Микропроцессорные терминалы защит и автоматики abb

Микропроцессорные защиты

Сегодня интегрированные микропроцессорные автоматические устройства противоаварийного управления системами электроснабжения промышленных предприятий выполняют не только функции защитного отключения, но и функции автоматики: автоматической частотной разгрузки (АЧР), автоматики повторного (АПВ) и резервного (АВР) включений. Они являются интеллектуальными информационными техническими средствами автоматического управления, обладающими свойствами изменения настроек в соответствии с аварийными ситуациями, самотестирования и самодиагностики и даже самосовершенствования благодаря гибкому программированию.

Можно выделить ряд особенностей, которыми обладают микропроцессорные устройства: цифровые устройства компактны, имеют унифицированное исполнение с типовым программным обеспечением, позволяют создавать единую сеть из нескольких цифровых защит, удобны в использовании.

Отличительной особенностью микропроцессорных систем (МПС) от электромеханических систем РЗиА является также возможность анализа не только основных параметров сети (величины тока, напряжения, частоты), но и целого ряда дополнительных параметров (причина отключения, время и дата отключения, ток и длительность аварийной ситуации, возможность построения векторных диаграмм напряжений и токов в линии в момент отключения), что позволяет их использовать при построении автоматизированных систем диспетчерского управления электроэнергетическими комплексами.

Однако их использование имеет и свои недостатки: очень высокая чувствительность, которая может стать причиной ложных срабатываний, не способность выдерживать сильные нагрузки, требуется обновления программного продукта, который устаревает гораздо быстрее, чем микропроцессорная техника.

Расчёт релейной защиты заключается в выборе рабочих параметров срабатывания, как отдельных реле, так и многофункциональных устройств МПС РЗиА. Выбор уставок РЗиА предлагаем производить в расчёте на самый тяжёлый аварийный режим работы системы электроснабжения, с учётом того, что неселективное действие РЗиА может привести к нарушению оставшихся в работе участков системы электроснабжения.

Для выполнения расчёта уставок РЗиА прежде всего необходимы полные и достоверные исходные данные, к которым относятся:

— первичная схема защищаемой сети и режимы её работы (с указанием, нормальных и ремонтных режимов);

— сопротивление и ЭДС (напряжения) питающей системы для максимального и минимального режимов её работы или мощности короткого замыкания (КЗ);

— режимы заземления нейтралей силовых трансформаторов;

— параметры силовых структурных элементов СЭС;

— паспортные данные электроприёмников (особенно электродвигателей);

— типы выключателей;

— типы и параметры измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, с указанием мест их установки в схеме сети;

— типы, принципиальные схемы и уставки существующих РЗиА, в т.ч. и на смежных питающих и отходящих участках.

Так как конечная задача любых устройств РЗиА выдать сигнал на отключение при аварийной ситуации в сети, то алгоритмы работы устройств защиты на разной элементной базе одинаковы, отличаются только способы их реализации, что отражается, в конечном счете, на некоторых особенностях при выборе уставок защит.

Рассмотрим обобщенный подход к выбору уставок типовых токовых защит реализуемых на микропроцессорных устройствах серий − REF, SPAC, SPAM , MICOM, SEPAM.

Одной из основных релейных защит реализуемых в сетях 6-10 кВ является максимальная токовая защита (МТЗ) воздушных линий электропередачи (ЛЭП). Настройку МТЗ будем производить по двум параметрам: по току и времени срабатывания.

Выбор тока срабатывания защиты предлагается выполнять исходя из максимального тока нагрузки на ЛЭП, с учётом согласования защит предыдущего и последующего элементов, при соблюдении необходимого уровня чувствительности в случае КЗ в конце защищаемого элемента.

Ток срабатывания МТЗ рассчитываем по формуле:

где kн − коэффициент надёжности (1,2 − для реле MICOM; 1,1 − для реле SEPAM, SPAC, SPAM; 1,3 − для реле REF); kсзп − коэффициент самозапуска двигательной нагрузки (22,5 − для реле MICOM; 1,1¸1,3 для реле SEPAM, REF, SPAC, SPAM); Iраб.макс. − максимальный рабочий ток линии, А; kв. − коэффициент возврата защиты: 0,935.

Для расчёта тока срабатывания защиты необходимо знать максимальный ток нагрузки на линии.

Так как часто такие данные отсутствуют, ток нагрузки выбираем приближённо по сумме всех номинальных токов потребителей с учётом коэффициента загрузки kзагр=1,4.

Если линия электропередач питает нефтепромысловую нагрузку, состоящую из трансформаторных подстанций (ТП) 6/0,4 кВ, то расчёт предлагаем проводить по формуле:

где− суммарная номинальная мощность всех ТП, кВА; Uтр – номинальное напряжение ТП, кВ.

Согласование защит по чувствительности производим таким образом, чтобы она не срабатывала, если не работает последующая:

где kн.

с − коэффициент надежности согласования, значение которого зависит от типа токовых реле и принимаются от 1,1 при согласовании микропроцессорных защит между собой и с реле РТ-40 и до 1,3 ¸ 1,4 при согласовании микропроцессорных защит с реле типа РТВ; kр − коэффициент токораспределения, который учитывается только при наличии нескольких источников питания, при одном источнике питания равен 1;− наибольшая из геометрических сумм токов срабатывания максимальных токовых защит параллельно работающих предыдущих элементов n;− геометрическая сумма максимальных значений рабочих токов всех предыдущих элементов (N), за исключением тех, с защитами которых производится согласование (n). При примерно однородной нагрузке допустимо арифметическое сложение вместо геометрического, что создаст некоторый расчётный запас.

Произведя расчёт тока срабатывания МТЗ необходимо проверить чувствительности защиты. «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) требуют для токовых защит коэффициент чувствительности 1,5 при коротких замыканиях на защищаемом оборудовании, и 1,2 в зоне резервирования. Коэффициент чувствительности определяется по выражению:

где– ток двухфазного КЗ в минимальном режиме, который может быть определен по току трехфазного КЗ, А.

После расчета тока срабатывания МТЗ производим отстройку защиты по времени срабатывания. Выдержка времени защиты последующей линии выбирается большей, чем у защит предыдущих элементов, чтобы обеспечить селективное отключение ближайшего к месту КЗ участка сети:

tс.з.посл = tс.з.пред + Dt

где Dt — ступень селективности или ступень времени, которая выбирается по выражению:

Dt = tоткл + tвозвр + tпогр1 + tпогр2 + tзап ,

где tоткл – время отключения выключателя (при отсутствии паспортных данных принимают tоткл=0,06 с); tвозвр – время возврата защиты 0,05 c; tпогр1 – погрешность срабатывания по времени для предыдущей защиты, tпогр2 – погрешность срабатывания по времени для последующей защиты; tзап – время запаса надежности срабатывания реле (tзап=0,1 с). Погрешность срабатывания цифровых реле по времени не превышает 2 % от значения уставки.

С учетом вышеизложенного рекомендуется выбирать ступень селективности по времени срабатывания для микропроцессорных реле 0,2÷0,4 с при согласовании МПС между собой и с электромеханическими реле.

Другим видом токовых защит устанавливаемых на ЛЭП является токовая отсечка (ТО) без выдержки времени. Выбор уставки ТО производим исходя из расчетных токов КЗ на наиболее удаленных от защиты присоединениях: линиях, трансформаторах, двигателях.

Уставка ТО выбирается исходя из условия:

Iс.о ³ kн ×

где kн − коэффициент надёжности (1,2 − для реле REF, для других микропроцессорных реле он может быть снижен до 1,1).

При расчете токовой отсечки ЛЭП, по которой питается несколько трансформаторов, чтобы обеспечить несрабатывание ТО при КЗ за каждым из трансформаторов нужно дополнительно проверить надёжность несрабатывания ТО от суммарного значения броска тока намагничивания всех трансформаторов, подключённых защищаемой ЛЭП. Условие отстройки ТО от бросков тока намагничивания трансформаторов имеет вид:

Iс.о ³(3÷4)×SIном.тр

где SIном.тр– сумма номинальных токов всех трансформаторов, которые могут одновременно включаться под напряжение по защищаемой линии.

Помимо основных токовых защит ЛЭП микропроцессорные устройства РЗиА могут реализовывать функции защиты двух-трех обмоточных трансформаторов. Одним из видов таких защит является токовая защита трансформатора от перегруза.

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется по зависимости:

где kотс – коэффициент отстройки, принимаем равным 1,05; Iном.тр – номинальный ток стороны трансформатора, где установлена защита, с учетом регулирования на данной стороне, А; kв – коэффициент возврата устройства, принимаем равным 0,95.

Время срабатывания защиты от перегрузки во избежание ложных срабатываний должно превышать время работы защиты и время восстановления нормального режима при действии противоаварийной автоматики. Общепринятая для энергопредприятий выдержка времени t=9 сек.

Читайте также:  Частотно-регулируемый электропривод насосных установок

Расчёт уставок токовых защит не заканчивается на выборе тока срабатывания защиты, для настройки электромеханического реле производится расчет тока срабатывания реле, который по сути и является уставкой. У микропроцессорных защит имеется своя особенность расчета уставки, которая будет выставлена на микропроцессорном терминале.

Для цифровых терминалов SEPAM, MICOM, SPAC, SPAM, REF уставки рассчитываются и задаются в первичных величинах или в процентах от номинальных значений (в зависимости от типа применяемых защит) с учетом номинального первичного тока трансформаторов тока Уставка, которую необходимо выполнить на реле:

где I – уставка по току задаваемая на реле; Iн.ТА — номинальный первичный ток трансформатора тока, А; Iс.з – рассчитанный ток срабатывания защиты, А.

Рассмотрим теперь методику выбора уставок микропроцессорных защит электродвигателей напряжением выше 1000 В. У МПС разных производителей существуют свои особенности по отстройке защит электродвигателей, которые и рассмотрим далее.

Одной из основных защит электродвигателей является токовая отсечка. Для реле MICOM отстройка ТО ведется из условия что в момент включения двигателя появляется бросок тока намагничивания, в 1,4÷1,7 раза превышающий по амплитуде установившийся пусковой ток двигателя, этот бросок учитывается повышенным коэффициентом надежности при отстройке защиты, по расчетной формуле:

где Iс.о — первичный ток срабатывания отсечки, А; kн — коэффициент надежности, с учетом отстройки от броска тока намагничивания равен 1,8; Iном.дв – номинальный ток двигателя, А; kпуск – кратность пускового тока может быть взята из паспортных данных двигателя.

Для реле серии SPAM в целях повышения чувствительности ток срабатывания защиты выбирается 0,85÷0,9 от величины пускового тока двигателя по формуле:

От начального броска тока в момент пуска защита отстраивается путем автоматического удвоения уставки на время пуска, по окончании которого заданная уставка восстанавливается.

Выдержка времени ТО для защиты двигателей на микропроцессорных реле любых производителей задается минимально возможной.

Другим видом защит электродвигателей является защита от перегрузки, которая в зависимости от функций заложенных в микропроцессорное реле может действовать или в совокупности с защитой от перегрева или как отдельная защита.

Например, на реле серии SPAM, защиты от перегрева и перегрузки разделены. Поэтому рассматриваемая защита от перегрузки используется только как резервная к защите от перегрева двигателя. Уставка защиты рассчитывается по формуле:

Выдержка времени t выбирается близкой к максимально допустимому времени пуска tп.max.

У микропроцессорных реле MICOM защиты от перегрузки и перегрева объединены.

Микропроцессорное устройство создает тепловую модель двигателя по составляющим прямой и обратной последовательности тока, потребляемого двигателем, учитывая тепловое воздействие в статоре и роторе.

Результирующий эквивалентный тепловой ток Iэкв, отображает повышение температуры, вызванное током двигателя. Ток срабатывания пускового органа тепловой перегрузки рассчитывается по формуле:

Уставки по времени выбираются так чтобы учесть возможные режимы работы двигателя − тепловая постоянная времени Те1 применяется при

Источник: https://megaobuchalka.ru/8/44278.html

ABB релейная защита и автоматика

В данном разделе представлена серия устройств РЗА ABB среднего напряжения.

Представленные устройства РЗА ABB применяются на электростанциях и подстанциях для комплексного решения задач управления, защиты, сигнализации, измерения и мониторинга различных присоединений: кабельных и воздушных линий, трансформаторов собственных нужд, асинхронных двигателей средней и большой мощности, дугогасящих реакторов, конденсаторных батарей и т.д.

Весь спектр оборудования релейной защиты и автоматики ABB, широчайший диапазон микропроцессорных устройств ABB РЗА, позволяют решить все задачи автоматизации любых энергообъектов.

Сравнительно недорогие и несложные реле серии SPACOM (SPAJ, SPAM, SPAD, SPAU и др.

) с регистрацией аварийных параметров и измерением входных аналоговых сигналов – защиты с выходным реле на отключение и сигнализацию, без функций управления выключателем.

REF610 реле защиты фидера является универсальным многофункциональным реле защиты, предназначенным, в основном, для защиты входящих и отходящих фидеров на распределительных подстанциях среднего напряжения. REF610 может также использоваться как дополнительная защита электродвигателей, трансформаторов и генераторов на промышленных объектах, а также на предприятиях энергоснабжения.

Устройства серии RE_500 (REJ 5xx, REU 5xx) по характеристикам аналогичны реле SPACOM, но имеют лучший дизайн, осциллографирование и дополнительные возможности.

Серия устройств REF54х — универсальная платформа со свободно программируемой пользователем внутренней логикой и имеет обширную библиотеку функций защиты, управления, автоматики, измерений, сигнализации, которая позволяет выполнить систему защиты практически любого объекта энергоснабжения среднего напряжения без изменения аппаратной части.

Терминалы серии REM54х подобны устройствам REF54x и применяются в качестве многофункциональных устройств защиты, управления, автоматики, сигнализации для электродвигателей и генераторов средней и большой мощности.

Устройство дуговой защиты секции шин REA100 обеспечивает защиту секции от дуговых замыканий на шинах или в ячейках КРУ.

В качестве датчика используется оптический кабель, который контролирует появление дуги на всем протяжении кабеля.

Центральное устройство защиты обеспечивает контроль тока повреждения, обработку сигналов от датчика, постоянный контроль датчика, а также отключение повреждения посредством действия контактов реле (или тиристоров) на выключатель.

Для мощных и ответственных генераторов поставляются системы защит на базе терминалов REG 316*4, в которых используется как аппаратное, так и функциональное резервирование.

Для наиболее ответственных объектов предприятие изготавливает системы защит генераторов на базе терминалов REG216 которые, как правило, имеют две подсистемы резервирования.

Встроенные в терминалы регистраторы событий и осциллографы существенным образом упрощают обслуживание и анализ работы систем защит и оборудования.

Наиболее важной и ответственной защитой любой подстанции является защита сборных шин, от которой, в основном, зависит живучесть энергообъекта. Эти защиты изготавливаются на базе терминалов REB103.

Защиты линий электропередач классов напряжений от 110 кВ и выше обычно выполняются на терминалах REL500. Эти терминалы по сравнению с другими известными наиболее полно отвечают требованиям отечественного потребителя.

Источник: http://www.elektroshchit.ru/abb-relejnaja-zashhita-i-avtomatika/

Контакторы КТ-6023, КТП-6022, КТ-6053, КТ-6063 Контакторы МК-1, МК2-20, МК-3-20, МК-4, МК-5, МК-6-20 Контакторы КПВ-602, КПВ-603, КПВ-604, КПВ-605 Контакторы КТПВ-621, КТПВ-622, КТПВ-623, КТПВ-624 Контакторы КМ-1100, КМ-4100, КМ-4110, КМ-5100, КМ-5103 Контакторы КВ-1-160, КВ-2-250, КВТ-1,14 Контакторы ES, VMN, ID, K-ID, S-IDx, К-931, ISKRA KO, LX, DIL Контакторы КПД, КПП, ТКПМ, КТП, ТКПД Контакторы ТКС, ТКД, КНЕ, КНИ, КТЭ Контакторы SD, SC, SA, SG Контакторы КПЕ-4, КПД-4, КПЕ-5, КПД-5, КПЕ-6, КПД-6, КПЕ-7, КПД-7Терминалы, устройства защиты Испытательное оборудование серии РЕТОМКлеммные зажимы и соединителиВыключатели и переключателиРычажные механизмы МЭО в общепромышленном исполнении Фланцевые механизмы МЭОФ в общепромышленном исполнении Механизмы рычажные МЭО-IIBT4, фланцевые МЭОФ-IIBT4 во взрывозащищенном исполнении Механизмы рычажные PrimAR-40… PrimAR-3200, фланцевые PrimAR-40F… PrimAR-11000F Механизм сигнализации положения МСП Пусковые и управляющие устройства БУЭР, ПБР, ФЦ, РЗД, БРУ, БУМ, БП, РП4, БКВ, БСПМодульные реле и устройства автоматики


Каталог

РелеОгромное разнообразие реле по принципу действия, выполняемым функциям, назначению, исполнению и условиям применения позволяет реализовать необходимую защиту и автоматику энергообъектов при возникновении аварийных условий работы.
КонтакторыПредлагаемые контакторы отлично зарекомендовали себя во всех сферах промышленности: нефтяной, электроэнергетике, горнорудной, металлургии и доменном производстве, химической, строительной, на транспорте.
Запчасти: контакты, катушки, соединения, пружины, камеры, мехблокировкиНесвоевременная замена изношенных контактных узлов приводит к выходу из строя всего изделия и, соответственно, к большим затратам по ремонту оборудования.
Щетки и щеткодержателиВ хороших щеткодержателях положение угольной щетки относительно цилиндрической поверхности коллектора при работе должно оставаться неизменным, щетка должна срабатываться равномерно и не должна вибрировать.
Устройства РЗАБлоки, комплекты и устройства защиты генераторов, трансформаторов и линий передач, блоки питания, заряда, испытательные. Комплектные микропроцессорные устройства защиты и автоматики для распределительных сетей 6-10-35кВ серий БЭМП, ТЭМП, ТОР, SPAC, АГАТ, УЗА-10, РС80, РС-83.
Крановое, тепловозное и троллейбусное оборудованиеКрановое оборудование, крановые запчасти необходимы для обслуживания и поддержания работоспособности кранов.. Делятся на комплектующие для электрооборудования кранов (выключатели, электрогидротолкатели, контакторы электромагнитные, контроллеры, электромагнитные тормоза, магниты, кольцевой токоприемник, держатели) и механические детали.
Клеммные зажимы и соединителиЗажимы наборные, блоки зажимов, собранные из ряда клеммников, предназначены для надежного присоединения и ответвления проводников из меди, алюмомедных и алюминиевых сплавов в электрических цепях.
Приборы электроизмерительныеЭлектроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. Классифицируются по ряду признаков: по измеряемой физической величине, назначению, методу измерений, принципу действия.
ЭлектроприводыСовременный электрический привод — это совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60%) и главным источником механической энергии в промышленности.
Выключатели и переключателиАвтоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Подразделяются по времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов на нормальные, селективные и быстродействующие.
МЭО, контроллеры, приборная продукцияМеханизмы исполнительные электрические однооборотные рычажные МЭО, механизмы электрические однооборотные фланцевые МЭОФ, механизмы электрические однооборотные PrimAR, механизмы сигнализации положения МСП, блоки сигнализации положения БСП, блоки управления БУЭР, блоки усиления сигналов БУМ, БУТ, БУС, БПР, блоки питания БКС, БП, ББП.
Модульные реле и устройства автоматикиМодульные устройства автоматики — это устройства, выполненные на единой конструктивной основе для размещения на DIN-рейке 35мм.
Читайте также:  Бесконтактное управление электроприводами

Источник: http://www.elkont.ru/index.php?option=com_sobi2&sobi2Task=sobi2Details&sobi2Id=470&Itemid=55

Микропроцессорные средства релейной защиты | Релейная защита | Релейная защита

Более двух десятилетий назад появились и начали применяться для защиты объектов энергосистем микропроцессорные устройства. За прошедший период времени была оптимизирована структура их аппаратной части, значительно улучшены эксплуатационные характеристики.

Цифровые средства релейной защиты постепенно заменяют аналоговые.

Этому процессу способствует ряд преимуществ, которыми обладают современные микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики перед устройствами, выполненными на традиционной электромеханической базе:

— выполнение самодиагностики (автоматической проверки исправности отдельных модулей и устройства в целом с индикацией состояния и блокировкой выходов устройства при его неисправности) и диагностики первичного оборудования;

— автоматическая регистрация режимов, событий и аварийных процессов, что позволяет уменьшить время на выяснение причин аварий;

— упрощение расчета уставок, увеличение их точности и точности измерений, уменьшение ступеней селективности, что снижает время действия защит и вероятность значительного повреждения оборудования;

— низкая потребляемая мощность по цепям питания и измерения (как правило, нет необходимости проверки ТТ и ТН по точности);

— возможность объединения устройств защиты и автоматики в составе автоматизированной системы управления с обеспечением дистанционного изменения уставок, удаленного контроля режима работы энергообъекта и состояния самого устройства защиты, передачи зарегистрированных аварийных процессов на рабочее место оператора (38);

— реализация новых функций и эксплуатационных возможностей (учет ресурса отключающей способности выключателя, хранение нескольких наборов конфигурации и уставок, восстановление формы кривой тока при насыщении ТТ и т. д.).

Немаловажным является также то обстоятельство, что обладая, как правило, незначительными габаритами, цифровое устройство реализует алгоритмы всех защит и устройств автоматики, требующихся для отдельных энергообъектов согласно действующим Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) . При этом обеспечено гибкое конфигурирование терминала защиты: в действие можно ввести только те защиты и виды автоматики, которые требуются. Возможно также подключение к терминалу внешних защит, в нем не реализованных.

Микропроцессорные устройства, комплекты и шкафы защит выпускаются как зарубежными («ABB», «Siemens», «GEC Alsthom»), так и отечественными (НТЦ «Механотроника», ЗАО «Радиус-автоматика», ОАО «ВНИИР», НЦ «Бреслер», ООО «Экра» и др.) предприятиями. Номенклатура и основные параметры некоторых отечественных цифровых средств релейной защиты приведены в прил. 10.

Вне зависимости от фирмы-производителя микропроцессорные терминалы обычно обеспечивают:

— сигнализацию срабатывания защит и автоматики, индикацию положения выключателя;

— местное и дистанционное управление выключателем;

— контроль положения выключателя и исправности его цепей управления;

— местный и дистанционный ввод уставок защит и автоматики, а также их хранение и отображение;

— двухстороннюю передачу данных между устройством защиты и системой управления (и/или компьютером) по одному из стандартных каналов связи;

— отображение измеряемых (например, фазных токов) и вычисляемых (например, тока обратной последовательности) параметров защищаемого объекта;

— учет внешних дискретных сигналов управления и блокировок при работе устройства;

— контроль работоспособности самого терминала;

— гальваническую развязку входов и выходов устройства от всех внешних цепей.

Следует учитывать, что функциональные возможности терминала (точность измерений, ввод уставок с собственного пульта или через интерфейс связи с компьютером, индикация на светодиодном или жидкокристаллическом текстовом или графическом дисплее, память событий, осциллографирование аварийных процессов, набор функций защиты и автоматики) в известной степени определяются ответственностью объекта защиты и влияют на стоимость терминала. Номенклатура производимых цифровых средств защиты и автоматики включает как простые, недорогие малогабаритные устройства (например, серия «OmegaProt» фирмы «Парма Прот»), так и сложные, функционально насыщенные устройства значительной стоимости (серия «EuroProt» той же фирмы). Некоторые производители называют свои простые микропроцессорные устройства защиты цифровыми реле, позиционируя их тем самым как недорогую замену электромеханическим реле (например, унифицированная, весьма обширная серия комплектных цифровых реле ТОР-100 ИЦ «Бреслер»).

Источник: http://energy-ua.com/releynaya-zashch/mikroprotsessorn.html

2.9. Микропроцессорные средства релейной защиты

Более двух десятилетий назад появились и начали применяться для защиты объектов энергосистем микропроцессорные устройства. За прошедший период времени была оптимизирована структура их аппаратной части, значительно улучшены эксплуатационные характеристики.

Цифровые средства релейной защиты постепенно заменяют аналоговые.

Этому процессу способствует ряд преимуществ, которыми обладают современные микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики перед устройствами, выполненными на традиционной электромеханической базе:

— выполнение самодиагностики (автоматической проверки исправности отдельных модулей и устройства в целом с индикацией состояния и блокировкой выходов устройства при его неисправности) и диагностики первичного оборудования;

— автоматическая регистрация режимов, событий и аварийных процессов, что позволяет уменьшить время на выяснение причин аварий;

— упрощение расчета уставок, увеличение их точности и точности измерений, уменьшение ступеней селективности, что снижает время действия защит и вероятность значительного повреждения оборудования;

— низкая потребляемая мощность по цепям питания и измерения (как правило, нет необходимости проверки ТТ и ТН по точности);

— возможность объединения устройств защиты и автоматики в составе автоматизированной системы управления с обеспечением дистанционного изменения уставок, удаленного контроля режима работы энергообъекта и состояния самого устройства защиты, передачи зарегистрированных аварийных процессов на рабочее место оператора (рис. 2.38);

— реализация новых функций и эксплуатационных возможностей (учет ресурса отключающей способности выключателя, хранение нескольких наборов конфигурации и уставок, восстановление формы кривой тока при насыщении ТТ и т. д.).

Немаловажным является также то обстоятельство, что обладая, как правило, незначительными габаритами, цифровое устройство реализует алгоритмы всех защит и устройств автоматики, требующихся для отдельных энергообъектов согласно действующим Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) [12]. При этом обеспечено гибкое конфигурирование терминала защиты: в действие можно ввести только те защиты и виды автоматики, которые требуются. Возможно также подключение к терминалу внешних защит, в нем не реализованных.

Микропроцессорные устройства, комплекты и шкафы защит выпускаются как зарубежными («ABB», «Siemens», «GEC Alsthom»), так и отечественными (НТЦ «Механотроника», ЗАО «Радиус-автоматика», ОАО «ВНИИР», НЦ «Бреслер», ООО «Экра» и др.) предприятиями. Номенклатура и основные параметры некоторых отечественных цифровых средств релейной защиты приведены в прил. 10.

Вне зависимости от фирмы-производителя микропроцессорные терминалы обычно обеспечивают:

— сигнализацию срабатывания защит и автоматики, индикацию положения выключателя;

— местное и дистанционное управление выключателем;

— контроль положения выключателя и исправности его цепей управления;

— местный и дистанционный ввод уставок защит и автоматики, а также их хранение и отображение;

— двухстороннюю передачу данных между устройством защиты и системой управления (и/или компьютером) по одному из стандартных каналов связи;

— отображение измеряемых (например, фазных токов) и вычисляемых (например, тока обратной последовательности) параметров защищаемого объекта;

— учет внешних дискретных сигналов управления и блокировок при работе устройства;

— контроль работоспособности самого терминала;

— гальваническую развязку входов и выходов устройства от всех внешних цепей.

Следует учитывать, что функциональные возможности терминала (точность измерений, ввод уставок с собственного пульта или через интерфейс связи с компьютером, индикация на светодиодном или жидкокристаллическом текстовом или графическом дисплее, память событий, осциллографирование аварийных процессов, набор функций защиты и автоматики) в известной степени определяются ответственностью объекта защиты и влияют на стоимость терминала. Номенклатура производимых цифровых средств защиты и автоматики включает как простые, недорогие малогабаритные устройства (например, серия «OmegaProt» фирмы «Парма Прот»), так и сложные, функционально насыщенные устройства значительной стоимости (серия «EuroProt» той же фирмы). Некоторые производители называют свои простые микропроцессорные устройства защиты цифровыми реле, позиционируя их тем самым как недорогую замену электромеханическим реле (например, унифицированная, весьма обширная серия комплектных цифровых реле ТОР-100 ИЦ «Бреслер»).

Читайте также:  Функции и конструкция щитов переменного и постоянного тока

— это быстродействующие токовые защиты максимального типа, селективность действия которых обеспечивается за счет ограничения зоны действия (то есть выбором только уставки по току).

В сетях с односторонним питанием токовые отсечки устанавливаются в начале защищаемого участка со стороны источника питания.

Поскольку токи КЗ зависят от удаленности места повреждения от источника питания, то можно подобрать такое значение тока срабатывания отсечки, при котором в зону ее действия будет входить только контролируемый объект. Так, ток срабатывания токовой отсечки ТО1 (рис. 2.

1) должен быть больше максимально возможного тока КЗ на смежном присоединении, то есть на линии W2.

Поскольку ток КЗ при повреждении в начале линии W2 практически равен току КЗ при повреждении в конце линии W1, для выбора уставки обычно рассчитывают ток КЗ при повреждении на подстанции ПС2 — при КЗ в граничной между линиями точке К1.

Условие выбора тока срабатывания отсечки в этом случае может быть записано так:

К защитам головных участков электроэнергетических систем, как правило, предъявляются повышенные требования по быстродействию. Это связано с необходимостью обеспечения устойчивости параллельной работы синхронных генераторов и энергосистемы в целом.

Применение токовых отсечек оказывается не всегда эффективным, так как из-за увеличенных сечений проводников головных линий токи КЗ при повреждениях в начале и в конце линии отличаются незначительно.

В результате обеспечить приемлемую зону действия и селективность отсечки обычно не удается.

В таких ситуациях могут быть использованы неселективные токовые отсечки.

Неселективные отсечки — это токовые защиты максимального типа, которые могут действовать при повреждениях не только в пределах контролируемого объекта, на котором они установлены, но и за его пределами. Селективность действия неселективных отсечек обеспечивается за счет введения выдержки времени или применения дополнительных технических средств.

(МТЗ) — это токовые защиты максимального типа, селективность действия которых обеспечивается выбором различных выдержек времени срабатывания.

Как правило, МТЗ используются в электрических сетях с односторонним питанием. Они устанавливаются в начале каждого контролируемого объекта со стороны источника питания (рис. 2.7).

Выдержки времени срабатывания защит должны нарастать по мере приближения к источнику питания: С31 > C32C33C3H4.

При КЗ на линии W3 (например, в точке КЗ) токи в линиях от источника до точки КЗ увеличатся и все три обтекаемые током КЗ защиты MT31—MT33 могут начать действовать. Среди перечисленных защит МТЗЗ имеет наименьшую выдержку времени и поэтому срабатывает первой, отключая только поврежденную линию W3. Остальные защиты вернутся в исходное состояние, так и не успев сработать.

При КЗ на линии W2 (в точке К2) током КЗ обтекаются защиты МТЗ1 и МТЗ2. Из них меньшей выдержкой времени обладает МТЗ2. Именно она должна сработать первой и отключить поврежденную линию W2.

При КЗ на линии W1 должна сработать защита МТЗ1.

— это защита, действующая только при определенном направлении (знаке) мощности КЗ [2].

Принцип действия дифференциальных защит основан на пофазном сравнении токов параллельно установленных защищаемых объектов или токов до и после защищаемого объекта

В отличие от рассмотренных выше максимальных токовых защит (с относительной селективностью) дифференциальные защиты обладают свойством

Дифференциальная токовая защита используется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов мощностью 6,3 МВА и выше, параллельно работающих трансформаторов мощностью 4 МВ-А и выше, а также трансформаторов мощностью 1 МВ-А и выше, если токовая отсечка последних не обладает достаточной чувствительностью, а МТЗ имеет выдержку времени более одной секунды [3].

Дифференциальная защита трансформаторов имеет ряд особенностей, отличающих ее от продольных дифференциальных защит линий [2, 3, 4].

Во-первых, фазные токи до и после защищаемого трансформатора отличаются уже в нормальном режиме его работы (при отсутствии повреждений в зоне действия дифференциальной защиты).

Эта ситуация практически может быть разрешена предварительным выравниванием токов в плечах защиты (то есть за ТТ на сторонах ВН и НН) за счет подбора ТТ с нужными коэффициентами трансформации.

Кроме того, для реализации дифференциальной защиты промышленностью выпускаются специальные реле серий РНТ и ДЗТ, содержащие уравнительные обмотки с регулируемыми числами витков для дополнительного выравнивания токов в плечах защиты.

Во-вторых, токи на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора могут отличаться еще и когда способы соединения первичных и вторичных обмоток силового трансформатора не совпадают. В этом случае выравнивание вторичных токов достигается изменением способов соединения вторичных обмоток ТТ на обратное по отношению к защищаемому трансформатору (рис. 2.23).

В-третьих, при выборе тока срабатывания дифференциальной защиты необходимо обязательно учитывать бросок тока намагничивания при включении (восстановлении питания) защищаемого силового трансформатора.

В-четвертых, при отстройке тока срабатывания защиты от тока небаланса нужно учитывать две дополнительные составляющие этого тока.

Первая обусловлена неполным выравниванием действия вторичных токов при подборе коэффициентов трансформации ТТ или при вынужденном выставлении округленных значений чисел витков уравнительных обмоток.

Вторая составляющая вызвана наличием регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой (РПН).

Получили распространение следующие разновидности дифференциальных защит трансформаторов: дифференциальная токовая отсечка, дифференциальная защита без торможения и дифференциальная защита с торможением [2, 3, 4].

выполняется на основе обычных токовых реле РТ-40, включенных без насыщающихся ТТ (рис. 2.24).

Основное достоинство дифференциальной отсечки — простота и связанные с этим дешевизна и меньшая сложность при выборе уставок.

Однако главный недостаток такой защиты — большой ток срабатывания — часто приводит к недостаточной чувствительности и, соответственно, невозможности использования этой разновидности дифференциальной защиты.

на основе реле серии РНТ (РНТ-565) используется, главным образом, на трансформаторах без РПН. Упрощенная схема реле РНТ-565 представлена на рис. 2.25.

Здесь BT — вторичная обмотка; K3 — короткозамкнутая обмотка; PAB — рабочая обмотка, число витков которой может быть выставлено в интервале от 8 до 35 с точностью до одного витка; УP 1 и УP 2 — уравнительные обмотки, для каждой из которых может быть выставлено число витков от 0 до 34 также с шагом в один виток.

Благодаря использованию в конструкции реле насыщающегося ТТ (НТТ) и короткозамкнутой обмотки удается снизить ток срабатывания защиты и повысить ее чувствительность. Схема одного из возможных вариантов исполнения дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора на основе реле РНТ-565 представлена на рис. 2.26.

на основе реле серии ДЗТ (например, ДЗТ-11) обычно устанавливают на трансформаторах с РПН. На упрощенной схеме реле ДЗТ-11 (рис. 2.27) T — так называемая обмотка торможения, число витков которой может быть выставлено из следующего ряда: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 18, 24.

Характеристики рабочей и уравнительных обмоток те же, что и для реле РНТ-565. Благодаря наличию обмотки торможения на магнитопроводе НТТ ток срабатывания защиты выбирают только по условию отстройки от броска тока намагничивания (ток небаланса не учитывают).

Обычно это приводит к еще большему увеличению чувствительности защиты.

Однако существуют ситуации, когда большей чувствительностью обладает все же защита на основе реле РНТ, поэтому в общем случае может быть рекомендован алгоритм выбора разновидности защиты, предполагающий проверку возможности использования каждой из трех перечисленных выше защит в том же порядке.

Источник: http://mirror4.ru.indbooks.in/?p=226521

Ссылка на основную публикацию