Тема: Микропроцессорные системы контроля защитной и коммутационной аппаратуры
Для того, чтобы получать информацию о состоянии аппарата, находящегося в КРУ на электростанции или на подстанции, вся электрическая аппаратура конструируется со вспомогательными контактами – маломощными контактами, которые замыкаются или размыкаются синхронно с основными контактами аппарата, под действием того же привода. Эта информация бывает очень важна для оператора, наблюдающего за работой всей сети с помощью специального пульта.
До недавнего времени пульт представлял собой набор сигнальных ламп, сигнализирующих о замыкании одного из вспомогательных контактов одного аппарата. Если учесть, что таких электрических аппаратов может быть несколько сотен, то пульты получаются очень громоздкими и адекватная реакция оператора на события в сети требует большого внимания и навыков работы с пультом.
Для облегчения работы оператора пульты в настоящее время снабжаются микропроцессорными системами сбора информации, которые непрерывно опрашивают состояние всех вспомогательных контактов, фиксируют изменения этих состояний и выдают оперативную информацию об изменениях в сети. Микропроцессорный пульт фиксирует последовательность изменений абсолютно достоверно и указывает временные интервалы между срабатываниями аппаратов. Это позволяет оперативно проанализировать ситуацию и принять меры по ликвидации аварии.
На рис. 10.8. показана структурная схема системы сбора информации о состоянии реле токовой защиты КА1 и КА2 и контактов выключателей Q1 и Q2 на подстанции, где установлен понижающий трансформатор Т.
Рис. 10.8. Структурная схема МПУ сбора информации
о состоянии аппаратуры
Один из проводов, подключенных к вспомогательным контактам К1, К2, К3 и К4 заземлен, а второй идет на параллельный интерфейс МПУ. Микропроцессор периодически опрашивает состояния всех входов параллельного интерфейса и сравнивает с предыдущими состояниями. Если возникают изменения в состоянии вспомогательных контактов, например, сработало реле защиты КА1, это будет тут же зафиксировано микропроцессором как изменение разряда, соответствующего этому реле. Информация о событии будет отражена на Индикаторе, а с помощью Принтера её можно оформить в виде документа – протокола.
Срабатывание реле защиты КА1 вызовет срабатывание выключателя Q1 и повлечёт изменение состояния другого разряда, что тоже будет отражено на индикаторе и в протоколе. В результате оператор будет иметь полную картину событий и сможет проанализировать ситуацию и оперативно принять меры. Опрос вспомогательных контактов современные МПУ сбора информации производят всего за 1-3 мс, что позволяют полностью зафиксировать во времени всю картину процесса срабатывания защиты, длящегося как правило 10-50 мс.
Микропроцессорная система сбора информации намного удобнее, чем традиционный пульт с лампами, но она неудобна при монтаже, поскольку от каждого вспомогательного контакта аппарата необходимо выводить свой провод.
В современных системах сбора информации параллельный интерфейс заменяют на последовательный, а линии связи соединяют в сеть, что представлено на рис. 10.9.
Рис. 10.9. Система сбора информации с
последовательным каналом передачи
Последовательный интерфейс позволяет кодировать информацию о состоянии вспомогательного контакта и передавать её в виде набора импульсов заданной длительности. Причем, если обеспечить разделение во времени передачи информации от каждого аппарата, то достаточно иметь лишь одну пару проводов, проходящих через все аппараты и соединенных с приемником последовательного интерфейса, находящимся в МПУ. Количество проводов при этом резко уменьшается, но для организации правильной передачи и синхронизации передачи от электрических аппаратов, необходимо в каждый аппарат ставить передатчик последовательного кода и небольшой микропроцессор (МПУ1 – МПУ4), кодирующий состояния вспомогательных контактов этого аппарата и управляющий передачей данных. Таким образом, в составе каждого электрического аппарата появляются микропроцессорные устройства, но они не влияют на функционирование аппарата, а только собирают информацию о его состоянии и передают ее на пульт.
Приведенные примеры наглядно демонстрируют те новые возможности, которые открываются перед электроаппаратостроением с появлением одноплатных и однокристальных микроконтроллеров. Изучение приемов проектирования и программирования микропроцессорных систем как электрических аппаратов является предметом инженерной подготовки специалистов в этой области. Несмотря на то, что применение сложных электронных схем в электрических аппаратах пока еще связано с рядом технических трудностей (требуется обеспечить защиту от помех, тепловых и электромагнитных воздействий), за аппаратами с микропроцессорным управлением большое будущее.