Реле РОСМА

Реле РОСМА: технические характеристики, конструкция и применение в системах релейной защиты

Реле серии РОСМА представляют собой многофункциональные микропроцессорные устройства защиты и автоматики, разработанные и производимые компанией «РОСМА» (Россия). Данные устройства предназначены для защиты силовых трансформаторов, электродвигателей, генераторов, кабельных и воздушных линий электропередачи в сетях напряжением до 10 кВ. Основой их функциональности является цифровая обработка сигналов, что обеспечивает высокую точность, гибкость настроек и комплексный мониторинг параметров сети.

Конструктивные особенности и архитектура

Реле РОСМА выполнены в корпусе, предназначенном для установки на стандартную DIN-рейку или на монтажную панель. Лицевая панель оснащена графическим жидкокристаллическим дисплеем, светодиодными индикаторами состояния и органами управления (кнопками). Основные конструктивные модули включают:

• Аналоговый входной модуль: Содержит трансформаторы тока и напряжения, а также цепи гальванической развязки и фильтрации для преобразования высоких уровней первичных сигналов в низковольтные, пригодные для обработки.
• Цифровой процессорный модуль: На основе микроконтроллера осуществляет оцифровку аналоговых сигналов, вычисление действующих значений токов и напряжений, мощностей, частоты, а также реализацию алгоритмов защит и логики.
• Модуль дискретных входов/выходов: Включает группу оптоизолированных бинарных входов для контроля состояния внешних контактов (например, положения выключателя, сигналов от других устройств) и выходных электромагнитных реле (исполнительных органов) для подачи команд на отключение, сигнализацию или управление.
• Блок питания: Обеспечивает питание электронных компонент реле от независимого источника оперативного тока (обычно 24, 48, 110 или 220 В постоянного/переменного тока).
• Интерфейсный модуль: Обеспечивает связь с внешними системами через последовательные интерфейсы (RS-485, RS-232) с поддержкой протоколов MODBUS RTU, IEC 60870-5-103 или иных.

Основные функции и виды защит

Номенклатура реле РОСМА включает специализированные модели (например, для трансформаторов — РОСМА-Т, для двигателей — РОСМА-Д) и универсальные многофункциональные терминалы (например, РОСМА-МР). Стандартный набор функций включает:

Максимальная токовая защита (МТЗ) с независимой/зависимой выдержкой времени

Базовая функция. Обеспечивает защиту от междуфазных коротких замыканий. Характеристики срабатывания могут быть независимыми (с фиксированной выдержкой) или зависимыми от тока (обратнозависимая выдержка, например, по стандартным характеристикам МТЗ, МТЗ-1, МТЗ-2).

Токовая отсечка (ТО)

Мгновенная или с небольшой выдержкой времени защита от токов короткого замыкания, превышающих заданный высокий порог. Обеспечивает быстрое отключение при КЗ вблизи защищаемого объекта.

Защита от замыканий на землю (ТЗНП)

Реализуется по току нулевой последовательности (I0), измеряемому с помощью трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП) или вычисляемому как векторная сумма фазных токов. Может иметь как независимую, так и обратнозависимую выдержку времени.

Дифференциальная защита

Применяется в реле для трансформаторов (РОСМА-Т). Основана на сравнении токов на вводах защищаемого трансформатора. Обеспечивает абсолютную селективность при повреждениях внутри зоны защиты. Алгоритмы включают компенсацию группы соединения обмоток трансформатора (Y/Δ), учет тока намагничивания и отстройку от бросков тока намагничивания.

Защита двигателей

В реле РОСМА-Д реализован комплекс специализированных функций: защита от перегрузки с учетом тепловой модели двигателя, защита от обрыва фазы, от асимметрии токов (несимметрии), от заклинивания ротора (пусковая защита), от повторного включения на вращающийся двигатель.

Дополнительные функции и сервисные возможности

• Измерение и контроль: Непрерывное измерение и отображение на дисплее действующих значений фазных и междуфазных напряжений, токов, активной, реактивной и полной мощности, частоты, коэффициента мощности, энергии.
• Осциллографирование: Запись аварийных осциллограмм токов и напряжений до, во время и после срабатывания защиты с возможностью последующего извлечения через интерфейс для анализа.
• Регистрация событий: Встроенный журнал событий с временными метками фиксирует все изменения состояния дискретных входов, срабатывания защит, изменения уставок.
• Управление: Функции дистанционного управления выключателем через интерфейс, автоматическое повторное включение (АПВ), контроль целостности цепей ТТ и ТВ.
• Самодиагностика: Постоянный контроль целостности аппаратной части и программного обеспечения.

Пример технических характеристик реле РОСМА-МР (универсальный терминал)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение оперативного тока	24, 48, 110, 220 В постоянного или переменного тока
Номинальный ток вторичных цепей (Iн)	1 А или 5 А
Номинальное напряжение вторичных цепей (Uн)	57.7, 100, 220 В
Частота сети	50 Гц
Количество аналоговых входов	До 4 токовых петель (3 фазных + 1 нулевой) и до 4 напряжений
Количество дискретных входов	До 8 (программируемых)
Количество выходных реле	До 6 (включая быстродействующие)
Интерфейсы связи	RS-485, RS-232, Ethernet (опционально)
Поддерживаемые протоколы	MODBUS RTU, IEC 60870-5-103, МЭК 61850 (опционально)
Класс точности измерений	0.5 для тока и напряжения
Диапазон рабочих температур	от -40°C до +55°C
Степень защиты корпуса (IP)	IP40 (для щитового исполнения)

Настройка и эксплуатация

Настройка реле осуществляется через встроенное меню на лицевой панели или, что более удобно, с помощью специализированного программного обеспечения (ПО) на персональном компьютере, подключаемого через интерфейсный порт. ПО позволяет конфигурировать все уставки защит, логику работы дискретных входов/выходов, параметры связи, а также производить чтение архивов событий и осциллограмм. Эксплуатация требует периодической проверки правильности показаний и проведения тестовых проверок срабатывания (с использованием переносных испытательных комплексов) в соответствии с графиком ППР.

Области применения

• Распределительные устройства 6(10) кВ: Защита и управление секционными, вводными и фидерными выключателями.
• Силовые трансформаторы 6(10)/0.4 кВ: Комплексная дифференциальная и токовая защита.
• Высоковольтные электродвигатели: Полный комплекс защит асинхронных и синхронных двигателей.
• Дизель-генераторные установки и источники бесперебойного питания: Контроль и защита.
• Системы собственных нужд электростанций и подстанций.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем реле РОСМА отличаются от аналогов, например, от реле Schneider Electric, ABB или Siemens?

Основные отличия заключаются в соотношении цена/функциональность, условиях локализации производства и сервисной поддержки. Реле РОСМА предлагают сравнимый с зарубежными аналогами набор функций и точность, но зачастую по более низкой стоимости. Их преимуществом является адаптация к российским нормативным документам (ПУЭ, СО 153-34.20.501-2003), наличие русскоязычного меню и документации, а также быстрая доступность запасных частей и ремонтной базы в регионах РФ.

Поддерживают ли реле РОСМА протокол МЭК 61850?

Ранние модели реле РОСМА поддерживали, в основном, протоколы MODBUS RTU и IEC 60870-5-103. Однако в современных модификациях и новых разработках (например, в сериях РОСМА-MR2xx) поддержка протокола МЭК 61850, включая GOOSE-сообщения и MMS, реализована как опция или входит в стандартную поставку. Необходимо уточнять данную характеристику в технической документации на конкретную модель и версию аппаратной/программной ревизии.

Как осуществляется питание реле, и что происходит при пропадании оперативного тока?

Реле питается от независимого источника оперативного тока (аккумуляторная батарея, выпрямительное устройство). При пропадании оперативного тока устройство полностью обесточивается и прекращает выполнение защитных функций. Выходные реле, как правило, выполнены с релейным сбросом, то есть при исчезновении питания они возвращаются в нормальное (деэнергизованное) состояние. Это критически важный аспект при проектировании схем управления выключателем, где должен быть учтен режим «отказа защиты».

Возможно ли объединение нескольких реле РОСМА в единую систему АСУ ТП?

Да, это одна из ключевых возможностей. Благодаря наличию стандартного промышленного интерфейса RS-485 и поддержке открытых протоколов (MODBUS), несколько реле могут быть объединены в сеть и подключены к SCADA-системе или локальному контроллеру (ПЛК). Это позволяет создавать централизованные пункты контроля и управления распределительными устройствами, собирать данные по токам, напряжениям, мощности, энергии и аварийным событиям со всех присоединений.

Каков порядок проведения периодических испытаний реле РОСМА?

Испытания должны проводиться квалифицированным персоналом с использованием калиброванного оборудования. Общий порядок включает:
1. Внешний осмотр, проверка целостности корпуса и соединений.
2. Проверка правильности показаний измеряемых величин путем подачи от испытательного комплекса эталонных токов и напряжений.
3. Проверка срабатывания защитных функций (МТЗ, ТО, ТЗНП и др.) по заранее составленным схемам с фиксацией фактических токов и времен срабатывания, их сравнение с уставками.
4. Проверка работы дискретных входов и выходных реле.
5. Проверка работоспособности интерфейса связи.
6. Проверка корректности записи осциллограмм и событий.
Результаты оформляются протоколом. Периодичность испытаний определяется местными инструкциями и ПТЭЭП, но, как правило, составляет 1 раз в 2-4 года.

Что делать, если реле выдает сообщение об ошибке «Обрыв цепи ТТ»?

Данная сигнализация указывает на разрыв (или значительное увеличение сопротивления) во вторичной цепи трансформатора тока, подключенного к данному аналоговому входу реле. Необходимо:
1. Обесточить первичную цепь (вывести присоединение в ремонт).
2. Проверить механическую целостность и надежность затяжки контактов во всей цепи: от клемм ТТ до клемм реле, включая промежуточные зажимы, испытательные блоки, коммутационные аппараты.
3. Прозвонить цепь омметром для выявления обрыва.
4. Проверить состояние встроенного предохранителя или ограничителя напряжения на входе реле (если таковые имеются в схеме).
5. После устранения неисправности проверить правильность показаний тока.

Заключение

Микропроцессорные реле серии РОСМА являются современным, надежным и функционально насыщенным решением для задач релейной защиты и автоматики в распределительных сетях среднего напряжения. Их архитектура, основанная на цифровой обработке сигналов, предоставляет инженерам-наладчикам и эксплуатационному персоналу широкие возможности по тонкой настройке характеристик срабатывания, интеграции в системы АСУ ТП и детальному анализу режимов работы и аварийных ситуаций. Соответствие российским стандартам, развитый сервис и конкурентоспособная цена делают данную продукцию востребованной для применения на промышленных предприятиях, в энергетике, инфраструктурных и коммерческих объектах.