Конспект лекцій з дисципліни „Релейний захист та автоматика” (стр. 25 )

Мал.12.6. Структурна схема комплектного пристрою серії SPAC800:

ОЗУ — оперативний запам'ятовувальний пристрій; ПЗУ — постійний запам'ятовувальний пристрій; ППЗУ — перепрограмувальний запам'ятовувальний пристрій; УАТ— електромагніт відключення; АЦП — аналогово-цифровий перетворювач; MX— мультиплексор; BSI — сигнал блокування; SS1 - SS3 сигнали пуску; TS1 –TS3 сигнали відключення; KL1 - KL16-вихідні реле; Q — вимикач; Uет — еталонна напруга; SA1 - SA16 — ключі керування.

Блок вхідних трансформаторів, на вхід якого подаються аналогові вхідні сигнали від вимірювальних трансформаторів струму або напруги приєднання, що захищається. Тут ці сигнали перетворяться до рівнів, необхідних для роботи АЦП. Блок забезпечує також поділ ланцюгів пристрою від ланцюгів вимірювальних трансформаторів.

Вимірювальний блок виконується на мікропроцесорній елементній базі й має незалежну систему самоконтролю, що забезпечує високу надійність функціонування блоку. Вимірювальний блок перетворить аналогові сигнали, що надійшли на його вхід від блоку вхідних трансформаторів, у послідовність двійкових кодів і порівнює їх зі значенням уставок. Якщо сигнал перевищить значення уставки, то в регістри пам'яті записуються параметри аварійного режиму й формується логічний сигнал (SS1...SS3; TS1...TS3), що надходить на вхід блоку керування.

Блок керування виконаний на мікропроцесорній елементній базі у вигляді блоку логіки L2210. Блок містить мікроеом, оперативний запам'ятовувальний пристрій (ОЗУ), постійний запам'ятовувальний пристрій (ПЗУ), перепрограмувальне постійний запам'ятовувальний пристрій (ППЗУ). Такі ж запам'ятовувальні пристрої входять у вимірювальний блок. На вхід блоку керування крім сигналів SS1...SS3; TS1...TS3 надходять також логічні сигнали від блоку дискретних входів, які забезпечують прийом зовнішніх сигналів, наприклад, від газового захисту, від реле, що контролюють стан вимикача (РПО, РПВ), від датчика дугового захисту й ін. Всі вступники сигнали блок керування обробляє по заздалегідь певному алгоритмі й формує сигнали спрацьовування вихідних реле відключення й сигналізації (KL1...KL16). Мікропроцесорна частина блоку здійснює постійний контроль стану цих реле. Передбачено міри, що виключають мимовільне їхнє спрацьовування.

Блок вихідних реле приймає команди від блоку керування й забезпечує спрацьовування реле KL1...KL16.

Блок живлення забезпечує необхідні рівні напруги живлення для функціонування всіх блоків пристрою.

Функціональна схема вимірювальної частини термінала кабельної (повітряної) лінії SPAC801.01. Ця частина містить блок вхідних трансформаторів і вимірювальний блок, у який входить мікропроцесорний обчислювальний модуль SPCJ4D28 (мал. 12.7). Обчислювальний модуль виконує наступні функції релейного захисту.

Триступінчастий ненаправлений струмовий захист із уставками по струму спрацьовування й часу ступенів (Іном = 1 або 5 А):

-перший (реле КА1, DT1) І >>> (ІІс. р.) = (0,5...40)Іном; t >>> = (0,04...30) с;

-другий (реле КА2, DT2) I >> (ІІІс. р.) = (0,5...40)Іном; t >>= (0,04...300) с;

-третій (реле КАЗ, DT3) І > (ІІІІс. р.) = (0,5...5)Іном і часом спрацьовування t >, залежним від струму.

Двоступінчастий ненаправлений струмовий захист від замикання на землю з уставками по струму нульової послідовності й часу ступенів:

-другий (реле КА6, DT6) І0 >>(ІІІс. р.) = (0,1...10)Іном; t0 >>= (0,05... 300) с;

-третій (реле КЛ5, DT5) І0 > (ІІІІс. р.) = (0,1...0,8)Іном, час спрацьовування t0 > має залежну від струму характеристику.

Захист від несиметричних режимів (КА4, DT4) по струму спрацьовування й часу ΔІ= (0,1 - 1)Іном; tΔ = (1...300) с.

Треті ступені триступінчастого струмового захисту й захисту від замикання на землю поряд із зворотно залежними мають незалежні характеристики витримок часу, t > (t0>) = (1...300) с.

Обчислювальний модуль, крім програмних вимірювальних реле (КА1...КА6; DT1...DT6), містить ключі уставок SGR1...SGR10 і макси-селектор МАХ. Максиселектор виділяє найбільше по амплітуді напруга на резисторах RB, пропорційне відповідному фазному струму. Ця напруга подається на вхід реле KAI, KA2 і КАЗ триступінчасті струмові захисти. Напруга, пропорційна струму

Мал. 12.7. Функціональна схема вимірювальної частини термінала SPAC801.01

нульової послідовності, підводить до реле КА5, КА6 захисту від замикання на землю від трансформатора TLA0.

Вихідні сигнали SS1...SS3 і TS1, TS2 обчислювальні модулі визначаються поводженням відповідних захистів і положенням ключів уставок SGR1...SGR10. У відповідності зі схемою, зображеної на мал. 12.7, сигнал TS2 з'являється й при спрацьовуванні першої (реле КА1, DT1) і другий (реле КА2, DT2) ступенів. Другий ступень може також діяти із прискоренням. У цьому випадку на виході модуля з'являється сигнал SS1. При спрацьовуванні першого ступеня, крім сигналу TS2, проходить і сигнал SS3. Третій ступень від междуфазных КЗ (реле КАЗ, DT3) спричиняється сигнал 757, а третій ступень захисту від замикання на землю (реле КЛ5, DTS) сигнал SS2. Зазначені сигнали надходять у блок керування, що формує сигнали спрацьовування вихідних реле відключення й сигналізації.

12.4 Вибір параметрів спрацьовування цифрових струмових захистів термінала SPAC801.01 і блоку БМРЗ-04

Мікропроцесорні захисти, у тому числі й струмові, повинні задовольняти основним вимогам, пропонованим до захистів незалежно від їхньої елементної бази. Це - селективність, чутливість, швидкодія й надійність. У струмових захистів це досягається відповідним вибором струму спрацьовування й витримки часу. Вони справедливі й для мікропроцесорних струмових захистів.

Вибір струму спрацьовування захисту. При виборі струму спрацьовування захисту Іс. з. варто використовувати вираження для відповідних ступенів.

Вибір часу спрацьовування й типу часової характеристики третього ступеня захисту. Узгодження витримок часу захистів з незалежними й залежними, від струму характеристиками розглянуте в § 5.6. Аналогічно погодяться й витримки часу третіх ступенів мікропроцесорних захистів. Особливість полягає у виборі зворотнозалежних від струму часових характеристик.

Вони визначаються обчисленням часу спрацьовування в секундах по відповідних співвідношеннях. Причому в термінала SPAC801.01 є можливість вибору однієї із шести залежних від струму характеристик. Дві з них (мал. 12.8) аналогічні характеристикам струмового захисту мікропроцесорного блоку БМРЗ-04. Вони визначаються обчисленням по наступному алгоритмі:

Іс. з. = kβ/[(Iк/Іс. з. )α-1], (12.1)

де k - временнбй коефіцієнт, змінюваний від 0,05 до 1; α і β - коефіцієнти, що визначають крутість характеристик, мають наступні значення: α =0,02, β = 0,14 (міжнародна інверсна типу L); α = 1, β = 120 (міжнародна довгостроково інверсна типу N).

Мал. 12.8. Характеристики витримок часу мікропроцесорних струмових захистів: а - α = 0,02, β = 0,14; б - α = 1, β = 120

12.5 Комплектний мікропроцесорний пристрій швидкодіючого АВР

Пристрій складається із двох пускових органів АВР: пускового органа, що діє при коротких замиканнях і пусковому органі, що діє при втраті живлення, а також струмового захисту уведення й із двох максимальних реле напруги, одне з них контролює напруга уведення резервируемой секції шин, інше - напруга на резервній секції шин. Комплектний пристрій включається на складовій прямій послідовності струму й напруги.

Функціональна схема пристрою. Функціональна схема комплектного пристрою АВР однобічної дії секції 1 (див. мал. 12.3) показана на мал. 12.9, а. Схема ПАВР секції 2 аналогічна. Для дії при КЗ як пусковий орган використаний спрямоване реле опору ИНРС. При втраті живлення зникає струм у ланцюзі уведення резервуємої секції шин, тому найбільш швидкодіючим при цьому буде мінімальне реле струму HPTmin. Воно й використано для пуску ПАВР при втраті живлення.

Мал.12.9. Функціональна схема пристрою АВР і струмового захисту уведення (а), ланцюга керування вимикачем Q2 (б) і Q5 (в)

Для дії ПАВР необхідно, щоб спрацював хоча б один із цих пускових органів і була напруга на резервній секції шин. У нашім випадку на секції 2. Для контролю цієї напруги передбачене максимальне реле напруги HPH1max. Ця умова контролюється логічними елементами DW і DXU1. Для забезпечення швидкодії ПАВР допускається його спрацьовування при КЗ у точці К3 (див. мал. 12.3). У цьому випадку після ліквідації КЗ захистом А1 і появі напруги на уведенні секції шин, яка резервує, пристрій повинен відновити нормальну схему електропостачання, тобто відключити вимикач Q5 і включити вимикач Q2. Для цієї мети використане максимальне реле напруги HPH2max, на вхід якого подається напруга від трансформатора напруги уведення TV3. Схема діє з витримкою часу 10—15 с. Максимальне реле струму ИРТmах є вимірювальним органом максимального струмового захисту. Воно підключається до трансформатора струму ТА уведення резервируемой секції шин. Захист відключає вимикач Q2 при КЗ на резервируємій секції шин і при невідключених КЗ на її приєднаннях і блокує дію ПАВР. Витримка часу захисту регулюється від 0,5 до 5 с. У комплектному пристрої АВР використані логічні елементи DXU1...DXU3. Необхідно, щоб на виході вони сполучалися з електромеханічними реле. Таким, наприклад, є елемент К-511. Він сполучається з герконовим реле РПГ. Це реле порушено при відсутності сигналу на виході елемента DXU.

Ланцюги керування вимикачами. Ланцюги керування вимикачем уведення показані на мал. 12.9, б, а секційним вимикачем на мал. 12.9, в. Вимикач із електромагнітом відключення YAT2 відключається при дії ПАВР (контакт РПГ1.1) і максимального струмового захисту (контакт РПГ2.1). Другий контакт реле РПГ2 (РПГ2.2) включений у ланцюг включення вимикача Q5 (електромагніт включення YAC5). При спрацьовуванні максимального струмового захисту контакт РПГ2.1 реле РПГ2 замикається, а РПГ2.2 розмикається, тим самим запобігає включення вимикача Q5 при відключенні вимикача Q2. Якщо вимикач Q2 відключається в результаті дії ПАВР, то ланцюг на включення вимикача Q5 не розмикається й вимикач Q5 включається. При цьому, щоб виключити відключення вимикача Q4 резервної секції шин разом з відключенням вимикача Q2, у ланцюг відключення вимикача Q4 включений контакт реле РПГ1 (РПГ1.2), що розмикає цей ланцюг при спрацьовуванні реле РПГ1. На резервній секції шин установлений свій пристрій АВР. Воно містить свої герконові реле РПГ4; РПГ5; РПГ6, що відповідають реле РПГ1; РПГ2 і РПГЗ, розглянутого нами ПАВР. Тому призначення контакту РПГ4.2 (реле РПГ4) таке ж, як і контакту РПГ1.2 (реле РПГ1), тобто виключити відключення вимикача Q2 при відключенні вимикача Q4. Контакт РПГ5.2 (реле РПГ5) розмикає ланцюг включення вимикача Q5 при дії максимального струмового захисту уведення резервної секції шин (вимикач Q4).