ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И

Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее
В.Г. Езерский
ООО «НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА»
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И
АВТОМАТИКИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНОБУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Научно-технический центр комплексных проблем механотроники НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» - первое российское предприятие, освоившее
без участия зарубежных фирм разработку и производство цифровых
устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), а также широкой
номенклатуры других изделий для оснащения распределительных
устройств класса от 0,4 до 220 кВ.
НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» не только пионер в создании
отечественной цифровой техники РЗА, но и инициатор разработки
нормативной базы в этой области. При участии специалистов предприятия
в 1993 г. институт «Энергосетьпроект» начал разработку «Общих
технических требований к микропроцессорным устройствам РЗА»,
изданных в 1997 г. фирмой «ОРГРЭС» в виде руководящего документа РД34.35.310-97.
В продукции центра использованы как традиционные решения в
области РЗА, так и новые идеи, реализуемые только на базе
микропроцессорной техники. Все разработки ведутся по заданиям,
согласованным с головными институтами и адаптируются к требованиям
заказчиков; в них реализуются проверенные многолетней отечественной
практикой решения в области РЗА, используются достижения передовых
зарубежных
компаний.
Ведущие
специалисты
НТЦ
«МЕХАНОТРОНИКА» имеют большой опыт разработки и внедрения
цифровой техники в различных областях промышленности, атомной
энергетике и в оборонной области, требующих высокой надежности и
долговечности работы изделий.
В наших устройствах используются электронные компоненты
ведущих мировых производителей. Все комплектующие изделия проходят
100% входной контроль, ведется операционный контроль узлов и модулей.
Все изготовленные устройства проходят 100-часовый технологический
прогон при повышенной температуре.
Проектирование и производство сертифицированы на соответствие
системе менеджмента качества ISO 9001 и проводятся под контролем
Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному
надзору РФ.
Сегодня на самых различных объектах энергетики по всей России и
за ее пределами успешно эксплуатируются свыше 9000 блоков ЦРЗА более
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее
200 модификаций. Продукция НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» сертифицирована в России, Белоруссии и Казахстане. Проводится сертификация в
Узбекистане.
НТЦ
«МЕХАНОТРОНИКА»
имеет
лицензии
ГосАтомНадзора(ГАН) на право разработки и на право изготовления
продукции для АЭС.
Ответственное
отношение
НТЦ
«МЕХАНОТРОНИКА»
к
обязательствам перед потребителями и постоянное совершенствование
качества, надежности и технического уровня продукции позволили
увеличить гарантийный срок на все изделия с 2-х до 5-ти, 7-ми, а с 2005 г. до 10 лет.
Все блоки разработаны и производятся с учетом применения в
отечественных электрических сетях, включая суровые климатические
условия, устойчивость к высоким уровням помеховой обстановки,
качество оперативного тока, метрологические параметры первичных
измерительных трансформаторов тока и напряжения, техническую
оснащенность и подготовленность персонала эксплуатирующих служб.
Более чем 10-летний опыт эксплуатации разработанных изделий
подтвердил достижение качественно новых возможностей устройств РЗА
серии БМРЗ:

Получение практически любых функциональных характеристик реагирования на аварийные составляющие электрических параметров
защищаемых объектов.

Обеспечение в одном устройстве РЗА многофункциональности
и многоканальности решения задач.

Местную или дистанционную настройку нескольких наборов
уставок с возможностью их оперативного ввода в работу.

Регистрацию и накопление аналоговой и дискретной информации в аварийных режимах и передачу ее на любой уровень управления.

Наличие системы самодиагностики, обеспечивающей высокие
показатели надежности и ремонтопригодности устройств РЗА, снижающей
трудоемкость обслуживания.
БМРЗ
обладают
следующими
общими
техническими
характеристиками:

Рабочий диапазон температур от минус 40 ºС до плюс 55 ºС.

Влажность воздуха до 98 %. Допускается конденсация влаги.
Устойчивость к выпадению инея и росы.

Питание блоков от переменного, выпрямленного или
постоянного тока с диапазоном питающих напряжений от 88 до 264 В.

Нечувствительность к пульсациям питающего напряжения
любого уровня и к перерывам питания до 0,5 с (до нескольких секунд по
заказу).
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее

Время готовности блоков к срабатыванию защиты после
включения оперативного питания - не более 0,2 с.

Обменные дискретные сигналы постоянного/переменного тока
с номинальными значениями напряжений 24, 110 или 220 В. Все дискретные входы защищены от ложных срабатываний при нарушениях изоляции
в цепях оперативного тока. Общее количество входов/выходов в блоках
БМРЗ - до 64.

Все входные и выходные цепи имеют гальваническую развязку
с обеспечением прочности изоляции до 2,5 кВ 50Гц и 5 кВ импульсного
напряжения. Сопротивление изоляции - не менее 100 МОм.

Выходные дискретные сигналы – контактные или
бесконтактные.

Динамический диапазон измеряемых аналоговых сигналов
тока и напряжения от 0,1 до 120 А и от 0,1 до 120 В.

Погрешности срабатывания: по току и напряжению – не более
2 %; по времени – не более 1 %.

Возможна калибровка по измеряемым параметрам с выдачей
Сертификата о калибровке (по заказу).

Мощность потребляемая по цепям тока и напряжения – не
более 0,5 ВА.

Термическая стойкость токовых цепей – до 500 А/1с.

Подавление высших гармоник для защит, действующих по
основной гармонике – не менее 30dB.

Чувствительность каналов тока 3I0 – от 3 мА (0,1А по
первичному току).

Устойчивость к высоким уровням электромагнитных помех,
предусмотренным российскими стандартами и нормами МЭК.

Отсутствие требований к специальному контуру заземления и
к экранированию вторичных цепей КРУ.

Функция календаря и часов позволяет фиксировать время
событий с дискретностью 10 мс. Точность хода часов 3 с в сутки без
корректировки и ±10 мс с корректировкой по каналу АСУ.

При срабатывании защиты автоматически фиксируется
осциллограмма мгновенных значений всех аналоговых и дискретных
сигналов.

Регистрация параметров 9 аварийных событий.

Счетчик пусков и срабатывания защит, отключений
выключателя емкостью до 999.

Контроль исправности цепей управления коммутационных
аппаратов - КА, длительности их циклов управления КА и расчет ресурса
КА по паспортным данным их коммутационной стойкости.
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее

Два последовательных порта для связи с ПЭВМ и АСУ.

Скорость обмена с АСУ от 600 до 57600 бит/с.

Память блока, после снятия питающего напряжения,
обеспечивает хранение уставок и конфигурации защит в течение всего
срока службы. Хранение параметров девяти последних аварийных
событий, информации об общем количестве, а также о времени пусков и
срабатываний защит, количестве отключений выключателя и циклов АПВ
обеспечивается, без питания, в течение 200 часов.

Смена конфигурации защит, блокировок и уставок осуществляется с санкционированным доступом с пульта блока или дистанционно.

Текущие параметры сети и параметры аварийных событий
могут быть представлены в первичных или вторичных величинах.

Возможность организации технического учета электроэнергии
в комплекте со счетчиком с телеметрическим выходом. К одному БМРЗ
может подключаться до 4-х счетчиков.
Высокая ремонтопригодность блоков БМРЗ обеспечивается
унификацией аппаратного состава, модульной конструкцией с легко
заменяемыми модулями и эффективной системой самодиагностики блока,
автоматически выявляющей и выдающей сообщение о неисправном
модуле, что позволяет быстро отремонтировать терминал РЗА
непосредственно на объекте, путем замены отказавшего модуля.
Подтверждая свое лидерство в области цифровых технологий для
электроэнергетики НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» представляет на рынок
свои новейшие разработки
комплекс защит подстанционного
оборудования 110 (220) кВ.
Комплекс защит выполнен на единой микропроцессорной базе и
включает ряд скомпонованных по шкафам терминалов, выполняющих в
полном объеме функции основных и резервных защит элементов
подстанции от всех видов повреждений, а также функции автоматики и
управления выключателями, управления, сигнализации, сбора и
регистрации информации. Логические цепи шкафов обеспечивают
возможность применения различных терминалов для произвольных схем
распределительных устройств на любой из сторон, включая варианты
подключения одного, двух, трех и более выключателей, разъединителей,
замыкателей и других коммутационных аппаратов.
Уникальным решением, не имеющим аналогов на отечественном
рынке, является установка в шкафах - терминалов РЗА без
индивидуальных пультов с ЖК индикаторами, и установка в шкафах панельного промышленного компьютера, который обеспечивает:
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее

максимально удобное общение персонала с терминалами РЗА
(сенсорное управление с экрана ПК);

отображение большего объема информации;

возможность обработки и архивирования информации;

ведение журналов событий и действий персонала;

электронные
подсказки
и
инструкции
персоналу,
минимизирующие возможность ошибочных действий персонала;

возможность анализа аварийных событий и осциллограмм;

определение места повреждения по нескольким алгоритмам
любой сложности;

подключение данного шкафа (группы шкафов) к верхнему
уровню АСУ по Ethernet, TCP/IP без дополнительных контроллеров.
Номенклатура выпускаемых шкафов позволяет выполнить
полноценную защиту подстанционного оборудования в полном объеме.
Основной принцип компоновки терминалов по шкафам:
обеспечение надежного отключения КЗ при:

отказе любого терминала;

выводе терминала или шкафа защиты из работы для
профилактического обслуживания и ремонта.
Помимо типовых шкафов, составляющих комплекс защит
подстанционного
оборудования,
НТЦ
“МЕХАНОТРОНИКА”
изготавливает шкафы защит, выполненные в соответствии с
индивидуальными требованиями заказчика - как по номенклатуре
применяемых терминалов, так и по конструктивным и схемотехническим
особенностям.
Возможность изменения характеристик блоков серии БМРЗ под
условия его применения (адаптивность), обусловливает привлекательность
шкафов производства НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» как для новых, так и
для реконструируемых объектов.
На основе единой конструктивно-аппаратной платформы серии
шкафов РЗА производятся и уже эксплуатируются в настоящее время:
ШЗЛ-МТ
ШЗО-МТ
ШЗТ-МТ
ШЗШ-МТ
ШКН-МТ
ШОВ-МТ
ШСВ-МТ
-
Шкаф защиты линий
Шкаф защиты ошиновки
Шкаф защиты трансформатора
Шкаф защиты шин
Шкаф контроля напряжения
Шкаф обходного выключателя
Шкаф секционного выключателя
Основными идеями, реализованными разработчиком при создании
нового поколения шкафов РЗА, являются:

соблюдение отечественных принципов выполнения РЗА;
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее

повышение
эксплуатационных
характеристик
РЗА
быстродействия, чувствительности, точности и надежности - благодаря
использованию цифровой элементной базы;

гибкость аппаратной и программной структуры;
Конкурентные преимущества нового поколения шкафов РЗА:

уменьшение количества шкафов и рациональное использование производственных площадей для их установки;

придание шкафам уникальных информационных возможностей, благодаря наличию встроенной ЭВМ, максимально облегчающих
работу персонала и минимизирующих вероятность ошибочных действий
персонала;

снижение стоимости необходимого оборудования;

бесплатная десятилетняя гарантия на все оборудование НТЦ
«Механотроника»;

единая конструктивно-аппаратная платформа шкафов РЗА,
снижающая затраты на профилактическое обслуживание релейной
защиты;

отсутствие в изделии компонентов, вызывающих негативное
влияние на экологическую обстановку;

шкафы и монтируемое в них оборудование совместимы с
любыми устройствами защиты других производителей.
Нельзя обойти вниманием принципиально новые направления работ,
выполняемых НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» - автоматизация сетей
напряжением 6-35 кВ и дуговая защита КРУ напряжением 6-35 кВ.
На основании общих технических требований, предъявляемых к
устройствам автоматизации сетей 6-35 кВ, НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА»
разработала абсолютно новое изделие БАРС-МТ, обеспечивающее:

автоматическое
выделение
минимального
участка
поврежденной линии и подключение неповрежденных участков линии к
резервному источнику (при двухсто-роннем питании);

максимальную токовую защиту МТЗ с отстройкой при
включении двигательной и «холодной» нагрузки;

защиту от однофазных замыканий на землю;

защиту минимального напряжения;

защиту от несимметрии и обрыва фаз;

автоматическое повторное включение (АПВ) с кратностью до
5-ти циклов и блокированием при наличии напряжения на стороне
нагрузки;
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее

автоматическое включение резерва АВР с возвратом к схеме
нормального режима оперативным персоналом или по телеуправлению;

сбор информации для определения места повреждения.
Результатом работы НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» в области дуговой
защиты явилось создание устройства дуговой защиты КРУ 6-35 кВ
ДУГА-МТ, предназначенного для:

локализации дуговых замыканий до отсека ячейки КРУ;

селективного отключения поврежденных присоединений.
Устройство имеет гибкую логику работы, широкие сервисные
возможности и аппаратную унификацию с блоками серии БМРЗ и
предназначено для работы с оптоволоконными, фототиристорными и
клапанными датчиками дуговых замыканий.
Для построения полномасштабной системы АСУ энергетических
объектов необходимо получение информации не только от цифровых
устройств РЗА, но и от оборудования, на котором нет устройств защиты.
Для получения такой информации в дискретном и аналоговом виде
предназначена еще одна разработка НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА» УСО-МТ. Это устройство внедрено и успешно эксплуатируется на
Ленинградской атомной электростанции в составе АСУ – ПТК «Защита».
Одновременно с освоением новых направлений работ, НТЦ
«МЕХАНОТРОНИКА» активно продолжает совершенствовать широко
известную линейку цифровых терминалов РЗА БМРЗ.
БМРЗ-100 - дальнейшее развитие широко известного бренда –
сохранило унификацию аппаратной структуры и основные техническоэксплуатационные характеристики всего функционального ряда блоков
БМРЗ: работа в диапазоне температур от – 40 °С до + 55 ºС, с допустимой
влажностью воздуха до 100 %, устойчивость к высоким уровням
электрических помех, пульсации питающего напряжения и непревзойденный срок бесплатной гарантии – 10 лет.
Уникальное свойство – наличие свободно-программируемой логики,
позволяющее свободно перепрограммировать терминал, делает БМРЗ-100
абсолютно универсальным устройством, снимающем все проблемы
потребителя при заказе оборудования, на стадии проектирования, при
модернизации КРУ на объекте и решающее проблему морального старения
оборудования. Универсальность аппаратного исполнения и малые
габаритно-весовые
характеристики
БМРЗ-100
сокращают
срок
изготовления изделия до 15-ти дней и существенно снижают его
стоимость.
Исключительные рабочие характеристики БМРЗ-100, универсальность и гибкость в применении, в сочетании с низкой стоимостью,
коротким сроком изготовления и всесторонней технической и сервисной
Международная научно-практическая конференция
ЦБП России – взгляд в будущее
поддержкой разработчика и производителя – НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА»,
найдут ему широкое применение в КРУ собственных нужд
электростанций, РП сетевых предприятий, в промышленности и ЖКХ, на
объектах нефтегазового комплекса и в тяговых подстанций железных
дорог и метрополитена.
Залогом успешного 16-летнего опыта разработки и производства
цифровых устройств РЗА для таких ведущих отраслей народного
хозяйства как, атомная энергетика и электроэнергетика, железнодорожный
транспорт и нефтегазовая отрасль, а также целлюлозно-бумажная
промышленность является высокий научный потенциал разработчиков и
инженеров, использование собственного «ноу-хау», новейших передовых
разработок и самое современное и высокотехнологичное производство,
безупречное выполнение своего дела и
высочайшие требования к
качеству.