Расчет комплекса релейной защиты воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ (защиты типа ШЭ2607 011 и ШЭ2607 031)

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Расчет комплекса релейной защиты воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ (защиты типа ШЭ2607 011 и ШЭ2607 031)

Введение

Развитие сетей высокого и сверхвысокого напряжения, с помощью которых осуществляются большие перетоки электрической энергии от мощных электростанций к крупным центрам потребления, усложняет конфигурацию сетей и значительно увеличивает мощность энергосистем.

С объединением энергосистем в единые электрически связанные системы в пределах нескольких областей особенно возрастает значение релейной защиты в электроэнергетических системах.

Релейная защита осуществляет автоматическое отключение повреждённого элемента электрической системы (как правило, при коротких замыканиях, либо при неисправности самого элемента), от остальной неповреждённой части системы при помощи коммутационных аппаратов.

Важность релейной защиты определяется тем, что без неё невозможно осуществить бесперебойную работу энергетических установок.

В зависимости от их вида и условий работы, эксплуатации установки, защита действует на сигнал или на отключение элемента, которые оставлять в работе нежелательно, так как это может привести к аварии. Бесперебойная работа электроэнергетических систем обеспечивается также применением ряда других автоматических устройств: автоматического повторного включения - АПВ, автоматической ликвидации асинхронного хода - АЛАР и другие. Они повышают эффективность действия релейной защиты.

Ужесточение требований к устойчивости энергетических систем осложняет условия работы релейной защиты и повышает требования к её быстродействию, чувствительности, надёжности и селективности. В связи с этим идёт непрерывный процесс развития и совершенствования техники релейной защиты, направленной на создание все более совершенных защит, отвечающих требованиям современной энергетики.

Создаются новые защиты для дальних линий электропередач сверхвысокого напряжения, для мощных генераторов, силовых трансформаторов блоков генератор-трансформатор. Этап изучения возможностей выполнения функций релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем на базе вычислительной техники закончился. Прошли адаптацию традиционные алгоритмы построения типовых измерительных органов, начаты интенсивные поиски как новых алгоритмов и способов построения классических устройств и систем релейной защиты и автоматики, так и оригинальных комплексных структур, в том числе и иерархических, на основе микропроцессорных модулей.

Особенно динамично развиваются исследования в этих областях с появлением персональных ЭВМ (ПК), обеспечивающих широкий непосредственный доступ различных специалистов к вычислительной технике, и их быстрое приобщение к богатым возможностям программного обеспечения современных компьютеров. Наметились сферы рационального применения универсальных микроЭВМ и специализированных микропроцессорных модулей и контроллеров.

1. Характеристика защищаемого объекта

В дипломном проекте рассчитан комплекс релейной защиты воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ, который включает в себя защиты типа ШЭ2607 011 и ШЭ2607 031. Комплекс защит предназначен для замены существующих защит ШДЭ 2802 и ПДЭ 2802 (НВЧЗ), которые физически и морально устарели.

Основные подстанции (ПС) рассматриваемого участка электрической сети - Камала-2, Красноярская ГРЭС-2, а так же близь лежащие ПС: Бородинская, Камарчага, Шумково, Промбаза, Шарбыш и Канская опорная.

Для дипломного проектирования предложено рассмотреть линию ПС Камала-2 - Красноярская ГРЭС-2 протяжённостью 38 км, выполненную проводом АС-400/51.

Для упрощения вычислений проектируемой РЗ примем, что со стороны ОРУ 500 кВ ПС Камала-1, ОРУ 220 кВ Красноярская ГРЭС-2, ПС Камарчага, ПС Шарбыш и ПС Шумково находятся системы. Система со стороны ОРУ 500 кВ ПС Камала-1 будет определяться сопротивлениями линий между ПС Красноярская и ПС Тайшет 500. Система со стороны ОРУ 220 кВ Красноярская ГРЭС-2 будет определяться сопротивлением линий и трансформаторов Красноярской ГРЭС-2. Система со стороны ПС Камарчага будет определяться сопротивлением линий ПС Камарчага - Красноярская ТЭЦ-1. Система со стороны ПС Шарбыш будет определяться сопротивлением линий ПС Шарбыш - ПС Решоты - ПС Тайшет. Система со стороны ПС Шумково будет определяться сопротивлениями генераторов, трансформаторов и реакторов ПС Шумково и связующими линиями.

Принципиальная схема представлена на чертеже 1 приложения Г.

2. Составление схемы замещения электрической сети и определение её параметров

Электрическая схема замещения составлена на основе принципиальной схемы электрической сети. Все элементы системы: линии, трансформаторы, автотрансформаторы, источники питания заменены их сопротивлениями, которые были даны в исходных данных или рассчитаны по соответствующим формулам. Сопротивления даются в омах.

Схемы прямой и обратной последовательностей аналогичны по структуре, поскольку пути циркуляции токов прямой и обратной последовательностей одинаковы. Примем равенство сопротивлений в схемах прямой и обратной последовательностей.

Схема замещения нулевой последовательности определяется схемой соединения обмоток трансформаторов.

Сопротивления линий в схеме замещения нулевой последовательности отличаются от сопротивлений в схеме прямой последовательности. Для одноцепных линий сопротивления нулевой последовательности в три раза больше сопротивления прямой последовательности, а для двухцепных - в 4,7. Сопротивления нулевой последовательности систем увеличивают в два раза.

Расчёты токов КЗ с учётом действительных характеристик и действительного режима работы всех элементов энергосистемы, состоящей из многих электрических станций и подстанций, весьма сложен. Вместе с тем для решения большинства задач, встречающихся на практике, можно ввести допущения, упрощающие расчёты и не вносящие существенных погрешностей.

Реактивное сопротивление турбогенераторов, Ом [1]

где - сверхпереходное сопротивление генератора, выраженное в о.е. при номинальных условиях.

Реактивное сопротивление двухобмоточных трансформаторов, Ом [1]

,

где uк - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Sном,Т - номинальная мощность трансформатора, МВ•А.

Реактивное сопротивление трёхобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов определяется аналогично сопротивлению двухобмоточного трансформатора, предварительно определив напряжение короткого замыкания для каждой обмотки (ВН, СН, НН)

,

,

,

где , , - величины напряжения короткого замыкания на каждую пару обмоток, %.

Реактивное сопротивление линии, Ом [2]

,

где Х0 - погонное реактивное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км;

ср,ном - среднее номинальное напряжение, кВ;

ср - среднее номинальное напряжение ступени приведения линии, кВ.

Параметры схем замещения всех последовательностей представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры схемы замещения

В омах

Обозначение	Узлы	Сопротивление
		Номер	прямой и обратной последовательностей	нулевой последовательности
G1	0-11	Z1	0,001+j9,68	0,001+j0,001
G2	0-12	Z2	0,001+j9,68	0,001+j0,001
G4	0-1	Z3	0,001+j9,68	0,001+j0,001
G5	0-3	Z5	0,001+j34,4	0,001+j0,001
G6	0-2	Z4	0,001+j15,0	0,001+j0,001
G7	0-4	Z6	0,001+j15,0	0,001+j0,001
G8	0-5	Z7	0,001+j15,0	0,001+j0,001
GS1	0-6	Z8	max	0,104 +j1,33	0,762 + j2,99
			min	0,208+ j2,66	1,52+ j5,98
GS2	0-8	Z10	max	0,480 +j9,15	0,278 + j4,48
			min	0,960+ j18,3	0,555+ j8,95
GS3	0-110	Z11	max	2,75 +j8,61	5,57+ j26,2
			min	5,5+ j17,22	11,14+ j52,4
GS4	0-106	Z9	max	5,18 +j12,2	10,13+ j57,46
			min	10,36+ j24,4	20,26+ j114,9
GS5	0-84	Z115	max	1,42 +j8	4,28+ j37,6
			min	2,84+ j16	8,55+ j75,2
AT1	6-42	Z22	0,001+j7,25	0,001+j7,25
	42-18	Z23	0,001+j0,001	0,001+j0,001
	42-53	Z24	0,001+j10,8	0,001+j10,8
АТ2	6-43	Z25	0,001+j7,25	0,001+j7,25
	43-25	Z26	0,001+j0,001	0,001+j0,001
	43-54	Z27	0,001+j10,8	0,001+j10,8
AT3	6-44	Z28	0,001+j7,25	0,001+j7,25
	44-25	Z29	0,001+j0,001	0,001+j0,001
	44-55	Z30	0,001+j10,8	0,001+j10,8
AT4	6-45	Z31	0,001+j7,25	0,001+j7,25
	45-75	Z32	0,001+j0,001	0,001+j0,001
	45-56	Z33	0,001+j10,8	0,001+j10,8
AT7	8-46	Z34	0,001+j7,94	0,001+j7,94
	46-75	Z35	0,001+j0,001	0,001+j0,001
	46-57	Z36	0,001+j16,4	0,001+j16,4
AT8	8-47	Z37	0,001+j7,94	0,001+j7,94
	47-75	Z38	0,001+j0,001	0,001+j0,001
	47-58	Z39	0,001+j16,4	0,001+j16,4
T19	9-91	Z116	0,001+j35,54	0,001+j35,54
	91-94	Z118	0,001+j22,3	0,001+j22,3
T20	9-92	Z119	0,001+j35,54	0,001+j35,54
	92-96	Z121	0,001+j22,3	0,001+j22,3
T21	103-97	Z122	0,001+j88,86	0,001+j88,86
	97-99	Z124	0,001+j55,79	0,001+j55,79
T22	103-100	Z125	0,001+j88,86	0,001+j88,86
	100-102	Z127	0,001+j55,79	0,001+j55,79
Т1	13-15	Z13	0,001+j7,33	0,001+j7,33
Т2	16-12	Z14	0,001+j7,33	0,001+j7,33
Т4	19-1	Z15	0,001+j7,33	0,001+j7,33
Т5	17-3	Z17	0,001+j18,8	0,001+j18,8
Т6	27-2	Z16	0,001+j6,81	0,001+j6,81
Т7	31-114	Z18	0,001+j6,81	0,001+j6,81
Т8	32-5	Z19	0,001+j6,81	0,001+j6,81
Т9	25-51	Z20	0,001+j43,7	0,001+j43,7
Т10	25-52	Z21	0,001+j43,7	0,001+j43,7
C-909	36-75	Z46	4,48+j15,4	10,18+j72,4
C-910	35-75	Z47	4,48+j15,4	10,18+j72,4
Д-35	75-33	Z52	9,12+j40,8	23,4+j191,8
Д-36	75-34	Z53	9,12+j40,8	23,4+j191,8
С-811	33-10	Z54	0,204+j0,420	0,354+j1,97
С-812	34-48	Z55	0,204+j0,420	0,354+j1,97
С-51	35-9	Z50	2,07+j5,37	4,02+j25,2
С-52	9-40	Z51	2,07+j5,37	4,02+j25,2
С-64	9-18	Z49	2,85+j16,0	8,55+j75,2
С-63	41-98	Z48	2,85+j16,0	8,55+j75,2
С-122	18-84	Z63	11,8+j30,1	22,8+j141,5
С-123	18-14	Z64	11,8+j30,1	22,8+j141,5
С-101	15-18	Z58	0,15+j2,06	0,90+j6,18
С-102	16-18	Z59	0,15+j2,06	0,90+j6,18
С-104	19-23	Z60	0,12+j0,836	0,72+j2,51
С-106	27-23	Z61	0,12+j0,836	0,72+j2,51
С-105	17-30	Z62	0,472+j1,62	1,07+j4,86
С-107	75-31	Z56	0,18+j1,25	1,08+j3,76
С-108	75-32	Z57	0,18+j1,25	1,08+j3,76
С-133	75-73	Z65	1,68+j3,30	2,88+j9,90
С-128	25-72	Z66	1,68+j3,30	2,88+j9,90
С-805	9-104	Z150	9,52+j24,30	17,92+ j114,2
С-806	9-105	Z151	4,76+j12,15	8,96+ j57,10
С-53	104-106	Z128	7,31+j18,66	13,76+ j87,7
С-54	105-74	Z129	12,41+j31,68	23,36+ j148,9
С-65	9-107	Z131	1,68+j6,4	4,08+ j30,08
С-66	108-109	Z132	2,73+j10,92	6,63+ j51,32
С-67	107-109	Z133	6,195+j24,78	15,04+ j116,5
С-68	9-108	Z130	5,145+j20,58	12,5+ j96,73
С-55	10-110	Z134	7,35+j29,4	17,85+ j138,2
С-56	10-50	Z135	7,35+j29,4	17,85+ j138,2
С-01	18-112	Z139	2,43+j3,99	3,78+ j18,75
С-02	18-111	Z138	2,43+j3,99	3,78+ j18,75
С-124	112-97	Z137	1,65+j2,71	2,57+ j12,74
С-125	111-103	Z136	1,65+j271	2,57+ j12,74
H-2	25-71	Z77	1,26+j2,48	2,16+j7,44
H-1	18-113	Z148	1,26+j2,48	2,16+j7,44
LR1	18-21	Z78	0,001+j15,8	0,001+j15,8
LR2	18-22	Z79	0,001+j15,8	0,001+j15,8
LR3	25-24	Z80	0,001+j15,8	0,001+j15,8
LR4	25-29	Z81	0,001+j15,8	0,001+j15,8
LR5	20-23	Z82	0,001+j6,87	0,001+j6,87
LR6	23-30	Z83	0,001+j6,87	0,001+j6,87
ШП-7	21-20	Z84	0,001+j0,001	0,001+j0,001
ШП-6	22-20	Z85	0,001+j0,001	0,001+j0,001
ШП-15	24-23	Z86	0,001+j0,001	0,001+j0,001
ШП-16	29-23	Z87	0,001+j0,001	0,001+j0,001
ШП-17	25-30	Z88	0,001+j0,001	0,001+j0,001
ШП-18	25-30	Z89	0,001+j0,001	0,001+j0,001
-	53-0	Z90	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	54-0	Z91	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	55-0	Z92	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	56-0	Z93	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	57-0	Z94	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	58-0	Z95	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	51-0	Z96	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	52-0	Z97	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	94-0	Z141	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	96-0	Z143	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	99-0	Z144	9,999+j9,999	0,001+j0,001
-	102-0	Z146	9,999+j9,999	0,001+j0,001

3. Расчёт режимов коротких замыканий на ЭВМ

Методика расчёта токов коротких замыканий реализована в виде про-граммы TKZ 3000, написанной на языке Фортран. Программа предназначена для определения параметров режима несимметричных и симметричных КЗ в сложных электрических системах: вычисляются токи заданных видов КЗ в месте повреждения, остаточные напряжения в узлах и распределение аварийных токов всех последовательностей по ветвям схемы. Расчёт остаточных напряжений и токов КЗ необходимы для выбора типов защит и определения их параметров.

Расчёт токов коротких замыканий производится в следующих режимах:

а) максимальный режим, когда в работу включены все элементы энергосистемы;

б) максимальный каскадный режим, когда в максимальном режиме линия C-63 отключена в узле 41;

в) максимальный каскадный режим, когда в максимальном режиме линия C-63 отключена в узле 98;

г) минимальный режим характеризуется следующими изменениями:

1) минимум в системе - сопротивление электрических систем увеличено в два раза;

2) минимум на станциях - отключена Ѕ генераторов;

3) минимум в сети - отключены параллельные линии.

Схема замещения электрической сети представлена на рисунке 3.1.

Согласно этой схеме задаём массивы данных об элементах рассматриваемой сети для прямой и нулевой последовательности. Данные для расчёта токов короткого замыкания приведены в приложении А. Обратная последовательность по умолчанию равна прямой. В местах, где будет необходимо провести коммутации, предусматриваем выключатели.

При расчёте минимального режима, а так же при необходимости проведения дополнительных коммутаций, соответствующие выключатели помечаются в окне расчёта программы. Здесь же отмечаются узлы коротких замыканий, их виды и участки схемы, по которым необходимо замерить токи. После ввода всей информации производится расчёт и данные о режиме выводятся на экран. Эти данные, использованные для расчёта рассмотренных защит, представлены в приложении Б.

4. Выбор типа основных и резервных защит

Согласно правилам устройств электроустановок [3] релейная защита должна обеспечивать минимально допустимое время отключения короткого замыкания, действовать селективно и обладать чувствительностью не меньше допустимой, быть простой и надёжной.

Для выбора защиты линии от междуфазных КЗ рассчитаем токи трёхфазных коротких замыканий в определённых характерных точках защищаемой сети, а так же за элементами энергосистемы, ближайшими к шинам подстанций.

Расчёт токов КЗ производится в максимальном режиме (включены все элементы сети), минимальном режиме (минимум в сети, на станции и в системе), при каскадном отключении короткого замыкания.

В качестве расчётных точек короткого замыкания принимаем начало, конец защищаемой линии, за трансформаторами подстанций, в конце отходящих от шин подстанций линий.

Для определения необходимости применения быстродействующих защит следует рассчитать остаточные напряжения при трёхфазном коротком замыкании в начале линии при КЗ в конце линии. Если при этом виде замыкания значения остаточного напряжения на шинах подстанции меньше 60% от номинального напряжения, то для этой линии необходимо предусмотреть основную защиту без выдержки времени [3].

Определим остаточные напряжения.

При трёхфазном КЗ на шинах ПС Камала-2 остаточное напряжение на шинах Красноярской ГРЭС-2 составляет 37,56 кВ.

Как видно, остаточное напряжение меньше чем

кВ.

В качестве основной защиты необходимо предусмотреть шкаф направленной ВЧ защиты типа ШЭ2607 031. Шкафы устанавливается с обеих сторон защищаемой линии.

Резервной защитой называют защиту, предусматриваемую для работы вместо основной защиты данного элемента при её отказе или выводе из работы, а также вместо защит смежных элементов при их отказе или при отказах выключателей этих элементов (соответственно ближнее и дальнее резервирование). В качестве резервной защиты применяем все ступени защит шкафа типа ШЭ2607 011.

Шкаф ШЭ2607 031 содержит полукомплект направленной высокочастотной защиты линии и устройство резервирования отказов выключателя. Шкаф предназначен для использования в качестве основной быстродействующей защиты от всех видах КЗ двух и многоконцевых линий напряжением 110 - 220 кВ, не оборудованных устройствами ОАПВ.

Шкаф ШЭ2607 011 содержит комплект защит, в состав которого входят: трёхступенчатая дистанционная защита, четырёхступенчатая токовая защита нулевой последовательности, токовая отсечка, АПВ, реле тока для устройства резервирования при отказе выключателей.

Питание оперативным постоянным током каждого комплекта осуществляется от отдельных автоматических выключателей, причём питание терминала, питание цепей электромагнитов включения и первой группы электромагнитов отключения выключателя, а также питание цепей второй группы электромагнитов отключения выполнены раздельно, благодаря чему имеется возможность отключения выключателя даже при неисправном терминале комплекта. При этом обеспечивается правильная сигнализация положения выключателя.

5. Описание и работа шкафа защиты типа ШЭ2607 031

5.1 Описание шкафа высокочастотной направленной защиты линии электропередачи

Шкафы защиты типа ШЭ2607 031 позволяют обеспечить основную защиту воздушных линий электропередач напряжением 110 кВ [4].

5.1.1 Назначение шкафа

Шкаф типа ШЭ2607 031 содержит направленную высокочастотную защиту (в дальнейшем «ВЧ защита» или «защита») линии (один полукомплект), УРОВ и предназначен для защиты двух концевых и много концевых линий электропередачи напряжением 110 - 330 кВ. Защита содержит релейную и высокочастотную части.

Релейная часть защиты реализована на базе микропроцессорного терминала типа БЭ2704V031. Программное обеспечение предназначено для использования терминала в качестве основной быстродействующей защиты на двух концевых линиях напряжением 110 - 220 кВ, не оборудованных устройствами ОАПВ, при всех видах КЗ.

В состав высокочастотной части входят: приёмопередатчик, обеспечивающий передачу блокирующих сигналов по каналу связи по проводам защищаемой линии, и аппаратура автоматического контроля канала связи.

5.1.2 Направленная высокочастотная защита линии

Направленная ВЧ защита линии состоит из двух полукомплектов, устанавливаемых по концам защищаемой линии. Каждый полукомплект содержит релейную и высокочастотную части. Принцип действия защиты основан на косвенном сравнении направления мощности по концам защищаемой линии посредством ВЧ сигналов, передаваемых по каналу связи, в качестве которого используется одна из фаз защищаемой линии. Релейная часть защиты реализована на базе микропроцессорного терминала типа БЭ 2704V031.

Защита действует при всех видах КЗ: при несимметричных КЗ - как направленная защита с ВЧ блокировкой, при трёхфазных КЗ - как направленная дистанционная ВЧ защита с блокировкой при качаниях. Защита не срабатывает при внешних КЗ, неполнофазных режимах, реверсе мощности при каскадных отключениях КЗ на параллельной линии, несинхронных включениях и режимах одностороннего включения без КЗ.

В качестве дополнительных возможностей обеспечивается использование защиты:

- в сети внешнего электроснабжения тяговой нагрузки;

- на линиях с ответвлениями.

Программное обеспечение направленной ВЧ защиты содержит следующие пусковые (ПО) и измерительные (ИО) органы:

- ПО, реагирующие на ток обратной последовательности, с выходами I2_бл. для пуска блокирующего ВЧ сигнала и I2 от. для пуска на отключение с раздельной регулировкой уставок;

- ПО, реагирующие на напряжение обратной последовательности, с выходами U2 бл. для пуска блокирующего ВЧ сигнала и U2 от. для пуска на отключение с раздельной регулировкой уставок;

- ИО направления мощности обратной последовательности М2 от. с пуском от I2 бл. и U2 бл. для действия на отключение и блокировку пуска ВЧ сигнала;

- ИО сопротивления Zот.(СА), включенный на линейное напряжение UСА и соответствующие разности фазных токов, для действия на отключение при трехфазных КЗ с блокировкой при качаниях;

- ИО сопротивления Zбл.(СА), включенный на линейное напряжение UСА и соответствующие разности фазных токов, для пуска блокирующего ВЧ сигнала при трехфазных КЗ;

- ПО, реагирующий на ток обратной последовательности с торможением от модуля первой гармоники тока прямой последовательности , для действия на отключение. Введен для повышения чувствительности защиты по напряжению при питании воздушных линий электропередачи (ВЛ) от мощных подстанций;

- ПО, реагирующий на скорость изменения токов прямой и обратной последовательности ДIбл. для пуска устройства блокировки при качаниях (БК);

- ПО, реагирующий на ток обратной последовательности с торможением от модуля первой гармоникитока прямой последовательности , для действия на пуск устройства БК;

- ПО напряжения с выходами UБНН, Umin(А), Umin(В), Umin(С)для устройства блокировки при неисправностях в цепях напряжения (БНН);

- ПО реле тока УРОВ (РТ) с выходами: РТ уров а, РТ уров в, РТ уров с.

При наличии на ВЛ ответвления, без установки на нем ВЧ защиты, предусмотрены органы, позволяющий отстроиться от КЗ за трансформатором ответвления:

- ПО тока нулевой последовательности I0;

- ИО сопротивления с выходами Zдоп.(АВ)и Zдоп.(ВС), включенные на линейные напряжение UАВ и UВС и соответствующие разности фазных токов.

Блокирующий и отключающий органы, реагирующие на изменение токов прямой и обратной последовательности предназначены для установки защиты в сетях с тяговой нагрузкой.

Диапазоны регулирования уставок:

- ПО I2_бл. от 0,025 до 0,5Iном и I2 от. от 0,05 до Iном (в фазных величинах);

- ПО U2 бл. от 1,0 до 2,5 В и U2 от. от 1,5 до 5,0 В;

- ПО I2 пуск.т от 0,025 до 0,5Iном и от 0,05 до Iном (при отсутствии торможения).

Средняя основная погрешность ПО, реагирующих на ток и напряжение, не более 10 % от уставки. Коэффициент возврата ПО I2_бл., I2 от., U2 бл., U2_от.,, (при отсутствии торможения) не менее 0,9. Времена срабатывания ПО I2_бл., I2 от., U2 бл., U2_от.,, (при отсутствии торможения) не превышают 0,025 с при кратности входных воздействующих величин (тока или напряжения обратной последовательности) к соответствующим параметрам срабатывания равной трем. Времена возврата ПО I2_бл., , , (при отсутствии торможения) не превышают 0,06 с при сбросе тока обратной последовательности на входе защиты от 10Iср. до нуля. Времена возврата ПО U2 бл. и U2_от.,не превышают 0,04 с при сбросе напряжения обратной последовательности на входе защиты от 10Uср. до нуля.

Ток срабатывания ПО с торможением , линейно возрастает при увеличении модуля первой гармоники тока прямой последовательности выше Iном

где - уставка по току срабатывания (, ) с учётом торможения, А;

- уставка по току срабатывания при отсутствии торможения, А;

Kторм. - коэффициент торможения, %;

|I1| - модуль прямой последовательности основной гармоники тока, А;

|I1ном| - модуль прямой последовательности номинального тока, А.

Предусмотрена установка значений коэффициентов торможения Kторм. для ПО , в диапазоне от 0 до 15,0 %, с возможностью отключения торможения (Kторм. = 0). Погрешность коэффициента торможения ПО , от заданной уставки Kторм._уст. не более ±10 %.

ИО М2 от. имеет уставку по углу максимальной чувствительности цмч, равную 250 ° при утроенных по отношению к уставкам срабатывания значениях 3I2бл., и напряжении 3U2 бл.. При этом обеспечивается минимальная угловая ширина зоны срабатывания ИО М2от.не менее 160°. Средняя основная абсолютная погрешность ИО М2от по углу максимальной чувствительности не превышает ±5°. Обеспечивается коэффициент возврата ИО М2 от. по току и напряжению обратной последовательности не менее 0,9. Дополнительная погрешность ИО М2 от. по углу максимальной чувствительности от изменения температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне не превышает ±5 % от значений параметров, измеренных при температуре (20±5) °С.

Пусковой орган по току нулевой последовательности I0 имеет два канала, включенные по схеме И: основной I0 и блокирующий I0 бл., обеспечивающий отстройку от бросков намагничивающего тока. Обеспечивается регулирование уставок основного канала I0в диапазоне от 0,05 до 3,2Iном. Средняя основная погрешность ПО I0 по току срабатывания не превышает ±10 % от уставки. Обеспечивается коэффициент возврата ПО I0 не менее 0,9. Дополнительная погрешность параметров срабатывания ПО I0от изменения температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне не превышает ±5 % от значений параметров, измеренных при температуре (20±5) °С. Время срабатывания ПО I0 при синусоидальном токе не превышает 0,025 с при кратности тока на входе ПО к току срабатывания, равной трём. Время возврата ПО I0 при сбросе тока от 10Iср. до нуля не превышает 0,04 с.

Характеристика ИО Zот.(СА) имеет направленность в I квадрант без охвата начала координат, характеристика ИО Zбл.(СА) направлена в III квадрант со смещением в I квадрант, характеристики ИО Zдоп.(АВ) и Zдоп.(ВС) имеют направленность в I квадрант со смещением в III квадрант с охватом начала координат.

Диапазон изменения параметров, определяющих форму характеристик реле сопротивления, указан в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Диапазон параметров характеристик реле сопротивления

Реле	Диапазон изменения параметров
	R Ом	X Ом	ц1, град	ц2, град	ц3, град
Zот.(СА)	1,0-50,0 (Iном = 5А)	1,0-50,0 (Iном = 5А)	(0-45)	(0-89)	(-89-0)
Zбл.(СА)				-	-
Zдоп.(АВ)				-	-
Zдоп.(ВС)				-	-

За положительное направление отсчёта угла ц1 и ц3 принимается от оси Х по часовой стрелке, а для ц2 положительное принимается направление отсчёта от оси R против часовой стрелки.

Смещение характеристики ИО Zбл.(СА) в I квадрант не превышает 15 % от величины Хуст., а характеристик ИО Zдоп.(АВ), Zдоп.(ВС) - 10 % величины Хуст.. Средняя основная погрешность всех ИО сопротивления по величине сопротивления срабатывания Rуст. и Хуст. при токе, равном Iном (или, в зависимости от уставки, меньшем токе, исходя из максимального напряжения на зажимах ИО, равном 100 В) не превышает ±5 % от уставки. Ток десятипроцентной точности работы для всех ИО сопротивления при действии на угле линии электропередачи не превышает 0,1 Iном во всем диапазоне уставок при обеспечении условий. Под углом линии электропередачи понимается угол (90 - ц1) градусов.

Минимальное междуфазное напряжение, при котором обеспечиваются точностные параметры всех ИО сопротивления составляет 0,5 В. Средняя основная абсолютная погрешность всех ИО сопротивления по углу наклона характеристики срабатывания ц1, а также по углам отсечения характеристик срабатывания ц2и ц3при токе КЗ, равном Iном (или, в зависимости от уставки, меньшем токе, исходя из максимального напряжения на зажимах ИО, равном 100 В) не превышает ±5 °.

Время срабатывания всех ИО сопротивления при работе на угле линии электропередачи, токах КЗ, не менее 3Iном и скачкообразном уменьшении напряжения на входе ИО от напряжения 100 В, соответствующего сопротивлению на зажимах ИО не менее 1,2 (Xуст. / cos ц1) не превышает 0,025. Время возврата всех ИО сопротивления при работе на угле линии электропередачи, токах КЗ, не менее 3Iтр и скачкообразном увеличении напряжения на входе ИО от напряжения, соответствующего сопротивлению на зажимах ИО 0,1 (Xуст. / cos ц1) до напряжения соответствующего 1,2•(Xуст. / cos ц1)(но не более 100 В) не превышает 0,05 с.

При работе ИО Zот.(СА) «по памяти» при трёхфазных КЗ в месте установки защиты обеспечивается длительность сигнала срабатывания на выходе ИО не менее 0,06 с в диапазоне токов от 2 до 40Iном. Обеспечивается отсутствие ложных срабатываний ИО Zот.(СА) при КЗ «за спиной» при токах до 20Iном.

Время ввода в работу ИО Zот.(СА) устройством блокировки при качаниях от 0,2 до 1,0 с. Время запрета повторного ввода в работу ИО Zот.(СА) устройством БК от 3 до 12 с. Обеспечивается возможность ускоренного возврата устройства БК при отключении выключателя.

Устройство блокировки при неисправности цепей переменного напряжения реагирует на обрыв одной, двух и трёх фаз напряжений «звезды» или «разомкнутого треугольника». Обеспечивается возврат устройства БНН в исходное состояние. Время срабатывания БНН при обрыве одной, двух и трёх фаз напряжений «звезды» при предварительном подведении симметричного напряжения , равного 57 В на входы «звезды» и напряжения 100 В на входы «разомкнутого треугольника», не превышает 0,025 с. БНН действует на сигнал и на пуск ВЧ передатчика с выдержкой времени 5 с. Для выявления одновременного исчезновения всех напряжений «звезды» и «разомкнутого треугольника» предусмотрены три реле минимального напряжения Umin(А), Umin(В), Umin(с), включенные по схеме «И», с действием на сигнал с выдержкой времени 5 с.

предусмотрена возможность самостоятельного действия защиты на отключение (независимо от блокирующего ВЧ сигнала) при включении выключателя по цепи ускорения с контролем цепи включения выключателя (KQT) и возможностью контроля напряжения на линии.

Для повышения селективности защиты в канале отключения предусмотрена задержка на срабатывание 0,015 с.

Для защиты от кратковременных сигналов помех на выходе ВЧ приёмника длительность задержки на срабатывание возрастает на время суммарной длительности импульсов помех, если длительность помехи не превышает 0,002 с. При больших длительностях сигналов помех обеспечивается сброс набранной выдержки времени в канале отключения.

Для обеспечения селективного действия защиты в режиме каскадного отключения КЗ на параллельной линии и «реверсе мощности» предусмотрена задержка на возврат на 0,025 с сигнала пуска ВЧ передатчика, если суммарное время сигнала пуска ВЧ передатчика превышает 0,04 с.

5.1.3 Устройство резервирования отказа выключателя

Для контроля тока через выключатель предусмотрены три однофазных реле тока УРОВ.

Диапазон регулирования уставок по току срабатывания реле тока УРОВ (Iср) от 0,04 до 0,4Iном. Средняя основная погрешность по току срабатывания реле тока УРОВ не превышает 10 % от уставки. Коэффициент возврата реле тока УРОВ не менее 0,9. Время срабатывания реле тока УРОВ при подаче тока 2Iср не превышает 0,025 с. Время возврата реле тока УРОВ при сбросе входного тока от 25Iном до 0 не превышает 0,03 с.

Реле тока УРОВ правильно работает при искажении формы вторичного тока трансформатора тока, соответствующей токовой погрешности до 50 % включительно в установившемся режиме, при значении вторичного тока от 4 до 40Iном (для неискажённой формы). Дополнительная погрешность по току срабатывания реле тока УРОВ при изменении частоты в диапазоне от 0,9 до 1,1 номинальной частоты не превышает ±5 % от среднего значения, определённого при номинальной частоте.

Дополнительная погрешность по току срабатывания реле тока УРОВ от изменения температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне не превышает ±5 % от среднего значения, определённого при температуре (20±5) °С.

Диапазон регулирования уставок по выдержке времени УРОВ от 0,1 до 0,6 с.

Предусмотрена возможность работы УРОВ в двух режимах:

- с автоматической проверкой исправности выключателя, когда при пуске УРОВ от устройств РЗА формируется сигнал на отключение резервируемого выключателя;

- с дублированным пуском от защит, когда сигнал на отключение смежных выключателей контролируется сигналом РПВ (KQC).

УРОВ формирует сигнал без выдержки времени на отключение резервируемого выключателя при появлении любого из сигналов:

- действие внешних устройств РЗА;

- действие ДЗШ;

- действие ВЧ защиты на отключение выключателя.

При наличии тока через выключатель и одновременном действии устройств РЗА логические цепи УРОВ формируют сигналы:

- в ДЗШ на отключение системы шин;

- запрет АПВ выключателя;

- ВЧТО на отключение выключателя противоположного конца линии;

- запрет пуска ВЧ передатчика;

- «УРОВ» в местную сигнализацию;

- «Срабатывание» в центральную сигнализацию.

5.2 Устройство и работа шкафа

5.2.1 Принцип действия защиты

Принцип действия направленной ВЧ защиты - косвенное сравнение направлений мощности по концам защищаемой линии при возникновении повреждения. Известно, что при несимметричных повреждениях на линии мощность обратной последовательности направлена от места повреждения в сторону ее концов (шин), а при симметричных - мощность прямой последовательности направлена от шин к месту повреждения.

После возникновения КЗ в каждом из полукомплектов защиты вначале выполняется ускоренный пуск ВЧ передатчика. Затем осуществляется останов ВЧ передатчика в полукомплекте, для которого мощность обратной последовательности направлена от линии к шинам в случае несимметричного КЗ или мощность прямой последовательности направлена от шин в линию при симметричном КЗ. При срабатывании соответствующих пусковых или измерительных органов в этом же полукомплекте защиты выполняется пуск на отключение.

В случае повреждения на защищаемой линии в точке К2 (рисунок 5.1) блокирующие ВЧ сигналы от каждого из полукомплектов (полукомплект А, полукомплект Б) отсутствуют, и защита действует на отключение выключателей концов линии. При КЗ вне защищаемой зоны (точка К1) ВЧ передатчик полукомплекта А остаётся запущенным, блокируя тем самым возможное действие на отключение от полукомплекта Б.

В нормальном режиме работы все ПО и ИО полукомплектов защиты, установленных по концам линии, находятся в несработанном состоянии, так как их уставки отстраиваются от нагрузочного режима с учётом допустимых небалансов. Выходные цепи защит находятся в несработанном состоянии и ВЧ передатчики полукомплектов не запущены.

С целью непрерывного контроля исправности связи релейной части защиты с приёмопередатчиком она организована так, что при отсутствии ВЧ сигнала на дискретном входе терминала («ВЧ приёмник») формируется логический сигнал «1», а при его наличии или нарушении указанной связи - сигнал «0».

Рисунок 5.1 - Взаимодействие полукомплектов ВЧ защиты

Таким образом, возможное действие защиты на отключение блокируется как при приёме ВЧ сигнала, так и при неисправности связи с высокочастотной частью защиты, что может привести к ложной работе.

5.2.2 Действия защиты при несимметричных повреждениях вне защищаемой зоны

В случае несимметричного повреждения в каждом полукомплекте защиты срабатывают ПО I2_бл., U2 бл. и по цепи через логические элементы «И», «ИЛИ», и дискретный выход терминала осуществляется ненаправленный пуск ВЧ передатчика.

Для внешнего несимметричного КЗ в точке К1 (см. рисунок 5.1) в полукомплекте Б мощность обратной последовательности будет направлена от линии к шинам, что приведёт к срабатыванию ИО М2 от. и блокированию цепи пуска ВЧ передатчика на элементе «И». В полукомплекте А передатчик останется запущенным, так как для него мощность обратной последовательности направлена от шин в линию и ИО М2 от.не срабатывает.

При срабатывании ПО I2_от., U2 от. (полукомплект Б) через элементы «И», «ИЛИ» сформируется сигнал блокировки пуска ВЧ передатчика и через логические элементы поступит в цепь отключения. На мощных подстанциях, питающих длинные ВЛ, при недостаточной чувствительности защиты по напряжению U2 от.программной накладкой может быть введён в действие дополнительный ПО , действующий через элемент «ИЛИ» в цепь отключения.

Так как для повышении селективности ВЧ защиты в цепи отключения предусмотрена выдержка времени на срабатывание (0,015 с), выходной сигнал с элемента в цепи отключения будет заблокирован ВЧ сигналом от полукомплекта А, который придёт на блокирующий вход раньше, чем отработает выдержка времени. С целью защиты от кратковременных сигналов помех на выходе ВЧ приёмника в тех случаях, когда длительность помех не превышает выдержку времени 0,002 с, выдержка времени на срабатывание (0,015 с) увеличивается на время суммарной длительности помех. Если длительность помехи больше указанной выше величины, обеспечивается сброс набранной выдержки времени на срабатывание по соответствующему входу.

В полукомплекте А защиты ИО М2 от.не срабатывает, поэтому действие в цепь отключения не выдаётся. Таким образом, при внешних несимметричных КЗ действия защиты на отключение защищаемой ВЛ не происходит.

5.2.3 Действия защиты при симметричных повреждениях вне защищаемой зоны

При симметричных КЗ вне защищаемой зоны в точке К1 (см. рисунок 5.1) за счёт предварительной несимметрии первоначально сработают ПО I2_бл., U2_бл. обоих полукомплектов защит и запустят их ВЧ передатчики.

В полукомплекте сработает ИО Zбл.(СА) и через логический элемент «ИЛИ» подействует в цепь пуска ВЧ передатчика. Одновременно срабатывание ПО обеспечит пуск схемы блокировки при качаниях: логические элементы «ИЛИ», «И», выдержки времени.

Если в течение времени ввода от БК в полукомплекте Б сработает ИО Zот.(СА), то на выходе логического элемента «И» появится сигнал, действующий через элемент «ИЛИ» в цепь отключения.

Также как и при несимметричных КЗ вне зоны, действия на отключение полукомплекта Б не будет, так как сигнал с выхода будет заблокирован ВЧ сигналом от полукомплекта А раньше, чем закончится набор выдержки времени на срабатывание.

5.2.4 Действия защиты при несимметричных повреждениях на защищаемой линии

При несимметричном КЗ на защищаемой линии в точке К2первоначально сработают ПО I2_бл., U2 бл. каждого полукомплекта защит (см. рисунок 5.1).

Затем в каждом полукомплекте сработает ИО М2 от. и заблокируется цепь пуска ВЧ передатчика на элементе «И».

Также сработают ПО I2_от., U2 от. через элементы «И», «ИЛИ» сформируется сигнал блокировки пуска ВЧ передатчика на элементе и сигнал в цепь отключения. Так как на блокирующем входе сигнал от ВЧ приёмника отсутствует, через выдержку времени на выходе этого элемента появится сигнал «1», который поступит на вход элемента «И».

Сигналом на втором входе этого элемента контролируется срабатывание ИО Zот.(СА), Zдоп.(АВ)и Zдоп.(ВС) и ПО I0 по схеме «ИЛИ» при наличии на линии ответвления. Если защищаемая линия без ответвлений, то программируемой накладкой ХВ1 выбирается режим, когда сигнал «1» на нижнем входе элемента «И» присутствует постоянно. Выходной сигнал с элемента «ИЛИ» через дискретные выходы действует на пуск внешних УРОВ, в устройство ПАА и на пуск АПВ.

При отказе одной или двух фаз выключателя в ходе отключения КЗ в защищаемой зоне ИО М2 от. может вернуться в исходное состояние. Однако возврата защиты при этом не произойдёт, так как на элементах «ИЛИ» и «И» предусмотрен подхват сигнала срабатывания с выхода в цепи отключения. Это необходимо в случае отказа одной или двух фаз выключателя в ходе отключения КЗ и последующем возврате ИО М2 от. в несработанное состояние. Логический сигнал «1» с выхода элемента «И» через инверсный вход элемента «И» действует также на запрет пуска ВЧ передатчика.

Таким образом полукомплектами защиты обеспечивается отключение ВЛ с двух концов.

5.2.5 Действия защиты при симметричных повреждениях на защищаемой линии

При симметричном КЗ в защищаемой зоне в точке К2 (см. рисунок 5.1) за счёт наличия предварительной несимметрии первоначально сработают ПО I2_бл., U2 бл. обоих полукомплектов защиты.

Пуск схемы БК произойдёт от ПО, реагирующих на изменение величин обратной последовательности: I2_от., U2 от. или . Схема блокировки при качаниях в течение уставки по времени после пуска разрешает прохождение сигнала срабатывания ИО Zот.(СА) на отключение через элемент «И» и затем блокирует его до окончания отработки. Сигнал срабатывания ИО Zот.(СА) через элементы «И», «ИЛИ» запрещает пуск ВЧ передатчика и через элементы «ИЛИ» действует в цепь отключения.

При симметричном КЗ вблизи шин и отказе трёх фаз выключателя ИО Zот.(СА)после срабатывания может вернуться в исходное состояние. Однако возврата защиты при этом не произойдёт, так как обеспечивается подхват сигнала срабатывания на выходе элемента «И» в цепи отключения.

При наличии параллельных линий и возникновении КЗ на одной из них в точке К (рисунок 5.2, а) отключение повреждённой линии выполняется защитами, установленными на её концах. Однако в процессе отключения возможен режим, когда полукомплектами защиты параллельной линии внешнее повреждение может рассматриваться как внутреннее.

Для варианта направления мощности обратной последовательности (см. рисунок 5.2, а), полукомплект А воспринимает КЗ как внешнее и пускает ВЧ передатчик, блокируя полукомплект Б, который может сработать на отключение. Если на повреждённой линии первым отключится выключатель Q3, то на неповреждённой линии возможно изменение направления (реверс) мощности обратной последовательности (рисунок 5.2,б). Возможно, что в полукомплекте А переориентация и срабатывание ИО М2 от. произойдёт раньше, чем соответствующая переориентация и возврат в несработанное состояние ИО М2 от. полукомплекте Б.

После отключения выключателя Q4 все ПО и ИО полукомплектов А и Б вернутся в несработанное состояние, но из-за неодновременной переориентации ИО М2от. в промежутке времени, когда оба ИО М2от. находятся в сработанном состоянии, приёмопередатчики обоих полукомплектов будут остановлены и защита может успеть подействовать на отключение выключателей Q1 и Q2.

Для исключения излишнего действия на отключение в рассмотренном выше режиме в схеме логики предусмотрено продление сигнала пуска ВЧ передатчика на выдержку времени (0,025 с), определяемую элементом времени, если он непрерывно существовал в течение времени, большего выдержки 0,04 с. Тогда, в рассматриваемом на случае (см. рисунок 5.2, б), если ВЧ передатчик полукомплекта Б будет запущен в течение времени не менее 0,04 с (минимально возможное время отключения выключателя Q3 от момента возникновения КЗ), то независимо от реверса мощности по линии он останется работающим ещё в течение времени 0,025 с (максимальное время разброса во временах отключения выключателей Q3 и Q4), обеспечив тем самым блокировку действия на отключение полукомплектов А и Б до отключения повреждённой линии.



Рисунок 5.2 - Реверс мощности при КЗ на параллельной ВЛ (а) и отключении выключателя Q3 (б)

5.2.6 Поведение защиты при неисправностях в цепях напряжения

При неисправностях в цепях напряжения могут сработать ИО Zот.(СА),Zбл.(СА), Zдоп.(АВ)и Zдоп.(ВС). Ложного действия на отключение защиты от ИО Zот.(СА) при этом не произойдет, так как нет пуска БК. Поэтому устройство БНН при обнаружении неисправности действует с выдержкой времени (5 с) на сигнализацию и, при необходимости, выбором положения программной накладки ХВ3, на пуск ВЧ передатчика. После устранения неисправностей сигнал пуска ВЧ передатчика от устройства БНН снимается нажатием кнопки «Съем сигнализации».

Для выявления неисправностей в цепях переменного напряжения используется устройство БНН, алгоритм функционирования которого учитывает все возможные варианты схем соединения вторичных обмоток TV в «разомкнутый треугольник» программно (пункт 5.2.2).

Для контроля одновременного исчезновения трех фазных напряжений используются три реле минимального напряжения (в фазах А, В, С) включенные по схеме «И». В этом случае также с выдержкой времени (5 с) осуществляется действие на сигнализацию и на пуск ВЧ передатчика. После восстановления всех фазных напряжений сигнал пуска ВЧ передатчика снимается автоматически.

5.2.7 Работа защиты при качаниях и асинхронном ходе

В случае возникновения режима качаний или асинхронного хода за счет протекания больших симметричных токов и увеличения небалансов могут сработать ПО I2_бл., U2 бл. и произойдет пуск ВЧ передатчика. Одновременного срабатывания ПО I2_бл., U2 бл. при качаниях произойти не может и тем самым на элементе «И» блокируется действие на отключение от возможного ложного срабатывания ИО М2 от.. Пусковые органы , отстраиваются от небалансов при качаниях, поэтому действия на отключение и пуска БК не происходит, следовательно возможное неправильное срабатывание ИО Zот.(СА) также не приводит к действию защиты на отключение.

5.2.8 Работа защиты при включении линии

В режиме постановки неповрежденной линии без ответвления под напряжение (или выполнении АПВ) из-за разновременности включения фаз выключателя возникает кратковременная несимметрия напряжений, вызывающая несимметричный бросок емкостного тока в линии. Так как уставки ПО тока , и ИО Zот.(СА) отстраиваются от емкостного тока линии, их срабатывания и действия в цепь отключения полукомплекта защиты, установленного на включаемом конце линии, не происходит.

Если включается неповрежденная линия с ответвлением, на котором не установлен комплект ВЧ защиты, цепь отключения контролируется ИО Zот.(СА), Zдоп.(АВ), Zдоп.(ВС)и ПО I0, отстроенным от броска намагничивающего тока на ответвлении.

Для обеспечения действия защиты на отключение при включении линии на КЗ или неуспешном АПВ по факту срабатывания ИО Zбл.(СА), ПО или ИО Zот.(СА), независимо от наличия блокирующего ВЧ сигнала, предусмотрена цепь ускорения при включении выключателя с контролем от РПО (KQT), РНФ и РН и действием на отключение через логические элементы. При наличии ответвления рассматриваемая цепь отключения дополнительно контролируется ИО Zot(СА), Zдоп.(АВ), Zдоп.(ВС)и ПО I0на логическом элементе «И». Ввод в работу цепи ускорения осуществляется программной накладкой ХВ4, необходимость контроля отсутствия напряжения на линии перед включением - программной накладкой ХВ5. С помощью программной накладки ХВ10 задается способ контроля отсутствия напряжения: с использованием реле минимального напряжения на линии (аналоговый вход терминала от ШОН - шкаф отбора напряжения на линии) или от внешнего реле контроля напряжения на линии (дискретный вход). Время задержки срабатывания в режиме ускорения определяется выдержкой времени (0,02 с), а время ввода ускорения - регулируемой выдержкой времени на возврат.

При любых операциях с выключателем с целью исключения ложного действия на отключение из-за разновременности включения фаз выключателя через дискретный вход терминала по сигналу от устройства АПВ, реле команды включить (РКВ), реле команды отключить (РКО) осуществляется пуск ВЧ передатчика с задержкой на возврат на элементе (0,25 с).

6. Описание работа шкафа защиты типа ШЭ2607 011

6.1 Описание шкафа защиты линии и автоматики управления выключателем

Шкафы защиты типа ШЭ2607 011 позволяют обеспечить резервную защиту воздушных линий электропередач напряжением 110 кВ [5].

6.1.1 Назначение шкафа

Шкаф типа ШЭ2607 011 предназначен для защиты линий 110-220 кВ и управления выключателем, как с трёхфазным, так и пофазным приводом.

Шкаф содержит трёхступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), четырёхступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП), токовую отсечку (ТО), автоматику разгрузки при перегрузке по току (АРПТ), а также автоматику управления выключателем (АУВ) и устройство резервирования отказов выключателя (УРОВ).

Автоматика управления выключателем формирует сигналы на включение и отключение выключателя по командам, приходящим от защит и устройств, телемеханики или ключа дистанционного управления.

В шкафу обеспечивается возможность задания до восьми групп уставок, что позволяет использовать его для обходного выключателя.

6.1.2 Состав шкафа

Автоматика управления выключателем содержит следующие устройства (узлы) и защиты:

- устройство АПВ;

- защиты от непереключения фаз (ЗНФ) и неполнофазного режима (ЗНФР);

- узел включения выключателя;

- узел отключения выключателя;

- узел фиксации положения выключателя;

- узел фиксации несоответствия;

- защиту электромагнитов (ЭМ) управления от длительного протекания тока;

- узел контроля исправности цепей ЭМ управления.

В состав основных защит линии входят:

- трёхступенчатая ДЗ от многофазных КЗ с блокировками при качаниях и неисправностях в цепях напряжения;

- четырёхступенчатая ТНЗНП от КЗ на землю;

- токовая отсечка;

- УРОВ.

ДЗ, ТНЗНП, ТО содержат дополнительно реле, устройства и цепи:

- цепи ускорения действия ДЗ и ТНЗНП от оперативных ключей и от сигналов по ВЧ каналам;

- цепи передачи по ВЧ каналам сигналов ускорения защит, установленных на другом конце линии.

6.1.3 Устройство автоматического повторного включения

Предусмотрена возможность пуска АПВ с функциями контроля наличия напряжения на шинах и линии или с контролем синхронизма между этими напряжениями.

Обеспечена возможность выполнения пуска АПВ шин по факту наличия напряжения на линии и отсутствию напряжения на шинах, пуска АПВ линии по факту отсутствия напряжения на линии и наличию напряжения на шинах, а также пуска АПВ без контроля этих напряжений («слепого» АПВ).

Для обеспечения функции контроля наличия или отсутствия напряжения на шинах и линии предусмотрены два реле максимального напряжения и два реле минимального напряжения, реагирующие на линейные напряжения трансформаторов напряжения шин Uш = UBC и линии Uл = UBC.

Реле максимального напряжения имеет уставку по напряжению (Uср.макс), регулируемую в диапазоне от 60 до 100 В. Здесь и в дальнейшем, если это не оговорено, предполагается, что дискретность регулирования уставок отсутствует, регулирование уставок в заданных пределах производится плавно.

Реле минимального напряжения имеет уставку по напряжению (Uср.мин), регулируемую в диапазоне от 10 до 80 В.

Средняя основная погрешность по напряжению срабатывания реле минимального и максимального напряжения не превышает 5 % от уставки. Дополнительная погрешность по напряжению срабатывания реле минимального и максимального напряжения от изменения температуры в рабочем диапазоне не превышает 5 % от среднего значения, определенного при температуре (205) С.

Время срабатывания (возврата) реле максимального (минимального) напряжения при подаче толчком напряжения 2Uср составляет, соответственно, не более 0,025 с.Время возврата (срабатывания) реле максимального (минимального) напряжения при снижении напряжения толчком от 2Uср до 0 составляет не более 0,03 с.

Для осуществления контроля разности модулей векторов напряжений, разности углов между векторами напряжений и разности частот напряжений на линии и шинах, и формирования сигнала о наличии синхронизма этих напряжений предусмотрено реле контроля синхронизма.

Реле контроля синхронизма имеет следующие диапазоны уставок:

- по разности модулей векторов напряжений от 5 до 50 В;

- по разности углов между векторами напряжений от 5 до 85°.

- по разности частот напряжений от 0,05 до 0,4 Гц.

Средняя основная погрешность по разности модулей векторов напряжений и разности частот напряжений реле контроля синхронизма не превышает 10 % от уставки. Средняя основная абсолютная погрешность по разности углов между векторами напряжений реле контроля синхронизма не превышает 5°.

Дополнительная погрешность по уставкам реле контроля синхронизма от изменения температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне не превосходит 5 % от среднего значения, определённого при температуре (205) С.

Абсолютная дополнительная погрешность по разности углов между векторами напряжений реле контроля синхронизма от изменения температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне не превышает 5°.

Схемой АПВ предусмотрена возможность однократного или двукратного действия на включение выключателя с выдержками времени, регулируемыми в пределах:

t1 = (0,25-16) c - для первого цикла (АПВ1);

t2 = (2,5-160) c - для второго цикла (АПВ2).

Готовность устройства к повторному действию осуществляется с выдержкой времени tгот, регулируемой в диапазоне от 15 до 120 с.

Пуск АПВ происходит по факту готовности устройства АПВ к действию, которая реализуется при наличии сигнала разрешения подготовки (сигнал о включённом положении выключателя) по окончании времени tгот.

Пуск АПВ осуществляется при наличии команды на включение выключателя, которая формируется при сработанном состоянии узла фиксации положения выключателя и отключённом выключателе, чему соответствует сработанное состояние реле положения «Отключено» (KQT).

Предусмотрена возможность запрета действия АПВ:

- от ДЗШ с контролем и без контроля от избирательных органов ДЗШ - запрет АПВ1 и АПВ2;

- от ключа управления (KCT) по команде «Отключить»- запрет АПВ1 и АПВ2;

- от оперативного переключателя - запрет АПВ2;

- от УРОВ других защит;

- при действии на отключение от III ступени ДЗ;

- при действии на отключение с ускорением от сигнала ВЧТО №1;

- от защиты трансформатора (автотрансформатора).