1.4 Описание и основные технические характеристики шкафов основных и резервных защит элементов подстанции

Выполнение защиты зависит от типа трансформатора, схем соединения и мощностей его обмоток и наличия питания с одной или более сторон.

Трансформаторы типа ТРДН – 25000/110 имеют расщепленную обмотку низшего напряжения.

Для выполнения защиты трансформатора с расщепленной обмоткой необходимо использовать пять комплектов устройств (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1 Вариант выполнения защиты трансформатора с расщепленной обмоткой НН

Первый комплект (А1) – комплект основных защит трансформатора. Он реализует следующие функции:

– продольная дифференциальная токовая защита трансформатора (ДЗТ);

– прием сигналов ГЗ, ГЗ РПН и сигналов технологических защит трансформатора;

– ЗП НН1 и ЗП НН2;

– контроль тока для ЗДЗ НН1 и НН2;

– блокировку РПН при перегрузке трансформатора по току и снижении напряжения (бл. РПН I, U);

– автоматику охлаждения (авт. охл.);

– в терминалах основных защит могут также дублироваться функции резервных защит (МТЗ ВН, МТЗ НН1, МТЗ НН2).

Релейная часть комплекта основных защит может быть реализована с использованием микропроцессорных терминалов БЭ 2704 V043. Комплект подключается к ТТ на сторонах ВН, НН1 и НН2. В случае использования функций резервных защит терминал также подключается и к ТН секций шин НН1 и НН2.

Второй комплект (А2) – комплект резервных защит трансформатора стороны ВН. Он реализует следующие функции:

– МТЗ ВН/U. Пуск по напряжению осуществляется от ТН сторон НН1 и НН2;

– прием сигналов от газовой защиты трансформатора и газовой защиты РПН трансформатора;

– АУВ ВН;

– УРОВ ВН.

Релейная часть комплекта резервных защит стороны ВН может быть реализована с использованием микропроцессорного терминала БЭ 2704 V073. Комплект подключается к ТТ на стороне ВН и к ТН секций шин НН1 и НН2.

Третий комплект (А3) – автоматика регулирования напряжения под нагрузкой (АРКТ).

Комплект может быть выполнен на базе микропроцессорного терминала БЭ 2502 А0501. Комплект подключается к ТН секций шин НН1 и НН2 и к ТТ в цепях ввода к секциям шин НН1 и НН2.

Четвертый комплект (А4) – комплект резервных защит трансформатора стороны НН1(защит ввода НН1). Он реализует следующие функции:

– МТЗ стороны НН1 с возможностью комбинированного пуска по напряжению (МТЗ НН1/U). Пуск по напряжению осуществляется от ТН стороны НН1;

– ЛЗШ НН1;

– контроль тока для ЗДЗ НН1;

– КИ НН1;

– АУВ НН1;

– возможен УРОВ НН1.

Комплект может быть выполнен на базе микропроцессорного терминала БЭ 2502 А0303. Комплект подключается к ТТ в цепи ввода к секции шин НН1 и к ТН секции шин НН1.

Пятый комплект (А5) – комплект резервных защит трансформатора стороны НН2. Выполняется аналогично комплекту А4.

Подробное описание состава функций терминалов и схем их подключения к цепям тока и напряжения см. [10].

Шкаф типа ШЭ2607 041 содержит в себе описанные выше терминалы и реализует функции основных и резервных защит трансформатора. В его состав входят: ДЗТ от всех видов КЗ внутри бака трансформатора, ТЗНП ВН, МТЗ ВН, МТЗ СН (в нашем случае не требуется), МТЗ НН1 секции и МТЗ НН2 секции, защиту от перегрузки, реле для пуска автоматики охлаждения, УРОВ выключателя ВН; обеспечивает прием отключающих сигналов от отключающих ступеней газовых защит трансформатора, РПН и действует на отключение через две группы отключающих реле и выполнен на основе промежуточных реле. Оснащен устройствами контроля изоляции цепей ГЗ.

ДЗТ выполнена в виде двухканальной дифференциальной токовой защиты с торможением, содержащей чувствительное реле и отсечку. Чувствительное реле ДЗТ имеет токозависимую характеристику с уставкой по начальному току срабатывания. Дифференциальная отсечка предназначена для обеспечения надежной работы при больших токах повреждения в зоне действия защиты. Для отстройки ДЗТ от бросков токов намагничивания контролируется уровень второй гармоники в дифференциальном токе. Максимальная токовая защита на всех сторонах трансформатора выполняется в трехфазном исполнении и содержит: реле максимального тока, при этом МТЗ НН1 и МТЗ НН2 имеют две ступени; реле выдержки времени для действия на различные выключатели всех сторон трансформатора; пусковые органы напряжения, реагирующие на уменьшение междуфазных напряжений и на увеличение напряжения обратной последовательности.

Токовая защита нулевой последовательности (применяется при наличии двустороннего питания, в нашем случае не требуется) на стороне ВН использует расчетное значение тока 3I₀, полученное суммированием фазных токов стороны ВН.

Шкаф ШЭ2607 041 имеет следующие особенности: ДЗТ имеет до четырех входов для подключения к четырем трехфазным группам трансформаторов тока сторон ВН, СН, НН1, НН2. Обеспечена возможность подключения токовых цепей ДЗТ к ТТ, соединенным по схеме «звезда» независимо от группы соединения защищаемого трансформатора (Y/Y­0,Y/Δ­11,Δ/Δ­0). Компенсация фазового сдвига и коэффициента схемы при этом осуществляется программно. Для всех сторон производится выравнивание входных токов. ТТ диапазон выравнивания от 0.251 до 16 А.

Таблица 1.1 – Основные параметры шкафа ШЭ2607 041

Параметр	Значение
Базисный ток стороны ВН (НН1, НН2), А	0.251 - 16
Ток срабатывания ДЗТ, о.е.	0.2 – 1.0
Ток начала торможения ДЗТ, о.е.	0.6 – 1.0
Коэффициент торможения ДЗТ	0.2 – 0.7
Ток срабатывания дифференциальной отсечки, о.е.	6.5 – 12
Ток срабатывания реле тока УРОВ, А	0.04 – 2
Ток срабатывания реле тока МТЗ ВН (НН1, НН2), А	0.1 – 100
Ток срабатывания реле тока ЗП стороны ВН (НН1, НН2), А	0.1 – 100
Ток срабатывания реле тока автоматики охлаждения стороны ВН (НН1, НН2), А	0.1 – 100

Более подробно описание шкафа и его характеристики рассмотрены в [11].

Защита шин реализуется с помощью шкафа типа ШЭ2607 061. Шкаф дифференциальной токовой защиты ШЭ2607 061 предназначен для защиты шин напряжением 110-220 кВ с фиксированным присоединением элементов и с изменяемой фиксацией присоединений элементов («двойная система шин», «двойная система шин с обходной», «двойная секционированная система шин с обходной»). При этом число защищаемых присоединений не более восемнадцати. Шкаф выполнен на основе трех микропроцессорных терминалов БЭ2704 V061 (функциональное обозначение E1, E2, E3), каждый из которых имеет 18 аналоговых входов для подключения вторичных цепей переменного тока и 6 аналоговых входов для подключения вторичных цепей напряжения и обеспечивает защиту одной фазы сборных шин. Все входы имеют гальваническую развязку от внутренних цепей терминала посредством промежуточных трансформаторов тока и напряжения.

Шкаф типа ШЭ2607 061 содержит:

- реле ДЗШ с торможением, состоящее из пускового органа (ПО) и избирательных органов первой (ИО1) и второй (ИО2) систем шин (секций шин);

- реле чувствительного токового органа (ЧТО);

- реле минимального напряжения, реагирующих на междуфазные напряжения первой и второй систем шин (секций шин);

- реле максимального напряжения, реагирующих на напряжения обратной последовательности первой и второй систем шин (секций шин);

- реле контроля исправности токовых цепей;

- три комплекта УРОВ для ШСВ и двух секционных выключателей СВ1 и СВ2;

- логику «очувствления» ДЗШ (алгоритм повышения чувствительности ДЗШ к внутренним коротким замыканиям);

- логику опробования шин напряжением;

- логику запрета АПВ;

- логику отключения;

- логику пуска УРОВ;

- измерение текущих значений токов, напряжений и частоты;

- регистрацию дискретных и аналоговых событий;

- «осциллографирование» входных сигналов;

- непрерывную проверку функционирования и самодиагностику;

- функции интерфейса RS485 для подключения к автоматизированной системе управления.

Защита выполнена пофазной и содержит пусковые органы, действующие при КЗ на любой из систем шин, а также избирательные органы первой и второй систем шин, определяющие поврежденную систему шин (секцию шин). Сигнал на отключение поврежденной системы шин появляется только при срабатывании пускового и избирательного органов поврежденной фазы/фаз. Отключение выключателей осуществляется с помощью групп выходных промежуточных реле, предусмотренных для каждого выключателя. Выходные промежуточные реле каждого присоединения при срабатывании обеспечивают отключение выключателя через два соленоида отключения. Указанные группы выходных промежуточных реле содержат дополнительные контакты, которые могут использоваться для пуска УРОВ (2 контакта) и запрета АПВ. Для обеспечения резервирования в шкафу ШЭ2607 061 предусмотрено три комплекта УРОВ для ШСВ (в нашем случае не требуется), СВ1 и СВ2. Функция УРОВ для этих выключателей реализует принцип индивидуального устройства, причем возможно выполнение универсального УРОВ как по схеме с дублированным пуском, так и по схеме с автоматической проверкой исправности выключателя. Каждый из комплектов УРОВ обеспечивает действие на отключение резервируемого выключателя без выдержки времени, а затем с выдержкой времени – действие на отключение смежных выключателей и запрет АПВ.

Таблица 1.2 – Основные параметры шкафа ШЭ2607 061

Параметр	Значение
Ток срабатывания ДЗШ, о.е.	0.4 – 1.2
Ток начала торможения ДЗШ, о.е.	1.0 – 2.0
Коэффициент торможения ДЗШ, о.е.	0.6 – 1.2
Ток срабатывания при «очувствлении», о.е.	0.2 – 1.2
Ток срабатывания реле контроля обрыва цепей тока, о.е.	0.04 – 0.2

Более подробно описание шкафа и его характеристики рассмотрены в [12].