Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работают релейная защита и автоматика

Как работают релейная защита и автоматика

Как работают релейная защита и автоматикаПервые эксперименты человека с электричеством и созданием цепей для прохождения тока сопровождались короткими замыканиями и неисправностями, во время которых приобретался опыт и знания, выявлялись закономерности протекающих процессов и вырабатывались правила эксплуатации.

На основе анализа допущенных ошибок начали создаваться устройства, предохраняющие оборудование и людей от электрического воздействия. Первыми такими приборами стали плавкие предохранители, которые перегорали при создании критических нагрузок, разрывая цепи электрического тока.

Более сложные защитные конструкции начали массово внедряться после 1891 года, когда в России по проекту Михаила Осиповича Доливо-Добровольского успешно транспортировали 220 кВт электрической энергии на 175 км с КПД в 77% на основе трехфазной системы напряжения, разработанной этим же ученым.

В основу работы защит был положен принцип реле — устройств, которые постоянно отслеживают какой-либо электрический параметр сети, а при достижении им критических величин срабатывают: резко меняют свое первоначальное состояние, коммутируя электрическую схему.

Первые устройства защит выполнялись на основе электромеханических конструкций реле, а специалистов, занимающихся их эксплуатацией стали называть термином «релейщики», который действует до настоящего времени.

Созданная в энергосистеме на основе постоянно приобретаемого опыта служба релейной защиты и автоматики (РЗА) занимается попутно другими сложными процессами:

системами управления, включающими местные, дистанционные и удаленные способы;

блокировками определенных устройств;

цепями сигнализации, позволяющими анализировать происходящие в сети события;

измерениями различных электрических величин в действующих схемах;

анализом качества произведенных замеров на основе метрологических эталонов;

некоторыми другими функциями.

Принципы построения схемы защитных устройств

Довольно громоздкая и сложная первоначальная база на основе электромеханических конструкций постоянно совершенствуется и модифицируется. Для работы защит вводятся новые технические разработки. В современных энергетических комплексах успешно сочетаются электромагнитные, индукционные, статические — полупроводниковые и микропроцессорные устройства.

Их объединяет практически не меняющийся базовый алгоритм процессов, который модернизируется для каждого конкретного случая. Основные функции защиты демонстрирует структурная схема.

Основные функции защитных устройтсв

Основные функции защитных устройтсв

Блок наблюдения

Его основная функция сводится к мониторингу происходящих электрических процессов в системе на основе замеров от измерительных трансформаторов тока и/или напряжения.

Выходные снимаемые сигналы с блока могут прямо передаваться логической схеме для сравнения с заданными пользователем величинами отклонений от номинальных значений, называемых уставками либо первоначально преобразовываться в цифровую форму.

Блок логики

Здесь осуществляется сравнение входящих сигналов с граничными характеристиками уставок. Малейшее совпадение между ними приводит к выдаче команды на срабатывание защит.

Блок исполнительный

Он постоянно поддерживается в готовности к срабатыванию по командам логического блока. При этом происходят переключения в схеме электроустановки по заранее предусмотренному алгоритму, исключающему повреждения оборудования и получение электротравм персоналом.

Блок сигнализации

Происходящие в системе процессы совершаются так быстро, что человек не способен их воспринимать своими органами. Для фиксации совершенных событий устанавливаются сигнальные устройства, которые используют методы визуального, звукового воздействия с сохранением в памяти схемы произошедших изменений.

Во всех конструкциях сигнализации перевод ее состояния после работы в исходное положение выполняется разово вручную оператором, что исключает потерю информации о работе защит автоматикой.

Принципы работы защит

Очень серьезное отношение к надежности и безопасности использования электроэнергии определило основные требования, которым должны отвечать системы релейной защиты. Однако они тоже являются техническими устройствами, а значит: обладают возможностями нарушения правильной работоспособности.

Отказ систем РЗА возможен при:

неисправностях внутри защит;

излишних срабатываниях, когда действие исполнительного органа не требуется;

ложной работе при отсутствии повреждений электрической системы.

Для исключения отказов в процессе эксплуатации проводится разработка проекта, монтаж, наладка с вводом в работу и обслуживание устройств релейной защиты с учетом выработанных требований к РЗА по:

избирательности с учетом иерархии схемы;

быстродействию, определяемому временем срабатывания;

чувствительностью к пусковым факторам;

Принцип селективности

Другое распространенное его название — избирательность. Эта характеристика позволяет точно выявить и локализовать место проявившейся неисправности в структурированной сети с любой иерархией.

Принцип селективности РЗА

К примеру, генератор передает электрическую энергию многим потребителям, расположенным на участках №1, 2 и 3, оборудованных своими защитами 1-2, 3-4 и 5 соответственно. При возникновении короткого замыкания внутри конечного потребителя на участке №3, токи повреждения пройдут по всем защитам схемы от источника.

Однако, в данной ситуации имеет смысл отключать конечный участок с поврежденным электродвигателем, оставляя в работе все действующие устройства. С этой целью вводятся разные уставки релейной защиты для каждой цепи на стадии проекта схемы.

Защитные устройства участка 5 должны раньше почувствовать токи неисправности и быстрее обеспечить их аварийное отключение от генератора. Поэтому в приведенной схеме величины уставок по току и времени на каждом участке уменьшаются от генератора к потребителю с соблюдением принципа: чем ближе к месту повреждения, тем выше чувствительность.

При этом выполняется принцип резервирования, учитывающий возможность отказа любых технических устройств, включая защитные системы более низкого уровня. Это значит: при неисправности защит 5 участка 3 короткое замыкание должны отключить устройства РЗА №4 или 5 линии №2, которые, в свою очередь, страхуются защитами участка №1.

Принцип быстродействия

Время отключения повреждения складывается минимум из двух факторов:

1. срабатывания защиты;

2. работы привода выключателя.

Первый параметр можно регулировать от минимального значения, обусловленного конструкцией защиты и количеством используемых элементов. Такими методами создается задержка времени на срабатывание включением в схему специальных регулируемых реле. Она используется для более дальних защит.

Близкорасположенные к месту повреждения устройства должны настраиваться на работу с минимально возможными интервалами времени на срабатывание.

Принцип быстродействия РЗА

Принцип чувствительности

Эта характеристика позволяет определять виды расчетных повреждений и анормальных ситуаций энергосистемы внутри действующей зоны защит.

Чувствительность устройств РЗА

Чувствительность устройств РЗА

Для определения ее численного выражения вводится коэффициент Кч, вычисляемый отношением минимальной величины тока КЗ для участка к значению тока срабатывания.

При этом устройства РЗА работают правильно при Icз<Iкз min.

Оптимальное значение коэффициента чувствительности лежит в пределах 1,5-2.

Принцип надежности

Для его определения введены термины:

Каждый из них имеет свои критерии оценки.

Надежность устройств РЗА

Надежность устройств РЗА

Эксплуатация и обслуживание устройств релейной защиты рассматривают три варианта надежности по функциям срабатывания:

1. при внутренних коротких замыканиях в защищаемой зоне;

2. во время прохождения внешних КЗ за пределами рабочего участка;

3. в режимах без повреждений.

При этом надежность подразделяют на:

Противоаварийное управление

Любой блок релейной защиты не только является самостоятельной схемой, но объединяется в вышестоящие комплексы, составляющие в итоге систему противоаварийного управления энергосистемы. У нее каждый элемент взаимосвязан с другими компонентами и комплексно выполняет свои задачи.

Сокращенный перечень функций защит и автоматики демонстрирует упрощенная структурная схема.

Противоаварийное управление энергосистемы

Противоаварийное управление энергосистемы

Краткое изложение особенностей работы релейных защит и автоматики позволяет сделать вывод, что профессия релейщика требует постоянного изучения поступающего в эксплуатацию оборудования, совершенствования знаний и формирования прочных практических навыков.

Что такое релейная защита и для чего она нужна?

Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.

Защитные устройства на подстанции

Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д. Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

    . При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
  1. Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
  2. Быстродействие. Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
  3. Надежность. Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.

Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

Классификация реле

При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:

  • Способ подключения: первичные (включаются в цепь оборудования напрямую) и вторичные (подключение осуществляется через трансформаторы).
  • Вариант исполнения: электромеханические (система подвижных контактов расцепляет схему) и электронные (отключение происходит с помощью электроники).
  • Назначение: измерительные (осуществляют замер напряжения, силы тока, температуры и других параметров) и логические (передают команды другим устройствам, осуществляют выдержку времени и т.д.).
  • Способ воздействия: релейная защита прямого воздействия (связана механически с отключающим аппаратом) и косвенного воздействия (осуществляют управление цепью электромагнита, который отключает питание).

Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.

  1. Максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывает если ток достигает заданной производителем уставки.
  2. Направленная максимальная токовая защита, помимо уставки осуществляется контроль направления мощности.
  3. Газовая защита (ГЗ), используется для того, чтобы отключать питание трансформатора в результате выделения газа.
  4. Дифференциальная, область применения – защита сборных шин, трансформаторов, а также генераторов за счет сравнения значений токов на входе и выходе. Если разница больше заданной уставки, релейная защита срабатывает.
  5. Дистанционная (ДЗ), отключает питание, если обнаружит уменьшение сопротивления в цепи, что происходит в том случае, если возникает ток КЗ.
  6. Дистанционная защита с высокочастотной блокировкой, используется для отключения ВЛ при обнаружении короткого замыкания.
  7. Дистанционная с блокировкой по оптическому каналу, более надежный вариант исполнения предыдущего вида защиты, т.к. влияние электрических помех на оптический канал не такое значительное .
  8. Логическая защита шин (ЛЗШ), также используется для выявления КЗ, только в этом случае на шинах и фидерах (питающих линиях, отходящих от шин подстанции).
  9. Дуговая. Назначение – защита комплектных распределительных устройств (КРУ) и комплектных трансформаторных подстанций (КТП) от возгорания. Принцип работы основан на срабатывании оптических датчиков в результате повышения освещенности, а также датчиков давления при повышении давления.
  10. Дифференциально-фазная (ДФЗ). Применяются для контроля фаз на двух концах питающей линии. Если ток превышает уставку, реле срабатывает.

Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:

  1. Автоматический ввод резерва (АВР). Такую автоматику часто используют при подключении генератора к сети, как резервного источника электроснабжения.
  2. Автоматическое повторное включение (АПВ). Область применения – ЛЭП напряжением 1 кВ и выше, а также сборные шины подстанций, электродвигатели и трансформаторы.
  3. Автоматическая частотная разгрузка, которая отключает сторонние приборы при понижении частоты в сети.

Помимо этого существуют следующие виды автоматики:

Разновидности автоматики

Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.

Конструкция РЗА

Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:

  1. Пусковые органы – реле напряжения, тока, мощности. Предназначены для контроля режима работы электрооборудования, а также обнаружения нарушений в цепи.
  2. Измерительные органы – могут также находиться в пусковых органах (реле тока, напряжения). Основное назначение – запуск других устройств, подача сигнала в результате обнаружения ненормального режима работы, а также мгновенное отключение приборов или с задержкой по времени.
  3. Логическая часть. Представлена таймерами, а также промежуточными и указательными реле.
  4. Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
  5. Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.

Схема работы

Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:

Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.

Схема релейной защиты масляного выключателя

Скачать: referat.zip [34,83 Kb] (cкачиваний: 41)

Электрические машины и аппараты, линии электропередач и другие части электрических установок и электрических сетей постоянно находятся под напряжением и обтекаются током, вызывающим их нагрев. Поэтому в процессе эксплуатации могут возникать повреждения, приводящие к коротким замыканиям (КЗ).

Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включения под напряжения заземленного оборудования, отключения разъединителей под нагрузкой) и других причин.

В большинстве случаев в месте КЗ возникает электрическая дуга с высокой температурой, приводящая к разрушениям токоведущих частей, изоляторов и электрических аппаратов. При КЗ к месту повреждения подходят большие токи (токи КЗ), измеряемые тысячами ампер, которые перегревают неповрежденные токоведущие части и могут вызвать дополнительные повреждения, т.е. развитие аварии. Одновременно в сети электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что может привести к остановке электродвигателей и нарушению работы трансформаторов.

В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название релейная защита, которые действуют на отключение коммутационной аппаратуры.

При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ, прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому сокращаются размеры или даже совсем предотвращаются повреждения оборудования на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормальная работа неповрежденного оборудования.

Таким образом, основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети от остальной неповрежденной части электрической установки или сети.

Кроме повреждений электрического оборудования, могут возникать такие аварийные режимы работы, как перегрузка, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированными нейтралями, выделение газа в результате разложения масла в трансформаторе или понижение уровня масла в его расширителе и т.д.

В указанных случаях нет необходимости немедленного отключения оборудования, т.к. эти явления не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраняться. Поэтому при нарушении нормального режима работы на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом, как правило, достаточно дать предупредительный сигнал персоналу подстанции. На подстанциях без постоянного обслуживающего персонала и в отдельных случаях на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом производится отключение оборудования, но обязательно с выдержкой времени.

Таким образом, вторым назначением релейной защиты является выявление аварийных режимов работы оборудования и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования.

Целью данного реферата является замена электромеханической релейной защиты на микропроцессорную технику для обеспечения надежного электроснабжения нефтедобывающего комплекса.

1.ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НГДУ «ЯМАШНЕФТЬ»

Нефтегазодобывающее управление «Ямашнефть» было создано 14 января 1969 года для ввода в промышленную разработку мелких месторождений в структуре объединения «Татнефть». Основу деятельности НГДУ составляет добыча, подготовка, переработка, реализация нефти и нефтепродуктов.

Добыча нефти в НГДУ ведется на следующих месторождения – Тавельское, Шегурчинское, Ямашинское, Сиреневское, Беркет-Ключевское, Архангельское, Тюгеевское, Березовское, Ерсубайкинское, Красногорское, Екатериновское.

Ямашское черное золото находится в известняковых или песчаниковых ловушках-накопителях разных размеров и конфигураций. Нефть на месторождениях обладает повышенной вязкостью и высоким содержанием сероводорода.

1.1.Внешнее электроснабжение НГДУ «Ямашнефть».

Характеристика ПС №88, ПС №173.

Внешнее электроснабжение объектов НГДУ «Ямашнефть» осуществляется по 4-м ВЛ-110 кВ. Источниками питания являются Заинская ГРЭС и ПС «Каргали» которые в свою очередь имеют питание и с Заинской ГРЭС иНижнекамской ГЭС.

Электроснабжение объектов нефтедобычи НГДУ «Ямашнефть» осуществляется с 4-х головных подстанций 110/35/10 (6) кВ, которые в свою очередь питают еще 12 подстанций 35/10 (6) кВ. Головные подстанции № 187, №219, №88, №173 связаны между собой линиями 35 кВ. С подстанции НГДУ «ЯН» запитаны 5 ДНС, 17 ГЗНУ, 25 КНС и др. основные объекты нефтедобычи НГДУ. Часть объектов (УПВСН, КНС-84, электроустановки катодной защиты ) запитаны с ПСНГДУ «АН», «ЗН», «НН», и АЭС.

В эксплуатации цеха ПРЦЭиЭ НГДУ «ЯН» находятся: силовые трансформаторы — 1310 шт, электродвигатели 2521 шт, ВЛ-110 кВ — 44,2 км, ВЛ-35 кВ — 182 км, ВЛ-10 кВ -1365 км.

Первая подстанция, из существующих, была введена в эксплуатацию в 1975г. Это двухтрансформаторная ПС №88 «Ямаши» (110/35/10). Мощность трансформаторов 16000 кВА. В ОРУ 110 кВ вместо короткозамыкателей и отделителей установлены маломасляные выключатели ВМТ-110, что увеличивает надежность и безопасность при производстве оперативных переключений. С ОРУ 35 кВ отходят 6 ВЛ-35 кВ. РУ 10 кВ состоит из 24 ячеек, в которых масляные выключатели заменены на вакуумные.

ПС №173 «Сиренькино» (35/10) введена в эксплуатацию в 19 г. (Мощность трансформаторов 2×4000 кВА). Это транзитная подстанция связывает Ямашинскую зону с Ерсубайкинской зоной. Для этого на ОРУ 35 кВ установлен РП 35 кВ в виде 2-х блоков. Также с ОРУ 35 кВ отходят две линии «Сиренькино-Кутема». РУ 10 кВ состоит 21 ячейки.

1.2.Анализ аварийности и состояния релейной защиты

Нефтегазодобывающие предприятия являются одними из самых крупнейших и ответственных потребителей электроэнергии. Качество, правильная эксплуатация и бесперебойность подачи электроэнергии влияет не только на выполнение плана по добыче, но и напрямую сказывается на прибыли. Основная задача энергетиков — повысить надёжность электроснабжения и снизить удельные нормы расхода. За 2003 1 год по НГДУ «Ямашнефть» произошло 244 аварийных отключений: 5% из них по вине подстанций, 70% — по вине ВЛ и КТП и 25% — по невыясненным причинам. По невыясненным причинам — это отсутствие какой-либо информации о причине аварии.

1 Используются данные за 2003г. т.к. это данные до внедрения микропроцессорной защиты (в феврале 2004г. было установлено первое устройство БМРЗ).

Для того чтобы защищать оборудования подстанций от аварийных и ненормальных режимов и для надежного электроснабжения служит релейная защита. На подстанциях НГДУ «Ямашнефть» релейная защита выполнена на механических электромагнитных реле. В среднем одна ячейка состоит из 14 реле и множества контактов открытого типа, выход одного реле приводит к остановке всей питающей линии. Предварительная проверка готовности электромеханической релейной защиты отсутствует – узнается при несрабатывании защиты. Периодичность наладки 1 раз в 3 года.

В наладку входят:

-настройка реле – это проверка характеристик (уставок и коэффициентов возврата) по току, по напряжению и по времени, и механическая подстройка реле, которая усложняется из-за агрессивной среды (металл теряет свои свойства);

Основная задача защит этого типа – это зафиксировать аварийное событие. Однако никакой дополнительной информации, помогающей оперативно оценить ситуацию и ускорить ликвидацию аварии, она не выдаёт, т.е. электромеханическая элементная база, на которой были построены все виды защит, морально устарела, возникает необходимость в модернизации устройств релейной защиты и управления для обеспечения надежного энергоснабжения нефтедобывающего комплекса. Поэтому переход на новый уровень развития релейной защиты закономерен.

2. ВНЕДРЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ЗАЩИТ

2.1. Назначение МПЗ

Микропроцессорная защита (далее – МПЗ) обеспечивает функции защиты, автоматики и управления воздушных и кабельных линий электропередачи, секционных и вводных выключателей распределительных подстанций, шкафов секционирования линий 10 кВ с односторонним и двусторонним питанием. Предназначен для установки в релейных отсеках КРУ и КРУН, на панелях и шкафах в релейных залах, и пультах управления электростанций, в том числе автономных. Областью применения МПЗ являются также подстанции электроприводных и газотурбинных компрессорных станций, подземных хранилищ газа, дожимных компрессорных станций, промыслов, нефтеперекачивающих станций, местных электростанций и других объектов газовой и нефтяной промышленности.

Изделия МПЗ является современным цифровым устройством защиты, управления и противоаварийной автоматики и представляет собой комбинированный многофункциональный прибор, объединяющий различные функции защиты, контроля, управления и сигнализации. Использование в устройстве современной микропроцессорной элементной базы обеспечивает высокую точность измерений и постоянство характеристик, что позволяет существенно повысить чувствительность и быстродействие защит, а также уменьшить ступени селективности.

Прочность корпуса МПЗ и его исключительная устойчивость к электромагнитным помехам (электромагнитная совместимость) обеспечивают его использование в среде, сильно насыщенной помехами, без принятия особых мер предосторожности.

Основные функции МПЗ:

-трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от междуфазных повреждений с контролем двух или трех фазных токов;

-направленная или ненаправленная защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), действующая на отключение и/или на сигнализацию с двумя выдержками времени. Две программы уставок;

-защита от несимметрии и от обрыва фаз питающего фидера (ЗОФ);

-защита минимального напряжения (ЗМН);

-логическая защита шин 6-10 кВ (ЛЗШ);

-защита от перенапряжения (ЗПН).

-автоматическое включение резерва (АВР);

-одно- или двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);

-операции отключения и включения выключателя по внешним командам и от кнопок на собственном пульте.

-неисправность БМРЗ или выключателя;

-другие по заказу.

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Первая и вторая ступени выполнены с независимыми времятоковыми характеристиками. Третья (чувствительная) ступень имеет независимую и зависимую характеристики и может работать на отключение и сигнализацию или только на сигнализацию.

Защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ)

Защита от ОЗЗ имеет одноступенчатую независимую характеристику с одной или двумя выдержками времени. Выполняется на отключение или на сигнализацию в зависимости от уставки. Значения тока срабатывания по высшим гармоникам задаются во вторичных значениях тока 3I частоты 350 Гц, непосредственно поступающего на входные клеммы устройства.

Кроме отключения и включения выключателя при срабатывании внутренних функций защиты и автоматики, устройство обеспечивает дистанционное управление выключателем. Дистанционное управление осуществляется командами, поступающими по дискретным входам, а также по линии связи. Для дистанционного автоматического отключения предусмотрены три дискретных входа – «Дуговая защита», «Газовая защита» и «Внешнее отключение». Вход внешнего отключения предназначен для подключения к устройству внешних защит. Также устройство обеспечивает защиту от многократного включения выключателя (от «прыганья»). При формировании команды «Откл.» устройство блокирует любые команды на включение.

Автоматическое повторное включение (АПВ)

Устройство имеет функцию однократного или двукратного автоматического повторного включения. Наличие АПВ, а также количество циклов задается уставкой. Также уставками определяется время выдержки первого и второго циклов. Время восстановления АПВ составляет 120 с (2 минуты). В случае аварийного отключения в первые 30 с после включения выключателя линии функции АПВ будет заблокирована.

Аппаратная конфигурация и набор функций для каждого блока определяется заказчиком при заполнении карты заказа.

На рынке представлены множество устройств микропроцессорной техники. Возникает вопрос правильности выбора более надежного и экономичного, для этого рассмотрим лидирующие устройства в области МП систем – это устройство отечественного производителя БМРЗ (Санкт-Петербургский научно-технический центр «Механотроника») и устройство SEPAM – Schneider Electric (Франция).

Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ ДИВГ.648228.001 (далее – БМРЗ) предназначен для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6-35 кВ.

Алгоритмы функций защиты и автоматики, а также интерфейсы для внешних соединений устройства разработаны по техническим требованиям к отечественным системам, что обеспечивает совместимость с действующими устройствами и облегчает проектировщикам и эксплуатационному персоналу переход на новую технику.

БМРЗ – это общее наименования ряда устройств, которые в зависимости от типа защищаемого присоединения разделяются на следующие группы:

-БМРЗ-ВЛ – для воздушных линий;

-БМРЗ-КЛ – для кабельных линий;

-БМРЗ-СВ – для секционных выключателей;

-БМРЗ-ВВ – для выключателей вводов;

-БМРЗ-ТР – для трансформаторов;

-БМРЗ-ДА – для асинхронных двигателей;

-БМРЗ-ПС – для пунктов секционирования.

Основные параметры и размеры:

Питание БМРЗ осуществляется от источника переменного (от 45 до 55 Гц), постоянного или выпрямленного тока. Рабочий диапазон напряжения питания — . Предельный диапазон напряжения питания от 88 до 264 В. Возможно подключение любого из перечисленных источников оперативного тока. Мощность, потребляемая БМРЗ от источника оперативного тока в дежурном режиме — не более 15 Вт, в режиме срабатывания защит — не более 25 Вт.

Габаритные размеры БМРЗ не более 355x195x300 мм.

Масса БМРЗ без упаковки не более 9 кг.

Нормальными климатическими условиями считаются:

-БМРЗ выпускаются в двух исполнениях для рабочего диапазона температур (указывается при заказе):

-от минус 10 до плюс 55 °С — для установки в нерегулярно отапливаемых помещениях;

-от минус 40 до плюс 55 °С — для установки в не отапливаемых помещениях.

-относительная влажность — от 45 до 80 %;

-атмосферное давление — от 630 до 800 мм рт. ст.

2.2.1. Внедрение БМРЗ на ПС №88 НГДУ «Ямашнефть»

Нашим НГДУ было приобретено двадцать пять блоков БМРЗ-КЛ-11 НТЦ «Механотроника» для замены электромеханической релейной защиты на отходящих линиях 10 – 35кВ распределительных подстанций.

На сегодняшний день на подстанции №88 «Ямаши» своими силами установлено 14 блоков на отходящих линиях 10кВ и 6 блоков на ВЛ-35кВ. В феврале исполнился год, как установили первое устройство. За это время не поступило ни одного нарекания на неправильность срабатывания защиты и проблем с определением фидера с однофазным замыканием на землю. Кроме проверки и прогрузки защиты первичным током, проверялось правильность функционирования блока, создавались реальные двухфазные замыкания в конце линии, однофазные замыкания на землю в начале линии, пропадание оперативного напряжения во время аварии. Хотя и был определённый риск, но БМРЗ во всех случаях работали корректно, сбоев в работе не было.

Проектирование схем релейной защиты: Учебно-методическое пособие , страница 4

От секций ШУ ЩПТ через автоматы SF2 и SF3 по кабельным линиям запитаны 2 секциями шинок управления распределительного устройства ЕС1 и ЕС2. От этих шин управления через индивидуальные автоматические выключатели (SF4 ÷ SF11) получают питание схемы управления всех выключателей РУ, оперативные цепи защит всех элементов, схемы УРОВ и др. В задачу проектирования схемы вторичных цепей подстанции входит оптимальное распределение этих цепей между секциями ЕС1 и ЕС2, сводя к минимуму вероятность неотключения КЗ при повреждении цепей оперативного тока сопутствующем КЗ в первичной цепи (см.глава 2).

1.4.2. Схемы выпрямленного оперативного тока

Выпрямленный оперативный ток применяют на подстанциях, на которых по техническим или экономическим причинам нецелесообразно использовать аккумуляторные батареи , а из-за наличия выключателей с электромагнитными приводами или сложных устройств релейной защиты невозможно применение источников переменного тока. Это, как правило, двухтрансформаторные понижающие подстанции с высшим напряжением 110 – 220 кВ, а в ряде случаев 35 кВ. Питание оперативных цепей осуществляется от специальных блоков питания БПТ и БПН (рис.13), работающих параллельно на стороне выпрямленного напряжения.

Рисунок 13. Принципиальная схема блоков питания БПТ и БПИ

В нормальном режиме выпрямленное напряжение обеспечивает блок напряжения БПН, а при КЗ – либо токовый блок БПТ, либо оба БПТ и БПН. Блоки питания выполняются таким образом, чтобы напряжения на их выходе поддерживалось достаточно стабильным [4]. В БПТ стабилизация осуществляется за счет применения промежуточных насыщающихся трансформаторов (ТL1) и использованием феррорезонансных стабилизаторов (L, C). БПН может использоваться без стабилизирующего устройства – тогда он представляет собой трехфазный промежуточный трансформатор с выпрямительным мостом на выходе. Однако нестабилизированным БТН применяются обычно при небольшой мощности нагрузки оперативных цепей и для питания схем сигнализации, чтобы разгрузить остальные блоки питания. Для питания оперативных цепей защиты обычно используются стабилизированные блоки питания типа БПНС дополненные феррорезонансными стабилизаторами напряжения. При наличии полупроводниковых устройств РЗА на выходе блоков питания используются дополнительные сглаживающие фильтры устраняющие пульсацию выпрямленного напряжения.

При наличии на подстанции выключателей с электромагнитным приводом для питания их электромагнитов включения используются силовые выпрямительные устройства (UG), подключаемые к секции собственных нужд. Промышленностью выпускаются такие устройства типа УКП1 (устройство комплектное питания). Оно содержит выпрямительное устройство и накопитель энергии – мощный электромагнит, подключенный параллельно электромагниту включения выключателя. Накопитель предназначен для питания электромагнита включения при включении его в условиях КЗ, т.е. при пониженном напряжении сети.

Для получения бесперебойного питания со стороны переменного тока блоки напряжения (UGV) подключаются к разным секциям шин собственных нужд, а токовые блоки питания (UGA) к трансформаторам тока разных силовых трансформаторов (рис.14). Со стороны выпрямленного тока все блоки питания БПНС и БПТ объединяются.

Принципиальная схема питания оперативных цепей на выпрямленном токе приведена на рис.15. Для надежного питания цепей управления при возникновении замыкания на выводах блока напряжения выходные цепи блоков UДV1 и UДV2 разделены диодами (см. узел Б).

Рисунок 14. Схема подключения устройств выпрямленного тока на двухтрансформаторной понижающей подстанции.

1.4.3. Питание оперативных цепей переменным током

При отсутствии на подстанции аккумуляторной батареи и недостаточной мощности ТН питание устройств РЗА и цепей управления и сигнализации может быть осуществлено от сети собственных нужд. При этом отдельные группы оперативных цепей могут питаться непосредственно переменным током или через выпрямленные устройства (блоки питания). Для повышения надежности работы оперативные цепи должны питаться как минимум от двух трансформаторов, а напряжение должно быть стабилизировано.

На рис.16 показана схема питания оперативных цепей переменным током от двух секций щита собственных нужд. Питание осуществляется через блок АВР и стабилизатор ТSV. От шин переменного тока питаются шинки управления ЕС и сигнализации ЕН. Шины выпрямленного напряжения питаются от блока питания UGV. К ним подключены блокировки разъединителей всех распределительных устройств. Питание электромагнитов включения выключателей с электромагнитными приводами (если они есть) осуществляют от выпрямительных устройств UG1 и UG2, подключенных к разным секциям щита собственных нужд.

Рисунок 15. Схема питания оперативных цепей на выпрямленном токе.

Методика проверки релейной аппаратуры

Проверка характеристик устройств РЗА производится в соответствии с действующими инструкциями и методическими указаниями по проверке отдельных реле, защит и устройств автоматики. Приведенные ниже общие указания являются основой, определяющей подход к этим проверкам.

  1. Проверка устройств РЗА , как правило, должна производиться не от рабочих, а от посторонних источников постоянного и переменного напряжения. Для этого могут быть использованы комплексные испытательные устройства, например, ЭУ5001, У5053 и другие, удовлетворяющие требованиям к регулировке тока и напряжения.
  2. Проверку устройств РЗА следует производить на месте установки. При проверке и настройке реле в другом помещении после возвращения на место установки необходимо проверить контрольные точки их характеристик и работу этих устройств в полной схеме.
  3. Проверку электрических характеристик реле, параметры которых зависят от формы кривой тока, следует производить по схемам, обеспечивающим синусоидальность тока, например, питание проверочных устройств от линейных напряжений, включение резисторов в цепь регулируемого тока и т.п.
  4. Определение электрических параметров срабатывания и возврата всех реле следует производить, как правило, при плавном изменении электрических величин, когда легче заметить различные неисправности механизма аппарата.
  5. При проверке необходимо учитывать термическую устойчивость устройств РЗА при подведении токов и напряжений больших кратностей. В этом случае необходимо подавать ток (напряжение) кратковременно или исключать из схемы термически неустойчивые элементы.
  6. Работу контактов следует проверять на ту же нагрузку, на которую они работают в схеме устройства. При необходимости должны быть приняты меры, предотвращающие повреждение контактов.
  7. Реле, подверженные вибрации, которая может привести к неправильным действиям или повышенному износу, необходимо проверять на отсутствие вибрации в диапазоне токов от величины срабатывания до максимально возможных в условиях эксплуатации.
  8. Регулировку и настройку реле необходимо выполнять с учетом следующих условий:
  • для выходных быстродействующих реле постоянного тока необходимо устанавливать напряжение срабатывания равным 60-65 % номинального значения;
  • если в схеме имеются токоограничивающие резисторы, конденсаторы и диоды, влияющие на работу промежуточных реле и реле времени, то такие реле нельзя проверять отдельно от общей схемы;
  • при проверке напряжения срабатывания и возврата промежуточных реле с замедлением на срабатывание и возврат следует очень медленно изменять напряжение на его обмотке;
  • уставка реле должна определяться как среднее арифметическое значение из трех измерений на одной точке шкалы;
  • токовые реле, реле напряжения, времени следует проверять только на рабочей уставке, а также на тех делениях шкалы, где уставки изменяются оперативным персоналом;
  • промежуточные реле, реле тока и напряжения, имеющие несколько обмоток, включенных в разные цепи, должны проверяться при подаче тока или напряжения поочередно в каждую из обмоток;
  • после выставления уставок на шкалах и переключателях необходимо нанести метку, соответствующую выполненной уставке.
  1. В уставках следует указывать полное время работы устройства РЗА от момента приложения воздействующей величины на вход устройства до момента замыкания контактов выходных реле.

10. Уставки следует настраивать при новом включении и при текущем техническом обслуживании в случаях, если отклонение превышает допустимое.

2. Проверка правильности функционирования полностью собранных схем при различных значениях оперативного тока.

  1. Проверку взаимодействия элементов схемы следует производить в целях определения правильности выполнения монтажа, его соответствия принципиальной схеме и исправности отдельных элементов.
  2. Проверку следует производить при значениях напряжения оперативного тока, определяемых отраслевыми нормами. Во время проверки по мере срабатывания аппаратов изменяется потребление проверяемого устройства. При недостаточно мощном источнике питания это может привести к изменению напряжения оперативного тока. Поэтому при проверке необходимо по возможности использовать низкоомный потенциометр, контролировать значение напряжения оперативного тока и, при необходимости его корректировать.
  3. Проверку взаимодействия реле в схемах устройств РЗА на базе электромеханических реле производить замыканием и размыканием контактов реле путем непосредственного воздействия от руки на якорь реле, не нарушая механическую регулировку контактной системы.
  4. При проверке взаимодействия следует обращать внимание на:
  • отсутствие обходных связей, приводящих к ложному срабатыванию элементов схемы;
  • правильность действия различных блокировок;
  • правильность работы схем во всех положениях переключающих устройств;
  • надежность отстройки пром. реле, обмотки которых включены через добавочные резисторы, от срабатываний, не предусмотренных схемой, надежность удерживания реле через добавочные резисторы;
  • правильность включения цепей, содержащих разделительные диоды в оперативных цепях, в цепях сигнализации и выходных цепях;
  • правильность работы схемы сигнализации при действии максимального количества сигналов;
  • отсутствие ложных срабатываний схемы при подаче и снятии оперативного напряжения.

3. Условия испытаний

3.1. Проверка электрических аппаратов, вторичных цепей и электропроводок до 1 кВ производится как в помещениях так и на улице, что может повлиять на результаты измерений. Особое внимание необходимо уделить температуре, влажности, времени года, а также колебанию напряжения питающей сети..

3.2. Перед испытанием произвести анализ испытываемой схемы, выполнить все мероприятия, предусмотренные «Межотраслевыми правилами по охране труда…».

3.3. После окончания испытаний произвести соединение всех цепей, отсоединявшихся ранее. Запрещается на любой, даже короткий, срок оставлять разрывы в каких-либо цепях.

4. Обработка данных и оформление результатов испытания.

4.1. Принципиальные и монтажные схемы должны быть выверены и полностью соответствовать монтажу.

4.2. Схемы должны соответствовать проектным. При отличиях в примечаниях должно быть разъяснено, почему эти отличия внесены.

4.3. В протоколы испытаний вносятся следующие данные: № свидетельства регистрации, цель испытания, температура, влажность, технические данные автоматов, релейной защиты, проверка выключателей на соответствие работы защиты, проверка характеристик выключателей на рабочих уставках, измерительные приборы и заключение о дальнейшей эксплуатации электропроводки, электрического аппарата и вторичных цепей.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Подключение вентилятор от двухклавишного выключателя
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector