Комплекс микропроцессорных защит фирмы «механотроника» для сетей 110-220 кв

«МЕХАНОТРОНИКА»

Технический директор

,

Главный специалист, к. т.н. (МЭИ)

КОМПЛЕКС МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ЗАЩИТ

ФИРМЫ «МЕХАНОТРОНИКА» ДЛЯ СЕТЕЙ 110-220 кВ.

Комплекс предназначен для защиты воздушных линий электропередачи напряжением кВ, в т. ч. блоков линия-трансформатор без выключателя на стороне ВН трансформатора, а также подстанционного оборудования, включающего трансформаторы и автотрансформаторы, шины и ошиновку, токоограничивающие реакторы, защиты секционного выключателя.

Комплекс защит выполнен на единой микропроцессорной базе и состоит из ряда скомпонованных по шкафам терминалов, выполняющих в полном объеме функции основных и резервных защит электротехнического оборудования от всех видов повреждений, а также функции автоматики и управления выключателями. Логические цепи защит обеспечивают возможность применения терминалов для произвольных схем распределительных устройств, включая варианты подключения защищаемого присоединения к распределительному устройству через один, два или три выключателя, а также переключение присоединения на обходной выключатель.

Комплекс защит состоит из следующих типовых терминалов:

Защиты воздушных линий электропередачи:

·  БМРЗ-БНЗ – направленная защита с блокировкой (высокочастотной или по ВОЛС). Терминал выполняет функции основной быстродействующей защиты от всех видов КЗ двухконцевой или мноконцевой ВЛ. Принцип действия аналогичен фильтровой направленной защите с в. ч. блокировкой;

·  БМРЗ-ДФЗ – дифференциально-фазная защита имеет аналогичное по отношению к терминалу БРМЗ-БНЗ назначение, что позволяет по выбору использовать на ВЛ один из указанных терминалов;

·  БМРЗ-ВЛ/Р – комплекс резервных защит ВЛ от всех видов КЗ в составе направленной токовой защиты нулевой последовательности от КЗ на землю и дистанционной защиты от междуфазных КЗ, дополненной ненаправленной токовой защитой;

·  БМРЗ-ЛТ – предназначен для защиты блоков линия-трансформатор без выключателя на стороне ВН трансформатора и выполняет функции защиты от всех видов КЗ как в пределах ВЛ, так и в трансформаторе;

·  БМРЗ-СВ – предназначен для защиты и автоматики на секционном (шиносоединительном) выключа– 220 кВ. Терминал включает: токовую защиту от междуфазных КЗ (до пяти ступеней) и токовую защиту нулевой последовательности от КЗ на землю (до семи ступеней). Каждая ступень может быть выполнена как ненаправленной, так и направленной в сторону первой или второй секции шин. Логика контроля ступени со стороны реле направления мощности – разрешающая или блокирующая.

Защиты подстанционного оборудования:

·  БМРЗ-ТДА – дифференциальная защита трехобмоточных трансформаторов и АТР (в варианте БМРЗ-ТД – защита двухобмоточного трансформатора), регулировочного трансформатора и одиночного или сдвоенного реактора;

·  БМРЗ-ОШ – дифференциальная защита ошиновки с числом выключателей до трех;

·  БМРЗ-ДЗШ - дифференциальная защита сборных шин с числом присоединений до восьми как с фиксированным, так и с изменяемым подключением присоединений к сборным шинам;

·  БМРЗ-ТР-ВН/СН – резервные защиты АТР и трехобмоточного трансформатора на стороне ВН и СН. Состав защит: дистанционная защита от междуфазных КЗ (до четырех ступеней), дополненная ненаправленной двухступенчатой токовой защитой, токовая направленная защита нулевой последовательности от КЗ на землю (до пяти ступеней);

·  БМРЗ-ТР-ВН/Р – резервные защиты двухобмоточного трансформатора на стороне ВН. Терминал включает: максимальную токовую защиту с комбинированным пусковым органом напряжения, токовую защиту нулевой последовательности стороны ВН от КЗ на землю;

·  БМРЗ-ТР/НН – резервные защиты реактора, защиты шин НН, защиты отходящих присоединений стороны НН. Терминал включает: максимальную токовую защиту с комбинированным пусковым органом напряжения, защиту от однофазных замыканий в сети с изолированной нейтралью, защиту от неполнофазного режима.

На базе типовых терминалов выпускаются модификации, учитывающие конкретные условия их применения. Все терминалы включают ряд сервисных функций, таких как: цифровое осциллографирование, регистрацию событий, отображение текущих параметров сети. Ряд терминалов дополнен защитами от перегрузки, от неполнофазных режимов, от снижения напряжения, МТЗ с пуском по фантомному напряжению. В каждом терминале в необходимом объеме представлены функции управления выключателями и локальной автоматики: АПВ, УРОВ.

В алгоритмах в основном сохранены традиционные решения, характерные для отечественных защит аналогового исполнения. Это позволило в значительной степени сохранить известную методику проектирования, снять проблемы согласования смежных защит, выполненных на различной элементной базе, а также облегчить освоение защит персоналом.

Вместе с тем, в алгоритмах применен ряд отмеченных ниже новых решений, использующих возможности микропроцессорных реализаций, на основе которых удалось обеспечить более высокое техническое совершенство защит, прежде всего в части повышения быстродействия и чувствительности, устранения «мертвых» зон, достижения более высокой устойчивости функционирования.

Пусковые органы защит традиционного исполнения, реагирующие на полные значения электрических величин, дополнены пусковыми органами, реагирующими на аварийные составляющие электрических величин. Разработаны алгоритмы фильтров аварийных составляющих, обеспечивающие малый небаланс в условиях качаний систем и отклонения частоты сети. Аварийные составляющие, обусловленные приращением токов и напряжений, появляются только при КЗ, что обеспечивает высокую чувствительность защит при всех видах КЗ.

Направленные органы, традиционно выполненные на базе реле направления мощности и реле сопротивления с направленными характеристиками срабатывания, могут отказывать при малых значениях подведенных величин, например, иметь «мертвую» зону. В терминалах БМРЗ указанный недостаток устранен за счет комбинированного использования полных значений фазных токов и напряжений, а также их аварийных составляющих.

В состав дистанционных защит введен алгоритм дополнительной двухступенчатой токовой ненаправленной защиты. Поскольку ступени выполнены ненаправленными, то их функционирование не зависит от целостности цепей напряжения, что позволило не только устранить «мертвую» зону первой ступени дистанционной защиты при близких КЗ, но и частично заменить функции дистанционной защиты в условиях ее вывода из работы алгоритмом блокировки от потери цепей. Предусмотрены различные варианты настройки логической части токовой защиты, позволяющие активизировать ее ступени по заданным признакам, а также автоматически переключать уставки срабатывания при потере цепей напряжения.

В терминалах дифференциальных защит предпринят ряд мер, направленных на повышение чувствительности и исключения излишних и ложных срабатываний защиты в режимах бросков тока намагничивания силового трансформатора, насыщения трансформаторов тока при внешних КЗ, а также вследствии обрыва токовых цепей защиты. В их числе:

·  оригинальный информационный признак блокировки защиты при бросках токов намагничивания силового трансформатора и при внешних КЗ, сопровождающихся глубоким насыщением трансформаторов тока. Критерии блокировки основаны на анализе искажений синусоидальности токов, характерных в указанных режимах;

·  автоматическое выравнивание токов в плечах защиты на основе данных о коэффициентах трансформации трансформаторов тока и силового трансформатора, при этом, учитывается реальный коэффициент трансформации, определяемый по косвенным признакам при разных положениях рабочей отпайки РПН;

·  блокировка ложного срабатывания защиты при обрыве ее токовых цепей алгоритмом контроля, фиксирующим обрыв токовых цепей на основе анализа взаимного соотношения векторов токов в цепях циркуляции.

Дистанционная и токовая защиты нулевой последовательности в составе терминала резервных защит АТР выполнены с увеличенным числом ступеней, обеспечивающим полноценное резервирование как основных защит трансформатора, так и защит внешней сети. Предусмотрено взаимное ускорение ступеней защит в терминалах, установленных на разных сторонах АТР, что позволило по существу получить эффект дополнительной основной защиты АТР без выдержки времени.

Введенное в состав терминалов АПВ выключателя выполнено с числом циклов до двух и обеспечивает повторное включение выключателя при наличии двухстороннего и одностороннего питания. Программными накладками могут быть заданы любые необходимые на практике режимы АПВ, начиная от простейшего АПВ без контроля, вплоть до АПВ с улавливанием синхронизма (АПВУС). Алгоритмом АПВУС обеспечивается высокая точность расчета оптимального момента подачи сигнала на включение выключателя и его включение даже в условиях сильного скольжения, когда другие алгоритмы синхронного АПВ могут приводить к затяжке в срабатывании или даже не обеспечить АПВ. Предельный уровень скольжения, начиная с которого АПВ блокируется, задается в виде уставки.

Терминалы БМРЗ могут поставляться, как индивидуально, так и скомпанованными в шкафы с односторонним обслуживанием.