Бмрз что это такое
Основные особенности и функциональные возможности устройств релейной защиты БМРЗ-100
Для защиты объектов в сетях 6-35 кВ НТЦ «Механотроника» выпускает широко известные устройства релейной защиты серии БМРЗ-100.
Специалисты НТЦ «Механотроника» продолжили развивать удачные технические решения, реализованные в БМРЗ-100.
Для усовершенствования устройств были применены новейшая элементная база, мощный процессор обработки данных, учтены пожелания проектных и эксплуатирующих организаций и значительно расширены возможности аппаратной платформы и программного обеспечения устройств.
Аппаратные возможности БМРЗ-100
Обновленная линейка устройств БМРЗ-100 включает в себя три модификации, отличающиеся функциональными возможностями: БМРЗ-100, БМРЗ-120 и БМРЗ-150.
В табл. 1 приведены аппаратные различия устройств серий БМРЗ-100.
Все обновленные устройства имеют на лицевой панели незамерзающий дисплей, клавиатуру для изменения установок защит и просмотра информации, десять свободно назначаемых светодиодных индикаторов и две свободно назначаемых кнопки.
Все устройства БМРЗ-100 оснащены USB-портом для связи с компьютером. Для настройки устройства, а также считывания аварийной информации нет необходимости подавать оперативное питание на устройство, достаточно питания по USB кабелю.
Современный коммуникационный контроллер устройств БМРЗ-120 и БМРЗ-150 предоставляет два канала передачи данных в систему АСУ: RS-485 и проводной или оптический Ethernet и два аналогичных канала синхронизации времени.
С целью точной синхронизации времени в устройствах БМРЗ-120 и БМРЗ-150 предусмотрен вход для подключения сигнала коррекции времени PPS.
Устройства серии БМРЗ-100 могут быть включены в автоматизированную систему управления (АСУ) с использованием следующих стандартных протоколов информационного обмена: MODBUS-RTU, MODBUS-TCP, МЭК 60870‑5-101, МЭК 60870‑5-103, МЭК 60870‑5-104, МЭК 61850. Работа БМРЗ-100 по протоколам обмена данными МЭК 60870‑5‑101 и МЭК 60870‑5‑104 подтверждена сертификатом соответствия профиля СО ЕЭС.
Для синхронизации времени в устройствах БМРЗ-120 и БМРЗ-150 могут быть использованы современные цифровые протоколы синхронизации времени TCIP, NMEA, SNTP.
Внешний вид устройства многофункциональной серии БМРЗ-150 представлен на рис. 1. Табл. 2, в которой приведены варианты исполнения устройств БМРЗ-100, делает заметным одно из основных преимуществ модификации БМРЗ-150 – аппаратную унификацию. Блоки БМРЗ-150 отличаются лишь программным обеспечением, что позволяет минимизировать количество устройств, находящихся в резерве.
Программные возможности БМРЗ-100
В ходе работы над совершенствованием устройств БМРЗ-100 особое внимание было уделено принципам построения программного обеспечения. Специалисты НТЦ «Механотроника» тщательно проанализировали имеющиеся на настоящее время методы конфигурирования и настройки цифровых устройств РЗА, постарались учесть все их преимущества и исключить недостатки.
Функциональное программное обеспечение обновленных устройств БМРЗ-100 сразу готово к работе – достаточно задать уставки защит и автоматики. Выполняемые функции, минимальные необходимые входные и выходные сигналы, все внутренние связи жестко заданы в заводском программном обеспечении, их работа гарантируется производителем – НТЦ «Механотроника».
В то же самое время в программе заложены возможности, позволяющие при необходимости легко осуществить дополнительные назначения выходных сигналов на свободные программируемые выходы (например, повторители сигналов отключения, положения выключателя (рис. 2)), привязку программируемых входов к логическим сигналам заводской программы (например, осуществить блокирование ступени максимальной токовой защиты от дискретного сигнала (рис. 3)).
Кроме простых изменений, предусмотрена возможность решения и более сложных задач, вплоть до создания собственных функций защиты и автоматики (например, алгоритма управления системой охлаждения). Для этих целей программа «Конфигуратор-МТ» для настройки устройств БМРЗ-100 обладает полноценным редактором для создания дополнительных алгоритмов работы (рис. 4).
Таким образом, обеспечивается возможность простой модификации программного обеспечения БМРЗ-100 для привязки к проекту, с сохранением заводской гарантии его работы – ведь все ключевые и ответственные функции защиты и автоматики закрыты от изменений.
Внешнее программное обеспечение «Конфигуратор-МТ» – единое программное обеспечение, предназначенное для выполнения конфигурирования и мониторинга состояния БМРЗ-100. «Конфигуратор-МТ» входит в комплект поставки БМРЗ-100 и предоставляется бесплатно.
Функциональные возможности БМРЗ-100
Заводские версии программного обеспечения включают в себя все требуемые действующей редакцией ПУЭ функции защиты и автоматики, а также дополнительные возможности (табл. 3). Отдельного внимания заслуживает функция определения направления однофазного замыкания на землю – СНОЗЗ. Селективное отключение однофазных замыканий в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, а особенно при дуговых замыканиях, является давно известной проблемой.
Проблема связана с низким уровнем (а в случае полной компенсации – с отсутствием) токов нулевой последовательности при замыкании на землю.
Существуют различные способы и устройства защиты таких сетей, однако наиболее распространенным остается способ последовательного ручного отключения присоединений. Автоматические специализированные устройства защиты от однофазных замыканий, обеспечивающие селективное срабатывание, сложны в настройке и эксплуатации и далеко не всегда обеспечивают надежное селективное срабатывание.
В НТЦ «Механотроника» разработана функция селективной направленной сигнализации однофазных замыканий на землю СНОЗЗ, работающая децентрализованно в составе обычного терминала релейной защиты и автоматики.
Работа функции СНОЗЗ основана на анализе фаз тока и напряжения нулевой последовательности в момент возникновения однофазного замыкания на землю.
Особенности цифровой обработки и возможности мощного многоядерного процессора новых блоков БМРЗ-100 позволили отказаться от сложно определяемых уставок защиты: для функции СНОЗЗ требуется указать лишь тип нейтрали сети: изолированная, компенсированная или резистивно-заземленная.
Функция СНОЗЗ успешно прошла многочисленные лабораторные и, что немаловажно, натурные испытания на объектах заказчиков.
Обновленная линейка устройств БМРЗ-100 позволяет успешно решать задачи релейной защиты и автоматики элементов энергосистемы напряжением от 6 до 35 кВ. Благодаря аппаратной унификации устройств БМРЗ-150 защита распределительной подстанции 6 (10) кВ выполняется на базе всего одного аппаратного исполнения устройства. Защита трансформаторной подстанции 35 / 6 (10) кВ выполняется на базе двух аппаратных исполнений устройства БМРЗ-150.
Программное обеспечение устройств БМРЗ-100 содержит в своем составе все необходимые алгоритмы защиты и автоматики. Внешнее программное обеспечение «Конфигуратор-МТ» с легкостью позволяет адаптировать устройство под конкретное применение, учесть существующие на энергообъекте нюансы.
БМРЗ-100 с успехом решает такие задачи, как ОМП и селективная защита от ОЗЗ. На подстанциях, оборудованных устройствами БМРЗ-100, нет необходимости устанавливать дополнительные устройства ОМП и сложные системы защиты от ОЗЗ.
Мощный коммуникационный модуль позволяет интегрировать устройства БМРЗ-100 в любую современную систему АСУ (в том числе производства НТЦ «Механотроника»).
На основе обновленной линейки БМРЗ-100 НТЦ «Механотроника» предлагает комплексные решения по организации релейной защиты и автоматики подстанций 35 / 6 (10) кВ.
«> Основные особенности и функциональные возможности устройств релейной защиты БМРЗ-100 Код PHP » data-description=»Для защиты объектов в сетях 6-35 кВ НТЦ «Механотроника» выпускает широко известные устройства релейной защиты серии БМРЗ-100.
Применение микропроцессорных терминалов РЗА на примере БМРЗ, в том числе на РЖД, функции, примеры, достоинства
При реконструкции тяговой подстанции «Олехновичи» Белорусской ж.д. впервые в СНГ вторичные цепи РУ27,5 кВ были выполнены исключительно на основе интеллектуальных микропроцессорных терминалов (МТ) типа БМРЗ, являющихся совместной разработкой ООО «НИИЭФАЭНЕРГО» и ООО НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА». МТ данного типа по своим характеристикам наиболее адекватны требованиям, предъявляемым со стороны электротяговых сетей, существующих на территории СНГ.
Для подстанции «Олехновичи» были использованы МТ четырех типов, разработанные специально для присоединений 27,5 кВ:
— БМРЗ — ФКС блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидеров контактной сети;
-БМРЗ-ФВВ блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера выключателя ввода;
-БМРЗ-ФПЭ блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера продольной электрификации;
-БМРЗ-ТСН блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера трансформатора собственных нужд.
В БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ имеются отличия от других блоков типа БМРЗ, основные из которых заключаются в следующем.
Введены специфические «железнодорожные» защиты: токовая отсечка и ненаправленная дистанционная защита, работающие на половине периода сигнала; четыре ступени направленной дистанционной защиты контактной сети; защита от подпитки со стороны контактной сети.
Использование защит, измерительные органы которых обеспечивают работу на половине периода частоты сети, было обусловлено необходимостью снижения до минимума времени срабатывания этих защит, поскольку контактный провод при протекание токов короткого замыкания быстро нагревается и теряет свойство упругости.
Дополнены функции автоматики: адаптация уставок 2-й и 3-й ступеней дистанционной защиты по коэффициенту гармоник; ускорение этих ступеней дистанционной защиты по соотношению токовдвух смежных фидеров; функция автоматического повторного включения (АПВ) БМРЗФКС дополнена возможностями: 1) блокировки АПВ при отсутствии напряжения и 2) ускорения первого цикла АПВ приналичии напряжения в фидере; логическая защита шин обеспечивает отключение ФКС, через которые возможна подпитка короткого замыкания от смежной подстанции; сигнал на резервирование отказа выключателя (УРОВд) формируется только по наличию тока в фидере после команды отключения по защитам.Введены функции управления: в БМРЗФКС – двумя разъединителями; в БМРЗФПЭ – однимразъединителями; в БМРЗТСН – контактором на стороне 0,4 кВ. Ввод уставок осуществляется в первичных величинах тока, напряжения и сопротивления.
Введены дополнительные функции диагностики состояния оборудования: расчет выработанного ресурса выключателей; контроль цепей управления разъединителями; контроль цепей измерительныхтрансформаторов напряжения; контроль наличия напряжения на шинах включающих катушек.
Расширены возможности цифровой регистрации аварийных процессов – сохраняется до восьми осциллограмм последних аварийных отключений с записью всех аналоговых сигналов и 16 дискретных; длительность осциллограммы 2,5 с; предыстория 0,5 с.
Реализован протокол обмена MODBUS, использующийся для создания распределенной автоматизированной систем управления тяговой подстанцией (АСУТПР).
БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ выполняют функции не только РЗА и управления, но также функции:
— местной и дистанционной сигнализации;
-измерений текущих и аварийных значений параметров нагрузки;
-регистрации всех пусков и срабатываний защит;
-осциллографирования аварийных режимов;
-диагностику основного оборудования;
-хранения накопленной информации и передачи ее по последовательному каналу связи.
Кроме того, БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ выполняют функции РЗА не только соответствующих присоединений, но и необходимые функции РЗА более высоких уровней:
-распредустройства в целом (защита от внутренних коротких замыканий), всего устройства тягового электроснабжения (УРОВ, защита от подпитки),
а также межподстанционной зоны (автоматическое восстановление нормальной схемы питания после ликвидации аварии).
Это позволяет на основе БМРЗ как контроллеров нижнего уровня строить полнофункциональные автоматизированные системы управления устройствами тягового электроснабжения. При этом нетребуются дополнительные устройства релейных защит, и автоматики, телеизмерений, диагностики, регистрации и т.д.
На тяговой подстанции «Олехновичи» в качестве защит фидеров контактной сети используются БМРЗ-ФКС. Эти МТ включают в себя:
— две токовые отсечки, одна из которых реагирует на ток основной гармоники, вторая – на нефильтрованную кривую полного тока;
— четырехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), в которой первая ступень может быть как направленной, так и ненаправленной, с блокировкой по току или напряжению, две направленные ступени с блокировкой по углу (реализация характеристики «замочная скважина»), ступень, защищающая при соединение от коротких замыканий через большие переходные активные сопротивления (характеристикавытянута вдоль оси активных значений). При пропадании напряжения от ТН27,5 кВ (изза отключения автомата ТН) первые три ступени переводятся в режим токовых реле с теми же выдержками времени.
Уставки по току задаются при программировании БМРЗФКС
-защиту минимального напряжения (ЗМН);
-квазитепловую защиту фидера;
-резервирование при отказах выключателя (УРОВ);
-логическую защиту шин (ЛЗШ);
-защиту смежного фидера контактной сети (токовая отсечка и вторая ступень ДЗ).
Для защиты фидеров ДПР были применены БМРЗ-ФПЭ, позволившие осуществить:
-токовую отсечку; трехступенчатую МТЗ, причем первые две ступени имеют независимую выдержку времени, а выдержка времени третьей ступени может быть как зависимой, так и независимой на выбор;
— защиту минимального напряжения;
-логическую защиту шин;
Другие защиты, входящие в МТ БМРЗФПЭ (защита нулевой последовательности и т.д.), не используются.
На выключателях вводов 27,5 кВ использованы МТ БМРЗФВВ, содержащие в себе:
-двухступенчатую МТЗ с блокировкой по напряжению;
-две ступени ДЗ («замочная скважина»);
-защиту минимального напряжения;
—УРОВ с возможностью включения выходного реле в цепи РЗА защит высокой стороны на пряжения силового трансформатора;
-логическую защиту шин;
-защиту от подпитки коротких замыканий на стороне высокого напряжения от смежных подстанций через контактную сеть.
ТСН подстанции защищены МТ БМРЗ-ТСН
-защиту минимального напряжения;
-логическую защиту шин.
Все БМРЗ осуществляют осциллографирование аварийных режимов и моментов запуска защит. Считывание осциллограмм возможно через порт RS232 с помощью портативного компьютера илипосредством шины RS485 со щита управления подстанцией. Последний оборудован контроллером подстанции (микроРС) с сенсорным дисплеем и модемом для подключения к линия ТУ/ТС систем телемеханики «ЛИСНА» или АСТМУ.
Кроме того, распредустройство 27,5 кВ оборудовано защитой от замыканий внутри ЗРУ, воздействующей на все присоединения стороны тягового напряжения.
Применение МТ БМРЗ в качестве защит присоединений тяговых подстанций переменного тока привело к необходимости усовершенствовать методику расчета уставок некоторых присоединений. Вчастности, приходится учитывать, что при повреждениях на линиях ДПР осуществляется запуск дистанционных защит вводов тягового напряжения.
Первый год эксплуатации устройств подтвердили преимущества использования МТ, а именно:
-более высокое быстродействие защит, обеспечившее возможность снижения временной ступени до 0,3 с, а в некоторых случаях до 0,25 с точность и стабильность значений уставок защит;
-глубокое резервирование защит, в особенности фидеров контактной сети, ранее не имевших реального резерва;
-повышение селективности работы устройств РЗА;
В целом применение МТ на подстанции позволило
-увеличить надежность защит тяговой подстанции, всей системы тягового электроснабжения переменного тока и, как следствие, бесперебойное электроснабжение электроподвижного состава и других потребителей;
-уменьшить время наладки релейных защит, автоматики, измерений и телемеханики присоединений;
-снизить эксплуатационные затраты;
-подготовить базу для создания автоматизированной системы диагностики оборудования тяговой подстанции, определения расстояния до мест повреждения на контактной сети и линиях ДПР.
Встроенные функции измерений и цифрового осциллографирования аварийных процессов позволили уточнить параметры защищаемых присоединений, скорректировать методику расчета уставок защит.
Одновременно необходимо отметить недостатки, программно заложенные в БМРЗ, и произвести их коррекцию:
-необходимо дать возможность вводить уставки по току на БМРЗ-ТСН, начиная с меньших значений (не более 0,5 А), так как устанавливать трансформаторы тока с коэффициентом трансформации менее 200/5 на стороне 27,5 кВ нельзя изза того, что они не проходят по критериям динамической и термической устойчивости;
-необходимо дать возможность вводить уставки по току и сопротивлению на БМРЗ-ФКС для защиты смежного фидера, отличные от уставок собственного присоединения;
-необходимо предоставить возможность вносить уставки по времени в БМРЗ-ФКС для резерв ных токовых защит, отличные от уставок дистанционных;
-необходимо разработать алгоритмы и приступить к выпуску МТ для защиты именно фидеров ДПР;
-необходимо ввести в БМРЗ-ТСН, БМРЗ-ФПЭ и БМРЗ-ДПР блокировку работы защиты от минимального напряжения при пропадании напряжения от ТН27,5 кВ изза отключения автоматов.
Выявленные недостатки в проектных схемах управления и РЗА присоединений были в основном устранены в процессе наладки оборудования тяговой подстанции «Олехновичи».В настоящее время в процессе наладки находится информационнодиагностический комплекс
(ИДК) тяговой подстанции «Олехновичи», в котором МТ отводится роль датчиков текущих и аварийных значений электрических величин. Информационнодиагностический комплекс включает в себя следующие функции:
-определение расстояний до места повреждения на фидерах контактной сети и ДПР;
-определение остаточного ресурса выключателей присоединений, основанного на использовании заводских характеристик выключателей;
-блокировка АПВ фидеров контактной сети во избежание пережога контактного провода приповреждениях на стоящем ЭПС;
-определение временных характеристик силовых выключателей;
-диагностика правильности действия РЗА в режиме тревоги;
-диагностика состояния разъединителей с моторными приводами;
-диагностика состояния контура заземления подстанции;
-диагностика состояния цепей обратного тока;
-измерение величин оперативных напряжений постоянного и переменного тока;
-контроль изоляции оперативных цепей постоянного и переменного тока относительно земли (контроль последних цепей осуществляется для подстанций, работающих с изолированной средней точкой ТСН);
-определение потерь электроэнергии в тяговых трансформаторах, ТСН, фидерах контактнойсети;
-регулирование величины напряжения на стороне тягового напряжения с помощью РПН;
-регистрация и архивация величин напряжений на стороне 27,5 кВ;
-регистрация и архивация величин токов силовых трансформаторов, ТСН, фидеров контактной сети, линий ДПР и СЦБ;
-автоматизированное определение оптимального числа включенных в работу тяговых трансформаторов и ТСН;
-систему технического учета электроэнергии, потребляемой тяговой подстанцией в целом и ее присоединениями.
В дальнейшем намечается развитие функций информационно-диагностический комплекса.
В настоящее время Белорусской ж.д. приобретены МТ типа БМРЗ для защиты фидеров контактной сети и вводов тягового напряжения для десяти подстанций переменного тока, систем электроснабжения 27,5 и 2х25 кВ (всего 103 устройства).
Одновременно на этих же подстанциях будут внедреныинформационнодиагностические комплексы 27,5 и 2х25 кВ, между которыми существуют некоторые отличия. Монтаж и наладку указанных терминалов и комплексов планируется завершить в текущем годе.
БМРЗ-100
Блоки БМРЗ-100 предназначены для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6-10 кВ.
БМРЗ-100 устанавливается в релейных отсеках КРУ и КРУН, на панелях и в шкафах релейной защиты.
БМРЗ-100 обеспечивает управление высоковольтными выключателями с пружинно-моторным приводом, электромагнитным приводом и приводом с магнитной защелкой.
Сертификаты на продукцию и лицензии находятся в разделе «Сертификаты».
Для оформления запроса, заполните следующие поля:
БМРЗ-100 обеспечивает необходимый состав функций защит и автоматики для сетей 6(10)—35 кВ в соответствии с требованиями действующей редакции Правил устройства электроустановок (ПУЭ).
Функции защиты
Функции автоматики
Функции сигнализации
Функции самодиагностики
Определение места повреждения
Встроенная функция ОМП в каждом блоке защиты линии (возможность задания до 8 неоднородных участков линии, алгоритм компенсации влияния переходного сопротивления, отображение результата работы функции ОМП на дисплее блока, передача информации о результате в АСУ и АРМ-релейщика)
Функция ОМП в программе для анализа осциллограмм FastView (возможность задания схемы замещения сети с неограниченным количеством неоднородных участков)
Функция ОМП в программном комплексе WebSCADA-MT системы АСУ, обеспечивающая автоматическую выгрузку осциллограммы аварийного режима из блока и расчет расстояния до места повреждения (возможность задания схемы замещения сети с неограниченным количеством неоднородных участков)
Селектор направления ОЗЗ (СНОЗЗ)
Цифровой осциллограф
Суммарная длительность записываемых осциллограмм – более 1 часа
Возможность изменения длительности осциллограммы и условий пуска
Возможность добавления «пользовательских» сигналов в осциллограмму