Блоки цифровой релейной защиты и автоматики БМРЗ - достойное продолжение традиций качества и надежности технических решений

25 августа 2011 в 14:00

Консультант Генерального Конструктора
НТЦ «Механотроника»
ЯЧКУЛА Н. И.

начальник бюро системотехники
НТЦ «Механотроника»
ПИРОГОВ М. Г.

инженер-системотехник
НТЦ «Механотроника»
ЧЕПЕЛЕВ В. Н.

 Cанкт-Петербургский Научно-Технический Центр «Механотрони­ка» - динамично развивающееся пред­приятие, давно зарекомендовавшее себя с наилучшей стороны на рынке средств релейной защиты и автоматики (РЗА) и сопутствующего оборудования.

В настоящее время НТЦ «Меха­нотроника» производит широкий ассортимент устройств РЗА, обеспе­чивая решение различных задач в сетях классов напряжений от 0,4 до 220 кВ. Решения, разработанные и доведенные практически до совер­шенства несколькими поколения­ми разработчиков, учитывают опыт длительного развития релейной за­щиты в эпоху электромеханических и электронных устройств, и реали­зованы с применением широких возможностей цифровой микропро­цессорной обработки сигналов.

В 90-х годах прошлого века НТЦ «Механотроника» первым из отече­ственных производителей устройств РЗА стал поставлять на рынок ми­кропроцессорные терминалы релей­ной защиты собственной разработ­ки, что и определило дальнейшее направление развития компании.

Практически все терминалы РЗА, выпускаемые НТЦ «Механотроника», основаны на цифровой микро­процессорной обработке сигналов.

БМРЗ, как устройство, представ­ляет собой совокупность аппарат­ного и программного обеспечения, реализующую специализированную вычислительную машину реального времени высокой надежности.

Аппаратное обеспечение микро­процессорного терминала, кроме общеизвестных функций, также выполняет преобразование анало­говых сигналов (токов и напряже­ний вторичной цепи) в цифровую форму (так называемое аналогово-цифровое преобразование), в то время как программное обеспече­ние реализует специализированную функциональность терминала. Все операции математической обработ­ки и фильтрации сигналов, все пу­сковые органы и логическая часть пусковых органов выполняются специализированным программным обеспечением.

С учетом представленных особен­ностей работы цифровых устройств РЗА, терминалы, производимые НТЦ «Механотроника», базируются в настоящее время на двух унифи­цированных аппаратных «китах»:

• терминалы серии БМРЗ-100, вы­пускаемые сравнительно недавно, предназначенные для реализации классических задач РЗА в сетях 0,4­35 кВ. Особенностью данной бюджет­ной серии терминалов является воз­можность свободного программиро­вания устройства, обеспечивающая значительную гибкость в адаптации алгоритмов работы к требованиям заказчика;
• терминалы серии БМРЗ - родона­чальники отечественной цифровой релейной защиты и автоматики от НТЦ «Механотроника», выпускаемые с 90-х годов и претерпевшие за про­шедшие полтора десятилетия ряд модификаций.

Программное обеспечение ми­кропроцессорных терминалов се­рии БМРЗ, реализующее широкий спектр защит различных присоеди­нений различных классов напряже­ний, за это время также прошло не­сколько этапов развития, избавляясь от «детских болезней», наращивая уровень сервисных возможностей, обеспечивая соответствие требова­ниям проектных и эксплуатационных организаций.

Системы РЗА, построенные на базе терминалов серии БМРЗ, успешно функционируют на пред­приятиях сетевых и генерирующих компаний, предприятиях нефтяной и газовой промышленности, на ве­дущих промышленных предприяти­ях России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Узбекистана, Кирги­зии, в странах ближнего и дальнего зарубежья.

Специализированная модифика­ция терминалов серии БМРЗ для тя­говых подстанций поставляется ОАО «РЖД», украинским и белорусским железнодорожникам, метрополитену Санкт-Петербурга и Казани.

Устройства серии БМРЗ эксплуа­тируются более пяти лет на Ленин­градской, Смоленской, Курской и Волгодонской АЭС.

Контрольные испытания изделий на надежность подтвердили нара­ботку на отказ 100 000 часов.

Однако технический прогресс не стоит на месте, и особенно это за­метно для цифровой техники: закон Мура (число транзисторов на кри­сталле удваивается каждые два года) действует до сих пор. Экспоненци­ально растут возможности цифро­вых устройств, а следом за ними ра­стут и предъявляемые к устройствам РЗА требования по функционально­сти, быстродействию, надежности. Обсуждается концепция цифровой подстанции, реализуются протоколы стандарта МЭК 61850.

Требования к возможностям циф­ровых устройств РЗА теперь уже не ограничиваются созданием вирту­альных реле. Решение задач связи, взаимодействия, усложнение и од­новременное ускорение алгоритмов РЗА выводят устройства на новую ступень развития.

Абстрагируясь, можно сказать, что любая организованная система в своем развитии проходит этапы плавного роста, которые заканчива­ются невозможностью дальнейшего роста по ряду объективных причин. Дальнейший рост системы становит­ся невозможен без разрешения этих причин, система как бы подходит к определенному энергетическому ба­рьеру, ступеньке. Такое событие на­блюдается в разных областях науки и человеческой деятельности. Разре­шение объективных причин носит на­звание смены парадигмы развития, когда предшествующая парадигма (т.е. цели, задачи и способы) уже не соответствует парадигме следующе­го энергетического уровня.

Для преодоления энергетического барьера система должна не только сформировать новую парадигму, но и иметь заранее накопленный потен­циал, который и выведет ее на новый уровень и обеспечит в дальнейшем плавный и неуклонный рост вплоть до следующего барьера. Система, истратившая накопленный потенци­ал, но не преодолевшая барьер раз­вития, не может остаться на преж­нем уровне развития, а откатывается в своем развитии назад, деградируя.

НТЦ «Механотроника» предвидел необходимость преодоления такого барьера еще несколько лет назад, инициируя проведение работ по мо­дернизации устройств серии БМРЗ, и формируя тем самым новую парадиг­му развития средств РЗА. Потенциал, накопленных за долгие годы проверен­ных аппаратных решений и алгорит­мов обработки информации, позволя­ет перейти на новую ступень развития и успешно продолжить совершенство­вать имеющиеся разработки.

В настоящее время НТЦ «Механотроника» с гордостью заявляет о завершении глубокой аппаратной модернизации блоков цифровой ре­лейной защиты и автоматики БМРЗ.

Модернизированная линейка про­дукции БМРЗ сохраняет полную функциональную преемственность с ранее выпускавшимися блоками. Ап­паратная часть устройств реализо­вана на новейшей элементной базе с применением как использованных ранее, так и новейших схемотехни­ческих решений. Значительно рас­ширен динамический диапазон из­мерений, повышена помехоустойчи­вость. Существенно выросла произ­водительность системы. Тщательная проработка технических решений, большой опыт работы, сохранение общей модульной структуры по­строения устройства, унификация исполнений устройств и унификация входящих в их состав модулей по­зволили повысить технологичность производства и удобство настройки и эксплуатации, позволяют оптими­зировать расходы эксплуатирующих организаций на ЗИП.

В устройствах серии БМРЗ, наряду с сохранением привычных интерфей­сов связи RS-232, RS-485, реализо­вано местное подключение через порт USB для наладки устройства и изменения программного обеспече­ния, реализована поддержка сигна­лов синхронизации времени PPS. Для передачи данных используется прото­кол ModBus. Возможности устройства позволяют в дальнейшем реализо­вать стандарты IEEE 802.3, IEC61850.

Устройства новой серии БМРЗ вы­полнены с сохранением конструктив­ных размеров в виде единого блока модульной организации. Устройство включает в себя универсальный блок питания, обеспечивающий пи­тание от постоянного, переменного или выпрямленного тока напряжени­ем 220 или 110 В. В состав входят лицевая панель с органами индика­ции и управления, модули централь­ного процессора (МЦП), модули АЦП (МАЦП) и модули ввода-вывода дис­кретных сигналов (МВВ).

Для всех выпускаемых устройств предусмотрено исполнение с вынос­ным пультом управления, что позво­ляет улучшить конструкцию шкафов и панелей защиты, снизить нагрузку на их конструктивные элементы, по­высить удобство монтажа и обслу­живания.

Программное обеспечение новых блоков релейной защиты, разраба­тываемое на основе проверенных многолетней эксплуатацией реше­ний, проходит несколько этапов контроля и испытаний, обеспечивая высочайшую степень надежности и безошибочности программного кода и алгоритмических решений.

Специалистами компании активно ведется разработка новых устройств РЗА на обновленной аппаратной платформе.

В текущем году НТЦ «Механотро­ника» представило на рынке новый блок защиты генераторов БМРЗ-ГР, в скором времени ожидается выпуск комплекта защиты автотрансфор­маторов класса 110-220 кВ, бло­ка основной защиты линии класса 110-220 кВ, выполненных в серии устройств БМРЗ и обладающих вы­сокими эксплуатационными харак­теристиками.

Ведутся работы по разработке устройств дифференциальной за­щиты линий, селективной сигнали­зации однофазных замыканий на землю. Рассматривается перспек­тива применения новых подходов к обработке данных - положений тео­рии информации, нейросетевых ал­горитмов, нечеткой логики.

В своих разработках НТЦ «Меха­нотроника» тесно сотрудничает с ве­дущими научно-исследовательскими институтами России, проектными и эксплуатирующими организация­ми, участвует в выставках и научно-технических семинарах. Расширяется тесное сотрудничество НТЦ «Механотроника» с крупнейшим и ведущим производителем электротехнического оборудования ГК «Электрощит - «Са­мара», растут объемы производства и ассортимент продукции.

Испытательная база НТЦ «Механотроника» оснащена современным обо­рудованием. Метрологическая служба аккредитована в Госстандарте РФ на право калибровки средств измерения. Процессы проектирования и произ­водства сертифицированы на соответ­ствие системе менеджмента качества ISO 9001, проводятся под надзором Федеральной службы по экологиче­скому, технологическому и атомному надзору РФ в соответствии с условия­ми действия полученных лицензий.

Используя накопленный потен­циал знаний, опыта, проверенных решений, НТЦ «Механотроника» выводит на рынок качественно новое и одновременно проверен­ное временем устройство БМРЗ, решая задачу перехода на новую ступень развития систем РЗА. Глубокая модернизация аппарат­ной платформы устройств БМРЗ создает отличную базу для даль­нейшего инновационного разви­тия компании.