माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा उपकरण: संभावनाओं और विवादास्पद मुद्दों का अवलोकन

लगभग 15 साल पहले, बिजली उद्योग में प्रोसेसर-आधारित कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का उपयोग करने वाले नए बिजली उपकरण सुरक्षा उपकरण व्यापक रूप से पेश किए जाने लगे। इसे संक्षिप्त शब्द MPD कहा जाने लगा - माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा उपकरण।

वे एक नए तत्व आधार - माइक्रोकंट्रोलर (माइक्रोप्रोसेसर तत्व) के आधार पर रिले सुरक्षा और स्वचालन के लिए सामान्य उपकरणों के कार्य करते हैं।

माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा उपकरणों के लाभ

इलेक्ट्रोमैकेनिकल और स्टैटिक रिले की अस्वीकृति, जिनके महत्वपूर्ण आयाम हैं, ने रिले सुरक्षा और स्वचालित पैनल पर उपकरणों के अधिक कॉम्पैक्ट प्लेसमेंट को संभव बनाया। इस तरह के डिजाइन काफी कम जगह लेने लगे। उसी समय, टच बटन और डिस्प्ले का उपयोग करके नियंत्रण अधिक दृश्य और सुविधाजनक हो गया है।

माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा सहित पैनल का बाहरी दृश्य चित्र में दिखाया गया है।अब रिले सुरक्षा उपकरणों के विकास में एमपीडी की शुरूआत मुख्य दिशाओं में से एक बन गई है। यह इस तथ्य से सुगम है कि रिले सुरक्षा और स्वचालन के मुख्य कार्य के अलावा - आपातकालीन मोड का उन्मूलन, नई प्रौद्योगिकियां कई अतिरिक्त कार्यों को लागू करने की अनुमति देती हैं।

वे सम्मिलित करते हैं:

• आपातकालीन स्थितियों का पंजीकरण;

• सिस्टम स्थिरता के उल्लंघन के मामले में सिंक्रोनस उपयोगकर्ताओं के वियोग की भविष्यवाणी करना;

• लंबी दूरियों को कम करने की क्षमता।

तकनीकी कठिनाइयों के कारण ईएमआई और एनालॉग उपकरणों के विद्युत यांत्रिक संरक्षण पर आधारित ऐसी क्षमताओं का कार्यान्वयन नहीं किया जाता है।

माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा प्रणालियाँ पारंपरिक रिले सुरक्षा उपकरणों की तरह गति, चयनात्मकता, संवेदनशीलता और विश्वसनीयता के बिल्कुल समान सिद्धांतों पर काम करती हैं।

ऑपरेशन के दौरान, न केवल फायदे, बल्कि ऐसे उपकरणों के नुकसान भी सामने आए, और कुछ संकेतकों के अनुसार, निर्माताओं और ऑपरेटरों के बीच विवाद अभी भी जारी है।

माइक्रोप्रोसेसर सुरक्षा से लैस RZA पैनल

नुकसान

माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा उपकरणों के कई खरीदार इन प्रणालियों के प्रदर्शन से असंतुष्ट हैं:

• उच्च कीमत;

• कम रखरखाव।

यदि सेमीकंडक्टर या इलेक्ट्रोमैकेनिकल आधार पर काम करने वाले उपकरणों की विफलता के मामले में यह एक व्यक्तिगत दोषपूर्ण भाग को बदलने के लिए पर्याप्त है, तो माइक्रोप्रोसेसर सुरक्षा के लिए अक्सर पूरे मदरबोर्ड को बदलना आवश्यक होता है, जिसकी लागत लागत का एक तिहाई हो सकती है पूरे उपकरण।

इसके अलावा, प्रतिस्थापन के लिए एक भाग की तलाश में बहुत समय बिताने की आवश्यकता होगी: ऐसे उपकरणों में विनिमेयता एक ही निर्माता से समान प्रकार के कई डिज़ाइनों में भी पूरी तरह से अनुपस्थित है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले 35 से अधिक वर्षों से सफलतापूर्वक काम कर रहे हैं

विवादास्पद मामले

1. इलेक्ट्रोमैकेनिकल सुरक्षा की तुलना में माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा उपकरणों की उच्च विश्वसनीयता

विज्ञापन के साथ माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों के निर्माता सिस्टम में चलती भागों की अनुपस्थिति पर जोर देते हैं, जो कि यांत्रिक पहनने की स्थिति के बहिष्करण से संबंधित है। इलेक्ट्रोमेकैनिकल और अर्धचालक आधारित संरचनाओं में धातु जंग और इन्सुलेशन उम्र बढ़ने के मुद्दे भी यहां जोड़े गए हैं।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल सुरक्षा के संचालन का अनुभव पहले से ही लगभग डेढ़ सदी का है। रूस और सीआईएस भागीदारों के अधिकांश ऊर्जा उद्यम इसी आधार पर काम करते हैं। कई रिले कई दशकों से संचालित हैं, और रखरखाव और संचालन की विकसित प्रणाली उन्हें काफी लंबे समय तक उपयोग करने की गारंटी देती है।

वास्तव में, इन्सुलेशन दोष और क्षरण केवल दो मामलों में हो सकता है:

• उत्पादन तकनीक का उल्लंघन;

• संचालन और रखरखाव के नियमों से विचलन।

यदि हम चलने वाले पुर्जों के यांत्रिक पहनने के मुद्दे पर विचार करते हैं, तो यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि वे कई वर्षों के बाद किए गए कर्मियों द्वारा जांच के दौरान ही चालू हो जाते हैं (ऑपरेशन के समय से ध्यान में रखा जाता है) या बहुत अधिक होने वाली दुर्घटनाओं में कभी-कभार।

रिले सुरक्षा के लिए माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों में एक ही समय में:

• अधिकांश घटक लगातार विद्युत सर्किट की निगरानी करते हैं और एक दूसरे के साथ संकेतों का आदान-प्रदान करते हैं;

• विद्युत इनपुट के तत्व लगातार 220 वोल्ट के उच्च वोल्टेज के साथ-साथ क्षणिक प्रक्रियाओं के आवेग और शिखर मूल्यों के संपर्क में आते हैं;

• हाई-स्पीड पल्स सर्किट बिजली इकाइयां बिना शटडाउन के काम करती हैं और गर्मी जारी करती हैं और एमपीडी विफलताओं का मुख्य हिस्सा बनती हैं।

2. रिले की विश्वसनीयता धीरे-धीरे इलेक्ट्रोमेकैनिकल डिज़ाइन से असतत घटकों के आधार पर सेमीकंडक्टर डिज़ाइन तक बढ़ी, फिर एकीकृत सर्किट और माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों में उच्चतम

आंकड़े दैनिक उपयोग में सेमीकंडक्टर एनालॉग्स की तुलना में इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की उच्च विश्वसनीयता दिखाते हैं। विपरीत तस्वीर तभी देखी जाती है जब स्विचिंग चक्र कई लाख या लाखों तक बढ़ जाते हैं।

इंटीग्रेटेड सर्किट बहुत अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉनिक तत्वों को नियोजित करते हैं जो ठोस अवस्था रिले की तुलना में ओवरवॉल्टेज के लिए कम प्रतिरोधी होते हैं। स्थैतिक बिजली और विद्युत चुम्बकीय शोर के संपर्क में आने पर यह विशेष रूप से सच है, जो लगातार उच्च वोल्टेज बिजली उपकरणों में मौजूद होते हैं।

जापानी कंपनियों के माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा उपकरणों की विफलताओं के आंकड़े माइक्रोप्रोसेसर सुरक्षा की उच्चतम विश्वसनीयता के मिथक का खंडन करते हैं। इसके अलावा, इसमें "सॉफ़्टवेयर विफलताएँ" शामिल नहीं हैं, जिन्हें अक्सर निरीक्षणों के दौरान पता नहीं लगाया जा सकता है, लेकिन यह किसी भी समय हो सकता है।

3. माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा उपकरणों की विश्वसनीयता बिल्ट-इन सेल्फ-डायग्नोस्टिक्स द्वारा सुधारी जाती है

माइक्रोप्रोसेसर आधारित सुरक्षा में शामिल हैं:

• एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स;

• मेमोरी (रोम - रोम + रैम - रैम);

• प्रोसेसर;

• बिजली की आपूर्ति;

• आउटपुट विद्युत चुम्बकीय रिले;

• एनालॉग और डिजिटल इनपुट के नोड्स।

माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा के ब्लॉकों की संरचना

ये सभी घटक स्व-निदान एल्गोरिदम द्वारा अलग-अलग तरीकों से कवर किए जाते हैं और हमेशा पूरी तरह से नियंत्रित नहीं होते हैं।

आंतरिक जांच को इसके सर्किट में खराबी की स्थिति में रिले सुरक्षा के संचालन को संकेत देने और ब्लॉक करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, न कि बिजली कंपनी के विद्युत नेटवर्क में। इसलिए, यह बिजली व्यवस्था की विश्वसनीयता में वृद्धि नहीं करता है।

4. माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा उपकरणों की विश्वसनीयता अधिक है क्योंकि इसके घटक भौतिक उम्र बढ़ने के प्रति अधिक प्रतिरोधी हैं

उचित संचालन के साथ, 1970 के दशक में USSR में पेश किए गए विद्युत चुम्बकीय सुरक्षा रिले अभी भी पूरी तरह से काम करते हैं और अपनी तकनीकी विशेषताओं को बरकरार रखते हैं।

जापान में भी सबसे अच्छी कंपनियों के इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर, जो रिले सुरक्षा का हिस्सा हैं, स्विचिंग पावर सप्लाई में 7 साल के ऑपरेशन के बाद अपने गुणों, जकड़न को खो देते हैं और इलेक्ट्रोलाइट लीक बनाते हैं जो सर्किट बोर्डों के तांबे के ट्रैक को खराब कर सकते हैं।

एमपीडी जापानी कंपनियों के नुकसान के आंकड़े

माइक्रोप्रोसेसर डिवाइस निर्माताओं ने शीतलन प्रणाली से हटाए जाने वाले बढ़ते गर्मी अपव्यय के साथ मोड बनाकर इलेक्ट्रॉनिक घटकों के आकार को कम करने की इच्छा देखी है, जो हमेशा नहीं किया जाता है।

काम में कठिनाई

1. विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता

आधुनिक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन के प्रति बहुत संवेदनशील है, और माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षात्मक उपकरणों के सेट विद्युत क्षेत्र की ताकत में वृद्धि की स्थिति में काम करने वाले सबस्टेशनों पर स्थापित किए जाते हैं, जिन्हें पृथ्वी पर संचित संभावित नाली के साथ विश्वसनीय परिरक्षित सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

कई सबस्टेशनों में, ग्राउंड लूप का प्रतिरोध माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा उपकरणों के संचालन के लिए आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, जिसका अर्थ है बड़ी मात्रा में निर्माण कार्य। अन्यथा, इस तरह की सुरक्षा प्रणाली में विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी की स्थिति में अनधिकृत संचालन का कारण बन सकती है, जिसे आसानी से जानबूझकर बनाया जा सकता है, जैसे कि सॉफ्टवेयर के खिलाफ हैकर का हमला।

2. कार्य पूरे होने हैं

विद्युत चुम्बकीय सुरक्षा की विफलता की तुलना में एक माइक्रोप्रोसेसर सुरक्षा की विफलता बिजली के लिए अधिक गंभीर परिणाम देती है, क्योंकि कार्यात्मक रूप से माइक्रोप्रोसेसर रिले सुरक्षा उपकरण 3 ÷ 5 विद्युत चुम्बकीय सुरक्षा के कार्य करता है।

3. स्टाफ प्रशिक्षण

दुनिया में अरबों डॉलर से अधिक के कारोबार वाली बड़ी संख्या में कंपनियां रिले सुरक्षा के लिए माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों के उत्पादन में लगी हुई हैं। अकेले रूस और सीआईएस देशों में, 10 से अधिक उद्यम विश्व बाजार में काम करते हैं।

प्रत्येक सुरक्षा उपकरण को एक अनूठी तकनीक का उपयोग करके बनाया जाता है जो तत्वों और सॉफ़्टवेयर की विनिमेयता को बाहर करता है। उपयोग के निर्देशों के साथ तकनीकी विवरण कई सौ A4 शीट वाली बहु-पृष्ठ पुस्तकें हैं। उनका अध्ययन करने में बहुत समय और पूर्व विशेष ज्ञान लगता है।

जब एक नए प्रकार का माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा उपकरण आता है, यहां तक ​​कि उसी निर्माता से भी, कार्मिक प्रशिक्षण प्रक्रिया को फिर से शुरू किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष

माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा उपकरण बिजली के विकास में वास्तव में प्रगतिशील दिशा हैं।

निर्माताओं द्वारा घोषित रिले सुरक्षा के लिए माइक्रोप्रोसेसर उपकरणों की उच्च विश्वसनीयता हमेशा वास्तविकता के अनुरूप नहीं होती है।

किसी भी माइक्रोप्रोसेसर सुरक्षा इकाई की सेवा करने वाले कर्मियों को ऐसे उपकरणों की सभी कमजोरियों के बारे में पता होना चाहिए और उनके संचालन को कुशलता से ठीक करना चाहिए।

यह उचित समय है कि सरकारी एजेंसियां ​​मानकीकरण के मुद्दों को उठाएं और उनमें माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले सुरक्षा प्रणालियां लाएं।

गुरेविच VI माइक्रोप्रोसेसर सुरक्षात्मक रिले की कमजोरियां: समस्याएं और समाधान। - एम।: इंफ्रा-इंजीनियरिंग, 2014 - 248 पी।: इल।