5. Релейная защита и автоматика

1. Общие требования

Основные решения по РЗА приняты на основании технического задания и предусматривают выполнение части релейной защиты и автоматики ПС 110/35/6 кВ «Агат» на современных микропроцессорных терминалах защит производства ООО НПП «ЭКРА», ООО НПП «Бреслер».

Все выбранные комплекты защит и автоматики, которые организованы на терминалах защит, отвечают требованиям ПУЭ и действующим нормам технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ. \

Для защиты силовых трансформаторов типа ТДТН-25000/110/35/6 предусмотрены комплекты защит на базе терминала БЭ2704 V041, размещенные в шкафах ШЭ2607 041 (ЭКРА.656453.031 РЭ) производства ООО НПП «ЭКРА». Шкаф защиты состоит из двух комплектов.

Первый комплект реализует функции основных и резервных защит трансформатора:

− дифференциальная токовая защита;

− максимальная токовая защита стороны ВН с пуском по напряжению;

− максимальная токовая защита стороны СН с пуском по напряжению;

− максимальная токовая защита стороны НН с пуском по напряжению;

− защита от перегрузки;

− блокировка РПН при перегрузке и при понижении междуфазного напряжения;

− максимальная токовая защита для пуска охлаждения;

− контроль состояния трансформатора по ряду входных дискретных сигналов: прием сигналов от сигнальной и отключающей ступеней газовой защиты трансформатора (ГЗТ), газовой защиты РПН трансформатора (ГЗ РПН), датчиков повышения температуры масла, понижения и повышения уровня масла, неисправности цепей охлаждения.

Второй комплект обеспечивает прием отключающих сигналов от отключающих ступеней газовых защит трансформатора и РПН.

Шкаф защиты трансформатора действует на отключение ВЛ-110 кВ, СВ-110 кВ, ВВ-35 кВ, СВ-35 кВ, ВВ-6 кВ и пуск УРОВ ВЛ-110 кВ, СВ-110 кВ. При отключении без выдержки времени от дифференциальной токовой защиты, газовой защиты как самого трансформатора так и ПУ РПН подается сигнал на запрет АПВ ВЛ-110 кВ, СВ-110 кВ и ВВ-35 кВ. Производится отключение от максимальных токовых защит всех сторон с выдержкой времени с разрешением действия АПВ. Действие трансформатора на отключение ВЛ-110 кВ и СВ-110 кВ выполняется через 2 электромагнита отключения.

Функцию автоматического регулирования напряжения под нагрузкой на стороне ВН трансформаторов выполняют микропроцессорные устройства БЭ2502А0501, размещенные в шкафу ШЭ2607 157 (ЭКРА.656453.156 РЭ) производства ООО НПП «ЭКРА».

Комплект РПН реализует следующие функции:

− автоматическое поддержание напряжения в заданных пределах;

− блокировка работы РПН при обнаружении неисправности привода РПН;

− блокировка РПН от защит трансформатора;

− коррекция уровня регулируемого напряжения по току нагрузки для стороны СН;

− одновременный контроль двух секций шин;

− дистанционное регулирование напряжения, причём регулирование возможно с помощью переключателей, находящихся на лицевой панели шкафа и с АРМ оперативного персонала.

Управление РПН трансформаторов осуществляется также вручную с шкафа привода. Регулируемой секцией выбирается сторона 35 кВ с коррекцией уровня регулируемого напряжения по току нагрузки, а контролируемой секцией выбирается сторона 6 кВ.

Для защиты линий 110 кВ используются комплекты основной защиты на базе терминала БЭ2704 V031, размещенные в шкафах ШЭ2607 031 (ЭКРА.656453.023 РЭ) производства ООО НПП «ЭКРА».

Комплект основной защиты включает в себя:

− направленную высокочастотную защиту линии;

− пуск УРОВ ВН.

Направленная ВЧ защита работает посредством передачи сигналов приемопередатчиками ПВЗУ-Е по каналу ВЧ связи. Предусматривается замена существующих приемопередатчиков АВЗК на ПВЗУ-Е на ПС Пимская и ПП Быстринский. При внешнем коротком замыкании, например на шинах 110 кВ ПС Агат отключение противоположного конца не происходит путем подачи блокирующего ВЧ сигнала. Предусмотрен режим перевода защит на трансформаторы тока, установленные в ремонтной перемычке в режиме работы ПС через ремонтную перемычку. В данном режиме при КЗ на линии отключение противоположного конца смежной линии осуществляется путем запрета подачи блокирующего сигнала и наличием сигнала ВЧТО через комплект защиты смежной линии. Также предусматривается пуск сигнала ВЧТО на оба противоположных конца линий при утечке элегаза из ТТ ремонтной перемычки через соответствующие комплекты защит.

Согласно результатам проведенных расчетов на отпаечных подстанциях ПС 110 кВ Дальняя и ПС 110 кВ Алмаз линии 110 кВ «Пимская – Полоцкая» необходима установка блокирующих комплектов ВЧ защиты линии для исключения ложного срабатывания основной защиты линии при коротком замыкании за трансформатором отпаечной ПС.

Для защиты линий 110 кВ предусматриваются также комплекты резервных защит и АУВ 110 кВ, реализованные на базе терминала БЭ2704 V011, размещенные в шкафах ШЭ2607 011 (ЭКРА.656453.048 РЭ) производства ООО НПП «ЭКРА».

Комплект резервных защит реализует следующие типы защит и функции:

− трехступенчатая направленная дистанционная защита;

− трехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности;

− токовая отсечка;

− АПВ;

− пуск УРОВ ВН;

− определение места повреждения.

Комплект резервных защит помимо функций резервной защиты линии осуществляет АУВ ВЛ-110 кВ с действием на 2 электромагнита отключения. Реализована защита электромагнитов управления от длительного протекания токов с действием на дистанционный расцепитель автоматов питания цепей управления выключателем. Предусматривается оперативный выбор режима АПВ с помощью оперативного переключателя и программных накладок, а также числа ступеней АПВ. Предусматривается запрет АПВ выключателя от защит трансформатора и ДЗО. Производится контроль состояния выключателя по ряду дискретных сигналов: неисправность обогрева выключателя, неисправность цепей опер. тока, заводка пружин отключена, пружина не заведена и контроль состояния элегаза выключателя с контактов денсиметра. При срабатывании первой ступени снижения элегаза происходит блокирование включения и сигнализируется неисправность, при срабатывании второй ступени снижения элегаза происходит полное блокирование управления выключателем (блокировка включения и отключения) с возможностью оперативного отключения выключателя с помощью ключа управления или по ТУ и сигнализируется авария.

Управление и автоматика секционного выключателя 110 кВ выполнена на терминале БЭ2704 V019, размещенном в шкафу ШЭ2607 019 (ЭКРА.656453.121 РЭ) производства ООО НПП «ЭКРА».

Комплект реализует следующие функции:

− АПВ;

− пуск УРОВ ВН.

Комплект осуществляет АУВ СВ-110 кВ с действием на 2 электромагнита отключения. Реализована защита электромагнитов управления от длительного протекания токов с действием на дистанционный расцепитель автоматов питания цепей управления выключателем. Предусматривается оперативный выбор режима АПВ с помощью оперативного переключателя и программных накладок, а также числа ступеней АПВ. Предусматривается запрет АПВ выключателя от защит трансформатора и ДЗО обеих секций шин. Производится контроль состояния выключателя по ряду дискретных сигналов: местное управление, неисправность обогрева выключателя, неисправность цепей опер. тока, заводка пружин отключена, пружина не заведена и контроль состояния элегаза выключателя с контактов денсиметра. При срабатывании первой ступени снижения элегаза происходит блокирование включения и сигнализируется неисправность, при срабатывании второй ступени снижения элегаза происходит полное блокирование управления выключателем (блокировка включения и отключения) с возможностью оперативного отключения выключателя с помощью ключа управления или по ТУ и сигнализируется авария.

Для защиты ошиновок 110 кВ предусмотрено 2 комплекта ДЗО на базе терминалов БЭ2704 V051, размещенных в шкафу ШЭ2607 051051 (ЭКРА.656453.027 РЭ) производства ООО НПП «ЭКРА». Каждый из комплектов шкафа ДЗО действует на отключение ВЛ-110 кВ, ВВ-35 кВ, ВВ-6 кВ соответствующей секции шин и на СВ-110 кВ. Организовано опробование от ключа управления ВЛ-110 кВ и СВ-110 кВ. Действие ДЗО на отключение ВЛ-110 кВ и СВ-110 кВ выполняется через 2 электромагнита отключения. Предусмотрен ключ выбора режимов запрета АПВ при срабатывании ДЗО и УРОВ.

На основе шкафа ДЗО выполнена централизованная схема УРОВ, предназначенная для ближнего резервирования возникающих повреждений на присоединениях при действии защиты присоединений и отказе выключателей. Устройство принимает сигналы пуска УРОВ ВЛ-110 кВ и СВ-110 кВ от защиты трансформатора, от основной и резервной защиты линии 110 кВ, а также от автоматики управления СВ-110 кВ и сигнал отключение от УРОВ от схемы ДЗО смежной секции шин, а также осуществляет контроль включенного положения ВЛ-110 кВ и СВ-110 кВ. При повреждении на секции шин и отказе ВЛ-110 кВ предусматривается останов ВЧ передатчика и пуск ВЧТО, через шкаф основной защиты линии, что приводит к отключению противоположного конца линии ВЧ защитой, последующее АПВ линии приведет к повторному действию защит и УРОВ. При отказе СВ-110 кВ предусматривается отключение присоединений смежной секции шин через комплект защиты ошиновки смежной секции шин.

При повреждении в линии и отказе ВЛ-110 кВ предусматривается отключение соответствующей секции шин через комплект ДЗО. Существует возможность организации повторного действия на отключение без выдержки времени резервируемого выключателя (действие «на себя») с помощью программной накладки. Предусмотрен оперативный вывод УРОВ ВЛ-110 кВ и СВ-110 кВ с помощью ключей.

Также проектом предусматривается организация устройства автоматической частотной разгрузки стороны 35 кВ, действующей при снижении частоты из-за возникновения дефицита мощности в системе на отключение ВЛ-35 кВ, реализованной с использованием существующего шкафа АЧР-35 расположенного в здании существующего ОПУ.

2. Управление, сигнализация, измерения

Управление ВЛ-110 кВ, СВ-110 кВ осуществляется с АРМ оперативного персонала, входящего в состав АСУ ТП, через соответствующие шкафы защит и автоматики, и непосредственно с приводов выключателей.

Предусмотрено управление разъединителями и их заземляющими ножами 110 кВ с АРМ оперативного персонала в помещении панелей РЗА, а так же и из шкафов дистанционного управления, установленных на ОРУ 110 кВ и непосредственно с приводов.

В составе АСУ ТП предусмотрена аварийно-предупредительная сигнализация, сигналы для которой поступают по интерфейсу и в виде «сухих контактов». В случае неисправности или вывода из работы АРМ сигнализация в минимально допустимом объеме постоянно резервируется шкафом центральной сигнализации ШНЭ2401-0002 производства ООО НПП «Экра», разработанным на базе терминалов «Бреслер-0107.050». Шкаф ШНЭ2401-0002 обеспечивает прием как аналоговых, так и дискретных сигналов. Со шкафа по интерфейсу передаются сигналы в АРМ дежурного персонала. В схеме центральной сигнализации организовано три участка: первый — сигналы от устройств в помещении нового ОПУ и ОРУ 110 кВ; второй — сигналы от устройств в помещении старого ОПУ и ОРУ 35 кВ, 6 кВ; третий участок сигналы со шкафа собственных нужд, щита постоянного тока. Сигналы в шкаф ЦС поступают по шинкам сигнализации и в виде отдельных дискретных сигналов. Выходные сигналы разделены на две группы (предупреждение и авария), которые фиксируются на соответствующих индикаторах блоков, сопровождаются звуковой сигнализацией (звонок и ревуны в шкафу ЦС и на фасаде ОПУ), а также передаются по цепям телесигнализации. С помощью кнопок на лицевой стенке шкафа предусмотрен сброс аварийной и предупредительной звуковой сигнализации и квитирование по участкам. Все необходимые электрические величины (ток, напряжение) считываются с многофункциональных измерительных преобразователей АЕТ311 производства НПП «Алекто», входящих в состав АСУ ТП, по интерфейсу RS-485 и выводятся на АРМ оперативного персонала. Также предусматривается многофункциональный измерительный преобразователь АЕТ121 для контроля напряжения шинок сигнализации. Все преобразователи располагаются в нетиповой панели А13.

Для организации цепей напряжения и питания оперативной блокировки разъединителей предусмотрена нетиповая панель A1. На данной панели также располагается преобразоветель датчика реле уровня РОС-301, предназначенный для контроля уровня воды в маслосборнике. Так же предусмотрена панель А5 автоматических выключателей и реле повторителей давления элегаза трансформатора тока и выключателей 110 кВ.

На изготовление нетиповых панелей, устанавливаемых в помещении РЗА, разработано задание заводу.

Организация и контроль цепей напряжения 35 кВ осуществляется в существующих шкафах ТН-35, расположенных в ОПУ1. Организация и контроль цепей напряжения 6 кВ осуществляется в шкафу АРНТ ШЭ2607 157.