из 6 прикладных языков (английский, французский, немецкий, испанский, итальянский, португальский) и редактировать прикладную документацию на этом языке.
Программное обеспечение Zelio Soft позволяет конфигурировать текстовые функциональные блоки, отображаемые на всех интеллектуальных реле с дисплеем. Имеет 2 режима тестирования: симуляция и текущий контроль.
Режим симуляции позволяет тестировать все программы без модуля, а именно:
– активировать дискретные входы;
– отображать состояние выходов;
– изменять напряжение аналоговых входов;
– активировать клавиши программирования;
– симулировать прикладную программу в реальном времени или в ускоренном режиме;
– отображать красным цветом различные активные элементы программы.
Режим текущего контроля программного обеспечения Zelio Soft позволяет тестировать программу, выполняемую реле, а именно:
– отображать программу в оперативном режиме;
– воздействовать на входы, выходы, вспомогательные реле и текущие значения функциональных блоков;
– устанавливать время;
– переходить из режима останова (STOP) в режим работы (RUN) и обратно.
В режимах симуляции и текущего контроля окно диспетчерского управления обеспечивает отображение состояния входов/выходов интеллектуального реле в среде прикладной программы в виде схемы или картинки.
5.2 Выбор блока питания для интеллектуального реле Zelio-Logic
Микроконтроллер Zelio-Logic питается от сети постоянного тока с напряжение 24В. Следовательно необходим блок питания, который будет подключен к одной фазе трёхфазной сети и нулевому проводу. То есть входное напряжение блока должно быть 220В переменного тока , а выходное 24В постоянного тока. Был выбран импульсный стабилизированный блок питания Schneider Electric Phaseo ABL8MEM24003. мощность
Внешний вид показан на рисунке 5.2
Рисунок 5.2 - Блок питания Phaseo ABL8MEM24003
Технические параметры:
Номинальное входное напряжение 100-240 В AC, 120-250 В DC. Выходные напряжение(ток): 24 В(0.3, 0.6 и 1.2 А). Точность выходного напряжения 3%. Диапазон мощностей от 7 до 30 Вт.