Устройство микропроцессорной защиты для сетей 35

1
Устройство микропроцессорной защиты для сетей 35-110 кВ РЗЛ-02
со свободно программируемой логикой
Ведущий инженер по РЗА ОАО «ЭТЗ»
Коваленко Виктор Николаевич
Вступление
РЗЛ-02 – серия микропроцессорных устройств защиты и автоматики
для сетей 35-10(6) кВ
Новое устройство релейной защиты стало логическим продолжением развития
микропроцессорных защит серии РЗЛ. Изучая спрос потребителей на модификации
устройств защиты, оказалось, что одну и ту же функциональную защиту разные
потребители решают по разному, причем имея на этот счет вполне веские, часто
подкрепленные не только опытом, но и научным подходом аргументы. Предприятие
столкнулось с задачей постоянного изменения/адаптации функционала устройства к
нуждам потребителя, и это несмотря на то, что изначально в устройствах серии РЗЛ-01
была заложена возможность свободного конфигурирования входов/выходов/светодиодов,
свободной активации/деактивации ступеней защит.
С учетом вышесказанного, предприятие создало новое устройство защиты под
торговой маркой РЕЛСіС. Это устройства серии РЗЛ-02…
Назначение
■
Защита, автоматика, управление, измерение, регистрация и сигнализация
присоединений 35-10(6) кВ, как воздушных так и кабельных линий электропередач, а
также двигателей.
■ Резервная защита оборудования 110 (220) кВ, в том числе защита тупиковых ВЛ 110
(220) кВ.
■ Устройство защиты, автоматики, управления, регистрации и сигнализации линий 35-10-6кВ
Область применения
■ Распределительные подстанции сетевых предприятий
■ КРУ собственных нужд электростанций
■ Линии электропередачи распределительных сетей
■ Промышленные и коммунальные предприятия
■ Объекты нефтегазового комплекса
■ Тяговые подстанции железных дорог и метрополитена
■ Предприятия горнодобывающей промышленности
Основными преимуществами данных устройств являются:
■ Возможность гибкого программирования устройства
■ Реализация необходимой конфигурации в течение 14 дней с момента оформления
заказа
■ Современные цифровые технологии и микропроцессорная техника, а так же
■ Простота обслуживания благодаря наличию встроенных элементов самодиагностики.
На базе элементов гибкой логики реализован следующий набор основных функций
защит и автоматики:
МТЗ – максимальная токовая защита как направленная так и ненаправленная.
ЗНЗ – защита от однофазных замыканий на землю
ЗМН – защита минимального напряжения
ЗПН – защита от повышения напряжения
1
2
ЗОФ – защита от обрыва фаз и несимметрии нагрузки
ЗСН – защита от снижения напряжения
АВР – Автоматическое включение резерва
АПВ – Автоматическое повторное включение
УРОВ – Резервирование отказа выключателей
ЛЗШ – Логическая защита шин
Функции АЧР / ЧАПВ – Выполнение команд внешнего устройства частотной разгрузки.
Сервисные функции устройства защиты РЗЛ-02.
Включают: Отображение измерений, регистрацию, сигнализацию
■ Индикация действующих значений токов и напряжений основной частоты (50±5 Гц)
■ Индикация действующих значений тока 3I0 в полосе частот от 45 до 150 Гц
■ Индикация фазовых сдвигов между основными гармониками фазного тока каждой из
фаз и линейным напряжениям между двумя другими фазами
■ Расчет токов нулевой и обратной последовательности
■ Индикация частоты
■ Регистрация и хранение осциллограмм, параметров аварийных событий
■ Функция календаря и часов астрономического времени с энергонезависимым питанием
■ Сигнализация о состоянии устройства и о срабатывании защит осуществляется с
помощью свободно назначаемых реле и светодиодов, а также по каналу АСУ
На сегодняшний день разработаны устройства следующего целевого назначения:
■ РЗЛ-02-ВВ – для выключателей вводов ВЛ 35 кВ
■ РЗЛ-02-Л – для выключателей КЛ и ВЛ 10(6) кВ
■ РЗЛ-02-СВ – для секционных выключателей 35-10(6) кВ
Так как устройства уже воплощены в конкретные исполнения, то можно
озвучить некоторые технические характеристики ФУНКЦИЙ ЗАЩИТ.
Максимальная токовая защита (МТЗ)
Многоступенчатая, подчеркиваю, многоступенчатая, то есть можно создать от 1 до
сколько нужно, с ускорением, с пуском по напряжению и контролем U<, ненаправленная
или направленная (конфигурация выбирается при заказе и задается программно). Одна
из ступеней с выбором типа характеристики: независимой или зависимой (пять
времятоковых характеристик: аналоги реле РТ-80 и РТВ-I и рекомендации МЭК 255-4).
Входной номинальный трехфазный ток, Iн, А
Диапазон уставок срабатывания и возврата по току, A
Дискретность уставок по току срабатывания, A
5
0,05-125
0,01
Защита от однофазных замыканий на землю (ЗЗН)
Ненаправленная, с независимой характеристикой, с одной или двумя выдержками
времени.
Диапазон уставок по току нулевой последовательности, А
Дискретность уставок по току нулевой последовательности, А
0,01…4
0,01
Защита от несимметрии и от обрыва фазы питающего фидера (ЗОФ)
Реализуется методом расчета тока обратной последовательности I2.
Диапазон уставок по току обратной последовательности, А
Дискретность уставок, А
0,2…20
0,01
2
3
Защита минимального напряжения (ЗМН)
Выполняется с контролем трех линейных напряжений. Предусмотрена возможность
блокировки ЗМН при пуске МТЗ и внешним дискретным сигналом.
ЗМН может действовать как с контролем, так и без контроля положения выключателя.
При введенном контроле (по сигналу «РПВ») ЗМН срабатывает только при включенном
выключателе. Контроль положения выключателя может быть программно выведен.
Защита от снижения напряжения (ЗСН) при включении выключателя
Пуск защиты происходит при снижении линейного напряжения хотя бы в одной из фаз.
Вводится на время до 10 с. Диапазон уставок по времени ТЗМН, ТЗПН 0,1-99c
Защита от повышения напряжения (ЗПН) после получения сигнала о включении
выключателя (РПВ)
Срабатывает при превышении линейного напряжения хотя бы в одной из фаз.
Номинальное напряжение, В
Диапазон уставок срабатывания и возврата по напряжению, B
Дискретность уставок по напряжению срабатывания, B
Потребляемая мощность по цепям напряжения на каждую
фазу, ВА
100
20…180
0,1
не более
0,5
Определение направления мощности (ОНМ)
Определение направления мощности осуществляется по величине фазового угла
между фазным током и линейным напряжением между другими фазами, отдельно для
всех трех пар сигналов. Направление мощности определяется по первой гармонической
составляющей сигналов тока и напряжения.
Смена программ уставок
РЗЛ-02 обеспечивает хранение двух наборов уставок и программных ключей функций.
Смена программ производится подачей на дискретный вход РЗЛ-02 дискретного сигнала
ими командой по последовательному каналу.
ФУНКЦИИ АВТОМАТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ
Автоматическое повторное включение (АПВ)
Двукратное с возможностью блокировки одного или обоих циклов. Оба цикла АПВ
могут блокироваться входными дискретными сигналами, при неисправности РЗЛ-02 или
Выключателя, при срабатывании логической защиты шин, при срабатывании первой
ступени МТЗ.
Резервирование отказов выключателя (УРОВ)
В РЗЛ-02-Л (для отходящих линий) имеются датчики УРОВ, в РЗЛ-02-ВВ (для
выключателей вводов) – УРОВ приёмники, РЗЛ-02-СВ (для секционных выключателей) –
датчики и приемники. Сигнал УРОВ выдается при невыполнении команды на отключение
выключателя, и снимается по факту возврата защит.
Логическая защита шин (ЛЗШ)
Имеется возможность подачи своего и исполнения чужого сигнала ЛЗШ.
Автоматическое включение резерва (АВР)
Выполняется совместными действиями трех блоков, один из которых управляет
выключателем АВР, а два других соединяемыми секциями.
Управление выключателем
РЗЛ-02 может управлять любым типом выключателя: масляным, вакуумным, типа
ВВ/ТEL и др.
3
4
Обеспечивается местный и дистанционный режимы управления выключателем,
защита от многократного включения, а также диагностика исправности.
Подытоживая вышесказанное хочу отметить, что
Гибкая аппаратно-программная структура устройств РЗЛ-02 позволяет адаптировать
их к индивидуальным требованиям каждого заказчика
■ РЗЛ-02 может управлять одним или несколькими коммутационными аппаратами
(выключателями) со стандартными схемами управления, а также выключателями типа
ВВ/ТEL, обеспечивая контроль положения и исправности выключателя.
■ РЗЛ-02 может иметь 12 дискретных входов и 12 выходов с возможностью замены 4
выходов на входы, что позволяет обеспечивать стандартные и заказные алгоритмы
автоматики и сигнализации, не применяя промежуточные реле в ячейках КРУ.
■ РЗЛ-02 имеет встроенную систему самодиагностики, выдающую сигнал при
обнаружении неисправности.
■ РЗЛ-02 обеспечивает сохранение информации о выбранных уставках и
конфигурации защит в энергонезависимой памяти в течение всего срока службы.
■ РЗЛ-02 обеспечивает доступ для смены уставок и конфигурации защит по линиям
связи с АСУ и ПЭВМ.
■ РЗЛ-02 позволяет фиксировать время совершения событий с дискретностью 1 с и
обеспечивает корректировку показаний календаря и часов по каналу связи RS485.
■ РЗЛ-02 позволяет представлять текущие параметры сети и параметры аварийных
событий во вторичных значениях или в первичных значениях.
■ РЗЛ-02 обеспечивает при срабатывании защиты автоматическую запись
осциллограммы действующих значений аналоговых сигналов (перечень аналоговых
сигналов – стандартный или согласованный при заказе) и временной диаграммы
дискретных сигналов (перечень дискретных сигналов стандартный или согласованный
при заказе) с дискретностью 10 мс. Длительность записи процесса – до 10 с, в том числе
предыстория процесса длительностью до 5 с. Чтение записи – по каналам связи RS232,
RS485.
■ РЗЛ-02 могут использоваться в качестве подсистемы нижнего уровня в различных
АСУ при применении протокола обмена MODBUS.
■ РЗЛ-02 позволяет производить дистанционные измерения параметров, управление
защищаемым электрооборудованием и контроль его работы.
И еще раз о гибкой логике.
Наличие свободно-конфигурируемой логики позволяет потребителю заказать
устройство согласно своим потребностям, заказав конфигурацию предприятиюизготовителю. При заказе или в процессе эксплуатации потребитель может внести
изменения в базовое Программное обеспечение (ПО) силами специалистов РЕЛСiС.
Возможность свободного перепрограммирования устройства делает РЗЛ-02
универсальным
устройством,
снимающим
множество
проблем
при
заказе,
проектировании, модернизации КРУ на энергетическом объекте.
4