Судя по плакату "Работаь здесь" оборудование выведено в ремонт, обеспечена безопасность и бригада может быть допущена на производство работ.

Начнем с самого интересного - с разбора панели РЗА.

По левому краю панели собрана максимальная токова защита МТЗ. Центральные реле используются только как запчасти. Справа расположился контактор включения выключателя и предохранители для защиты цепей контактора и РЗА. Снизу расположен клеммный ряд.

1. Реле тока.

Реле тока (РТ). Если очень упрощенно это катушка провода с подвижным якорем. К катушке подключаются провода от релейной обмотки трансформатора тока. На самом реле выставляется ток срабатывания. Если подводимый ток равен или больше выставляемого (уставка срабатывания) то катушка (под действием электромагнтных сил) двигает якорь и происходит замыкание контактов. К этим контактам подкючен сигнал (напряжение) и после срабатывания реле этот сигнал проходит далее по схеме на следущее устройство, в нашем случае на реле времени.

2. Реле времени.

Реле времени (РВ). Это тоже катушка с подвижным якорем. Когда на катушку подается управляющий сигнал (слева нижний плюсовой провод), в нашем случаем с РТ, катушка втягивает якорь и запускается таймер задержки срабатывания реле. Таймер выставляется передвижением планки по цифербалату так, чтобы его контакты оказались напротив нужного времени. Если управляющий сигнал продолжает удерживать катушку, то через заданную уставку времени на реле замкнутся контакты (замыкателем, который как стрелка обычных часов) и управляющий сигнал пройдет дальше в схему, в нашем случае сигнал пойдет на сигнальный блинкер и на катушку отключения выключателя.

3. Сигнальный блинкер или реле указательное.

Сигнальный блинкер, или реле указательное (РУ). Собственно он нужен для индикации срабатывания защит (конкретно тут - срабатывание МТЗ). И это опять катушка. Все тоже самое. Управляющий сигнал попадает на катушку (от РВ). Та наводит электромагнитное поле и воздейтвует им на якорь. Происходит срабатывание контакта. Тольк в данном случае, если управляющий сигнал снят, блинкер все равно останется в сработанном состоянии. После авариного отключения оперативный персонал осматривает оборудование и записывает, какие блинкеры сработали (выпали) и сбрасывет их (это называется квитируют или поднимают блинкер). В сложных схемах таких блинкиров может быть довольно много. Иногда через контакты блинкеров могут подключатся сигнальные лампы или звуковая сигнализация.

4. Остальное оборудование панели РЗА.

Контактор включения выключателя говорит сам за себя. И опять - на его катушку приходит управляющий сигнал, тем самым втягивая якорь и замыкая контакты включения. Но в отличии от реле - это уже серьезные конткаты, так как через них проходят большие токи. Как видно из маркировки предохранителей - аж до 15 Ампер.

Предохранители защищают цепи контактора и цепи РЗА от коротких замыканий (КЗ). То есть цепи защиты, которые сами призваны защитить силовое оборудование от КЗ и перегрузок тоже нуждаются в защите.

Теперь вооружившись знаниями о работе различных реле - давайте я объясню как это все работает.

Нормальный режим. Представим, что выключатель включен. Питание идет от шин (с 3-го этажа ГРУ-6 кВ его мы посмотрим в следующей части) через выключатель в защищаемую линию. Трансформатор тока (ТТ) уже наводит электромагнитное поле в катушке реле тока (РТ), но недостаточное для его срабатывания.

Аварийный режим. На линии случилось короткое замыкание (КЗ). Ток от ТТ превысил уставку, заданную в РТ. Происходит срабатывание реле тока. Контакты РТ замыкаются и далее в действие вступает реле времени. Катушка РВ втягивает якорь и пускается таймер отсчета. Если за это время авария не устранена (замыкание может быть на стороне потебителя и ликвидироваться его защитами) то РВ дает команду на отключение выключателя и так же срабатывает блинкер. На видео из второй части можно посмотреть процесс иммитации аварийного режима и срабатывания защит с отключением выключателя и срабатыванием блинкера.

Заключение.

Данная статья ореинтирована на общее представление о работе релейной защиты, собранной на электромеханической базе. Если идти во все тяжкие то описание одного реле заняло бы само по себе целую статью. Из интересных фатков - указательные реле (блинкеры) РУ21 до сих пор производятся и используются в новых распредустройствах. Про остальные реле сказать не могу - но возможно, что и они еще не ушли на заслуженный отдых.

Далее я планирую отфотографировать третий этаж ГРУ-6 кВ, подготовить о нем статью и этой статьей завершить цикл о прошлом (хотя в комментариях правильно заметили что настоящем - тк все это работает до сих пор) энергетики.

Всем читателям большое спасибо за проявленный интерес. Всретимся в продолжении...

До встречи :)

Немного отвлечемся от основной темы и поговорим о том, что означает буквенно-цифровой код 10BLC12GH000. Это способ кодировки оборудования с помощью системы KKS (от немецкого выражения Kraftwerk-Kennzeichensystem – не знаю как это переводится, просто нашел в интернете). Система была разработана специально для электростанций и позволяет каждой единице оборудования, начиная от самого крупного до почти что гаек и болтов, присвоить уникальный код. Далее эти коды можно использовать в системах организации управления ремонтами, а также данные коды используются в SCADA системах, например для наименования сигналов. Подробнее про SCADA можно прочитать в моей статье "Управление и мониторинг оборудования на современных предприятиях".

Возвращаемся к нашей проблеме. Сам шкаф вызывной сигнализации только собирает информацию о проблемах на удаленных (и не очень) электрических сборках (шкафах). В данном случае мы имеем проблему на сборке, которая находиться удаленно, а именно в распределительном устройстве напряжением 0,4 кВ вентиляторных градирен. Прежде чем отправиться туда, заглянем внутрь самого шкафа вызывной сигнализации (его ККС: 10CEH01) и посмотрим, что там есть. В глубине шкафа, на его дальней стенке, можно видеть множество реле, а на его дверце мы видим обратную сторону индикаторных ламп. Внизу шкафа находиться клеммный ряд, или просто клеммник:

Как это работает? Сигнал о неисправности приходит на катушку реле, и происходит его срабатывание. Катушка реле это электромагнит, который, при наличии напряжения, втягивает якорь с контактами и происходит включение лампочки.

Смотрим на дверцу шкафа и находим обозначение горящей лампы – HLW19:

Дверца шкафа с лампами.

Далее открываем схему и находим лампу по ее обозначению:

На схеме мы видим, что за работу лампы HLW19 отвечает реле KL19 и его контакт c тем же обозначением, чуть ниже и левее самой лампы. Параллельный, KL19, контакт К5 срабатывает от кнопки проверки всей индикации и нас не интересует. Так же запомним номер провода А137 (слева от реле) и то, что подробные пояснения можно посмотреть на листе №3. Позже это понадобится.

Теперь же нужно найти реле за номером KL19. Вот оно:

Как можно видеть - оно находиться в состоянии "сработано" или еще говорят "подтянуто". Справа мы видим провод А137, про который я уже говорил. Это так называемый "плюс", который приходит с удаленной сборки 00BLC12GH000. "Минусом" в данном случае является провод за номером N1. Достаю мультиметр и замеряю напряжение на двух контактах, помеченных красными кружками, и обнаруживаю 220 В. Это говорит о том, что у реле есть веские причины быть сработанным и оно работает правильно.

Далее нам нужно посмотреть на схему клеммника, чтобы понять организацию связи шкафа сигнализации с удаленной сборкой 00BLC12GH000. Схема довольно большая и я не стал ее прикладывать. По ней я нашел номер кабеля между нашими сборками: 10CEH5019. Номера клемм: клемма 14 провод А10, клемма 43 провод А137, клемма 65 провод N1.

Провода за номерами А10 (общий плюс) и N1 (общий минус) уходят из шкафа сигнализации в шкаф 00BLC12GH000, а из него плюс возвращается в шкаф сигнализации проводом А137. То есть когда напряжение из провода А10, которое идет из шкафа сигнализации в шкаф 00BLC12GH000, через внутреннее реле этого самого шкафа 00BLC12GH000 попадает в провод А137, то мы имеем срабатывание реле KL19 и горящую лампу HLW19. Надеюсь этот момент был понятен.

Замеряем напряжение между проводом А137 (клемма 43) и общим минусом N1 (клемма 65) и получаем 220 В. Значит можно однозначно сказать, что проблема где то в сборке 00BLC12GH000.

Кстати если заметили - на дверце шкафа код начинается с 10 тогда как в схемах он начинается с 00. Так вот правильно 00BLC12GH000, а не 10BLC12GH000, потому что первые две цифры кода означают порядковый номер 10 - номер один, 20 - номер два и тд. Если же оборудование представлено в единичном экземпляре то его кодируют как 00. В нашем случае градирня одна и правильно начинать кодировку с 00.

Пока вы читали про правильность кодировки KKS шкафа, я уже дошел до места установки сборки 00BLC12GH000. Вот она, сборка полностью:

А вот собственно и загадка: видите три лампы слева вверху шкафа 1ШВ1? Эти лампы тоже индикаторные и они сообщают о наличии проблем: либо в самом этом шкафу либо в шкафах 1ШЛ1 и 1ШЛ2. Но эти лампы не горят. Так что же получатся? Проблема есть, но ее нет? Чудеса какие то.

Но нет :) Спросите любого электрика: "Чего не бывает в электротехнике?" И он вам ответит: "Чудес".

Для начала давайте посмотрим на схему сигнализации сборки 00BLC12GH000:

Желтым я выделил ключи управления, которыми можно отключить почти всю сигнализацию (кроме "Неисправность в шкафу ввода").

Далее нужно открыть шкаф клеммных рядов и найти там исходящую жилу А137 кабеля 10CEH5019:

Теперь я "сажусь" мультиметром на клемму с проводом А137 и на клемму с проводом N1 и замеряю напряжение в 220 В. Оставляю мультиметр на месте и поворачиваю ключ SA3 в положение "0":

И о чудо, никаких пятен (надеюсь кто ни будь поймет к чему я). На мультиметре напряжение пропало, а значит проблема практически решена. Нам нужно снова обратиться к схеме:

Как видно на схеме, через ключ SA3 проходит всего лишь три сигнала:

• сигнал S51 от QF1 (вводной выключатель)

• сигнал SF1-SD (доп. контакт автоматического выключателя SF1)

• cигнал KSV2 (промежуточное реле с выдержкой времени)

Все эти компоненты находятся в вводном шкафе, открываем его:

К сожалению на фото выше не видно автомата SF1, но вот его фото вблизи:

Что сразу бросается в глаза? А то что модуль iSD сигнализирует (красным) о том, что SF1 находиться в состоянии "сработал", при том, что фактически SF1 включен. Через контакты этого модуля и формируется ошибочный сигнал «Вызов на сборку 10BLC12GH000». Таким образ часть проблемы решена - дополнительный контакт iSD дефектный и его требуется заменить. Кстати через автомат SF1 формируется шинка управления. О том, что это такое расскажу в другой раз.

Я надеюсь, что есть отчаянные читатели, дошедшее до этого момента, ведь сейчас будет самое интересное. Что на счет того, что по месту действия не горит ни одна лампа, сигнализирующая о неисправности? Ведь фактически, хоть и ложно, мы имеем срабатывание сигнализации. Чтобы ответить на этот вопрос нам снова понадобится схема:

Давайте рассуждать вместе:

1) контакт SF1- SD (в желтой рамочке) находиться в состоянии "сработал", но данное состояние ложно, ведь автомат SF1 включен;

2) далее на пути этого контакта лампочек нет - тут все по схеме, от него в этом шкафе никакие лампы и не должны загораться, а загорается лампа в шкафе вызывной сигнализации;

3) лампа "Неисправность" есть выше - HLY1 и для ее горения нам нужно, чтобы контакт SF1-OF был в состоянии "замкнут", а это возможно только, если автомат SF1 физически выключен, либо этот автомат выбило (перегрузка или короткое замыкание). Тогда то реально и должен сработать контакт SF1- SD.

На этом мое расследование завершается. Далее я, через компанию, закуплю полный комплект: автомат и два дополнительных модуля к нему, и заменю все разом. Ключ управления SA3 я оставил в положение "0" или выключено, потому как пользы от этого участка вызывной сигнализации на данный момент никакой.

В качестве вывода хочу сказать, что при наличии толковой документации решение проблем становится интересной работой. Сложного в этом нет ничего.

Хочу поблагодарить всех дочитавших статью до конца. Увидимся в следующих статьях.

До встречи :)

2) средний уровень - это уровень преобразования данных, между нижним и верхним уровнями. На среднем уровне данные, полученные с измерительных устройств, преобразуются в цифровой вид, а управляющие команды с верхнего уровня преобразуются из цифрового вида в электрический сигнал, который воздействует на управляющий орган оборудования;

3) верхний уровень - это уровень обработки и представления данных. На данном уровне, в так называемые SCADA программы или системы (на русский переводится как диспетчерское управление и сбор данных) стекается вся информация о происходящем на предприятии. SCADA системы работают на серверном оборудовании. Система может самостоятельно поддерживать, заданный оператором, режим, сигнализировать о неисправностях оборудования, архивировать данные, предоставлять информацию для оператора в удобном для человека виде (в виде мнемосхем), и принимать от оператора команды на управление оборудованием.

Как АСУ ТП выглядит на практике.

Давайте теперь все описанное посмотрим, что называется в "железе", на примере ТЭЦ.

Верхний уровень АСУ ТП.

Вот так выглядит Блочный щит управления какой ни будь современной ТЭЦ:

Все эти мониторы это и есть АРМ (автоматизированное рабочее место) операторов. На них дежурный персонал видит мнемосхемы технологических процессов происходящих на станции.

А вот кадр мнемосхемы управления и мониторинга за распределительным устройством собственных нужд напряжением 0,4 кВ (РУСН-0,4 кВ):

На кадре мы видим текущие электрические величины: напряжение на секциях и электрический ток (нагрузка) трансформаторов, информационную сигнализацию и положение коммутационных аппаратов.

Как раз на примере одного из выключателей, а именно 2 АВ СРП ПНС ( 2-ой Автоматический Выключатель Секции Резервного Питания Противопожарной Насосной Станции) мы и рассмотрим всю систему АСУ ТП.

Для управления данным выключателем мы кликаем два раза мышкой на его изображение, и получаем вот такое диалоговое окно:

Ни одна кнопка управления, однако, не активна. Есть какая то проблема.

Давайте заглянем под "капот" этого выключателя и увидим следящую картину:

Это программный (блочная форма программирования) код выключателя 2 АВ СРП ПНС и на данном кадре мы обнаруживаем проблему: SCADA система не может определить, в каком положении сейчас находится выключатель. Всего таких положений может быть три: включен, отключен, выкачен в контрольное или ремонтное положение. Фактически выключатель отключен, но сигнал об этом в SCADA систему не поступает. На основании этого система принимает решение о блокировке управления выключателем.

Кадр мнемосхемы, различные параметры и фрагмент кода - все это и есть верхний уровень АСУ ТП. А вот так выглядят серверы, на которых и работает SCADA:

Это фото с интернета, на моей ТЭЦ серверная выглядит похоже. Куча проводов, лампочек и обязательно шум вентиляторов.

Средний уровень АСУ ТП.

Если SCADA не видит нужных сигналов, значит они в нее не приходят - логичное заявление и мистер Шерлок Холмс одобрительно кивает мне в ответ :)

Мы идем в соседнее помещение - там находятся шкафы сопряжения оборудования. В них происходит преобразования полевых сигналов в сигналы, которая SCADA понимает.

Внутренне наполнение шкафа выглядит вот так:

Белые провода приходят, с полевого уровня, на платы преобразования сигналов с напряжения 220 Вольт (т.е входящее напряжение) на 24 Вольта (исходящее напряжение). Далее сигнал 24 Вольта уже идет в SCADA систему.

В данном конкретном случае по этим проводам приходит информация в дискретном виде (т.е либо напряжение есть либо его нет) от коммутационных аппаратов. Где то в этом шкафе есть плата, отвечающая за наш выключатель.

А вот и она:

На проводах мы видим какие то обозначения, многА букоФФ и цифр. Собственно понять, что тут происходит, нам поможет электрическая схема:

Часть принципиально схемы управления выключателем. Блок передачи информации на верхний уровень.

На схеме видно, что за передачу информации о положении выключателя "Отключено" отвечают: терминал А2 (это полевой уровень, терминал релейной защиты, об этом чуть далее) провод с номером 133 и реле К06 . Вот этот провод и реле (обвел красной рамкой):

За проводами не видно, что индикатор реле К06 не горит, а должен.

Далее мультиметром я замеряю напряжение на этом проводе относительно "земли" и получаю значение + 90 Вольт, при том что должно быть + 110 Вольт. При этом между этим проводом и общим "минусом" питания, напряжение получается вообще нулевым. Из этого можно предположить (творится какая то фигня!), что проблема где то на полевом уровне, куда мы и отправимся дальше.

В дополнении хочу отметить, что в этом шкафе происходит не только разделение уровней, но и разделение зоны ответственностей - за сам шкаф и SCADA отвечает цех АСУ ТП, за белые провода и за электрооборудование на другом конце - отвечает электроцех, я в том числе.

Нижний уровень уровень АСУ ТП.

Мы определились, что проблема возможно находится где то на уровне оборудования. В нашем случае это распределительное устройство ПНС (РУ ПНС). Само РУ состоит из шкафов, а шкафы разделены на отсеки:

Это шкаф выключателя 2 АВ СРП ПНС, управление которым мы видели на верхнем уровне, в виде нарисованного символа мнемосхемы.

Сам шкаф разделен на отсеки:

1) отсек сборных шин - через эти отсеки проходят общие силовые шины 0,4 кВ;

2) релейный отсек - в нем находится терминал управления и релейной защиты (сразу рядом с цифрой 2, и тот самый элемент А2 на принципиальной схеме) и вспомогательные элементы управления;

3) отсек выключателя - собственно в нем и находится тот самый объект мониторинга и управления, который сейчас не управляется с верхнего уровня.

4) ниже есть еще клеммный отсек, на данном фото его нет, он будет далее и работать я буду только в нем.

Готовимся к работе:

Открываем клеммный отсек и видим такую картину:

Вот отсюда и уходят провода в шкаф на среднем уровне. Находим наш 133 провод и мультиметром замеряем напряжение между клеммой 6 (+ 110 В) и клеммой 11 (- 110 В) и получаем 220 Вольт, что является нормой Значит сигнал "отключено" уходит на средний уровень. Далее я замерил напряжение на клемме 7 (положение включено) и получил ноль. Исходя из этого можно сделать заключение, что терминал релейной защиты (элемент А2 на принципиальной схеме) выдает правильную информацию о текущем положении выключателя - выключатель отключен (клеммы 6 - 11 дают 220 В) и не включен (клеммы 7 - 11 дают 0 В). Важно именно промерить оба положения, потому как может быть и такое, что приходит информация, что выключатель включен и отключен одновременно.

По результатам диагностики я сначала делаю предположение о проблеме в проводах - возможно ухудшение изоляции.

Но прежде чем делать окончательный вывод я прошу коллегу из цеха АСУ ТП отключить провод с его стороны, т.е в шкафе среднего уровня, и в таком положении померить напряжение между проводом 133 и общим минусом (с моей стороны общий минус эта та самая клемма 11, номер провода 102). В результате замера коллега получает те самые 220 В.

Значит проблема не в проводе и вообще не а полевом уровне. Но в чем же тогда дело. А вот в чем:

Это резистор и со временем его характеристики ухудшаются, так называемое старение. Он еще не в состоянии "сломан" но уже близко к такому состоянию. Именно по этому при начальном измерении, в шкафе среднего уровня, получались ненормальные показания. Мы называем это "плавающий дефект"

Данная проблема решается переключением провода на свободную клемму и перепрограммирование блока в SCADA системе. Это уже работа моих коллег. Моя же часть работы окончена, как и заканчивается данная статья.

Надеюсь, что вам было интересно и что вы не превратились в скелет, читая данную статью до конца.

Спасибо за просмотр, за лайк, если статья понравилась.

Увидимся в следящей статье :)

Данный пост - копия поста с моего Дзен канала.