Краткое описание терминаловAвв Spac
Комплектные устройства защиты, управления и автоматики распределительных сетей Spac 810– новое поколение хорошо зарекомендовавшей себя серииSpac 800. Устройства выполняют функции местного или дистанционного управления, релейной защиты, измерения, сигнализации, автоматики, регистрации, осциллографирования, диагностики выключателя, а также необходимые блокировки различных присоединений комплектных распределительных устройств 6-35 кВ.
Отличительной особенностью Spac 810является современный дизайн, открытость для систем АСУ благодаря наличию встроенных портов связи и стандартному протоколу МЭК, расширенные возможности в части защит, а также наличие гибкого аппаратного и программного обеспечения, позволяющего реализовывать гибкие технико-экономические решения для различных энергообъектов (реконструируемые, вновь строящиеся объекты с АСУ и без АСУ).
Новые свойства терминалов РЗА Spac:
- регулятор напряжения трансформатора под нагрузкой РПН;
- направленная защита от замыканий на землю;
- АВР секции с контролем встречного напряжения, направления мощности и частоты;
- защита от потери питания на вводах секции;
- автоматическая частотная разгрузка (две ступени);
- ступень защиты по скорости изменения частоты;
- контроль восстановления частоты, напряжения при ЧАПВ;
- сетевое резервирование для линий с двухсторонним питанием;
- измерение активной, реактивной мощности, энергии и коэффициента мощности;
- измерение частоты;
- встроенный порт связи ИРПС «токовая петля».
Внешний вид устройства РЗ представлен на рис. 1.
Рисунок 1. Микропроцессорный терминал ABB Spac
Релейная защита
Анализ особенностей энергосистемы
Энергосистема выполнена по смешанной радиально-магистральной схеме.
Питание ГПП 35/6 кВ выполнено по двум ВЛ-35 кВ, между вводами предусмотрены разъединители 35 кВ.
В состав ГПП входит два силовых трансформатора Т-1, Т-2, мощностью 6300 кВА, РУ-6 кВ из двух секции, соединенных через разъединитель и выключатель.
Отходящие фидера представляют собой выкатные ВВ ячейки с автоматическими выключателями, трансформаторами тока и короткозамыкателями.
Потребителями ГПП являются: отходящие фидера, питающие по ВЛ трансформаторные подстанции КТП 6/0,4 кВ; электродвигатели; батареи статических конденсаторов и резервные фидера.
Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд в расчетах РЗиА учитывать не будем.
На основании исходных данных и требований правил [1] предусматриваем следующие виды РЗ:
- для отходящих фидеров: токовую отсечку мгновенного действия (без выдержки времени) и максимальную токовую защиту с выдержкой времени (МТЗ);
- для электродвигателей: токовую отсечку (без выдержки времени), токовую защиту от замыканий на землю и защиту от перегрузки. Также предусматриваем защиту от минимального напряжения;
- для БСК: ТО мгновенного действия, МТЗ, защиту от замыканий на землю, от повышения напряжения;
- для вводов 35 кВ: МТЗ, ДЗТ и защиту от перегруза;
- для вводов 6 кВ и СВ-6 кВ – МТЗ.
Защита отходящих фидеров
Защищаемые элементы: фидера №№ 01, 02, 03, 04 а также КТП-1 (фидер 20) и КТП-2 (фидер 05).
Максимальная токовая защита
Ток срабатывания защиты выбирается больше максимального рабочего тока защищаемой линии. При этом защита обычно чувствительна к коротким замыканиям на предыдущих участках сети.
Параметрами срабатывания максимальной токовой защиты являются ток Iсзи времяtсзсрабатывания защиты.
Время срабатывания (выдержка времени) защиты i-й линии в общем случае выбирается на ступень селективности (Δt) больше наибольшей выдержки времени предыдущих защит.
Ток срабатывания МТЗ определяем по формуле:
(1.1)
где максимальный рабочий ток защищаемого участка равен:
(1.2)
Ток срабатывания реле:
(1.3)
Коэффициент чувствительности максимальной токовой защиты:
(1.4)
где
-
максимальный ток двухфазного короткого
замыкания.
По справочным данным [2], [4] и в соответствии с техническими характеристиками микропроцессорных реле ABB Spac [6] принимаем следующие значения расчетных коэффициентов:
kн – коэффициент надежности, равный 1,3;
kсх – коэффициент схемы реле, равный 1,0;
kв – коэффициент возврата, равный 0,96;
kсз – коэффициент срабатывания защиты, равный 1,1;
kн – коэффициент надежности, равный 1,3;
kтт – коэффициент трансформации, принимается в соответствии со схемой ПС, лист 1 графической части;
Δt–cтупень селективности реле, равная 0,3 с.
Токовая отсечка
Токовые отсечки (ТО) являются разновидностью токовой защиты. Используются в качестве первых ступеней токовых защит. Различают ТО без выдержки времени (мгновенного действия) и с выдержкой времени.
ТО мгновенного действия рассчитываем по максимальному значению тока трехфазного КЗ в конце защищаемого участка линии [2, стр. 20]
Ток срабатывания защиты определяем по формуле:
(1.5)
где
-
максимальное значение тока трехфазного
КЗ в конце участка.
Ток срабатывания реле определяем по формуле:
(1.6)
где
kтт – коэффициент трансформации трансформатора тока.
Коэффициент чувствительности защиты:
(1.7)
где
- ток двухфазного КЗ источника питания
(на шинах ГПП).
Согласно требованиям ПУЭ, значения коэффициента чувствительности должны быть более или равны 1,5 для основных зон защит и 1,2 – для резервных.
Расчет уставок РЗ фидера № 02
Максимальная токовая защита
Рабочий максимальный ток линии равен (1.2):
Ток срабатывания защиты равен (1.1):
Ток срабатывания реле равен (1.3):
Коэффициент чувствительности МТЗ равен (1.4):
- требованиям ПУЭ удовлетворяет.
Время срабатывания защиты по принимаем равным tсз=Δt=0,3 с.
Токовая отсечка
Отсечку
выстраиваем по максимальному току КЗ
в конце защищаемой линии (точка К 11,
=
3267 А).
Ток срабатывания защиты равен (1.5):
Ток срабатывания реле равен (1.6):
Коэффициент чувствительности ТО равен (1.7):
удовлетворяет
требованиям ПУЭ;
чувствительность определялась в зоне за трансформатором КТП (по току двухфазного КЗ в точке К 12).
На остальных фидерах (№№ 01, 03, 04, 05, 20) расчет релейных защит выполнен аналогично. Результаты расчета сведены в табл. 1 приложения А.
Все рассчитанные уставки лежат в диапазоне измерений микропроцессорного реле AВВ Spac.
Рассчитанные коэффициенты чувствительности основных зон защит удовлетворяют требованиям ПУЭ.