4.5.2. Применение микропроцессорного терминала серии MiCom−124 для защиты линии 35 кВ «Гидростроитель – Осиновка»
Защита максимального тока MiCOM серии Р124 – это универсальные токовые защиты с питанием от токовых цепей и/или от цепей тока и оперативного тока. Защиты MiCOM серии Р124 спроектированы для управления, защиты и контроля промышленных установок, распределительных сетей, подстанций и не требуют внешнего электропитания, а также могут использоваться как резервная защита для электрических сетях высокого напряжения [15].
Микропроцессорный блок MiCOM – 124 сочетает в себе множество функций защит, автоматики и управления, к которым относят:
1. Функции защиты:
а) трёхступенчатая токовая защита от междуфазных коротких
замыканий;
б) трёхступенчатая токовая защита от замыканий на землю;
в) защита минимального тока;
г) защита по максимальному току обратной последовательности.
2. Функции автоматики:
а) многократное АПВ;
б) защита при обрыве провода;
в) устройство
резервирования отказа выключателя
(УРОВ);
г) контроль цепи отключения;
д) управление и контроль состояния выключателя.
3. Функции регистрации:
а) регистрация аварий;
б) регистрация событий;
в) осциллограф.
Все перечисленные функции и принадлежность блока MiCOM – 124 позволяют применить его в качестве комплекта защит и автоматики линии 35 кВ «Гидростроитель – Осиновка».
4.5.3. Расчёт параметров срабатывания трёхступенчатой токовой защиты блока MiCom – 124 и составление файла-конфигурации
Для цифровых терминалов MiCOM уставки задаются в процентах от номинальных значений. Использование цифровых реле не освобождает от необходимости предварительной настройки каждого реле и, в первую очередь, выбора только одной из заложенных в реле времятоковой характеристики для каждой ступени токовой защиты, главным образом – для наиболее чувствительной ступени, называемой максимальной токовой защитой (МТЗ) [16]. Таким образом, в результате расчета трёхступенчатой токовой защиты должны быть выбраны ток срабатывания и время срабатывания каждой ступени защиты по аналогии с расчётом классических защит.
Первой ступенью защиты является селективная токовая отсечка (ТО) мгновенного действия, ток срабатывания которой будем определять по выражению (4.40), только коэффициент надёжности при использовании цифровых реле необходимо принят в пределах от 1,1 до 1,15 [16]:
А.
Проверим чувствительность ТО по выражению (4.41):
<1,3,
то есть чувствительность защиты не
удовлетворяет требованиям ПУЭ. В связи
с тем, что блок имеет ещё две ступени
защиты, применение неселективной токовой
отсечки не рассматривается.
Определим
ток срабатывания реле первой ступени
защиты по выражению (4.19): принимаем
коэффициент трансформации трансформатора
тока
,
а коэффициент схемы
,
тогда:
А,
что составляет
,
где
А – номинальный вторичный ток
трансформатора тока.
Второй ступенью защиты является токовая отсечка с небольшой выдержкой времени (ТОВ), настройку которой будем осуществлять от максимального тока КЗ за трансформатором подстанции Осиновка:
Сопротивление
трансформатора подстанции Осиновка,
приведённое к ступени напряжения 115 кВ,
составляет
Ом. Определим этот ток по выражению
(3.8):
А;
Тогда
ток срабатывания ТОВ:
А;
Чувствительность
защиты оцениваем коэффициентом
чувствительности:
>1,3,
то есть чувствительность ТОВ удовлетворяет
требованиям ПУЭ.
Определим ток срабатывания реле второй ступени защиты по выражению (4.19):
А,
что составляет
.
Имея
в виду, что трансформаторы подстанции
Осиновка оборудованы быстродействующими
защитами, можно выбирать выдержку
времени ТОВ на ступень селективности
больше, то есть
с.
Максимальная токовая защита (МТЗ) является третьей ступенью защиты линии, а также выполняет резервирование защит соседнего участка (в данном случае МТЗ резервирует защиты трансформатора подстанции Осиновка). Ток срабатывания МТЗ будем определять по выражению (4.46), только в соответствии с рекомендациями, изложенными в [16], коэффициент надежности и коэффициент возврата цифровых реле принимаем соответственно равными 1,1 и 0,95:
А.
Чувствительность третьей ступени защиты будем оценивать для основного и резервного участка по выражению (4.47):
>1,5,
то есть коэффициент чувствительности
защиты по основному участку удовлетворяет
требованиям ПУЭ;
>1,2,
то есть коэффициент чувствительности
защиты по резервному участку удовлетворяет
требованиям ПУЭ.
Определим ток срабатывания реле третьей ступени защиты по выражению (4.19):
А,
что составляет
.
Выдержку
времени срабатывания третьей ступени
защиты, согласуя с максимальной выдержкой
времени защиты трансформатора подстанции
Осиновка, принимаем равной
с.
Как
уже отмечалось выше, цифровые реле
защиты, в том числе и защита MiCOM
– 124, функционируют посредством
специального программного обеспечения,
для работы которого необходимы исходные
данные о защите 
(уставки
срабатывания в процентах от номинального
тока реле и прочее), которые задаются в
виде фала-конфигурации. Файл-конфигурации
содержит в себе информацию в зашифрованном
виде о рассчитанных и выбранных параметрах
срабатывания защиты. С помощью этого
исходного файла можно как бы
запрограммировать (задать) требуемые
виды защит, число ступеней срабатывания,
а также вид необходимой автоматики.
Ниже приведена расшифровка некоторых параметров файла-конфигурации, необходимых для проектируемого вида защиты и автоматики линии 35 кВ «Гидростроитель – Осиновка»:
Подменю ‘CT Ratio’ – задание коэффициента трансформации трансформатора тока:
Line CT primary – задание первичного номинального тока фазных трансформаторов тока.
Подменю ‘RL1 Output Relay’ – задание режима работы выходного реле отключения RL1:
Fail-safe Relay – выбор режима работы реле RL1. Выбор безопасного режима задаётся установкой значения Да (Yes).
Подменю ‘Group Select’ – выбор конфигурации группы уставок:
Group Select – служит для выбора активной группы уставок (1 или 2).
Меню ‘PROTECTION’ – меню задания уставок:
Подменю ‘[50/51] Phase OC’ – выбор уставок соответствующей группы трёхступенчатой токовой защиты от междуфазных КЗ:
[50/51] I> − ввод в работу первой ступени путём выбора Да или Нет (Yes или No); если Да, то переходим в меню конфигурации первой ступени (у защиты MiCOM первой ступенью является наиболее чувствительная МТЗ с зависимой выдержкой времени, что соответствует рассчитанной уставки третьей ступени защиты):
[50/51]
I>
= 0.1In
– задание уставки по току срабатывания
реле. Диапазон регулирования уставки
от 0.1 до 4 In,
где In=5
А – номинальный вторичный ток
трансформатора тока;
[50/51] (Delay Type) DMT – выбор типа выдержки времени: DMT – независимая характеристика; X-KA – обратнозависимые характеристики МЭК/IEEE/ANSI; RI – обратнозависимая характеристика электромеханических реле;
[51] tI> - задание уставки времени срабатывания в диапазоне от 0 до 180 с
Остальные ступени задаются таким же образом.
Подменю ‘AUTORECLOSE’ – подменю задания уставок АПВ:
[79] (Autoreclose ?) – выбор функции АПВ (Да или Нет). Если Да, то появляется меню конфигурации АПВ:
[79] (tD1)= − выбор длительности бестоковой паузы первого цикла АПВ;
[79] (tD2)= − выбор длительности бестоковой паузы второго цикла АПВ;
[79] (tD3)= − выбор длительности бестоковой паузы третьего цикла АПВ;
[79] (tD4)= − выбор длительности бестоковой паузы четвёртого цикла АПВ;
[79] (Reclaim Time) tR= − выбор времени готовности АПВ;
[79] (Inhib Time) tI= − выбор времени запрета АПВ после ручного включения;
[79] (Phase Cycles) − выбор количества попыток АПВ при пуске от МТЗ;
[79] Cycles 4321−0=tI>действует на отключение с блокировкой АПВ
tI>, tI>>, tI>>> 1210 1=tI>>действует на отключение с пуском АПВ
2=tI>>>не действует на отключение в данном цикле
Подменю ‘Trip Command’ – назначение на выходные реле отключения RL1 часть или все введённые функции защиты:
Trip tI> = − назначение первой ступени МТЗ на выходное реле RL1 (выбираем Да или Нет); если выбрано Да, то выходное реле сработает на отключение спустя время tI>;
Trip
tI>>
= − назначение
второй ступени МТЗ на выходное реле
отключения (выбираем Да или Нет);
Trip tI>>> = − назначение третьей ступени МТЗ на выходное реле отключения (выбираем Да или Нет);
Кроме описанных функций, у защиты MiCOM – 124 есть и другие (например, УРОВ, осциллографирование повреждений и многое другое), но в данном проекте они не рассматриваются. Составленный файл-конфигурации приведён в приложении 1.