Компания ЭНЕРГОМАШВИН
В.Г. Гловацкий, И.В. Пономарев
СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ ЭЛЕКТРОСЕТЕЙ
электронная версия 6
март 2006 года
Аннотация:
В настоящее время в энергосистемах в эксплуатации находится значительное количество подстанций, с устройствами РЗА выполненными на устаревшей электромеханической
релейной аппаратуре. |
|
Эта аппаратура физически |
изношена, ее характеристики значительно отстают от |
современных требований по точности, энергопотреблению, возможности работать в экстремальных аварийных условиях.
Фирмой «Энергомашвин» разработан и выпускается комплекс аппаратуры на микроэлектронной и микропроцессорной базе, позволяющей без больших затрат выполнить модернизацию подстанций с переводом средств РЗА на современную базу. Разработаны схемы привязки аппаратуры к современным выключателям, а также выключателям прежних лет выпуска. Фирма «Энергомашвин» может выполнить проект реконструкции РЗА, выбор уставок, монтаж шкафов РЗА, наладку аппаратуры. Представляемые фирмой материалы могут так же помочь заказчику выполнить указанные работы самостоятельно. Безусловно, предлагаемую аппаратуру и рекомендации можно использовать при проектировании новых объектов.
Значительное количество зарубежных и украинских фирм предлагают новую, микропроцессорную аппаратуру релейной защиты, которая соответствует современным требованиям и может быть использована для модернизации средств РЗА существующего электрооборудования, а также для новых объектов.
На Украине уже многие годы не выпускается техническая литература по вопросам релейной защиты и электроавтоматики, а старая литература в какой то степени устарела в части некоторых новых требований, и просто отсутствует на рынке. Предлагаемая книга, в основном использующая уже наработанный опыт выполнения защиты на электромеханических реле, в то же время включает в себя современные требования к релейной защите, которые могут быть реализованы на современной микроэлектронной и микропроцессорной аппаратуре.
Книга – это попытка фирмы «Энергомашвин» обобщить и старые данные в той части, в которой они актуальны в современных условиях, а также современные требования к построению защит и аппаратуре РЗА. Принципы выполнения защиты часто излагаются на основе схем на электромеханических реле, так как в таком случае легче разобраться в принципе выполнения устройств РЗА и предъявляемых к ним требованиям. И на основе этого перейти к изучению тех же функций на современной микроэлектронной и микропроцессорной базе. В качестве примеров в книге подробно рассмотрены принципы выполнения конструкция и особенности аппаратуры производства фирмы «Энергомашвин». Для книги широко использовалась как ранее выпускавшаяся литература, так и книги современных авторов, а также техническая информация фирм производителей современной микроэлектронной и микропроцессорной аппаратуры.
Перечень использованной аппаратуры приведен в конце книги.
Данное издание книги предназначено для широкого круга специалистов релейщиков, в том числе начинающих – перед которыми стоит задача полной (частичной) модернизации существующего, или ввода нового оборудования и выбора аппаратуры, наиболее пригодной для использования в настоящих условиях. Для них нужна как общая техническая информация по вопросам выполнения релейной защиты, так и конкретная информация по аппаратуре, методам выбора уставок и настройке защиты.
С целью более разностороннего информирования об имеющейся на рынке современной аппаратуре, а также часто отсутствующих данных об электромеханических защитах и первичном оборудовании, к книге добавлено приложение, в котором приводятся необходимые сведения, имеющиеся в распоряжении фирмы. Кроме этого, в приложение включена подробная информация зарубежных фирм, таких как ALSTOM, GE, ABB, Siemens, Merlin Gerin и других о выпускаемой ими аппаратуре.
Выбор фирмы-производителя аппаратуры является сложной задачей, в виду того, что основные характеристики защиты и автоматики входящие в устройства совпадают, так как они соответствуют тем или другим международным стандартам. Разница лишь в
1
деталях. Поэтому, при выборе можно руководствоваться косвенными соображениями: ценой, наличием документации на русском языке, гарантиями фирмы. Следует иметь в виду, что микропроцессорные устройства, как и любые другие, могут отказывать. Ремонт устройства после истечения срока гарантии сложен, особенно, при отсутствии запчастей. Хорошо если в пределах досягаемости имеется сервисная фирма, которая может произвести необходимый ремонт. Компания «Энергомашвин» оказывает помощь в ремонте изделий, которые она поставляет. Учитывая, что большинство плат неремонтопригодны, их нужно просто заменять. Поэтому, при заказе следует позаботиться о том, как в последствии ремонтировать устройство. Следует заказать комплект запасных плат, особенно плат с выходными реле, которые могут сгореть, например, при отказе выключателя. Не помешает иметь по одному устройству каждого типа в запасе. Это позволит быстро заменить неисправное устройство, а уже затем решать вопросы ремонта вышедшего из строя. Следует иметь в виду и наличие программного обеспечения, которое позволит выявить место неисправности устройства, или, хотя бы, определить поврежденную плату. Необходимо позаботится о том, чтобы персонал прошел обучение по вопросам применения, наладки, и ремонта изделий. Обычно требования по обучению персонала включаются в тендерную документацию и контракт на поставку аппаратуры.
Большое внимание в книге уделено вопросам применения аппаратуры фирмы «Энергомашвин», по которой фирма имеет значительный опыт разработки, изготовления и внедрения на энергетических предприятиях.
Фирма «Энергомашвин» может выполнить проект РЗА, выбор уставок, монтаж шкафов
РЗА и наладку как |
аппаратуры собственного производства, так и других зарубежных или |
|
украинских фирм. |
|
|
Представленные |
в книге |
материалы могут быть полезными широкому кругу |
специалистов проектных организаций и персоналу служб РЗА, занимающихся внедрением и эксплуатацией данных устройств, а так же студентам ВУЗов.
Авторы благодарят инженера Перетятько В.А. (Черниговоблэнерго) за ценные замечания и предложения, высказанные при рецензировании книги, которые учтены при подготовке настоящего издания, а также многочисленные дополнения и поправки, внесенные в книгу. Перетятько В.А. написал также главы 16, 17 и 18 данной книги.
Отзывы и пожелания просим отправлять по адресу:
Украина, 04073, Киев, Московский проспект 6, корп.1, тел/факс: 8-(10-38)-044-490-93-40 (-41,-42); E-mail: emv@emv.kiev.ua
Россия, 125083, Москва, а/я 77, АНО «Сотрудничество», ул. Верхняя Масловка, 20,
тел/факс: (095) 795-08-34, 795-39-09 E-mail: info@emv.ru
Наш представитель в Белоруссии, г. Минск, ул. Романовская Слобода 5-107, тел. (017) 226-55-84
2
СОДЕРЖАНИЕ
Использованная литература
ВВЕДЕНИЕ
В.1. Назначение релейной защиты_______________________________________ 1
В.2. Основные требования к релейной защите______________________________2
В.3. Основные органы релейной защиты__________________________________ 5
В.4. Назначение и принцип действия технологической электроавтоматики______ 6
1.ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ, КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Некоторые сведения о сетях переменного тока_________________________ 1
1.1. Векторные диаграммы_____________________________________________ 2 1.3. Повреждения и ненормальные режимы работы в энергосистемах_________ 8 1.4. Расчет токов короткого замыкания___________________________________ 13 1.5. Использование ПЭВМ для расчета коротких замыканий_________________ 25
2.УСТРОЙСТВА РЗА НА МИКРОЭЛЕКТРОННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ
2.1.Общие принципы построения защит__________________________________1
2.2.Типовые схемы операционных усилителей, используемые в качестве функциональных элементов релейной защиты_____________________________8
2.3.Примеры выполнения микроэлектронной аппаратуры___________________ 12
3. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, АВТОМАТИКИ, ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1.Основные характеристики микропроцессорных устройств_________________ 1
3.2.Краткое описание аппаратной части__________________________________ 1
3.3.Особенности обработки информации в цифровых реле_________________ 17
3.4.Особенности эксплуатации микропроцессорных защит и автоматики_______22
3.5.Примеры устройств РЗА на микропроцессорах_________________________ 26
4. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
4.1.Трансформаторы тока_____________________________________________ 1
4.2.Трансформаторы напряжения______________________________________ 10
5. ИСТОЧНИКИ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА
5.1.Аккумуляторная батарея__________________________________________ 1
5.2.Шкаф управления оперативным током ( ШУОТ)_______________________ 3
5.3.Шкаф постоянного оперативного тока ШОТ-01 производства ЭМВ _______ 6
5.4.Блоки питания____________________________________________________8
5.5.Конденсаторные батареи___________________________________________10
5.6.Реле прямого действия_____________________________________________10
5.7.Схемы дешунтирования____________________________________________ 11
5.8.Защиты с автономным питанием_____________________________________ 12
5.9.Выбор принципов использования оперативного тока на подстанциях_______ 12
6. ЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 6-35 кВ
6.1.Основные принципы выполнения защиты_____________________________ 1
6.2.Применение аппаратуры и выбор уставок релейной защиты ВЛ 6-10кВ____ 9
6.3.Особенности выбора уставок на тупиковых ВЛ 35 кВ____________________ 17
7. ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ 110-220кВ
7.1. Общие сведения_______________________________________________ |
1 |
7.2.Особенности расчета токов и напряжений при коротком замыкании _______2
7.3.Примеры выбора аппаратуры для тупиковых ВЛ 110-220кВ_______________6
7.4.Дистанционные защиты____________________________________________ 8
7.5.Дифференциальные защиты линий __________________________________29
8. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ
8.1.Общие сведения________________________________________________________ 1
8.2.Требования к выполнению защит трансформатора______________________3
8.3.Дифференциальная защита________________________________________ 4
8.4.Газовая защита ___________________________________________________23
8.5.Защита от сверхтоков при внешних КЗ (максимальная защита)____________26
8.6.Токовая отсечка_______________________________________________________ 32
3