Напряжение питания сухого контакта

[BenGan]

Всем привет!

Проектируем систему АСУ ТП трансформаторной подстанции 220/110кВ. Ясно, что АСУ будет работать в условиях сильных ЭМ помех. Уровень помех можно оценить по МЭК 61000-2-5-95.
По территории подстанции разбросано масса оборудоывания с которого забирается сигнал в виде сухого контакта.

Проблема в следующем. Нормативные документы не прописывают явно напряжение питания цепей сухих контактов, существует практика организовываць цепи DI на постоянке 220В
(например, контроллеры SATEC имеют платы DI на 64 входа =220В). С другой стороны, есь платы для RTU560C, которые работают на 24В, тоже для энергетики, сертифицированные и т.п.

Как оценить надежность и помехоустойчивость системы сбора DI при питании 24В?

[BenGan]

Ответ напрашивается один- гальваноразвязка. Опторазвязка как частный случай.

Какой-же это ответ??? Опторазвязка присутствует в обеих случаях - питание =220В и питание +24В.
Вопрос был как сравнить варианты с различным питанием по помехоустойчивости. Как оценить границу - питание 100В подходит, 70В - не подходит, будут ложные срабатывания.

[BenGan]

Хотя если теоретически, то для сухих контактов надежнее будет постоянный ток 110 В и выше.

Вот-вот, теоретически. Этот вопрос где-нибудь в литературе описан? Дайте ссылочку!

Выбирайте что будет удобнее

Не "катит" - "удобнее". Нужно надежнее. Есть оценка, в соответствии с которой на 100м. контрольного кабеля наводка 50Гц составит 50В. Напрашивается, либо симметричная цепь, либо напряжение питания более 50В. При общем количестве сигналов более тысячи, цена ошибки очень велика, поэтому, ищу хорошее обсуждение этого вопроса (в литературе или на форуме.)

[Михайло]

Напряжение переменного тока само по себе является источником помех. На практике постоянка себе спокойнее ведет. Это касается старых схем, где релюхи по 3-5 Вт потребляли...
При коммутации нагрузки переменного тока переходные процессы более выраженные, так как коммутация может произойти на "гребне волны" (синусоиды то есть). Амплитуда переменного напряжения в sqrt(2) больше, чем действующее значение...

[abbat81]

(например, контроллеры SATEC имеют платы DI на 64 входа =220В). С другой стороны, есь платы для RTU560C, которые работают на 24В, тоже для энергетики, сертифицированные и т.п.
Как оценить надежность и помехоустойчивость системы сбора DI при питании 24В?

Как было уже сказано, развязать цепи сухих контактов реле, то есть сухой контакт будет нагружен катушкой реле, которая должна гасить возникающие наводкии возможные ложные срабатывания, а на вход SATEC использовать сигналы непосредственно с контактов реле, которые запитаны от местного источника питания, предполагается что реле расположены в непосредственой близости от контроллера.Ссылочки дать не могу, руководствуюсь здравым смыслом, поправьте меня если что не так))

[BenGan]

Михайло, Вы вообще о чем???
Я предлагал к обсуждению =220В (= значит постоянка!) и +24В (тоже постоянка!). Нужно сравнить помехоустойчивость в зависимости от напряжения питания.

[Михайло]

Извини, не заметил.

[BenGan]

(например, контроллеры SATEC имеют платы DI на 64 входа =220В). С другой стороны, есь платы для RTU560C, которые работают на 24В, тоже для энергетики, сертифицированные и т.п.
Как оценить надежность и помехоустойчивость системы сбора DI при питании 24В?

Как было уже сказано, развязать цепи сухих контактов реле, то есть сухой контакт будет нагружен катушкой реле, которая должна гасить возникающие наводкии возможные ложные срабатывания, а на вход SATEC использовать сигналы непосредственно с контактов реле, которые запитаны от местного источника питания, предполагается что реле расположены в непосредственой близости от контроллера.Ссылочки дать не могу, руководствуюсь здравым смыслом, поправьте меня если что не так))

Нет, в случае SATEC питание DI =220В, там ложных срабатываний не бывает, реле не нужны.
Проблема с платами работающими на +24В.
Вариант с реле решит проблему помехоустойчивости, но как-то это некрасиво - нагородить 1117 (тысячу стосемнадцать) реле! Платы о которых я упомянул уже имеют опторазвязку.

Гораздо проще использовать симметричный кабель для организации цепей DI, там наводка 50Гц будет около 5В. Возможно, догрузить входные цепи резиторами. Но все это надо подтвердить рассчетами, а не догадками, неужели я первый сталкиваюсь с грамотным выбором питания цепей дискретных сигналов?!

[YurMash]

Добрый день! В требованиях ФСК ЕЭС, а ранее РАО ЕЭС, четко прописано напряжение для "сухих контактов" не ниже 110 В. Как правило используется 220. Кроме того есть нормы чтобы срабатывание происходило при уровне не ниже 80%. Поэтому в случае с модулями на 24 Вольта выход только один - развязываться через реле. Выбор реле сейчас огромен, размеры у них как и у клемм, так что проблем с размещением нет. Есть проблема цены, но здесь вам надо благодарить проектантов. А на счет 1117 сигналов - для нормальной подстанции это не много.

[BenGan]

В требованиях ФСК ЕЭС, а ранее РАО ЕЭС, четко прописано напряжение для "сухих контактов" не ниже 110 В.

ГДЕ КОНКРЕТНО "четко прописано" ?!!!

Вот, например КОНКРЕТНО: МЭК 870-3-93, Устройства и системы телемеханики – Таблица 2 Номинальные напряжения для двоичных сигналов:
Предпочтительные значения: 12, 24, 48, 60В
Нерекомендуемые значения: 5, 110, 220В

[YurMash]

не путайте твердое со сладким, смотрите к примеру ОТТ к АСУТП ПС 110-750 кВ (п. 3.3.2.4)или ТЗ на свой проект вместе со ссылками на профильную НТД. А что бы не спорить приведите больше данных о вашем объекте, в чьем ведении находится, что именно вы там делаете ТМ, ССПИ или АСУТП.

[BenGan]

Кто издатель упомянутого Вами документа: ОТТ к АСУТП ПС 110-750 кВ (п. 3.3.2.4) ? - не могу найти!!
Как я догадываюсь, это не ФСК, у них документы выглядят, например, так: Распоряжение ФСК ЕЭС N366р от 24.06.2010

...или ТЗ на свой проект

ТЗ на систему АСУ ТП буду писать я, проект по АСУ ТП делаю я. Производителя и монтажную организацю определит генподрядчик.

А что бы не спорить приведите больше данных о вашем объекте, в чьем ведении находится, что именно вы там делаете ТМ, ССПИ или АСУТП.

А я разве спорю? Я прошу грамотную ссылку, по которой можно найти/заказать документ.
Об объекте см. начало ветки.

[YurMash]

Приложение
к распоряжению ОАО «ФСК ЕЭС»
от 31.05.2010 № 293р
Рекомендации по применению основных структурных схем и требования к организации АСУ ТП подстанций 110 - 750 кВ с учётом функциональной достаточности и надежности
п. 1.3.3.6.5 Для питания «сухих» контактов должно использоваться напряжение питания 220 В постоянного тока.

[BenGan]

YurMash - Огромное Спасибо!
Эта ссылка избавляет нас от необходимости прорабатывать вариант с питанием 24В.

[YurMash]

много полезной документации находится на сайте ЦИУСа.

[Даниил Кацман]

Не надо искать причин отказа от 220 VDC, а просто поставьте традиционные промежуточные реле или оптроны со входами 220 VDC и высоковольтной гальваноразвязкой. У Вас там в системе всего-то будет не более 100 дискретных каналов, 220 VDC в таком оборудовании всегда присутствует, реле займут в шкафу мало места и проблемы, чем питать сухой контакт, уйдут в прошлое. Только учтите, что ток через контакт не должен быть меньше 5 мА при 220 VDC, тогда все будет работать надежно. Реле могу посоветовать брать дешевые, какие только найдете, но только не РП21 (на них я когда-то сильно обиделся из-за обрыва катушек). Если проект с человеческим лицом и деньги есть, то берите хорошие тонкие реле Ваго или Феникса с пружинными зажимами, их даже монтировать приятно.

[Ryzhij]

В старых руководствах (20-летней давности) на контроллеры PLC-2 фирма Allen-Bradley рекомендовала через сухие контакты кнопок, реле и блок-контакты пускателей при низком (24VDC) напряжении для надёжности срабатывания пропускать ток не менее 20mA, для чего подгружать входы контроллера резисторами. При этом прожигается окисная плёнка на контакте. Да и навести помеху на низкоомную цепь сложнее.
Не зря существует стандартный NAMUR сигнал 4/20mA (дискретный!!!), позволяющий, помимо прочего, контролировать состояние ответственной цепи на обрыв и к.з.
Я на практике применял эти рекомендации, когда в процессе эксплуатации оборудования в атмосфере с сероводородом кнопочные посты начинали дурить. Помогало и выручало не раз.
При высоком напряжении (110VAC/DC) нагрузочных резисторов уже не требуется - окисная плёнка пробивается уже напряжением, а не прожигается током.

[Serex]

Не зря существует стандартный NAMUR сигнал 4/20mA (дискретный!!!), позволяющий, помимо прочего, контролировать состояние ответственной цепи на обрыв и к.з.

Кстати хорошая идея использовать 4-20 для помехоустойчивости. Только как сухой контакт его будет генерировать? Самопальные схемы на резисторах городить? Не очень-то хотелось бы.
Также высокой помехоустойчивостью обладает интерфейс HART, но тут опять, как все это впихнуть в сухой контакт.
Вроде как получается, что на обоих концах линии передачи надо ставить какие-то модули. Но если такая петрушка, то уже можно и RS-485 с каким-нибудь протоколом. Вопрос только в быстродействии. Чистый сухой контакт однозначно самый быстрый, но и самый слабый по помехоустойчивости.

[Ryzhij]

Кстати хорошая идея использовать 4-20 для помехоустойчивости. Только как сухой контакт его будет генерировать? Самопальные схемы на резисторах городить? Не очень-то хотелось бы.

Понимаю...
Есть готовые устройства, применяемые обычно в опасных зонах на кнопках и прочих сухих контактах в комплекте с модулями развязки и взрывозащиты (барьерами) как раз с диагностическими целями. Это, конечно, не 4/20 mA в чистом виде, но...
Например, от Bartec на DIN-рейку или навесом на клеммы, есть подобное и у других фирм.
У Pepperl+Fuchs это будет F-KDR-Ex2 и F-RN-Ex1

[Даниил Кацман]

Дело не в напряжении питания, а в помехозащите сигнальных входов. Я применяю в подобных системах преимущественно питание контактов 220 VDC, но в качестве сигнального входа что попало (например, типовые реле или оптроны) ставить нельзя, у стандартных реле и оптронов почти никакой помехозащиты нет. У сигнального канала 220 VDC или VAC для его надежной работы требуется напряжение включения 170...180 VDC, напряжение выключения 120...130 VDC, и тогда о наводках и помехах можно забыть. Такие сигнальные каналы в виде быстродействующих высоковольтных опторазвязок найти непросто, но можно - я нашел и применяю, но это нестандартное оборудование. Касательно симметричных кабелей - тут главное не симметрия, а изоляция кабеля и источника питания контакта от земли. Именно поэтому системы с оперативным питанием 220 VDC с изоляцией от земли работают надежнее чем системы на переменном токе, где у источника питания есть связь с землей. Мои американские друзья такой проблемы не видят, потому как в их АС сети ОБА ПРОВОДА изолированы от земли и наводок по земле вообще нет. Когда штатовскую технику ставят у нас или в Европе, то одна линия (N) заземляется и помехи возникают, как из ведра. Далее, в ответственных системах за сигнальным контактом надо следить на предмет обрыва или КЗ линии, а такие схемы слежения нормально реализуются ТОЛЬКО на постоянном токе. Потому-то я вот уже лет как десять бросил возиться с дешевым питанием сухих контактов от 220 VAC и работаю только с DC в диапазоне от 12 до 220 VDC. Если заказчик упирается и требует все сделать как можно дешевле, то (скрепя сердце) применяю и 220 VAC, но тоже только с помехозащищенными опторазвязками или реле.
Если брать токовые петли, то их защищать от помех почти никогда не нужно, дифференциальные каналы сами хорошо защищены, но приемники токовых сигналов стоят дорого и я их избегаю.
Другое дело, что помехозащищенных интерфейсов и схем с проверкой контакта датчика у брендовых производителей (почти) нет и приходится применять мелкосерийную технику, которую, однако, производят в нашем отечестве. Я знаю две компании, которые делают всякие преобразователи на заказ и пока они меня не подводят. Кое-что я заказываю просто по своим схемам, тогда вообще все работает именно так, как мне хочется.
Что могу сказать про NAMUR - я его тоже применял, и как раз для контроля контактов, но отпугнулся в итоге высокими ценами на преобразователи. Кроме того, NAMUR питает датчики низким напряжением 8V при токе в линии на уровне 1 мА ( а вовсе не 4-20 мА), а это моим заказчикам очень не понравилось, равно как и брендовые цены на NAMURные компоненты.
Конечно, коллеги, при длинных линиях с наводками оптимум - это ВОЛС, но оптику не везде мне дают применять, проектанты и заказчики экономят свои средства.
Вообще, тема наводок и помех - бесконечная тема, буду рад пообщаться со всеми интересующимися этой проблемой.

[Никита]

Да на самом деле просто все и помехозащищенность скорее всего ни при чем.
Про сложившуюся практику использования напряжения =220В на подстанциях 110/220 достаточно двух слов - "шинки опертока" ;)