Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматизации в электроэнергетических системах. Учебное пособие
.pdf
или блинкера. Информация о виде защиты, подавшей команду на отключение
выключателя, представляется светодиодами на передней панели терминала.
Сигнал «неисправность» подается при обнаружении любого вида
неисправности обнаруженной системой внутреннего самоконтроля.
Сигнал об отключении выдается при действии терминала на отключение
выключателя.
Анализ количества необходимых входов/выходов позволяет заключить, что для
терминала SPAC 810-Л установленного в ячейке КРУ линии достаточно двух
дискретных блоков входов/выходов.
На передней панели терминала расположен порт RS232 для подключения
ноутбука наладчика. Первый порт задней панели предназначен для подключения
цифровой линии к АСУ ТП, целесообразный выбор типа порта в данном случае –
оптический интерфейс. Второй, дополнительный порт связи, расположенный на
задней панели терминала может не устанавливаться, или использоваться для
подключения компьютера автоматизированного рабочего места, в этом случае
целесообразный тип порта – RS 485.
Последняя цифра типоисполнения задает уровень напряжения ОТ при
постоянном ОТ на ГПП это 220 В, при пер. или выпрямленном 110 В.
УХЛ 3.1 – обозначение климатического исполнения и категории размещения по
ГОСТ 15150.
ЭД 6…10 кВ.
Рассмотрим выбор терминала РЗА рабочего ввода НН ГПП или цеха
производства фирмы ООО «ИЦ Бреслер». На сайте [11] для присоединений 6…35
кВ предлагаются следующие серии терминалов:
– ТЭМП 2501 – старая серия комплектных устройств защиты и автоматики
присоединений 6–35 кВ;
– ТОР 100 – серия отдельных устройств защиты или комплектов защиты
(например, ДЗТ) дополняющие терминалы ТЭМП 2501 при недостаточной
функциональности последних;
– ТОР 200 – новая серия комплектных устройств защиты и автоматики
31
присоединений 6–35 кВ.
Входы
Выходы
№ п/п
Назначение
№ п/п
Назначение
1
от ключа включить
1
команда отключить
2
от ключа отключить
2
команда включить
3
наличие оперативного тока
3
реле фиксации команды 1
4
реле положения включено
4
реле фиксации команды 2
5
реле положения отключено
5
вызов в ячейку
6
отключение от ЗДЗ
6
неисправность
Терминалы ВВ всех фирм-разработчиков можно подразделить на два вида:
1) с только токовыми аналоговыми входами, реализация таких функций, как
пуск по напряжению МТЗ (при необходимости), ЗМН и логика работы при АВР СВ
НН осуществляется по дискретным сигналам терминала напряжения в ячейке ТН
секции (шин);
2) с аналоговыми входами как тока и напряжения, в этом случае МТЗ с пуском
по напряжению, ЗМН и логика АВР реализуются самим терминалом.
Терминалы второго вида существенно дороже. У Бреслера терминалы ТЭМП
2501 относятся к первому виду, а ТОР 200 ко второму.
Выберем типоисполнение терминала РЗА ВВ серии ТОР 200 по каталогу [8],
предоставляемому для скачивания на сайте фирмы:
ТОР 200 – В323532 УХЛ 3.1
Терминал РЗА ТОР 200 серии для ВВ, с аналоговыми входами для
подключения только четырех ТТ. Выбираем терминал без измерения цепей
напряжения для экономии. Даже 4 ТТ уже избыточны, в ячейке ВВ, как правило, нет
ТТНП. Набор ПО позволяет реализовать ненаправленные токовые защиты. Три
блока дискретных входов/выходов (18 входов/17 выходов). Оптический интерфейс
порта связи для АСУ ТП и RS485 для подключения компьютера
автоматизированного рабочего места. Ноутбук при обслуживании подключается к
USB порту передней панели. Напряжение оперативного тока 220 В (для постоянного
ОТ).
В таблице 1.5. перечислены дискретные входы/выходы терминала ВВ.
Таблица 1.5
32
7
блокировка ЛЗШ
7
УРОВ
8
внешнее отключение
8
сигнал об отключении
9
пуск МТЗ по напряжению
9
ввод в работе
10
местное/дистанционное
10
включение СВ по АВР
11
сброс состояния
11
пуск МТЗ
12
отключение от ЗМН с АВР
13
запрет включения
На вход «внешнее отключение» поступают сигналы УРОВ присоединений
секции (шин). На вход «блокировка ЛЗШ» поступаю сигналы о пуске МТЗ
отходящих присоединений (и СВ) секции (шин). На вход «отключение от ЗМН с
АВР» поступает сигнал ЗМН терминала в ячейке ТН секции (шин), в этом случае
терминал ВВ отключает свой выключатель, подавая команду через выход
«включение СВ по АВР» в терминал СВ. На вход «запрет включения» поступает
сигнал при включенном СВ, для исключения несинхронного включения ВВ.
Выходной сигнал «УРОВ» подает команду на отключение выключателя
(выключателей) на высокой стороне силового трансформатора (для терминала ВВ
секции шин НН ГПП) или на отключение выключателя линии (для терминала ВВ
шин РУ цеха). Выходной сигнал «ввод в работе» поступает в терминал СВ, если
отсутствуют сигналы с обоих ВВ, АВР запрещен (если оба ввода отключены, то
смысла включать СВ нет). Выходной сигнал «пуск МТЗ» используется для
подтверждения факта дугового КЗ в ячейках КРУ ЗДЗ.
Секционный выключатель 6…10 кВ.
Рассмотрим выбор терминала РЗА СВ НН ГПП производства фирмы ООО НПП
«ЭКРА» [25].
На сайте ЭКРА [21] в разделе «Продукция» выбираем вкладку «РЗА
подстанционного оборудования 6–35 кВ». Фирма предлагает МП устройства РЗА
присоединений 6–35 кВ на базе терминалов серии БЭ2502. Для СВ поставляются
терминалы типа БЭ2502А02.
Для терминала БЭ2502А03 доступны всего четыре типоисполнения, на
номинальное напряжение ОТ 110 и 220 В и вторичный номинальный ток
трансформаторов тока 1 А и 5 А. Выбираем типоисполнение БЭ2502А0201-2702
33
УХЛ3.1. Терминал подключается по аналоговым цепям только к ТТ, оснащен 24
Входы
Выходы
№ п/п
Назначение
№ п/п
Назначение
1
от ключа включить
1
команда отключить
2
от ключа отключить
2
команда включить
3
наличие оперативного тока
3
реле фиксации команды 1
4
реле положения включено
4
реле фиксации команды 2
5
реле положения отключено
5
вызов в ячейку
6
отключение от ЗДЗ
6
неисправность
7
блокировка ЛЗШ
7
УРОВ ВВ 1
8
внешнее отключение
8
УРОВ ВВ 2
9
местное/дистанционное
9
сигнал об отключении
10
сброс состояния
10
Срабатывание АВР
11
ввод № 1 в работе
12
ввод № 2 в работе
13
включение СВ по АВР
дискретными входами и 18 выходами.
В таблице 1.6. перечислены дискретные входы/выходы терминала СВ.
Таблица 1.6.
Логика работы АВР СВ шин НН ПС показана на рис. 1.7.
При исчезновении (по любой причине) напряжения на одной из секций шин НН
ПС в устройстве контроля напряжения (U1 или U2) установленного в ячейке ТН
срабатывает ЗМН. По сигналу внешнего отключения от ЗМН терминал ВВ
соответствующей секции подает команду на отключение своего выключателя. После
отключения выключателя снимается сигнал с выхода «ввод в работе» и
одновременно подается сигнал на выход «включение СВ по АВР».
Если в терминал СВ пришел сигнал «включение СВ по АВР» и одновременно
есть сигнал от одного из вводных терминалов «ввод в работе», терминал СВ подает
команду на включение СВ. Если исчезло напряжение одновременно на обоих
секциях шин НН, то отключаются оба ввода. В этом случае, хотя сигнал «включение
СВ по АВР» и будет подан, отсутствие сигнала «ввод в работе» от обоих
терминалов вводов не позволит терминалу СВ подать команду на включение СВ.
У разных фирм подход к выполнению АВР секционного выключателя может
34
отличаться, вместо рассмотренной логики (см. рис. 1.7) контролировать напряжения
на обеих секциях может сам терминал СВ. Подавая, в случае исчезновения
напряжения на одной из секций команду на отключение соответствующего ВВ.
После фактического отключения ВВ (с контролем РПО ВВ) терминал СВ подает
команду на включение своего выключателя.
Рис. 1.7 - Логика работы АВР СВ шин НН ПС
Недостатком выполнения всей логики АВР терминалом СВ является
чрезмерное усложнение аппаратной части устройства за счет, увеличения
количества дискретных входов/выходов и аналоговых входов (ток СВ и напряжения
на обеих секциях).
Еще один подход заключается в измерении напряжения на секциях
терминалами ВВ. В этом случае функция терминалов в ячейках напряжения
сводится к УКИ и АЧР, ЧАПВ, если вводные терминалы не контролируют частоту.
В ряде зарубежных фирм штатная функция АВР и вовсе отсутствует. В этом
случае реализация АВР возможно за счет перепрограммирования ПО терминала.
Если терминал не обладает свободно-программируемой логикой АВР приходится
выполнять с помощью дополнительно установленного в ячейку СВ
микроконтроллера.
35
Защита от дуговых замыканий КРУ 6…10 кВ.
Устройства ЗДЗ выпускаются многими фирмами. Для примера рассмотрим
устройство «БРЕСЛЕР–ЗДЗ1» производства ООО «ИЦ Бреслер» [11].
К блоку контроля и регистрации БКР-1 устанавливаемого в каждую ячейку
КРУ подсоединяются три оптических датчика ДО-1, размещенные в отсеке сборных
шин, в отсеке выкатного элемента и отсеке кабельной разделки каждой ячейки КРУ
(рис. 1.8).
Рис. 1.8. Принцип действия БРЕСЛЕР–ЗДЗ1
При срабатывании 1ДО или 2ДО и наличии сигнала о пуске МТЗ ВВ или СВ у
БКР-1 срабатывает выходное реле К1, подающие команды на отключение ВВ и СВ.
При срабатывании 3 ДО и наличии сигнала о пуске МТЗ ВВ или СВ у БКР-1
срабатывает выходное реле К2, подающее команду на отключение «своего»
выключателя. Если по истечении выдержки времени, достаточной для отключения
«своего» выключателя сигнал о пуске МТЗ ВВ или СВ не исчез, БКР-1 подает
команду на отключение ВВ и СВ, через выходное реле К1.
Если сработало реле К1, но через время, достаточное для отключения ВВ или
СВ сигнал о пуске МТЗ не исчезает, срабатывает реле К4, подавая команду на
отключения выключателя (выключателей) со стороны ВН силового трансформатора
ПС.
К реле может быть подключен дополнительный четвертый ДО, при сигнале от
36
него срабатывает выходное реле КЗ. Реле К5 выдает сигнал о запрете АВР или АПВ
в терминалы СВ и ВВ, если этого требует логика работы данных видов автоматики.
Реле К6 выдает сигнал «вызов», при срабатывании устройства, неисправности
любого из подключенных датчиков, ложном срабатывании датчика (нет
подтверждения о пуске МТЗ ВВ или СВ).
Реле К7 выдает сигнал «отказ» при обнаружении внутренних аппаратных
неисправностей.
Терминал контроля напряжения (частоты) ячейки ТН 6…10 кВ.
Даже в том случае, если все необходимые напряжения терминалы отдельных
присоединений измеряют сами, в ячейке ТН устанавливается устройство контроля
изоляции (измерение напряжения 3U0) и (при необходимости) устройство контроля
частоты для реализации АЧР, ЧАПВ. Для снижения стоимости системы РЗА,
терминалы отдельных присоединений могут выполняться чисто токовыми, все
необходимые защиты по напряжению будут выполнять терминалы ячеек ТН.
Рассмотрим выполнение терминала контроля напряжения на примере фирмы
General Electric Company [23].
Вначале определимся с устройствами РЗА присоединений 6…35 кВ. На сайте
[22] выбираем вкладку Distribution Feeder. GE предлагает три линейки продуктов
разной ценовой категории и функциональности:
– 350 – терминалы начального уровня;
– F650 – универсальные терминалы РЗА присоединений любого вида 6…35 кВ;
– 750/760 – новый вариант серии F650 (большее количество функций, но
меньше возможностей в перепрограммировании);
– 850 – новейшая серия, дальнейшее развитие F650 (большее количество
функций, больше возможностей в перепрограммировании);
– F35 – система защиты нескольких однотипных фидеров, специфическое
решение, практически не применяемое на практике в России;
– F60 – РЗА фидера, максимальное количество функций, подключаемых
аналоговых и дискретных входов/выходов, программируемая логика.
Для тупиковых линий 110 кВ, если не требуется дистанционная защита.
37
Даже 350 серия позволяет выполнить все необходимые функции всех типов
присоединений НН ГПП и РУ цехов. Единственное исключение нестандартное ЛЗШ
НН ГПП в случае подключения генераторов ГТУ. В этом случае на ВВ, линиях к
генераторам и СВ следует выбрать терминалы F650.
Единственным затруднением при учебном проектировании является отсутствие
информации о новых (750/760 и 850) сериях терминалов на русском языке.
Техническая документация на русском языке для серии F650 на сайте разработчика
присутствует.
Так как терминалы присоединений 6…35 кВ всех вышеперечисленных серий
оснащены входами напряжения, задачей терминала в ячейке ТН является контроль
изоляции и выполнение функций АЧР, ЧАПВ.
Предъявляемым требованием в полной мере отвечает серия M II,
целесообразное типоисполнение: MIV II 3000E00HI00.
Терминал обеспечивает защиты от повышения и понижения фазного
напряжения (в диапазоне 10–250 В), контроль напряжения нулевой
последовательности и контроль частоты. Питание переменным, выпрямленным или
постоянным напряжением ОТ (в диапазоне 88–300 В=, 88–264 В≈).
1.4 Основы программного обеспечения микропроцессорных устройств
РЗА
Основные функции программного обеспечения и взаимодействие основных
программ, обеспечивающих функционирование микропроцессорных устройств
защиты и автоматики показано на рис. 1.9.
Укрупненно можно выделить три программных блока: общая
координирующая программа; программа обеспечения функций защиты и
автоматики и программы интерфейса и обслуживания.
Общая координирующая программа обеспечивает связь между программной и
аппаратной частями защиты. Она обеспечивает непрерывное поступление входной
информации (выборки измеряемых величин, опрос дискретных сигналов, портов
38
интерфейса), функционирование клавиатуры и дисплея, прохождение команд к
группам выходных реле и светодиодам, интерфейсным портам и т.д.
Программы обеспечения основных функций защиты обеспечивают
реализацию отдельных функций защиты и автоматики в соответствии с назначением
устройства. Среди них отдельно можно выделить функции цифровой фильтрации и
обработки входных сигналов в соответствии с предъявляемыми требованиями;
алгоритмы отдельных измерительных органов защиты и автоматики; алгоритмы
логической части защиты (обеспечение необходимых выдержек времени отдельных
каналов отключения, выработка команд и сообщений в соответствии с сигналами от
других блоков и формирование соответствующих команд и сообщений) и
дополнительные функции релейной защиты, к которым можно отнести: определение
расстояния до места повреждения; контроль исправности цепей переменного тока и
напряжения, контроль исправности цепей отключения, статистическая обработка
измерений и т.п.
Программы обслуживания и интерфейса обеспечивают запоминание и обмен
информации, необходимой для функционирования устройства. Сюда относятся
группы программ: записи событий, сообщений и осциллограмм; ведение базы
данных и обеспечения интерфейса ввода-вывода данных и сообщений. В данном
блоке программ обеспечиваются записи всех событий (изменений), происходящих в
устройстве с фиксацией их по времени, например: возникновение неисправности
(вид и время); эксплуатационные сообщения (ввод-вывод отдельных функций
защиты и всего устройства в целом); возникновение определенных внешних команд
и сигналов; возникновение повреждения; запись аналоговых и дискретных сигналов
(сообщений) при повреждениях. База данных устройства содержит всю
необходимую информацию, определяющую характеристики и режим работы
устройства защиты. Уставки срабатывания защит и конфигурация системы могут
быть введены пользователем непосредственно с клавиатуры или через
коммуникационные интерфейсы устройства с помощью компьютера и специальных
обслуживающих программ, а также с устройств более высокого уровня управления.
Основные уставки, а также основные сообщения и осциллограммы хранятся, как
39
правило, в энергонезависимых устройствах памяти, что обеспечивает их сохранение
после снятия питания.
В цифровых устройствах защиты измерительные органы выполняются
программно и являются виртуальными. Различные производители цифровых
устройств реализуют их разными программами. Для того чтобы пользователям был
понятен принцип выполнения измерительных органов, используют функциональные
схемы, поясняющие исполнение измерительных органов в устройствах защиты.
Наряду с логическими функциями в устройствах защиты и управления
используются и специализированные.
Рис.1.9 - Структура программной части релейной защиты
Функциональная схема устройства, определяющая логику работы терминала,
проектируется с помощью специального программного обеспечения – визуальной
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]