Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.В. Шестакова, а.В. Шмойлов, с.М. Юдин Проектирование устройств релейной защиты и автоматики в ээс

Издательство

Томского политехнического университета

2012

Введение

Надежность работы энергосистем во многом зависит от средств релейной защиты и автоматики (РЗ и А). В настоящее время все большее распространение получают программные устройства РЗ и А на микропроцессорной элементной базе. Они объединяют в едином блоке всю защиту и автоматику элемента энергосистемы.

Применение реле и терминалов, выполненных на новой элементной базе, не отменяет известных принципов по выбору основных параметров срабатывания устройств РЗ и А. Напротив, данные принципы можно гораздо эффективнее реализовать при использовании цифровых устройств.

В связи с постоянным усложнением схем, представляется целесообразным производить расчеты уставок РЗ не вручную, а с помощью специализированных программных комплексов. Комплекс программ АРМ СРЗА принят в промышленную эксплуатацию в качестве основного программного средства в ЦДУ ЕЭС, ОДУ Востока, ОДУ Сибири, ОДУ Урала, ОДУ Средней Волги, ОДУ Центра, ОДУ Северного Кавказа, ОДУ Северозапада, всеми РДУ этих ОДУ. АРМ СРЗА передан в эксплуатацию во все МЭС Федеральной сетевой компании, а также в энергетические компании Белоруссии, Казахстана, Латвии, Литвы, Монголии. Авторы программ АРМ СРЗА: Черняков В.Н, Седельников Г.Ф., Стенина В.В., Дубрановская Н.Л., Рубина Е.Н. (производственный кооператив «БРИЗ», г. Новосибирск).

В энергетическом институте студентам предоставляется возможность рассчитывать уставки релейной защиты и некоторых видов автоматики с помощью специализированного программного комплекса АРМ СРЗА.

Ниже перечислены основные возможности, предусмотренные в ПК АРМ СРЗА.

1. Создание математической модели сети с ее графическим изображением на экране (практически без ограничения числа узлов).

2. Расчет электрических величин (токи, напряжения, сопротивления) при любом виде несимметрии в любой промежуточной точке линии при металлическом замыкании или замыкании через переходное сопротивление с возможностью учета нагрузочного режима.

3. Возможность использовать для анализа результатов расчета векторную диаграмму и калькулятор.

4. Расчет параметров срабатывания устройств релейной защиты и хранение результатов расчета по ступеням.

При написании пособия использовались методические указания ООО «ЭКРА» и инструкция пользователя СПК АРМ СРЗА.

Программа расчета релейной защиты в арм срза

АРМ СРЗА позволяет:

·создавать математическую модель электрической сети с неограниченным объемом узлов и связей в графическом виде и в табличном виде, ·производить расчеты электрических величин в сети неограниченного объема при повреждениях любой сложности с учетом групп ветвей взаимоиндукции, активной составляющей сопротивлений, отличия величины сопротивлений прямой и обратной последовательностей и фактических групп соединения обмоток трансформаторов в трехфазной симметричной сети любого напряжения,

·производить расчет уставок микропроцессорных защит, токовых ступенчатых защит от замыканий на землю, дистанционных защит типа ЭПЗ-1636, ДЗ-503, ПЗ-5, ПДЭ-2001, ШДЭ-2801,БРЭ-2801, токовых защит от междуфазных К.З.,микропроцессорных дистанционных защит НПП «ЭКРА», SIEMENS;

·Получать новую сеть на базе эквивалента сети. Производить расчет параметров производной схемы замещения (ШУНТОВ) для повреждений любой сложности с учетом параметров взаимоиндукции ветвей нулевой последовательности.

·Производить расчеты по определению места повреждения сети: - расчет таблиц для определения мест повреждений сети; - расчет места повреждения сети (ОМП) по показаниям приборов.

Программа “Релейная защита” (РЗ) позволяет производить расчеты уставок для трансформаторов и линий:

• защит нулевой последовательности от КЗ на землю (ТЗНП);

• для электромеханических и микропроцессорных защит ЭКРА,

• дистанционных защит (ДЗ);

• ЭПЗ – панель ДЗ типа ЭПЗ-1636.

• ДЗ-503 панель дистанционной защиты ДЗ-503,

• ПДЭ – панель ДЗ типа ПДЭ-2001,

• ШДЭ – панель ДЗ типа ШДЭ-2801,

• ПЗ-5 – панель ДЗ типа ПЗ-5,

• БРЭ – панель ДЗ типа БРЭ-2801/Б,

• ШЭ – дистанционные микропроцессорные защиты НПП “ЭКРА”. Возможен расчет ступеней для шкафов защит присоединений напряжением 110 и 220 кВ серии ШЭ2607 и присоединений напряжением 330-750 кВ серии ШЭ2710.

• токовых защит от междуфазных КЗ (МФТ).

  • Максимальная токовая защита

МФТЗ – для расчёта максимальной токовой защиты, установленной на понижающих трансформаторах; для расчёта отсечек с выдержкой и без выдержки времени на линиях; для расчёта одноступенчатой максимальной токовой отсечки предусмотренной на панелях дистанционных защит.

МФТЗ_Н - для расчётов максимальной токовой защиты с пуском по напряжению, установленной на понижающих трансформаторах и линиях.

МФТЗ_М - для расчёта направленной максимальной токовой защиты линий.

• Максимальная токовая защита обратной последовательности:

МФТ2_Н – для расчёта токовой защиты обратной последовательности автотрансформаторов или линий при выполнении её ненаправленной с фильтром-реле тока обратной последовательности типа РТФ-1М с минимальным (или комбинированным) пуском по напряжению или без пуска по напряжению.

МФТ2_М - для расчёта токовой защиты обратной последовательности автотрансформаторов или линий при выполнении её направленной с фильтром-реле тока и мощности обратной последовательности

Расчёт параметров срабатывания устройств релейной защиты и хранение результатов расчёта производятся по ступеням.

Для каждой ступени по программе РЗ можно выполнить все расчётные условия:

-отстройка от КЗ вне зоны действия ступени;

-согласование параметров отдельных ступеней указанных защит;

-отстройка от нагрузочного режима;

-отстройка от КЗ с учетом нагрузочного режима на линии;

-проверка чувствительности при КЗ в зоне действия ступени.

Задание, составленное в процессе работы, можно сохранить на диске с расширением «gkz» для последующего использования. Задания сохраняются только в рабочей директории с именем “DAN”, которая передаётся вместе с комплексом. В ней находятся поддиректории с шаблонами заданий и формулами.

Задание на расчёт можно составлять несколькими способами:

- набирать слово приказа вручную;

- формировать задание с помощью меню приказов;

- формировать задания с помощью шаблонов заданий.

• Защиты нулевой последовательности от КЗ на землю (ТЗНП).

При наличии этого приказа производится отстройка, согласование или отстройка от нагрузки для ступени (значение данного с именем “”СТУП) токовой направленной защиты нулевой последовательности. Может быть рассчитано и сохранено в выходных документах шесть ступеней. Этот приказ используется для расчёта уставки токовых органов ступеней, как для действующих защит, так и для микропроцессорных защит типа НПП “ЭКРА”,

1. Расчет токов КЗ и неполнофазных режимов

в электрической сети

1.1. Подготовка исходных данных по заданной схеме в соответствии с правилами

программного комплекса АРМ СРЗА

Рассмотрим порядок подготовки и внесения данных на примере схемы, представленной на рис. 1.

Рис. 1

На рис. 1 обозначено:

С – система бесконечной мощности,

Г – генератор ТВВ-200- 2ЕУ3,

Т1 – повышающий двухобмоточный трансформатор,

Т2 – трансформатор собственных нужд ЭСТ с расщепленной обмоткой,

Т3 – понижающий трансформатор на подстанции с расщепленной обмоткой,

Л1, Л2 – воздушные двухцепные линии.