3.Релейная защита и автоматика

3.1.Общие сведения

Релейной защитой называется совокупность специальных устройств и средств, обеспечивающая автоматическое отключение поврежденной части электрической установки или сети. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита должна приводить в действие сигнальные устройства, не отключая установку.

Основные условия надежной работы релейной защиты следующие:

• обеспечение селективности, т.е. отключения только поврежденных участков. Время срабатывания защиты характеризуется выдержкой времени, обеспечивающей селективность. Выдержка определяется полным временем действия защиты до отключения поврежденного участка;

• достаточная чувствительность по всем видам повреждений на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее, а также к изменению в связи с этим параметров (тока, напряжения и др.), что оценивается коэффициентом чувствительности;

• максимальная простота схем с наименьшим числом аппаратов и достаточная надежность и быстродействие;

• наличие сигнализации о неисправностях в цепях, питающих аппараты релейной защиты.

3.2.Источник оперативного тока

Ток питания цепей релейной защиты, автоматики и сигнализации называется оперативным током. В качестве оперативного тока используем выпрямленный ток, получаемый от зарядно-выпрямительных устройств типа AEESHPT125.220.XSTF, производства фирмыOLDHAMFRANS.

Переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных устройств. Питание выпрямительных устройств осуществляется от двух трансформаторов собственных нужд, которые подключаются до вводных выключателей. Поскольку напряжение источника оперативного тока этого типа зависит от колебаний напряжения в защищаемой цепи при ненормальных режимах, то их нельзя применять для отключения и сигнализации. Следовательно, подключим указанные цепи к блокам питания. Схема такого блока питания представлена в приложении 3.

Токовый элемент блока питания БПТ подключается к трансформатору тока и состоит из промежуточного насыщающегося трансформатора TLA, конденсатора С для феррорезонансной стабилизации напряжения и выпрямителяV2. Токовый элемент обычно используется для отключения коротких замыканий на защищаемом участке.

Элемент напряжения подключается к трансформатору напряжения и состоит из промежуточного трансформатора TLVи выпрямителяV1. Этот блок используется для оперативных отключений выключателяQ.

Блоки питания тока БПТ и напряжения БПН выпускаются раздельно, поэтому их можно применять как порознь, так и вместе. Комбинированный блок получается при параллельном включении выходных цепей обеих блоков, как показано в приложении 3. При коротких замыканиях необходимое напряжение на выходе обеспечивается за счет трансформаторов тока, а при повреждениях и ненормальных режимах, сопровождающихся снижением тока - за счет трансформаторов напряжения.

3.3.Релейная защита и автоматика подстанций ктпб (м)

Релейная защита, автоматика, управление, сигнализация выполняются на постоянном оперативном токе, получающие питание от зарядно-выпрямительных устройств типа AEESHPT125.220.XSTF, производства фирмыOLDHAMFRANS.

Релейная защита, автоматика, управление, сигнализация присоединений 35 кВ и 6 кВ выполняется на микропроцессорных устройствах цифровой релейной защиты типа SEPAM2000 иSEPAM1000+ фирмыMerlinGerin(Франция) и предусматривается в следующих объемах:

• На вводах 35 кВ предусматриваются SEPAM1000+S20 с модулемMES114, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту, отключение от дуговой защиты, включение обдувки.

• На трансформаторе 35/6 кВ предусматриваются SEPAM2036S36CRD22 иSEPAM2026S26LTT14, которые позволяют выполнить:

• продольную дифференциальную защиту;

• газовую защиту (для масляных трансформаторов);

• максимальную токовую защиту;

• тепловую защиту;

• контроль нагрева обмоток.

• На секционном выключателе 35 кВ предусматривается SEPAM1000+S20, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту.

• На трансформаторе напряжения 35 кВ предусматривается SEPAM1000+В20, позволяющий осуществлять контроль напряжения на шинах 35 кВ и контроль изоляции.

• На вводах 6 кВ предусматривается SEPAM1000+, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту и АВР секционного выключателя 6 кВ.

• На секционном выключателе 6 кВ предусматривается SEPAM1000+ с модулемMES114, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту.

• На отходящих фидерах 6 кВ:

• На отходящих линиях к ВЛ (КЛ) предусматривается SEPAM1000+S20, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту, двухступенчатое АПВ, а также АЧР и ЧАПВ. На кабельных линиях (КЛ) предусмотрена сигнализация замыкания на землю.

• На отходящих линиях к электродвигателям предусматривается SEPAM1000+S20, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту, защиту от многофазных замыканий на землю, от токов перегрузки и от асинхронного режима для (синхронных двигателей).

• На отходящих линиях к конденсаторным батареям (КБ) предусматривается SEPAM2026S26LTC01, позволяющий выполнить максимальную токовую защиту. Защита от повышения напряжения выполняется наSEPAM1000+В20, предусмотренном для трансформаторов напряжения 6 кВ.

• На трансформаторе напряжения 6 кВ предусматривается SEPAM1000+В20, позволяющий осуществлять контроль напряжения на шинах 6 кВ и контроль изоляции, а также решать защиты от минимального напряжения.

• В качестве защиты на шинах 6 кВ используется функция "Логического ожидания" SEPAMвыключателей вводов и секционного выключателя 6 кВ.

• В КРУ-6 кВ имеется быстродействующая дуговая защита, выполненная с использованием разгрузочных клапанов избыточного давления в сочетании с чувствительными элементами дуговой защиты – фототиристорами, установленными в высоковольтных отсеках шкафов: отсеке ввода (вывода), выкатного элемента, сборных шин. Контроль положения разгрузочных клапанов избыточного давления осуществляется путевыми конечными выключателями, подключенными к соответствующим цепям схем дуговой защиты.

3.4.Устройство цифровой релейной защиты серии SEPAM 1000+

Устройство цифровой релейной защиты SEPAM 1000+ обладает всеми стандартными функциями микропроцессорных защит – измерения, автоматика, защита, диагностика сети и коммутационного аппарата, самодиагностика, цифровое осциллографирование и связь по открытому протоколу MODBUS.

Серия SEPAM1000+ относится к поколению полностью цифровых устройств релейной защиты, т.е. устройств, в которых используется аналогово-цифровое преобразование входных величин, а обработка полученных цифровых сигналов ведется исключительно с помощью микропроцессоров.

Все устройства серии SEPAM1000+ могут быть оборудованы следующими дополнительными модулями:

• модулем связи с системой диспетчерского управления;

• модулем температурных датчиков;

• модулем аналогового выхода;

• дополнительными модулями входов-выходов.

Кроме того, устройства этой серии могут иметь различный человеко-машинный интерфейс в виде:

• программируемой линейки светодиодов;

• встроенного графического экрана;

• выносного графического экрана.

Также имеется редактор логических формул, позволяющий реализовывать различные функции автоматики. Широкие возможности цифрового осциллографирования – до 20 сек записей, 12 аналоговых и 16 дискретных параметров. Следует отметить, что устройства серии SEPAMимеют русифицированное программное обеспечение и интерфейс. Также присутствует интерфейсRS-485, обеспечивающий подключение ПЭВМ или систем телекоммуникаций. Возможна установка дополнительных модулей логических входов типаMES102 илиMES114.

3.5.Защита линий 6 и 35 кВ

Сети, напряжением 6 – 35 кВ выполняются с изолированной нейтралью. Для таких линий предусматривается защита от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

Защита от многофазных замыканий включает в себя две ступени:

• токовая отсечка (ТО);

• максимальная токовая защита (МТЗ).

Для линий 35 кВ применим ТО, МТЗ и защиту от замыканий на землю, для линий 6 кВ МТЗ и защиту от замыканий на землю.

МТЗ отстраивается от максимального тока нагрузки с учетом возможного его увеличения, обусловленного самозапуском электродвигателей. ТО выполним трех ступенчатой, она удовлетворяет всем требованиям резервирования, и во многих случаях успешно заменяет более сложные защиты. Защиту от однофазных замыканий на землю выполним с использованием трансформаторов тока нулевой последовательности, с действием от емкостного тока на сигнал.

Предлагается выполнить защиту линий на микропроцессорном устройстве типа SEPAM1000+S20.