Тестирование цифровых реле
Цифровые реле
Современные цифровые реле не являются реле в привычном смысле этого слова. Это сложные, компактные, многофункциональные устройства на базе микропроцессоров, которые являются полноценными защитными и управляющими подсистемами. Они содержат электронные и компьютерные ресурсы, обеспечивающие весь комплекс защиты, а не просто одну или две защитные функции.
Уже устаревшие, но все еще повсеместно применяющиеся электромеханические реле, имеют достаточно длительное время срабатывания и всего лишь одну элементарную защитную функцию. Это «наследство» можно проследить, например, и в солидных релейных установках, таких как реле повторного срабатывания и максимальной мощности. Эти релейные конструкции будут еще долго использоваться в старых сетях высокого напряжения, потому что существует неразрывная взаимосвязь между сетью и традиционными реле. Однако преимущества от использования цифровых реле с лихвой компенсируют стоимость замены традиционных реле на цифровые, так что выбор в пользу цифровых реле очевиден. Надежность, многофункциональность, точность и лёгкость управления — это лишь некоторые их плюсы, кроме того, удобство в тестировании и эксплуатации делают цифровые реле безоговорочно лучшими техническими устройствами среди всех современных защитных систем.
В таблице I приведены основные различия между традиционными и цифровыми реле по следующим параметрам: тестирование, необходимые инструменты и требуемые навыки.
| Традиционное реле | Цифровое реле | |
|---|---|---|
| Сложность типового тестирования | средняя | высокая |
| Сложность введения в эксплуатацию | средняя | высокая |
| Частота плановых проверок | часто | редко |
| Частота специальных проверок | часто | иногда |
| Тестирование при помощи компьютера | рекомендуется | да |
| Требования к навыкам оператора | средние | высокие |
Тестирование
Самое обстоятельное тестирование реле включает в себя полную и правдоподобную имитацию неисправности. Симуляторы сочетают мощные компьютерные ресурсы и устройство генерирования сигналов для имитации электрической неисправности, кроме того они получают информацию от устройства РЗиА, что позволяет провести полную проверку исправности новейшего устройства РЗиА.
Хотя применение симуляторов в некоторых случаях является обязательным, в большинстве случаев для тестирования используется более простое оборудование. Обычно это переносные устройства, а иногда стационарные тестовые установки, которые устанавливаются в панели защит вместе с самими реле.
Традиционные реле отличаются от цифровых реле не только способами тестирования, но и контрольными уровнями и целями, которые они преследуют, в зависимости от различных сценариев: это может быть функциональное тестирование, ввод в эксплуатацию, специальное (диагностическое, корректирующее) тестирование или плановая проверка.
Функциональное тестирование
Функциональное тестирование проводится перед установкой новой модели защитного оборудования, и обычно состоит из проверки заявленных защитных функций и совместимости реле с другими компонентами сети. Испытания в режиме короткого замыкания, обычно сопутствующие функциональным испытаниям, могут включать в себя использование сложной специализированной методологии и высокоспециализированного оборудования, например, ранее упоминавшихся симуляторов неисправностей. Симуляторы – это специализированное дорогостоящее оборудование, обычно смонтированное на стойке и используемое для проверки технических характеристик цифровых реле в лабораториях. Функциональное тестирование включает в себя далеко не только проверку на совместимость и приложение низковольтных токов к входным терминалам защитного устройства. Нужны сильные токи, хорошие каналы ввода-вывода, сложное моделирование, тщательный расчет параметров, одновременная подача тока и получение данных о неисправности на линии и срабатывании реле, что исключает возможность использования для проверки обычных портативных устройств.
Тестирование при вводе в эксплуатацию
Эксплуатационные испытания проводятся на установленном оборудовании, прямо перед тем как электрооборудование или его часть впервые вступит в эксплуатацию. Из этого определения вытекают два важных пункта, которые определяют параметры требуемых инструментов и методов тестирования.
·Портативное оборудование требуется для тестирования на месте.
·Реле тестируется как неотъемлемая часть многофункционального защитного устройства, которое включает в себя соединительные провода, дополнительные устройства и другие реле.
При вводе в эксплуатацию, как правило, обнаруживаются неисправные провода, неверные настройки реле, ошибки, связанные с полярностью, а иногда и сочетание всех трех неисправностей, что делает проверку некоторых объектов утомительным и длительным делом. Технические навыки и соответствующие инструменты — вот ключ тому, чтобы довести продолжительность эксплуатационных испытаний до минимума.
Специальное (диагностическое, корректирующее) тестирование
Специальное или диагностическое/корректирующее тестирование проводится, если защитное устройство не сработало, как это ожидалось, при возникновении реальной неисправности.
Точное воспроизведение неисправности — это один из наиболее эффективных способов узнать причины отказа реле. Информация о неисправности в цифровом виде записывается в дискретный файл с большой скоростью дискретизации и направляется на тестируемое оборудование, где воспроизводится на подозрительных аналоговых и цифровых вводах — выводах реле. Распознавание реле параметров неисправности и следующее за этим его срабатывание в пределах соответствующего периода, а также активация ввода/вывода затем сравниваются с ожидаемыми значениями, и при необходимости корректируются неверные настройки.
Плановое тестирование
Функция самотестирования, имеющаяся во многих цифровых реле, а также расширенные возможности управления и обратной связи, значительно упрощают и уменьшают частоту плановых проверок примерно в 100 раз по сравнению с традиционными реле.
Теперь тестирование (обычно это просто проверка правильности измерения напряжения, тока и фазового угла) проводятся очень быстро и состоят из несложных действий на определенных критически-важных реле, при этом используется самое простое оборудование.
Система Ментор 12 для тестирования устройств РЗиА
Рост специализации технического персонала, ответственного за контрольные испытания, а также усложнение защитных устройств, делают необходимым использование компьютерных технологий, которые должны ускорить процесс перехода от самых простых поэлементных проверок до самых сложных автоматических проверок.
Уникальность системы Ментор 12 заключается в объединении проверенных временем традиционных методов тестирования реле с самыми передовыми технологиями и компьютерной обработкой результатов, что позволяет тестировать все типы РЗиА с необходимой эффективностью и точностью. Технические характеристики и используемые методы диагностики РЗиА, реализованные в системе Ментор 12 являются инновационными, отвечают самым современным требованиям, однако не противоречат и не конфликтуют с системами предыдущих поколений. Эргономичность, интуитивно понятное меню рабочих процедур, удобный интерфейс обеспечивают простоту и удобство использования системы Ментор 12. Программное обеспечение постоянно обновляется и может быть доработано под любую конкретную техническую задачу.
Выходы 100 ВА, реверсивные каналы ток/напряжение, высокоточный встроенный таймер, сдвоенные входы и выходы, встроенный GPS, коммуникационные порты и другие особенности делают Ментор 12 самой эффективной и современной системой тестирования цифровых устройств РЗиА. Теперь нет необходимости использовать дополнительный компьютер, так как каждая система Ментор 12 имеет встроенный компьютер для обработки результатов тестирования и моделирования аварийных процессов. Все результаты могут быть сохранены и обработаны с помощью специального программного обеспечения и использованы в дальнейшей работе.
Выводы
Цифровые реле кардинальным образом меняют наши взгляды на тестирование защитных устройств. Это во многом меняет традиционные представления по различным аспектам:
- компоновка цепи, функции управления, практическое применение, планирование и тестирование реле;
- требования к техническому персоналу;
- требования к испытательному оборудованию;
- обучение.
В данном документе мы попытались кратко сформулировать и синтезировать основные подходы и идеи, связанные с применением новейших цифровых технологий в современных устройствах РЗиА.
По материалам компании EuroSMC S.A.
