Релейная защита линии Л8 со стороны п/ст «Ж»

АУВ включает в себя: прием команд включения и отключения, контроль синхронизма при командном включении, контроль положения выключателя, подхват отключения и включения при протекании тока через электромагниты выключателя, защиту электромагнитов выключателя от длительного протекания токов, блокировку от многократных включений, автоматическое повторное включение с контролем напряжений, контролем (ожиданием) синхронизма, улавливанием синхронизма.

АРПТ содержит три ступени, действующие на сигнализацию и во внешние цепи.

 

Конструктивное исполнение

Шкафы и панели представляют собой специализированную металлоконструкцию с размещенными на них аппаратами.

Обслуживание шкафов двустороннее, что обеспечивается наличием у шкафа задней и передней дверей. Для контроля состояния светодиодной сигнализации МП устройств на передней двери предусмотрено прозрачное окно.

На передней двери шкафа располагаются элементы управления и сигнализации (переключатели, лампы сигнализации, указательные реле).

С задней стороны шкафа при открытой двери обеспечивается доступ к ряду зажимов. Подвод кабелей осуществляется через отверстия днища шкафа.

 

Оперативное питание

Питание шкафов и панелей в зависимости от исполнения осуществляется от источника постоянного, выпрямленного сглаженного переменного тока номинальным напряжением 110 или 220 В.

Время готовности устройств к работе после подачи напряжения оперативного питания не более 1 с.

Шкафы не повреждаются и не срабатывают ложно:

- при снятии и подаче оперативного  тока;

- при перерывах питания любой  длительности с последующим восстановлением;

- при подаче напряжения постоянного  оперативного тока обратной полярности;

- при замыкании на землю цепей  оперативного тока.

Устройства сохраняет полную работоспособность без изменения параметров и характеристик срабатывания:

- при кратковременных перерывах  питания длительностью не более 0,5 с;

- при наличии в напряжении  постоянного оперативного тока  пульсаций до ±10 % Uпит.N (размах пульсаций 20% Uпит.N) в соответствии с ГОСТ 51317.4.17.

При снятии оперативного питания устройства в составе шкафов обеспечивают хранение настроек и конфигурации функций защит и автоматики, а также осциллограмм, параметров аварийных событий и других зарегистрированных данных неограниченно долго.

Дискретные входы

Для приема сигналов от внешней аппаратуры в устройствах предусмотрены дискретные входы.

В зависимости от типа оперативного питания, дискретные входы выполняются на номинальное напряжение 220 В (постоянного, выпрямленного, сглаженного или переменного напряжения) и на напряжение 110 В постоянного тока.

По принципу действия дискретные входы могут работать как на постоянном, так и на переменном напряжении, однако пороги срабатывания для этих типов различны.

 

 

 

 

 

Таблица 4. Характеристики измерительных цепей тока

Параметр		Значение
Номинальное значение входного тока IN, А:		5	1
Диапазон измеряемых значений, А		0,2...175,0	0,04...35,0
Основная относительная погрешность измерения, %	- при измерении токов от 0,04 до 0,5 Iном	не более 3
	- при измерении токов от 0,5 до 35 IНом	не более 1,5
Термическая стойкость, А	- длительно	20	4
	- в течение 1 сек.	500	100
Потребляемая мощность при IN, на фазу не более, ВА		0,2	0,1

 

 

Таблица 5. Характеристики измерительных цепей напряжения

Параметр		Значение
Номинальное значение входного напряжения, В		100
Диапазон измеряемых значений, В		от 0,5 до 130,0
Основная относительная погрешность измерения, не более, %	- при измерении напряжений  от 0,5 В до 10 В	±3
	- при измерении напряжений  от 10 В до 130 В	±1,5
Термическая стойкость	- длительно, В	130
	-в течение 10сек, В	220
Потребляемая мощность при Uном не более, ВА		0,1

 

 

Связь с АСУ ТП и ПК

Интерфейсы связи

Устройства БЭМП, входящие в состав шкафов имеют два и более независимых порта связи:

1) USB-порт (протокол Modbus ASCII) для связи с персональным компьютером на лицевой панели;

2) порт c интерфейсом RS485 (протокол  Modbus RTU) для связи с АСУ ТП – на задней панели.

По заказу порты связи с АСУ ТП могут быть реализованы:

- с интерфейсом для ВОЛС;

- с протоколом передачи данных  МЭК 60870-5-103;

- с интерфейсом RS-422 для синхронизации  времени.

При организации сети АСУ с устройствами БЭМП с использованием интерфейса RS-485 возможно подключение до 31 устройства на одну линию связи. Линию связи с интерфейсом RS485 необходимо согласовывать на концах, подключая согласующие резисторы на крайних устройствах (120 Ом, 0,25 Вт).

Подключение линии связи к компьютеру или контроллеру осуществляется через устройства сопряжения (преобразователи интерфейсов). Например: STCI-1RI (RS-485/RS-232), ADAM-4570 (RS-485/Ethernet) или других.

Монтаж линии связи с интерфейсом RS485 производить с помощью экранированной витой пары, соблюдая полярность подключения проводов.

 

Сервисное программное обеспечение – BempExplorer

Программное обеспечение BempExplorer специально разработано для наладчиков устройств БЭМП, предоставляя простую и эффективную работу с устройством.

BempExplorer используется как средство эффективного доступа к параметрам устройств БЭМП: получения и задания уставок терминалов защиты, получение информации о текущих величинах и данных аварийных процессов.

BempExplorer предоставляет пользователю следующие преимущества:

• простой, удобный и наглядный интерфейс пользователя;

• работа с параметрами терминалов в оперативном режиме (on-line) и с файлами параметров терминалов в автономном режиме (off-line);

• параметрирование и выгрузка осциллограмм для всех типов БЭМП;

• расширяемость системы;

• поддержка протокола ModBus ASCII, RTU;

• локальное применение через передний и задний порт;

• простота использования и минимум затрат на конфигурацию.

 

BempExplorer поддерживает все типы блоков РЗА серии БЭМП, поставляется в комплекте с БЭМП бесплатно.

 

Функции BempExplorer в on-line режиме

Функции BempExplorer в off-line режиме:

• установка и синхронизация времени; • управление выключателем, квитирование положения выключателя, сброс сигнализации (возможна также и широковещательная посылка команд); • индикация светодиодов устройства БЭМП; • просмотр измеренных, зарегистрированных и вычисленных значений токов, напряжений, фазовых углов, частоты; • просмотр и задание уставок и параметров оборудования; • автоматическое чтение и просмотр журналов (событий, аварий и осциллограмм); • считывание и автоматическое конвертирование осциллограмм в формат ComTrade; • конфигурирование матрицы связей устройства БЭМП, • а также все функции, предоставляемые в режиме off-line.

• просмотр, задание, загрузка из файла и сохранение в файл параметров уставок, оборудования, матрицы связей; • конвертирование текущей страницы в документы Word, Excel или html-страницу, копирование в буфер обмена в виде текста; • просмотр значений параметров в относительных, первичных, вторичных единицах измерения.

 

 

 

Рисунок 2. Интерфейс программного обеспечения BempExplorer

 

5. Принцип действия защит

1. Дистанционная защита

Принцип действия дистанционной защиты основан на контроле изменения сопротивления. Например, если защищаемым объектом является линия, изображенная на рисунке 1.

Рисунок 3. Принцип действия дистанционной защиты

В нормальном режиме параметры напряжения на шинах и тока в линии близки к номинальным: , , тогда и сопротивление защищаемого участка соответствует нормальному режиму.

При возникновении короткого замыкания напряжение на шинах уменьшается, ток в линии увеличивается, контролируемое сопротивление уменьшается .

Следовательно, контролируя изменение сопротивления, можно определить факт возникновения короткого замыкания и оценить удаленность точки короткого замыкания.

Обычно дистанционная защита выполняется в виде трех ступеней, характеристика ее времени срабатывания представлена на рисунке 3. 

Первая ступень предназначена для работы при коротких замыканиях на защищаемой линии zсз< zл, то есть сопротивление срабатывания защиты должно быть меньше сопротивления линии.

Для идеальных трансформаторов тока и напряжения и при отсутствии погрешностей измерительных органов сопротивление срабатывания защиты должно быть равно сопротивлению линии, однако наличие погрешностей может привести к ложной работе защиты при коротком замыкании на смежных присоединениях.

Как правило, первая ступень охватывает 85-87 % длины защищаемой линии. При коротких замыканиях в зоне действия первой ступени защита работает без выдержки времени, t1=0.

Вторая ступень предназначена для надежной защиты всей линии. Ее зона действия попадает на смежную линию, поэтому для исключения неселективного срабатывания защиты при коротком замыкании на отходящей линии в точке K2 , вводится замедление на срабатывание,

Третья ступень выполняет функции ближнего и дальнего резервирования.

В качестве измерительных органов дистанционной защиты используются реле сопротивления, которые могут выполняться на индукционной или полупроводниковой основе.

 Токовая направленная ступенчатая защита нулевой последовательности (ТНЗНП).

Защита от замыканий на землю выполняется в виде токовой направленной трех или четырехступенчатой защиты нулевой последовательности. Измерительные органы выполняются на реле тока и на реле мощности нулевой последовательности и подключаются в нулевой провод группы трансформаторов тока.

В сетях с эффективным заземлением нейтрали около 80% повреждений связано с замыканиями на землю. Для защиты оборудования применяют устройства, реагирующие на составляющие нулевой последовательности.

Принципиальная схема защиты показана на рисунке 5. Пусковое токовое реле КА, включенное на фильтр токов нулевой последовательности, реагирует на появление КЗ на землю, когда в нулевом проводе проходит ток .

Реле мощности KW фиксирует направление мощности КЗ, обеспечивая селективность действия: защита работает при направлении мощности КЗ от шин подстанции в защищаемую линию. Напряжение подводится к реле мощности от обмотки разомкнутого треугольника трансформатора напряжения (шинки EV.H, KV.K ).

Реле времени КТ создает выдержку времени, необходимую по условию селективности, для каждой ступени.

 

 

 

 

 

 

 

6. Планирование и расчет типичных аварийных режимов

 

Для расчетов токов коротких замыканий воспользуемся программой, разработанной на кафедре ЭЭС и используемой в лабораторном практикуме по релейной защите электроэнергетических систем.

Для планирования мест, в которых следует произвести замыкания, составим схему замещения для схемы сети, изображенной на рисунке 1. На полученной схеме укажем 4 точки, в которых будут производиться разные виды замыканий, а также обозначим все необходимые цифрами точки, которые потребуются для задания участка сети в расчетной программе. При построении схемы замещения учтем следующие допущения:

- Пренебрегаем активными сопротивлениями элементов сети, так как они небольшие по величине, в сравнении с реактивными;

- Участки сети, которые не оказывают подпитки места КЗ, можно исключить из схемы замещения;

- Сопротивления параллельных линий можно объединить в одно эквивалентное.