Loading...

Особенности применения цифровой шины НЕРВ

Цифровая шина НЕРВ – технология, разработанная НПП «Микропроцессорные технологии» и предназначенная для обмена информацией между устройствами релейной защиты, СОПТ и др. Шина обеспечивает передачу дискретных и аналоговых сигналов, системных переменных, синхронизацию времени и другие функции. Что же послужило причиной создания данной технологии и каковы особенности ее применения? В данной статье мы постарались ответить на эти и некоторые другие вопросы. 
Предпосылки создания шины НЕРВ 
Если взглянуть на ретроспективу развития устройств релейной защиты в контексте происходящей в энергетике четвертой промышленной революции и вспомнить казавшуюся в своё время сомнительной идею перехода от электромеханической элементной базы к микропроцессорной, то становится понятно на сколько верным было данное решение. Развитие в сторону умных и быстрых вычислительных устройств открыло значительные горизонты для дальнейшего развития как релейной защиты, так и энергетический сетей в целом. Инженеры того времени верно рассудили, что развитие общества будет происходить в сторону увеличения мощности при уменьшении габаритов, а, значит, в сторону увеличения удельного количества энергии на единицу объёма. Соответственно, при неправильном использовании, либо аварии, высвободившаяся энергия будет способна приносить значительные разрушения ввиду своей высокой концентрации. Поэтому всё более значимым становится такое требование к релейной защите как быстродействие. Электромеханическая база на тот момент практически исчерпала свои возможности по быстродействию, что говорило в пользу микропроцессорной защиты.  
Общей чертой третьей промышленной революции, происходившей в то время, стало внедрение технических процессов, не требующих непосредственного участия человека. Поэтому инженеры старались воплотить автономность и возможность задания большого количества различных алгоритмов, чтобы снизить влияние человеческого фактора, а также предоставить возможность проектировщикам создавать необслуживаемые объекты. И тут микропроцессорная защита так же показала большие перспективы для развития. 
В то же время, энергетика является довольно консервативной отраслью и многие принципы построения электромеханической защиты были перенесены на микропроцессорную базу. Один из таких принципов – передача логических сигналов в виде «сухих» контактов. Первые устройства микропроцессорной релейной защиты были выпущены в 1985 году и в них разработчики не решились реализовывать цифровые интерфейсы передачи данных, хотя стандарт CAN появился в том же году, а технология Ethernet появилась на 12 лет раньше. Не решились они и через 5, и через 10, и через 15 лет. Лишь только к 2003 первые идеи были воплощены в бумагу в виде первой редакции стандарта МЭК-61850, обсуждение которого не завершено до сих пор. 
Фактически, компанией микропроцессорные технологии было разработано то, что нужно было сделать ещё 35 лет назад: была создана предельно простая в реализации и надёжная шина передачи сигналов и команд между устройствами – НЕРВ. Шина НЕРВ разработана на основе CAN-подобного стандарта, и ее спецификацию мы делаем открытой для интеграции с другими производителями. 
Пока в сфере применения МЭК-61850 проходит этап снятия сливок: когда производители завышают цены, потому что заказчики готовы переплачивать за пилотные проекты, создание альтернативной цифровой шины на 6-35 кВ — это доступная технология, которая уже работает. 
На начало 2021 года шина НЕРВ интегрирована в устройства релейной защит серии Лютик и зарядно-подзарядные устройства серии LAUREL, а также предусмотрена для использования во всех новых устройствах, разрабатываемых НПП «Микропроцессорные технологии». 
Особенности применения шины НЕРВ с устройствами релейной защиты Лютик 
В устройствах релейной защиты серии Лютик шина НЕРВ обеспечивает обмен дискретными сигнала функций УРОВ, ЗДЗ, ЛЗШ, АВР, ВНР и синхронизацию времени между устройствами. А это значит, что значительно сокращается число проводных связей между ячейками в рамках распределительного устройства. 
Кроме того, значительно упрощается процесс монтажа и наладки. Настройка сети предельно проста. Необходимо указать используемые функции (УРОВ, ЛЗШ и др.) и задать топологию распределительного устройства (далее – РУ): вводные и отходящие ячейки, а также секционный выключатель, все остальные настройки, включая привязку сигналов, сеть выполнит сама в автоматическом режиме. 

Останется только выполнить функциональный контроль и опробование с помощью простого и удобного бесплатного программного обеспечения KIWI


Интерфейс настройки сети НЕРВ


Топология шины представляет собой цепочку узлов соединения. Узел НЕРВ является пассивным элементов, не требующим организации оперативного питания. Таким образом, отключение из сети любого из устройств релейной защиты не вызывает нарушения функционирования шины НЕРВ в целом.  


Топология шины НЕРВ 


В процессе функционирования устройства релейной защиты обеспечивают непрерывный контроль исправности шины НЕРВ, соответствующим образом, влияющий на работу функций защиты и автоматики. Так, например, при выявлении нарушения обмена блокирующими сигналами ЛЗШ выполнятся блокирование ЛЗШ соответствующей секции шин. 
Конечно, оперативному персоналу нужно будет выводить ячейки из работы. Важно чтобы этот вывод происходил штатно и не приводил к срабатыванию функций самодиагностики и блокированию работы ЛЗШ. 
Поэтому, если устройство релейной защиты выключается, необходимо иметь возможность отличить такое отключение от обрыва сети НЕРВ (потери связи с устройством релейной защиты). Устройство ЛЮТИК имеет встроенный накопитель энергии, и при исчезновении питающего напряжения оно уведомляет остальные устройства в шине НЕРВ о возможном отключении от шины. В данном случае отключение считается штатным и сеть продолжает полноценно функционировать. 
Непревзойденная надежность и скорость передачи 
Подводя итог, можно сказать, что сеть НЕРВ проще, а главное надёжнее по сравнению с традиционными сухими контактами, так как обладает непрерывной самодиагностикой. При этом экспериментально подтвержденный объем потерянных при передаче пакетов данных составляет не более 0,00015% при нормальных условиях и не более 0,97% в условиях «бомбардировки» шины наносекундными импульсными помехами амплитудой 4 кВ. 
В случае, если данные потеряны , это не значит, что устройство их не получит. Оно получит информацию в следующем пакете, при этом максимальная задержка из-за пропуска пакетов, полученная экспериментальным путём, составляет 40 мс.  В нормальных условиях пакет будет переслан за 10 мс. 
Если сравнить эту цифру с сухим контактом, то преимущество сети становится очевидным. Работа дискретного выхода на передающем устройстве 10 мс + работа дискретного входа на переменном токе 25 мс + несинхронность тактов микроконтроллеров устройств 10 мс, итого получается 45 мс. 
Шина НЕРВ – это простое и надёжное решение для сетей среднего напряжения, которое позволяет уйти от традиционных межкамерных жгутов и при этом повысить надёжность и наблюдаемость системы релейной защиты и автоматики. 
© 2021 - НПП Микропроцессорные технологии