Ответы по ОПРЗА экзамен

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА "ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ ЭНЕРГОСИСТЕМ"

1.Введение в сертификацию (2-4).

2.Аттестация устройств РЗА(4-5)

3.Введение в проектирование устройств релейной защиты и автоматики (УРЗА). Задачи, которые необходимо решать при проектировании УРЗА. (5-6)

4.Быстродействие, селективность и чувствительность РЗА.(6-8)

5.Надежность действия РЗА.(8-9)

6.Выполнение резервной защиты и УРОВ.(9-10)

7.Принципы выполнения ближнего и дальнего резервирования.(9-10)

8.Основная и резервная защиты. Действие защиты на сигнал и отключение.(10-12)

9.Регистрация работы УРЗА и запись аварийных процессов. (10-12)

10.Основные этапы и содержание проектов по РЗА. (10-12)

11.Разработка технических требований к УРЗА. (10-12)

12.Особенности проектирования микропроцессорных защит. (10-12)

13. Вопросы, которые необходимо учесть при проектировании УРЗА: - сигнализация УРЗА; - контроль и диагностика защит; - оперативное питание на подстанциях; - регистрация аварийных процессов. (12-16)

14.Расчетные режимы и выбор их при проектировании. Расчетные условия при выборе уставок. (17-21)

15.Расчет токов короткого замыкания для целей релейной защиты.

16.Выполнение графической части проекта: - структурная схема защиты; - функциональная схема защиты; - принципиальная схема защиты; - схема подключения защит к энергообъекту; - схема соединений (монтажная) защиты; - схема расположения; - карта селективности защит. (21-25)

17.Факторы, влияющие на выбор устройств РЗА линий электропередачи. (26-28)

18.УРЗА радиальных ЛЭП. (26-28)

19.Расчет токов короткого замыкания и выбор защит на примере ВЛ-177,178 Комиэнерго.

20.Особенности применения токовых защит на радиальных ЛЭП. (29-39)

21.Токовые защиты(МТЗ и ТО): расчет уставок и коэффициентов чувствительности ступеней токовой защиты. (29-39)

22.Трехступенчатая ДЗ. Назначение. Особенности. Принцип действия. (39-47)

23.Дистанционная защита: характеристика и расчет уставки I ступени ДЗ; расчет тока точной работы реле сопротивления.

24.Дистанционная защита: характеристика и расчет уставки II ступени ДЗ; расчет тока точной работы реле сопротивления и коэффициента чувствительности защиты.

25.Дистанционная защита: характеристика и расчет уставки III ступени ДЗ; расчет тока точной работы реле сопротивления и коэффициента чувствительности защиты.

26.Дистанционная защита. Блокировка при качаниях: назначение, диапазон уставок и структурная схема блокировки при качаниях.

27.Четырехступенчатая ТНЗНП. Назначение. Особенности. Принцип действия.(47-56)

28.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности I ступени токовой защиты нулевой последовательности

29.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности II ступени токовой защиты нулевой последовательности

30.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности III ступени токовой защиты нулевой последовательности

31.Токовые защиты: расчет уставок и коэффициентов чувствительности IV ступени токовой защиты нулевой последовательности

32.Защиты ЛЭП с абсолютной селективностью на примере защиты ДФЗ-201. (56-58)

33.Измерительные органы ДФЗ-201. Особенности расчета уставок токовых измерительных органов.

34.Защита магистральных ЛЭП. Применение микропроцессорной защиты с абсолютной селективностью.

35.Структура схема и принцип действия защит с абсолютной селективностью. (58-59)

36.Особенности выбора уставок блокирующего и отключающего каналов ДФЗ. (59-61)

37.Органы манипуляции для защит с абсолютной селективностью и выбор коэффициентов манипуляции

(61)

38.Линейная автоматика (ТАПВ, ОАПВ, выбор типа АПВ) (62-63)

39.Защита линий и подстанционного оборудования 6-35 - 1 1 0 - 220 кВ

40.Защита понизительного трансформатора ответвительной подстанции

41.Устройства РЗА элементов электрических подстанций и их увязка со схемой электрических соединений.

1

1.Введение в сертификацию.

В зависимости от наличия целевых программ развития продукции, наличия или отсутствия заказчика, характера взаимоотношений между субъектами хозяйственной деятельности разработку и постановку продукции на производство осуществляют по следующим моделям организации работ:

1 – создание продукции по государственным и муниципальным заказам, а также другим заказам, финансируемым из федерального бюджета и бюджетов субъектов РФ (далее – по госзаказу); 2 – создание продукции по заказу конкретного потребителя (заинтересованных

организаций, обществ, коммерческих структур); 3 – инициативные разработки продукции без конкретного заказчика при коммерческом риске разработчика и изготовителя.

Модель организации работ выбирают, исходя из возможности, при их реализации, обеспечивать необходимое качество продукции, выполнение обязательных требований и конкурентоспособность продукции.

Разработка и постановка продукции на производство в общем случае предусматривает:

1) Разработку ТЗ на опытно-конструкторскую работу (ОКР); 2) проведение ОКР, включающей:

− разработку технической документации (конструкторской (КД) и технологической (ТД)), − изготовление опытных образцов, − испытания опытных образцов, − приемку результатов ОКР;

3) постановку на производство, включающую:

−подготовку производства,

−освоение производства:

изготовление установочной серии,

квалификационные испытания.

Отдельные из указанных работ можно совмещать, а также изменять их последовательность и дополнять другими работами в зависимости от специфики продукции и организации ее производства.

Достигнутые показатели, соответствие их требованиям ТЗ на ОКР оценивают при приемке этапов и отражают в протоколах (актах) испытаний опытных образцов продукции и актах приемки ОКР.

Открытое акционерное общество «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы» (ОАО «ФСК ЕЭС») создано в соответствии с программой реформирования электроэнергетики Российской Федерации как организация по управлению Единой национальной (общероссийской) электрической сетью (ЕНЭС) с целью ее сохранения и развития.

Приложение 1 к распоряжению ОАО РАО «ЕЭС России» и ОАО «ФСК ЕЭС» от 10.06.2008 № 199р / 171р «Положение об аттестации оборудования, технологий и материалов в ОАО «ФСК ЕЭС».

Сертификация - форма осуществляемого органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов, сводов правил или условиям договоров;

сертификат соответствия - документ, удостоверяющий соответствие объекта требованиям технических регламентов, положениям стандартов, сводов правил или условиям договоров;

2

декларирование соответствия - форма подтверждения соответствия продукции требованиям технических регламентов;

декларация о соответствии - документ, удостоверяющий соответствие выпускаемой в обращение продукции требованиям технических регламентов;

Код ОКП 3430 Комплектные устройства и электроустановки на напряжение до 1000 В Комплектные устройства и электроустановки на напряжение до 1000 В с ожидаемым

номинальным током короткого замыкания не более 10 кА.

3

СМК ООО «ИЦ «Бреслер» 14 декабря 2009 г. была сертифицирована на соответствие требованиям международного стандарта ИСО 9001 версии 2008 года.

По результатам инспекционного аудита проводимого в декабре 2010 года со стороны Органа по сертификации «Русский Регистр» было выявлено 6 наблюдений и ни одного несоответствия, что позволяет судить о высокой результативности действующей на предприятии СМК.

2.Аттестация устройств РЗА.

Аттестация оборудования осуществляется путем:

-экспертизы документации и материалов, представленных на аттестацию;

-оценки состояния производства оборудования и системы контроля качества оборудования, испытательной базы;

-проведения дополнительных испытаний оборудования (при необходимости);

-оценки качества технического сопровождения и системы сервисного обслуживания

вРФ.

Перечень документации и материалов, направляемых на аттестацию:

1.Проспекты, каталог, заказная спецификация оборудования, представленного на аттестацию.

2.Сведения о предприятии-производителе оборудования.

3.Сведения о предприятии (организации), представляющей оборудование на аттестацию с доверенностью от производителя оборудования.

4

4.Технические условия (обязательно для отечественного оборудования).

5.Техническая спецификация (при отсутствии технических условий).

6.Руководство (инструкция) по монтажу, настройке и вводу в эксплуатацию.

7.Руководство (инструкция) по эксплуатации, включающее техническое описание, а при необходимости:

указания по оперативному обслуживанию; указания по техническому обслуживанию и ремонту с учетом наличия системы самодиагностики.

8.Руководство оператора по интерфейсу человек - машина и сервисному программному обеспечению (для программируемых технических средств ИТС и СС).

9.Руководство по применению с описанием типовых (базовых) конфигураций (для программируемых изделий ИТС и СС многоцелевого назначения) и рекомендациями по расчету и выбору параметров срабатывания для сложных функций релейной защиты и автоматики.

10.Паспорт или иной документ, удостоверяющий гарантийные обязательства предприятия-производителя.

11.Копии протоколов приемочных, квалификационных или периодических испытаний на соответствие требованиям технических условий (спецификаций). Рекомендуется представить перечень протоколов с указанием вида испытаний, даты и места их проведения.

12.Справка о внедрении, отзывы эксплуатирующих предприятий.

13.Справка о мероприятиях завода-изготовителя по устранению дефектов, выявленных в эксплуатации (при повторной аттестации или после отзыва заключения аттестационной комиссии).

14.Копии имеющихся российских и международных сертификатов.

По результатам работы аттестационной комиссии оформляется заключение

аттестационной комиссии.

Утвержденный Реестр передается для размещения на сайте ОАО «ФСК ЕЭС».

3.Введение в проектирование устройств релейной защиты и автоматики (УРЗА). Задачи, которые необходимо решать при проектировании УРЗА.

Проектируемые УРЗА должны обеспечить:

1.Отключение КЗ с такой быстротой, чтобы местное повреждение не перешло в системную аварию с нарушением устойчивости, не вызвало бы сброса нагрузки потребителей в неповрежденных частях системы и не приводило бы к большим размерам повреждения вследствие длительного воздействия токов КЗ.

2.Избирательное (селективное) отключение места КЗ – при повреждении должен отключится только поврежденный элемент системы, оборудованный коммутационными аппаратами, позволяющими достигнуть автоматического отсоединения.

3.Чувствительность к нарушениям, т.е. реагирование на возможно малое отклонение от нормального режима работы с тем, чтобы восстановить в энергосистеме возможно быстрее нормальный режим работы и ограничить размеры повреждения.

4.Надежность работы, т.е. безотказность и правильность работы устройств, как при нарушениях, так и при нормальных и перегрузочных режимах.

5.Максимальную экономичность работы оборудования, т.е. полное использование мощности, выработанной генераторами электростанций, и полное использование перегрузочных возможностей транзитных связей, недопущение нарушения режима статической устойчивости.

5

Задачи УРЗА

Степень

автоматизации

6.Экономичность сооружения – применение менее мощных и более дешевых коммутационных аппаратов и достижение требуемой степени надежности электроснабжения без усложнения схем коммутации и сооружения дополнительных источников питания.

7.Простоту эксплуатации как в отношении повседневного обслуживания УРЗА, так и в отношении их наладки и выбора уставок и характеристик.

8.Рациональную степень автоматизации процесса выработки и распределения электрической энергии, в частности, АРВ генераторов и напряжения энергосистемы, автоматической регулирование частоты и мощности, автоматизацию включения синхронных генераторов и компенсаторов, автоматизацию пуска и останова гидрогенераторов и автоматическое восстановление энергосистемы, если после отключения элемента причина, вызвавшая нарушение, устранилась.

9.Автоматическое включение резервного оборудования и источников электроэнергии; при отсутствии резерва мощности в случае возникновения дефицита должна производится автоматическая частотная разгрузка с последующим включением потребителей после мобилизации резерва мощности.

10.Восстановление синхронизма параллельно работающих генераторов в случае нарушения устойчивости и недопущения длительного асинхронного хода.

11.Защиту паротурбогенераторов при их параллельной работе с гидрогенераторами в случае разгона последних.

Классификация РЗ

Быстродействие, избирательность, чувствительность и надежность действия РЗ

4.Быстродействие, селективность и чувствительность РЗА.

Быстродействующей защитой считается защита, обеспечивающая подачу командного импульса на отключение со временем не более 0.05 – 0.1 с. В настоящее время для всех классов напряжений промышленность выпускает быстродействующие защиты на полупроводниковых элементах – время их действия не превышает 30 – 50 мс. При выполнении проекта ограничивающими условиями применения быстродействующих защит является сложность и относительно большая стоимость таких защит для ЛЭП. Основные типы защит для ЛЭП напряжением 110 – 1150 кВ:

6

Для других элементов станций и подстанций быстродействующие защиты выполнены либо на дифференциальном принципе (трансформаторы), либо используют токовую отсечку.

Применение быстродействующих защит совместно с воздушными выключателями позволяет производить отключения поврежденных участков менее чем за 50 мс. ( 2.5 периода).

Сейчас начинают вводить в эксплуатацию элегазовые выключатели, которые наряду с быстродействием, характерным для воздушных выключателей, обладают еще и меньшими размерами.

Под избирательностью (селективностью) действия УРЗА в широком значении этого термина понимается такая совместная работа этих устройств, при которой отключение поврежденного элемента энергетической системы и сохраняется работа в ее неповрежденных частях.

Избирательное отключение поврежденного участка, обуславливающее недоотпуск в неповрежденной части не может считаться целесообразным действием. Лучше, если защита произведет быстрое отключение с последующим АПВ, которое не приводит к дополнительному недоотпуску электроэнергии.

При невозможности достижения полной избирательности следует в конкретных случаях выяснять возможность отключения с частичной избирательностью. Допустимо нарушение избирательности при редких видах повреждения. Следует сравнивать такое решение с установкой более сложных избирательных устройств защиты. Действие УРЗ от КЗ должно быть отстроено от токов нормального и перегрузочного режима, а также от токов самозапуска нагрузки после отключения КЗ (по току или времени); по отношению к этим режимам должна быть обеспечена полная избирательность.

Степень отстройки оценивается коэффициентом запаса Кз , определяющим, насколько загрублена уставка по отношению к электрическим величинам, на которые реагирует защита, при нормальных режимах или при повреждениях вне защищаемой зоны. Обычно, учитывая неточность исходных данных, коэффициент запаса принимается равным

К з 1.2 1.3

Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности Кч Для максимальных защит коэффициент Кч определяется отношением значения электрической величины в цепи РЗ при КЗ на конце защищаемой зоны при минимальном (но реальном) режиме работы к уставке срабатывания. Для минимальных защит коэффициент Кч определяется отношением величины уставки возврата защиты (т.е. уставки, при котором замыкаются контакты минимального реле) к значению электрической величины в цепи защиты при повреждении на конце защищаемой зоны. Принимается обычно

- для основных защит Кч 1.5 2 ;

-для резервных защит Кч 1.2 5 .

Следует учесть, что выполнение защит с излишней чувствительностью вызывает излишнее срабатывания и трудность отстройки от нормальных и перегрузочных режимов. Условие чувствительности должно быть скорректировано с условием селективности и требованием надежности.

7

5.Надежность действия РЗА.

Обеспечение надежности действия УРЗА является важнейшим условием при выполнении проекта. Выполнение требования надежности определяется:

-алгоритмом выполнения защиты (принципом выполнения защиты)

-качеством выполнения аппаратуры

-конструкцией аппаратуры, качеством монтажа и эксплуатации Конструкция того или иного устройства должна быть возможно простой, алгоритм

работы понятным, изображение схемы четкой – без обходных и запутанных цепей. Маркировка проводов и зажимов должна позволять без труда отсоединять УРЗА в

целом или его части. Должна быть предусмотрена простота выбора уставок и их изменения.

Реализация требования надежности в проектах должна учитывать последствия от возможности неправильного срабатывания УРЗА или от возможности отказа в действии.

Если из-за низкой надежности система РЗА ее неправильное действие может привести к возникновению аварии, целесообразно контролировать работу защиты вторым качеством. Это значит, что отключение присоединения может произойти лишь в случае работы дополнительного оборудования, определяющего возникновение ненормальных условий. Например, это блокировка максимальных токовых защит реле минимального напряжения, или у дистанционной защиты – токовая блокировка от перегорания предохранителей в цепях напряжения.

Если из-за недостаточно надежной работы УРЗА возможен отказ в отключении, то на таких п/с должна устанавливаться дублирующая защита (резервная защита). Последняя выполняется обычно на другом принципе и осуществляет частичное или полное резервирование основной защиты. Как правило, основная защита – это защита с абсолютной селективностью (ДФЗ, НДЗ), а резервная имеет относительную селективность.

Всоответствии с условиями резервирования по выполняемым функциям различают основные и резервные защиты.

Основной называется защита, предназначенная для действия при всех или части видов повреждений в пределах всего элемента, например, всей длины участка линии, с временем, меньшим, чем у других защит этого элемента.

Резервной называется защита, предусматриваемая для действия вместо основной в случаях, если последняя отказала или была выведена из работы, а также вместо отказавших защит смежных элементов или в случаях отказов их выключателей.

Вспомогательной называется защита, выполняющая некоторые дополнительные функции, например, защиту мертвых зон, определяемых направленными элементами основных и резервных защит, ускорения отключения КЗ на части элементов и т. п.

Влюбом случае для сетей 35 кВ и выше целесообразно устанавливать токовые отсечки (МТЗ) в силу простоты и эффективности работы. В сетях с глухо заземленной нейтралью большинство повреждений связано с замыканиями на землю. Однофазные КЗ на ЛЭП 110 – 220 кВ составляют 95 %, а 500 – 750 кВ 99% и больше.

Другими видами повреждений, как правило, являются трехфазные КЗ, совершаемые по вине персонала. Поэтому такие сети имеют трехили четырехступенчатую защиту нулевой последовательности. Здесь учитывается простота и надежность работы земляной защиты. В настоящее время ЧЭАЗ выпускает шкафы серии ШДЭ 2800, которые располагают комбинированной защитой из трехступенчатой дистанционной и четырехступенчатой токовой. Шкаф ШДЭ 2802 этой серии содержит два комплекта защит

сраздельными блоками питания, причем, если основной комплект представлен полной защитой, то дополнительный представлен усеченным вариантом, обеспечивающим защиту зон.

8

Надежность действия должна быть также и у устройств автоматического повторного включения и противоаварийной автоматики, которая выполняет следующие функции:

-автоматическое предотвращение нарушений устойчивости (АПНУ), называемое также автоматическим управлением мощностью для сохранения устойчивости (АУМСУ);

-автоматическая ликвидация (прекращение) асинхронного режима (АЛАР);

-автоматическое ограничение снижение частоты (АОСЧ);

-автоматическое ограничение снижение напряжения (АОСН);

-автоматическое ограничение повышения частоты (АОПЧ);

-автоматическое ограничение повышения напряжения (АОПН).

Учет требования надежности определяет целесообразность установки индивидуальных комплектов защиты и автоматики. При наличии на п/с основных и резервных защит и систем линейной автоматики (АПВ) отключение осуществляется через эти устройства, причем часто основная и резервная защиты действуют по схеме И совместно с измерительными органами (ИО) АПВ.

6.Выполнение резервной защиты и УРОВ.

7.Принципы выполнения ближнего и дальнего резервирования.

Возможность отказов в действии УРЗ и выключателей при КЗ на защищаемом объекте принуждает осуществлять резервную защиту, воздействующую в этих случаях на отключение выключателей других присоединений. Причем резервная защита, выполняющая функции дублирующей, оказывается бесполезной при отказе выключателя или неисправности цепей отключения выключателя.

Различные способы выполнения резервных защит должны учитывать конкретную конфигурацию сети, а сами резервные защиты не должны являться источником аварий. С целью упрощения резервных защит допустимо выполнять их реагирующими только на более частые виды повреждений. Как уже указывалось это относится в первую очередь к защитам, реагирующих на однофазные КЗ.

Возможны два основных принципиально различных способа резервирования: дальнее, выполняемое защитами с относительной селективностью смежных элементов, и ближнее, выполняемое защитами установки (станции или подстанции), на которой произошел отказ. В последнем случае на каждом элементе предусматривается минимум две защиты: при отказе одной из них отключение должно обеспечиваться второй. В случае отказа выключателя поврежденного элемента все его защиты действуют через специальное

устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) на отключение смежных элементов, через которые питается место повреждения.

Дальнее резервирование. Оно производится защитами с относительной селективностью, обычно последним (третьим) и частично вторыми ступенями токовых и дистанционных защит.

Если по принципу действия основная защита не реагирует на повреждения вне защищаемого элемента (защита с абсолютной селективностью), например ДФЗ, то для резервирования предусматривается отдельная защита. При этом желательно включать на отдельные трансформаторы, отдельные цепи питания и управления, а также возможность раздельной проверки и ремонта защит.

Достоинства дальнего резервирования:

-простота;

-учет всех нарушений. Недостатки:

-недостаточная чувствительность, обусловленная прохождением через защиты неповрежденных смежных участков только доли тока в поврежденном элементе;

-сложность использования преимуществ секционированных шин;

-большие времена отключения КЗ;

-затруднительность выполнения селективности защит при внешних КЗ в сетях сложной конфигурации;

-отключение части элементов на не поврежденных участках.

Ближнее резервирование. В этом варианте отказы защиты и выключателя резервируются раздельно. Защита, резервирующая основную, может реагировать только на повреждения элемента. Используемый для ликвидации повреждений, сопровождающихся отказом выключателя, устройства УРОВ имеют следующий принцип выполнения: защиты элементов через выходные реле одновременно с действием на свои выключатели подают разрешение на пуск элемента времени DT2, имеющую уставку превышающую максимальное время отключения выключателей. На рис. показано действие УРОВ при одиночной системе шин. В схеме УРОВ вместо трех контактов РПВ рекомендуется применение трехфазного реле тока, которые не только фиксируют состояние схемы при срабатывании привода выключателя без разрыва первичной цепи КЗ, но и могут дополнительно использоваться для выявления КЗ между воздушными выключателями (ВВ) и его выносными ТТ.

Устройства резервирования отличаются большой сложностью оперативных цепей и при ложных срабатываниях могут обуславливать отключение большего числа элементов установки.

DT2

РПВ

8.Основная и резервная защиты. Действие защиты на сигнал и отключение. 9.Регистрация работы УРЗА и запись аварийных процессов.

10.Основные этапы и содержание проектов по РЗА.

11.Разработка технических требований к УРЗА.

12.Особенности проектирования микропроцессорных защит.

10