ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Литература / Шнеерсон

Обозначения потоков информации соответствуют рис.1.1. Ук­ рупнено можно выделить три программных блока, образующих программную структуру ЦРЗ:

•общая координирующая программа;

•обеспечение функций защиты и автоматики;

•программы интерфейса и обслуживания.

Общая координирующая проzрамма. Данный блок программ обеспечивает, прежде всего, связь между аппаратной и про­ граммной частями ЦРЗ. В частности обеспечивается непрерыв­ ное поступление входной информации (выборки измеряемых ве­ личин, опрос входных дискретных сигналов, портов интерфей­ са), функционирование клавиатуры и дисплея, прохождение ко­ манд к группам выходных реле и светодиодам, интерфейсным портам и т.д.

Проzраммный блок обеспечения функций защиты и авто­

матики ЦРЗ. Программы, содержащиеся в данном блоке, обес­ печивают реализацию отдельных функций защиты и автомати­ ки в соответствии с назначением рассматриваемого устройства ЦРЗ. В этом плане, прежде всего, следует выделить следующие группы функций.

. Цифровая обработка входных сигналов в соответствии с предъ­ являемыми требованиями (цифровая фильтрация, формирова­ ние векторов, соответствующих сигналам переменного тока, ис­ пользование интегральных значений и т.д., см. гл. 2 и З).

Алгоритмы отдельных функций защиты и автоматики. В

данном случае реализуются с использованием полученных циф­ ровых значений контролируемых входных сигналов с учетом за­ данных параметров и уставок требуемые защитные функции ус­ тройства, в основном рассмотренные в предыдущих главах. Ос­ новные функции автоматики ВЛ рассматриваются ниже.

Логическая часть защиты. При реализации программных функций следует отдельно выделить логическую часть защиты. В задачи этих программ входят прежде всего: обеспечение необ­ ходимых выдержек времени отдельных каналов отключения; вы­ работка команд и сообщений в соответствии с сигналами от дру­ гих блоков и объектов и формирование соответствующих команд и сообщений (например, организация команд однофазного или трехфазного отключения в соответствии с информацией о виде КЗ, состоянии отдельных фаз выключателя, действия УРОВ, сиг­ налов с противоположного конца линии); ускорение отключения

409

Дополнительные фуюсциu ЦРЗ.

Запись событий, сообщений, осциллограмм.

База данных (конфигурация ЦРЗ, параметры, уставки).

410

ных функций (регисrратор событий, контроль исправности уст­ ройства, измерение величин).

Уставки могут быть введены как пользователем непосредст­ венно (через клавиатуру) или с помощью ПК и специальной об­ служивающей программы, так и с более высокого уровня управ­ ления через системный интерфейс. Основные уставки содержат-

Рис. 8.2. Функциональная структура дифференциальной/дисrанционной защиты

7SDS2

411

ся в энергонезависимом устройстве памяти, что обеспечивает их сохранение после снятия питания с ЦРЗ и полное восстанов­ ление работоспособности после возобновления питания. Указан­ ное относится и к сохранению основных сообщений и осцилло­ грамм при перерывах питания ЦРЗ.

Интерфейс ввода и вывода данных (сообщений). Основной функцией данного интерфейса является связь пользователя (не­

посредственного и удаленного) с базой данных для считывания и ввода новых данных, а также передачи в необходимых случа­ ях в базу данных информации для реализации защитных функ­ ций (например, сигналы с противоположного конца линии). Внутренний интерфейс обеспечивает непрерывный обмен ин­ формации между базой данных и блоком программ защиты и автоматики ЦРЗ (см. рис. 8.1).

В качестве примера на рис. 8.2 приведена функциональная структура дифференциальной/дистанционной защиты ВЛ 7SD52 (9], включающая основные и дополнительные функции защиты и автоматики.

Там же показаны и основные потоки информации с учетом обозначений рис.1.1. Основные функции, используемые в защи­ те, рассмотрены в гл. 4-7. Элементы автоматики и дополни­ тельные функции ЦРЗ рассматриваются ниже.

8.2. Защита абсолютной селективности на основе обмена сигналами

8.2.1. Общие соображения

Основным недостатком ступенчатых защит является невоз­ можность 100%-ного охвата защищаемой линии первой ступе­ нью с минимальной выдержкой времени вследствие необходи­ мости отстройки этой ступени от К3 на соседней ВЛ. Особен­ ные затруднения вызывает при этом защита коротких ВЛ, ког­ да учет возможных погрешностей приводит к необходимости су­ щественного сокращения зоны действия первой быстродейству­ ющей ступени.

Обмен информацией между защитами, установленными по концам защищаемой линии, о действии отдельных защитных функций позволяет осуществить быстродействующее отключе­ ние К3 на всей линии, обеспечивая при этом абсолютную се-

(%()

лективность (отсутствие срабатывания при КЗ соседних участ­

ках).

Данный обмен сигналами обеспечивается системой передачи сигналов, состоящей из передатчика команд (Пер.), приемника команд (Пр.), устанавливаемых по концам защищаемого объек­ та, и канала передачи, в качестве которого могут быть исполь­ зованы проводные каналы, в том числе световоды, а также ра­ дио- и частотно-модулированные каналы. Ниже рассматривают­ ся функционально основные виды (структуры) защит, использу­ ющие обмен сигналами. Данные фунIЩИи являются обычно до­ полняющими функциями ступенчатых (дистанционной и токо­ вой) защит ВЛ и используют сигналы, генерируемые защитами при возникновении КЗ.

В данном случае используются сигналы отключения, генери­ руемые направленными быстродействующими первыми зонами защит по концам линии. Эти зоны должны быть надежно отст­ роены от внешних КЗ на смежных линиях («за спиной» и на со­ седней линии, подходящей к противоположному концу). Эффек­ тивность защиты (отсутствие замедления при сохранении селек­ тивности) обеспечивается, если каждая их первых зон защит по концам линии охватывает с запасом более 50% линии, что обес­ печивает взаимное перекрытие зон. Защита обеспечивается пе­ редачей отключающего сигнала первой зоны каждой защиты на противоположный конец. При перекрытии зон одна из защит всегда работает без замедления и передачей отключающего сиг­ нала обеспечивает быстродействующее отключение КЗ на про­ тивоположной стороне. Для обеспечения надежности правиль­ ного отключения (предотвращения ложного срабатывания при возникновении помехи в канале передачи, соответствующей приходу отключающего импульса), отключение от приходяще­ го импульса контролируется по факту пуска при КЗ отдельных органов защиты приемного конца. Возможный вариант защиты представлен на рис. 8.3 [9].

Отключающие сигналы формируются блоками Zl, фиксирую­ щими нахождение Z в первой зоне защиты, передаются к защи­ те противоположного конца передатчиками Пер. и принимают­ ся приемниками Пр. Отключение контролируется сигналами от

)%()

(Тп и Тпр) обеспечивают надёжность передачи и приёма отключающих импульсов с учетом возмож­ ной разницы времен действия выключателей и измерительных блоков Zl, ZA, ZlB по концам ВЛ. Параллельно и независимо от рассматриваемой функции действуют на отключение первая и другие ступени дистанционной защиты.

8.2.3. Защиты на основе обмена разрешающими сшналами

В данном случае, в отличие от рассмотренного выше, полный охват линии при К3 обеспечивается формированием в защите на каждом конце линии и передачей к защите другого конца разрешающего сигнала от направленной ступени, охватываю-

414

Рис. 8.5. Защита на основе обмена разрешающими сигналами

щей с запасом всю линии. Такой сигнал может быть сформиро­ ван дистанционной ступенью ZlB или органом направления мощности N (см. рис. 8.4).

Сигнал отключения на каждом из концов линии формирует­ ся только при приходе разрешающего сигнала с противополож­ ной стороны, что соответствует направлению мощности на обо­ их концах от шин в линию, т.е. нахождению КЗ на линии. Рисунок8.5 поясняет данное решение.

Оrключение происходит при подведении к схеме И сигнала от направленного органа ZlB (N) и приходе разрешающего сиг­ нала с противоположного конца. Блок продления передаваемо­ го разрешающего сигнала на время Ts обеспечивает надежное срабатывание на противоположном конце ВЛ в случае, если пе­ редающий конец отключается быстрее, например, вследствие срабатывания первой ступени Zl. При этом продлевающий сиг­ нал создается лишь при выработке команды на отключение за­ щитой рассматриваемого конца ВЛ.

8.2.4. Обеспечение правильного функционирования

защит с разрешающим сигналом при «слабом» питании и коммутациях в ЭС

Структура на основе

разрешающих сигналов (см. рис. 8.5) функционирует при сра­ батывании направленных ступеней защит по обоим концам ли­ нии. В тоже время возможны случаи одностороннего питания и

«слабого» питания, когда вследствие сравнительно большого со­ противления источника питания на одной из сторон ВЛ ток че­

рез защиту недостаточен для пуска отдельных ступеней. В этом

415

Для отключения выключателя на стороне «слабого» питания таюке используется «эхо»-сигнал, продлеваемый на время Т52 при одновременном контроле напряжения (блок U<). Контроль сни­ женного напряжения фиксирует факт «слабого» питания. Оr­ дельный контроль напряжения каждой фазы позволяет в этом случае произвести отключения только поврежденной фазы.

Следует отметить, что рассмотренный принцип может быть использован только в случае, если при внешних КЗ на стороне «слабого» питания токи через защиту достаточны для ее пуска (блок ZA). В противном случае «эхо»-сигнал будет формировать­ ся и при внешних КЗ, что не всегда допустимо.

ДИнамическое бло1СНровавие защит с разрешающими сиг­

налами. Инерционность трактов передачи разрешающих сигна­ лов может привести к неселективному отключению в случае коммутаций в ЭС, например, после отключения внешнего КЗ. В

,...--F=i--e-·----+------'9------A-....P +,B

6)

Рис. 8.7. Динамическое блокирование защНТЬI на основе обмена разрешающими сигналами:

а - пример КЗ на одной из параллелью,DС линий; 6 - формирование запреща­ ющих сигналов

417

качестве примера на рис. 8.7,а показано распределение токов КЗ на параллельных линиях до отключения выключателей (сплошные линии) и после отключения выключателя когда выключатель Ql еще не отключился (пунктирные линии).

Указанное может происходить вследствие неодинаковости времени срабатывания защит или действия выключателей. Как видно из рис. 8.7,а, при отключении выключателя повреж­ денной линии АВ происходит переориентация направления мощности на входах защит SЗ и S4 неповрежденной линии CD. В результате этого вполне реален, например, случай, когда раз­

решающий сигнал от защиты SЗ еще присутствует на приемном входе Пр. защиты S4 (см. рис. 8.5), в то время как орган ZlB,

формирующий отключающий сигнал уже переориентировался в сторону срабатывания, что приводит к отключению выключа­ теля Q4 неповрежденной линии.

Введение «динамической блокировки» (рис. 8.7,б) препятст­ вует неправильному действию защит в подобных случаях ком­ мутаций в ЭС. При этом логическими блоками И 2 и 6 фикси­ руется при запуске пускового органа соответственно отсутствие положительного направления при КЗ и отсутствие разрешающе­ го сигнала с противоположной стороны. Затем, с выдержками времеЮ1 Tv, необходимыми д/IЯ отстройки от возможных замед­

лений в измерении при К3 в положительном направлении, про­ исходит запрет на время Т5 пуска разрешающего сигнала и за­

прет отключения. Таким образом, при дальнейшей переориен­ тировке защиты ее действие на время Т5 блокируется.

8.2.5. Защиты на основе обмена блокирующими сшналами

Непосредственный обмен блокирующими сигналами.

Функционирование данного распространенного способа постро­

ения защиты абсолютной селективности основано на следующих моментах.

В каждой из защит по концам линии имеется чувствительный пусковой орган, запускающийся при внешних КЗ (блок В на

рис. 8.8,а).

Вариант характеристик пускового органа (характеристики 2 и 2' соответственно д/IЯ защит на сторонах С и D линии) при­

веден на рис. 8.8,б. При срабатывании пускового органа проис­ ходит запуск передатчика 7, посылающего блокирующий сиr-

418