Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем

Конструкция терминала позволяет успешно сопрягать его с другими защитами на традиционной электромеханической базе, с существующими системами телемеханики, имеющими сигналы ТС и ТУ, а также с современными перспективными SCADA системами.При помощи микропроцессорного терминала «Сириус-Т3», в шкафу защит реализованы следующие основные функции:- Двухступенчатая трехсистемная дифференциальная токовая защита трансформатора (токовая отсечка и защита с торможением от сквозного тока и отстройкой от бросков тока намагничивания).- Цифровое выравнивание величины и фазы токов плечей дифференциальной защиты.- Автоматическая компенсация токов небаланса в дифференциальной цепи, вносимых работой РПН.- Контроль небаланса в плечах дифференциальной токовой защиты с действием на сигнализацию.- Входы отключения от газовой защиты трансформатора и РПН с возможностью перевода действия на сигнал с помощью оперативной кнопки управления на лицевой панели, либо с помощью дискретного входа.- Ненаправленная двухступенчатая МТЗ высшей стороны трансформатора с возможностью комбинированного пуска по напряжению от сторон низшего и среднего напряжения (по дискретным входам, объединенным по условию «ИЛИ»). Имеется возможность блокировки МТЗ ВН по содержанию второй гармоники для отстройки от бросков тока намагничивания.- Внутренняя цифровая сборка токовых цепей ВН в треугольник и возможность использования полученных токов для реализации ступеней МТЗ ВН.- Одна ступень ненаправленной МТЗ средней стороны трансформатора с воз-можностью комбинированного пуска по напряжению от стороны среднего напряжения (по дискретному входу). Действие на отдельное реле и на общие реле отключения с разными временами. Имеется возможность блокировки МТЗ СН по содержанию второй гармоники, для отстройки от бросков тока намагничивания при подаче напряжения со стороны СН.- Одна ступень ненаправленной МТЗ низшей стороны трансформатора с воз-можностью комбинированного пуска по напряжению от стороны низшего напряжения (по дискретному входу). Действие на отдельное реле и на общие реле отключения с разными временами. Имеется возможность блокировки МТЗНН по содержанию второй гармоники, для отстройки от бросков тока намагничивания при подаче напряжения со стороны НН.- Защита от перегрузки с действием на сигнализацию.Резервная защита трансформатораВ качестве резервной защиты и управления выключателем трансформатора проектом предусмотрены микропроцессорные терминалы "Сириус-УВ".Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-УВ» предназначено для выполнения функций управления, автоматики и сигнализации высоковольтного выключателя 35, 110 и 220 кВ с трехфазным управлением, а также для выполнения функций резервных защит силового трансформатора или подменных защит воздушной линии. Содержит ступенчатые защиты относительной селективности и функции автоматики.При помощи микропроцессорного терминала «Сириус-УВ», в шкафу защит реализованы следующие основные функции:- трехступенчатая направленная максимальная токовая защита от междуфазных КЗ с независимой выдержкой времени (МТЗ-1, МТЗ-2, МТЗ-3);- любая из ступеней МТЗ может иметь комбинированный пуск по напряжению по дискретному разрешающему сигналу или от собственных цепей напряжения. Предусмотрена блокировка по содержанию второй гармоники в фазных токах для защиты от ложных срабатываний при броске тока намагничивания (БНТ) силового трансформатора;- четырехступенчатая направленная токовая защита нулевой последовательности от КЗ на землю с независимой выдержкой времени (ТЗНП-1, ТЗНП-2, ТЗНП-3 и ТЗНП-4). Предусмотрена блокировка по содержанию второй гармоники в токе нулевой последовательности для защиты от ложных срабатываний при БНТ силового трансформатора. Для направленных ступеней ТЗНП предусмотрена возможность автоматического перевода в ненаправленный режим, либо вывод из действия данных ступеней при выявлении неисправностей в цепях переменного напряжения, а также вывод направленности при включении выключателя (опробовании);- автоматический ввод ускорения одной из ступеней МТЗ и ТЗНП при любом включении выключателя;- защита от обрыва фаз (ЗОФ) или перекоса нагрузки по току обратной последовательности с независимой выдержкой времени с действием на сигнал или на отключение;- защита минимального напряжения (ЗМН) с действием на отключение «своего» выключателя, либо на отдельное программируемое реле;- защита от повышения напряжения (ЗПН) с действием на реле отключения выключателя или на отдельное программиремое реле;- защита от появления в первичной сети напряжения нулевой последовательности с действием на отключение выключателя или на отдельное программируемое реле.Функции автоматики управления терминала «Сириус-УВ»:- операции отключения и включения выключателя по внешним командам. Защита от многократного включения выключателя;- контроль целостности цепей электромагнитов управления (ЭМУ);- контроль состояния выключателя по ряду входных дискретных сигналов;- защита электромагнитов управления от длительного протекания тока с действием на программируемое реле;- защита от непереключения фаз (ЗНФ) и неполнофазного режима (ЗНФР) с действием на реле отключения выключателя и на пуск УРОВ соответственно. Защита применяется при использовании выключателя с пофазным приводом;- Трехфазное автоматическое повторное включение выключателя (одно- или двукратное АПВ от цепей несоответствия с возможностью контроля напряжения на объекте).- Логика устройства резервирования при отказе выключателя (УРОВ). Функция УРОВ выполнена на основе индивидуального принципа, что подразумевает наличие независимой логики УРОВ на каждом присоединении. В случае необходимости, имеется возможность использования в централизованной схеме УРОВ. Возможны следующие варианты работы схемы УРОВ:- с автоматической проверкой исправности выключателя (с контролем по току и предварительной выработкой команды отключения резервируемого выключателя);- с дублированным пуском от защит с использованием реле положения «Включено» выключателя (с контролем по току и контролем посылки отключающего импульса на отключение выключателя от защит).- Для выявления повреждений в цепях напряжения используется специальная блокировка при неисправностях в цепях напряжения. Блокировка действует на логику работы защит и на сигнализацию.Газовая защита трансформатораСогласно ПУЭ газовая защита применяется для трансформаторов мощностью выше 6300кВА. Основным элементом газовой защиты является газовое реле, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем.Газовая защита основана на использовании явления газообразования в баке поврежденного трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения трансформатора, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение. Достоинства газовой защиты: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждения внутри бака; сравнительно небольшое время срабатывания; простота выполнения, а также способность защищать трансформатор при недопустимом понижении уровня масла по любым причинам. Основной недостаток: не реагирование ее на повреждения, расположенные вне бака, в зоне между трансформатором и выключателями.Основным элементом газовой защиты является газовое реле, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем. В данном проекте принимается к установке реле типа РГЧЗ-66.Расчет дифференциальной защитыОпределяем первичные и вторичные номинальные токи для всех сторон защищаемого трансформатора. Результаты расчета сведены в таблицу 10.1.Определяем первичный ток небаланса ( без учета I///нб) из выраженияIнб = I/нб + I//нб =(kаперkодн + U)=(1,0 1,0 0,1 + 0,16) 1126 = 292,76 А;ГдеI//нб – составляющая, обусловленная погрешностью ТТ, А; I/нб – составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора, А;kапер – коэффициент, учитывающий переходный режим, для реле с НТТ принимаем равным 1,0;kодн – коэффициент однотипности, принимаем равным 1,0; – относительное значение тока намагничивания при выборке по кривым 10%-ных кратностей принимаем равным 0,1;U– относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения. Принимается половине суммарного диапазона регулирования напряжения;– периодическая составляющая тока при расчетном внешнем трехфазном металлическом КЗ, А.Определяем ориентировочное (без учета I///нб) значение тока срабатывания