Реле HYUNDAI UTH

Добавлено 30.10.2025

Реле HYUNDAI UTH: Полное техническое описание и сфера применения

Реле серии UTH производства HYUNDAI Electric Systems Co., Ltd. представляет собой многофункциональное микропроцессорное устройство релейной защиты, предназначенное для защиты, контроля и управления силовыми трансформаторами, автотрансформаторами и шунтирующими реакторами. Данное устройство является ключевым элементом в современных цифровых подстанциях, обеспечивая комплексную защиту критически важного оборудования в распределительных сетях среднего и высокого напряжения.

Архитектура и аппаратная платформа

Реле HYUNDAI UTH построено на базе высокопроизводительного 32-разрядного цифрового сигнального процессора (DSP) и микроконтроллера (MCU). Аппаратная часть включает аналоговые входы для трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), дискретные входы (оптоизолированные бинарные входы) для сигналов состояния выключателей, разъединителей и внешних блокировок, а также мощные выходные реле (оперативные, сигнальные, блокировочные). Устройство оснащено графическим жидкокристаллическим дисплеем (LCD) с подсветкой и клавиатурой для локального управления, а также интерфейсами для связи: как минимум, двумя портами Ethernet (поддержка протоколов IEC 61850, MODBUS TCP/IP) и последовательными портами (RS-485, RS-232 для протоколов MODBUS RTU, DNP3.0, IEC 60870-5-103). Корпус выполнен в соответствии со стандартом 19-дюймовой стойки (4U высотой) или в панельном исполнении, что обеспечивает удобство монтажа в стандартные шкафы управления.

Основные функции защиты

Реле UTH реализует полный спектр защитных функций, которые могут быть активированы и настроены в зависимости от конкретной конфигурации защищаемого объекта.

Дифференциальная защита с торможением: Основная и наиболее важная функция. Использует принцип сравнения векторных сумм токов на всех сторонах защищаемого трансформатора. Для повышения устойчивости при внешних КЗ, сквозных токах намагничивания и переходных процессах применяется характеристика с торможением, имеющая несколько уставок (обычно две или три секции с независимыми наклонами). Алгоритм включает гармоническое торможение (2-я и 5-я гармоники) для блокировки при бросках тока намагничивания и торможение по току нулевой последовательности для учета компенсации группы соединения обмоток трансформатора.
Защита от замыканий на землю в обмотке (REF – Restricted Earth Fault): Выполняется на основе токов нулевой последовательности или с использованием датчика тока нулевой последовательности (ТЗНП). Обеспечивает высокочувствительное обнаружение замыканий на землю в зоне, ограниченной точками установки ТТ.
Защита от перегрузки по току с независимой выдержкой времени (I>>, T>>): Резервная защита от междуфазных замыканий. Обычно имеет несколько ступеней (например, мгновенная и с выдержкой времени).
Защита от замыканий на землю с выдержкой времени (I0>, T0>): Защита от однофазных замыканий на землю, действующая по току нулевой последовательности.
Защита от перегрузки (Thermal Overload): Моделирует тепловое состояние трансформатора на основе измеренного тока с учетом постоянной времени нагрева, учета температуры окружающей среды и начального теплового состояния. Может иметь сигнальные и отключающие ступени.
Защита от повышения давления (Buchholz, газовое реле): Обработка сигналов от механических устройств (газовое реле, реле давления) через дискретные входы с программируемой логикой.
Защита от обрыва цепи ТТ: Контроль целостности цепей трансформаторов тока и блокировка дифференциальной защиты при обнаружении обрыва для предотвращения ложных срабатываний.

Дополнительные функции и сервис

Помимо защитных функций, реле UTH обладает широким набором дополнительных возможностей:

Измерения и мониторинг: Трехфазные токи и напряжения, токи и напряжения нулевой последовательности, активная, реактивная и полная мощность, частота, коэффициент мощности, гармонический анализ (THD).
Осциллографирование (Fault Recorder): Запись аварийных осциллограмм токов и напряжений до, во время и после срабатывания защиты с возможностью извлечения через ПО.
Регистрация событий (Event Log): Фиксация до нескольких тысяч временных меток срабатываний защит, изменений состояния дискретных входов/выходов, действий оператора.
Управление: Функции дистанционного управления выключателем (включение/отключение) через интерфейсы связи или локально.
Программируемая логика (PLC-like): Пользователь может конфигурировать собственные логические схемы с использованием дискретных входов, выходов, внутренних флагов и временных задержек для реализации специфических схем АВР, блокировок, последовательностей управления.

Таблица типовых уставок дифференциальной защиты для трансформатора 10/0.4 кВ

Параметр	Обозначение	Типовой диапазон	Пример уставки	Примечание
Пусковой ток	I_diff>	0.2 – 0.5 I_ном	0.3 I_ном	Чувствительность при внутреннем повреждении
Тормозной коэффициент 1-й секции	k₁	20% – 40%	30%	Наклон первой секции характеристики
Тормозной коэффициент 2-й секции	k₂	40% – 80%	60%	Наклон второй секции характеристики
Уставка гармонического торможения (2-я гарм.)	I_2f/I_1f	12% – 20%	15%	Блокировка при бросках намагничивающего тока
Время срабатывания	T_diff	0 – 100 мс	35 мс	Быстродействие основной защиты

Программное обеспечение для конфигурирования

Для настройки реле UTH используется специализированное ПО (например, HYUNDAI Relay Setting Tool). Программа предоставляет интуитивно понятный интерфейс для:

Задания всех уставок защит и логических схем.
Ввода параметров трансформатора (номинальные мощности, напряжения, группа соединений, схема ТТ), с автоматическим расчетом коэффициентов компенсации.
Мониторинга в реальном времени измеряемых величин и состояний.
Чтения и анализа осциллограмм и журналов событий.
Обновления встроенного программного обеспечения (firmware).

Области применения

Реле HYUNDAI UTH применяется на подстанциях различного класса напряжения (обычно от 6 до 220 кВ) для защиты:

Двухобмоточных и трехобмоточных силовых масляных и сухих трансформаторов.
Автотрансформаторов.
Шунтирующих реакторов.
Генератор-трансформаторных блоков (в составе комплектной защиты).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как реле UTH компенсирует группу соединений обмоток трансформатора и разные коэффициенты ТТ?

В меню конфигурации вводятся номинальные данные трансформатора: напряжения обмоток, векторная группа (например, YNd11), а также номинальные первичные и вторичные токи используемых ТТ. Микропроцессор устройства автоматически вычисляет необходимые коэффициенты компенсации амплитуды и фазы. Алгоритм цифровым образом преобразует вторичные токи всех сторон к одной базовой стороне, что позволяет корректно сравнивать их в дифференциальном алгоритме.

Каков порядок действий при вводе реле UTH в эксплуатацию после монтажа?

Визуальная проверка монтажа и подключения цепей ТТ, ТН, оперативного тока.
Проверка изоляции вторичных цепей.
Подача оперативного тока, проверка индикации на дисплее.
Загрузка заранее подготовленного файла конфигурации (уставок) через ПО.
Проведение функциональных испытаний с использованием реле-тестера: проверка правильности измерения токов и напряжений по всем фазам, проверка срабатывания основных защит (дифференциальной, ТО) путем подачи моделируемых токов КЗ, проверка работы выходных реле.
Проверка связи по IEC 61850 или MODBUS, корректности передачи аварийных и предупредительных сигналов, измерений в SCADA-систему.

Что делать при появлении сообщения «CT Failure» или «Обрыв цепи ТТ»?

Данная функция мониторит разность токов между фазами и ток нулевой последовательности. При срабатывании:

Немедленно проверить вторичные цепи ТТ на стороне, указанной в сообщении, на предмет ослабления контактов, обрыва, короткого замыкания.
Проверить состояние самих трансформаторов тока.
Убедиться, что уставки защиты от обрыва цепи ТТ установлены корректно (обычно порог 5-10% от Iном).
Временным решением, если КЗ исключено, может быть отключение данной функции в настройках до устранения неисправности, но это снижает безопасность. Необходимо как можно быстрее восстановить цепь.

Как реле отличает бросок тока намагничивания от внутреннего КЗ?

Используется комбинация двух критериев:

Гармоническое торможение: При включении трансформатора ток намагничивания содержит высокий процент второй (и иногда пятой) гармоники. Если доля второй гармоники в дифференциальном токе превышает заданный порог (15-20%), срабатывание дифференциальной защиты блокируется.
Характеристика с торможением: Бросок тока намагничивания, как правило, является односторонним, поэтому тормозной ток (максимальный из токов сторон) велик, что переводит рабочую точку в область торможения на характеристике. При внутреннем КЗ токи входят в одну обмотку и выходят из другой, создавая высокий дифференциальный ток при относительно небольшом тормозном токе, что приводит к срабатыванию.

Можно ли интегрировать реле UTH в систему АСУ ТП по протоколу IEC 61850?

Да, реле UTH поддерживает стандарт МЭК 61850 для подстанций. Устройство имеет встроенную модель данных (CID-файл), описывающую все логические узлы (LN), данные (Data) и отчеты (Reports). Поддерживаются GOOSE-сообшения для быстрого обмена дискретными сигналами между устройствами (например, для межблочных блокировок) и MMS-сервисы для передачи измерений, событий и файлов на уровень станционного контроллера или SCADA. Для конфигурирования связи требуется инженерное ПО для системы в целом (например, DIGSI от Siemens или подобное), куда импортируется CID-файл от реле.

Каков типовой срок службы и как проводится техническое обслуживание?

Срок службы реле UTH составляет не менее 10-15 лет. Техническое обслуживание рекомендуется проводить с периодичностью 1 раз в 2-3 года и включает:

Внешний осмотр, очистку от пыли.
Контроль параметров оперативного тока.
Проверку времени срабатывания ключевых защит (дифференциальной, ТО) с помощью переносного реле-тестера с записью результатов в протокол.
Контроль целостности и актуальности резервной копии конфигурации (файла уставок).
Проверку работы систем сигнализации и связи.

Профилактическая замена устройства не требуется, за исключением выхода его из строя или морального устаревания.

Реле HYUNDAI UTH