Среди характеристик, определяющих выбор в пользу того или иного цифрового устройства частотной разгрузки, важное значение имеют те, которые обеспечивают сохранение его работоспособности в условиях реальных изменений параметров источника оперативного питания.
В действующих ПУЭ ([29], гл. 3.4) регламентирована только одна такая характеристика — Потеря напряжения, отражающая статиче-
Ское изменение напряжения в сторону уменьшения от номинального значения. Однако современные устройства должны отвечать и множеству других требований, регламентированных в стандартах по электромагнитной совместимости [8].
В литературе, описывающей цифровые устройства релейной защиты (см., например, [29], гл. 13; [3], гл. 22), нет сведений о характеристиках используемых в них блоков питания, а также требований к качеству электроэнергии источника оперативного питания. Наиболее полно требования к источнику оперативного питания изложены в [36], в разд. 4.5 “Требования к условиям питания оперативным током”. Например, требования к блоку питания ЦРЗА сформулированы в нем так: “Блок питания должен работать от постоянного или выпрямленного оперативного тока с номинальным напряжением 220 В, обеспечивая уровни и качество входных напряжений в соответствии с требованиями электронных компонентов...при возможных в эксплуатации изменениях напряжения внешнего питания” [36, с. 8].
В табл. 7.2 приведены параметры и характеристики цепей оперативного питания устройств частотной разгрузки, описанных в данной работе. Практически все производители выпускают устройства для номинального напряжения 220 или 110 В, выбор между которыми нужно делать при их заказе.
В [36] установлены следующие Длительно допустимые отклонения напряжения оперативного питания с номинальным значением 220 В:
В [36] установлены требования к цепям питания оперативным током только для источников двух типов — постоянного (аккумуляторные батареи) и выпрямленного тока. На практике для питания устройств с номинальным напряжением 220 В используют еще и источник переменного оперативного тока (см. табл. 7.2).
В связи с тем что диапазон изменения напряжения питания при номинальном напряжении 110 В не регламентирован в [8], на практике производители устанавливают его самостоятельно (см. табл. 7.2), причем одни из них устанавливают для верхней и нижней границ диапазона одинаковое процентное отклонение от номинального значения 110 В, а другие — разное.
В [36] к условиям питания оперативным током предъявляется еще одно, общее для сетей любого типа, требование — Устойчивости к перерывам питания длительностью до 0,5 с, — записанное так: “Устройства... должны сохранять заданные функции без изменения параметров и характеристик срабатывания при перерыве питания длительностью 0,5 с” (с. 27,28). Следовательно, устройства, не обеспечивающие его выполнения, не отвечают требованиям этого отраслевого документа. Необходимо обратить внимание на то, что обеспечение устойчивости к перерывам питания особо подчеркивается для новых разработок1.
Повышение устойчивости необходимо прежде всего для того, чтобы устройство успевало после исчезновения питания отработать заданную выдержку времени. Необходимо отметить, что для соблюдения этого требования цифровые устройства частотной разгрузки должны иметь внутренние накопители энергии, обеспечивающие их работу при отключении питания. Для увеличения устойчивости к провалам напряжения до 10 с некоторые производители предусматривают установку внешнего накопителя энергии С (рис. 7.3).
Важность характеристики “устойчивость ЦРЗА к перерывам питания” можно оценить по следующей цитате:
“В исключительных случаях, которые могут быть вызваны пропаданием напряжения оперативного питания именно в момент перезаписи значений уставок в энергонезависимую память, может прои-
1 Предусмотрено исполнение реле, рассчитанное на питание оперативным напряжением 24 - 48 В постоянного тока.
2 В числителе — значения для постоянного тока, в знаменателе — для переменного.
Окончание табл. 7.2
Не регламентированные в [41]
3 прм — переменный, пет — постоянный.
4 впр — выпрямленный.
5 В числителе — в дежурном режиме, в знаменателе — при срабатывании выходных реле._
Зойти повреждение информации в памяти уставок. Так как при этом устройство перестает выполнять свои функции, то оно блокируется и выдает сшнал “Отказ”. Восстановление работоспособности производится с помощью клавиатуры устройства без его вскрытия и демонтажа. Следуя указаниям на индикаторе, необходимо произвести перезапись всех уставок в энергонезависимой памяти устройства с обязательным последующим вводом необходимых значений и их проверкой”8.
Наличие накопителей энергии приводит к появлению такой характеристики, как Пусковой ток, который возникает при включении устройства в сеть. Знание этой характеристики необходимо проектировщику для правильного выбора автоматического выключателя, через который получает питание цифровое устройство частотной разгрузки.
Для правильного выбора проектировщиком электроустановки параметров (номинального тока и уставки срабатывания) автоматического выключателя, через который подается оперативное питание на устройства релейной защиты, необходимо знать мощность, по
Требляемую в нормальном режиме работы, и пусковой ток, возникающий при включении питания устройства релейной защиты. Отметим, что значение пускового тока указывают не все производители устройств, хотя при неправильном выборе уставки срабатывания автоматического выключателя возможны его отключение и потеря питания всеми устройствами, подключенными через этот автоматический выключатель.
Для устройств, получающих питание от сети выпрямленного оперативного тока, в [36] установлено в соответствии со стандартом [8] еще одно требование — Устойчивости к провалам напряжения до 45 % UmM продолжительностью до 1,5 с.
Для устройств, получающих питание от сети выпрямленного оперативного тока, должны выполняться еще два требования, сформулированных в [36, с. 28] так:
1. “Устройства... должны сохранять заданные функции без изменения параметров и характеристик срабатывания при изменении частоты питающей сети на ± 5 Гц”.
2. “Устройства... должны сохранять заданные функции без изменения параметров и характеристик срабатывания при значении пульсации в напряжении питания 12 %”.
Важность соблюдения последнего требования вызвана тем, что в реальной электроустановке возможно аварийное отключение аккумуляторной батареи или конденсаторов фильтра. В таком случае пульсации напряжения на выходе выпрямителя резко возрастают, что приводит к отказам устройств, не допускающих работы при пульсациях напряжения, превышающих 12 %.
В заключение необходимо обратить внимание еще на одну характеристику — Время готовности устройства к работе после подачи питания. Хотя эта характеристика и не вошла в окончательную редакцию документа [36], некоторые производители представляют информацию о ней в рекламных и эксплуатационных документах.
Все сказанное позволяет сформулировать такие требования к цепям оперативного питания цифровых устройств частотной разгрузки:
Возможность выполнения устройствами частотной автоматики ряда функций и при больших продолжительностях перерывов питания является желательным для них свойством.
