Микропроцессорные терминалы релейной защиты

2.9. Микропроцессорные средства релейной защиты

Более двух десятилетий назад появились и начали применяться для защиты объектов энергосистем микропроцессорные устройства. За прошедший период времени была оптимизирована структура их аппаратной части, значительно улучшены эксплуатационные характеристики. Цифровые средства релейной защиты постепенно заменяют аналоговые. Этому процессу способствует ряд преимуществ, которыми обладают современные микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики перед устройствами, выполненными на традиционной электромеханической базе:

— выполнение самодиагностики (автоматической проверки исправности отдельных модулей и устройства в целом с индикацией состояния и блокировкой выходов устройства при его неисправности) и диагностики первичного оборудования;

— автоматическая регистрация режимов, событий и аварийных процессов, что позволяет уменьшить время на выяснение причин аварий;

— упрощение расчета уставок, увеличение их точности и точности измерений, уменьшение ступеней селективности, что снижает время действия защит и вероятность значительного повреждения оборудования;

— низкая потребляемая мощность по цепям питания и измерения (как правило, нет необходимости проверки ТТ и ТН по точности);

— возможность объединения устройств защиты и автоматики в составе автоматизированной системы управления с обеспечением дистанционного изменения уставок, удаленного контроля режима работы энергообъекта и состояния самого устройства защиты, передачи зарегистрированных аварийных процессов на рабочее место оператора (рис. 2.38);

— реализация новых функций и эксплуатационных возможностей (учет ресурса отключающей способности выключателя, хранение нескольких наборов конфигурации и уставок, восстановление формы кривой тока при насыщении ТТ и т. д.).

Немаловажным является также то обстоятельство, что обладая, как правило, незначительными габаритами, цифровое устройство реализует алгоритмы всех защит и устройств автоматики, требующихся для отдельных энергообъектов согласно действующим Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) [12]. При этом обеспечено гибкое конфигурирование терминала защиты: в действие можно ввести только те защиты и виды автоматики, которые требуются. Возможно также подключение к терминалу внешних защит, в нем не реализованных.

Микропроцессорные устройства, комплекты и шкафы защит выпускаются как зарубежными («ABB», «Siemens», «GEC Alsthom»), так и отечественными (НТЦ «Механотроника», ЗАО «Радиус-автоматика», ОАО «ВНИИР», НЦ «Бреслер», ООО «Экра» и др.) предприятиями. Номенклатура и основные параметры некоторых отечественных цифровых средств релейной защиты приведены в прил. 10.

Вне зависимости от фирмы-производителя микропроцессорные терминалы обычно обеспечивают:

— сигнализацию срабатывания защит и автоматики, индикацию положения выключателя;

— местное и дистанционное управление выключателем;

— контроль положения выключателя и исправности его цепей управления;

— местный и дистанционный ввод уставок защит и автоматики, а также их хранение и отображение;

— двухстороннюю передачу данных между устройством защиты и системой управления (и/или компьютером) по одному из стандартных каналов связи;

Читать еще: Уровень ip защиты 67 что это

— отображение измеряемых (например, фазных токов) и вычисляемых (например, тока обратной последовательности) параметров защищаемого объекта;

— учет внешних дискретных сигналов управления и блокировок при работе устройства;

— контроль работоспособности самого терминала;

— гальваническую развязку входов и выходов устройства от всех внешних цепей.

Следует учитывать, что функциональные возможности терминала (точность измерений, ввод уставок с собственного пульта или через интерфейс связи с компьютером, индикация на светодиодном или жидкокристаллическом текстовом или графическом дисплее, память событий, осциллографирование аварийных процессов, набор функций защиты и автоматики) в известной степени определяются ответственностью объекта защиты и влияют на стоимость терминала. Номенклатура производимых цифровых средств защиты и автоматики включает как простые, недорогие малогабаритные устройства (например, серия «OmegaProt» фирмы «Парма Прот»), так и сложные, функционально насыщенные устройства значительной стоимости (серия «EuroProt» той же фирмы). Некоторые производители называют свои простые микропроцессорные устройства защиты цифровыми реле, позиционируя их тем самым как недорогую замену электромеханическим реле (например, унифицированная, весьма обширная серия комплектных цифровых реле ТОР-100 ИЦ «Бреслер»).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Технические характеристики.

Питание устройства осуществляется от источника переменного (от 45 до 55 Гц), постоянного или выпрямленного тока напряжением от 178 до 242 В или от источника постоянного тока напряжением от 88 до 132 В, в зависимости от исполнения.

Мощность, потребляемая устройством от источника оперативного постоянного тока в дежурном режиме – не более 7 Вт, в режиме срабатывания защит – не более 15 Вт.
Габаритные размеры устройства не превышают 305×190×215 мм.
Масса устройства без упаковки не превышает 7 кг.

Контакторы

Запчасти: контакты, катушки, соединения, пружины, камеры, мехблокировки

Щетки и щеткодержатели

Устройства РЗА

Крановое, тепловозное и троллейбусное оборудование

Клеммные зажимы и соединители

Приборы электроизмерительные

Электроприводы

Выключатели и переключатели

МЭО, контроллеры, приборная продукция

Модульные реле и устройства автоматики

Комплектное устройство защиты и автоматики ТОР-200 предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, местного/дистанционного управления, измерения, сигнализации, регистрации, осциллографирования, диагностики выключателей, а также необходимых блокировок присоединений 6-35 кВ. Устройство имеет исполнения для воздушных, кабельных линий, трансформаторов собственных нужд, секционных и вводных выключателей, трансформаторов напряжения секций и двигателей, батарей статических конденсаторов и др. Терминалы имеют порты связи и могут быть интегрированы в систему АСУ ТП предприятия по различным интерфейсам связи

Набор типоисполнений позволяет заказчику выполнить комплексное решение системы защиты подстанций 6-10-35-110 кВ на единой серии устройств, значительно ускорив процесс проектирования, наладки, а также минимизировать затраты при эксплуатации устройств.

Читать еще: Влагозащитные розетки для ванной

Устройство «ТОР-200» может поставляться в различных версиях аппаратного наполнения, отличающихся количеством аналоговых цепей и входных/выходных дискретных цепей.

Устройство «ТОР-200» может устанавливаться в релейных отсеках ячеек КРУ, КРУН, камер КСО, в шкафах и панелях на щитах управления. Устройство совместимо с различными типами выключателей (маломасляных, вакуумных, элегазовых).

Возможно изготовление устройств по индивидуальным требованиям Заказчика для нестандартных применений. Универсальная база реле позволяет в короткие сроки разработать устройства защиты и автоматики для замены традиционного электромеханического оборудования, а также специфические изделия по известным или новым алгоритмам.

Типоисполнения:

— Терминал защиты и автоматики рабочего ввода 6-35кВ ТОР-200-В;

— Терминал защиты и автоматики двигателей свыше 5МВТ ТОР-200-Д;

— Терминал защиты и автоматики двигателей ТОР-200-Д;

— Терминал продольной дифференциальной защиты линии ТОР-200-ДЗЛ;

— Контроллер частотной разгрузки ТОР-200-КЧР-23;

— Терминал защиты линий ТОР-200-Л;

— Терминал трансформатора напряжения секций 6-53кВ ТОР-200-Н;

— Регулятор напряжения трансформатора под нагрузкой ТОР-200-Р;

— Терминал защиты секционного выключателя 6-35Кв ТОР-200-С;

— Терминал защиты силового трансформатора ТОР-200-Т;

— Терминал защиты двухскоростных двигателей ТОР-200-Д59;

— Контроллер частотной разгрузки ТОР-200-КЧР22;

— Терминал автоматики снижения напряжения ТОР-200-АСН;

— Контроллер сетевой автоматики ТОР-200-КСА;

— Блок центральной сигнализации ТОР-200-БЦС;

— Терминал дифференциальной защиты шин 6-35кВ ТОР-200-ДЗШ.

Код заказа аппаратной и функциональной части устройств

В целом применение МТ на подстанции позволило

-увеличить надежность защит тяговой подстанции, всей системы тягового электроснабжения переменного тока и, как следствие, бесперебойное электроснабжение электроподвижного состава и других потребителей;

-уменьшить время наладки релейных защит, автоматики, измерений и телемеханики присоединений;

-снизить эксплуатационные затраты;

-подготовить базу для создания автоматизированной системы диагностики оборудования тяговой подстанции, определения расстояния до мест повреждения на контактной сети и линиях ДПР.

Встроенные функции измерений и цифрового осциллографирования аварийных процессов позволили уточнить параметры защищаемых присоединений, скорректировать методику расчета уставок защит.

Одновременно необходимо отметить недостатки, программно заложенные в БМРЗ, и произвести их коррекцию:

-необходимо дать возможность вводить уставки по току на БМРЗ-ТСН, начиная с меньших значений (не более 0,5 А), так как устанавливать трансформаторы тока с коэффициентом трансформации менее 200/5 на стороне 27,5 кВ нельзя изза того, что они не проходят по критериям динамической и термической устойчивости;

-необходимо дать возможность вводить уставки по току и сопротивлению на БМРЗ-ФКС для защиты смежного фидера, отличные от уставок собственного присоединения;

-необходимо предоставить возможность вносить уставки по времени в БМРЗ-ФКС для резерв ных токовых защит, отличные от уставок дистанционных;

-необходимо разработать алгоритмы и приступить к выпуску МТ для защиты именно фидеров ДПР;

Читать еще: Какое заземление называется защитным

-необходимо ввести в БМРЗ-ТСН, БМРЗ-ФПЭ и БМРЗ-ДПР блокировку работы защиты от минимального напряжения при пропадании напряжения от ТН27,5 кВ изза отключения автоматов.

Выявленные недостатки в проектных схемах управления и РЗА присоединений были в основном устранены в процессе наладки оборудования тяговой подстанции «Олехновичи».В настоящее время в процессе наладки находится информационнодиагностический комплекс

(ИДК) тяговой подстанции «Олехновичи», в котором МТ отводится роль датчиков текущих и аварийных значений электрических величин. Информационнодиагностический комплекс включает в себя следующие функции:

-определение расстояний до места повреждения на фидерах контактной сети и ДПР;

-определение остаточного ресурса выключателей присоединений, основанного на использовании заводских характеристик выключателей;

-блокировка АПВ фидеров контактной сети во избежание пережога контактного провода приповреждениях на стоящем ЭПС;

-определение временных характеристик силовых выключателей;

-диагностика правильности действия РЗА в режиме тревоги;

-диагностика состояния разъединителей с моторными приводами;

-диагностика состояния контура заземления подстанции;

-диагностика состояния цепей обратного тока;

-измерение величин оперативных напряжений постоянного и переменного тока;

-контроль изоляции оперативных цепей постоянного и переменного тока относительно земли (контроль последних цепей осуществляется для подстанций, работающих с изолированной средней точкой ТСН);

-определение потерь электроэнергии в тяговых трансформаторах, ТСН, фидерах контактнойсети;

-регулирование величины напряжения на стороне тягового напряжения с помощью РПН;

-регистрация и архивация величин напряжений на стороне 27,5 кВ;

-регистрация и архивация величин токов силовых трансформаторов, ТСН, фидеров контактной сети, линий ДПР и СЦБ;

-автоматизированное определение оптимального числа включенных в работу тяговых трансформаторов и ТСН;

-систему технического учета электроэнергии, потребляемой тяговой подстанцией в целом и ее присоединениями.

В дальнейшем намечается развитие функций информационно-диагностический комплекса.

В настоящее время Белорусской ж.д. приобретены МТ типа БМРЗ для защиты фидеров контактной сети и вводов тягового напряжения для десяти подстанций переменного тока, систем электроснабжения 27,5 и 2х25 кВ (всего 103 устройства).

Одновременно на этих же подстанциях будут внедреныинформационнодиагностические комплексы 27,5 и 2х25 кВ, между которыми существуют некоторые отличия. Монтаж и наладку указанных терминалов и комплексов планируется завершить в текущем годе.

Отличительные особенности

Возможность переназначения реле, светодиодов, дискретных входов с дисплея устройства
Расширенная светодиодная сигнализация
Расширенные возможности связи с АСУ и ТМ
Усовершенствованная схема дискретных входов
Расширенные возможности осциллографа
Расширенные сервисные возможности, диагностика первичного оборудования
Измерение, регистрация, сигнализация
Свободное программирование (опция)