Новости Электротехники 3(123) 2020





<  Предыдущая  ]  [  Следующая  >
Журнал №2(2) 2000

Малогабаритные многофункциональные блоки релейной защиты КРУ 10(6) кВ и система их мониторинга.



Владимир Ида, к. т. н., начальник сектора перспективных разработок ОАО”ПО Элтехника”, Санкт-Петербург

Блоки релейной защиты обладают высокой надежностью, компактны, соответствуют современным требованиям в части организации систем супервизорного управления и сбора данных, обеспечивают дистанционное управление выключателями.

В современных условиях значение релейной защиты особенно возросло в связи с ростом мощностей электростанций, повышением напряжения электросетей, объединением энергосетей в единую. Релейная защита отечественных КРУ выполнялась на электромеханических реле, что влекло за собой увеличение габаритов отсеков для ее размещения, а сами системы имели достаточно низкую надежность, значительную потребляемую мощность, требовали регулярного, достаточно сложного тех. обслуживания контактной системы. В зарубежной практике широко применяются микропроцессорные (МП) устройства релейной защиты. Первая отечественная серия подобных блоков релейной защиты была разработана НТЦ “Механотроника”. Блоки обеспечивают защиту трансформаторов, двигателей, конденсаторов, управление выключателями фидеров, противоаварийную автоматизацию для сетей 0,4,…,35 кВ.
Достаточно широкое распространение в России получили МП блоки релейной защиты (МП БРЗ) семейства SPACOM производимые совместным предприятием “АББ Реле-Чебоксары”, блоки релейной защиты серии SEPAM 2000 производства фирмы MERLIN GERIN (Grouper Schneider). Они обеспечивают защиту трансформаторов, двигателей, конденсаторов, программируются, имеют аварийно-предупредительную сигнализацию.
Номенклатура блоков релейной защиты фирмы SIEMENS включает в себя более 50 наименований. Кроме функций защиты эти блоки обеспечивают мониторинг сети и аварийно-предупредительную сигнализацию (АПС). Специальные блоки релейной защиты оснащены последовательным интерфейсом для передачи информации на расстояние до 15 км.
Блоки релейной защиты перечисленных фирм обладают высокой надежностью, компактны, соответствуют современным требованиям в части организации систем супервизорного управления и сбора данных, обеспечивают дистанционное управление выключателями. Однако имеют высокую стоимость (порядка 2,5…5,0 тыс. USD), что существенно ограничивает их широкое применение. Для оснащения выпускаемых предприятием ОАО ПО “Элтехника” камер КСО современными МП БРЗ, после тщательного анализа, были выбраны блоки одной из зарубежных фирм. Критерии отбора: оптимальный набор функций защиты, минимальное соотношение цена/качество, возможность адаптации к отечественным КСО и КРУ.
С февраля с. г. мы приступаем к совместному производству первых двух русифицированных МП БРЗ SMPR-1 и IPR-A. Первое применение намечено во втором квартале 2000 года в ячейках КСО новой серии.
Основные характеристики МП БРЗ: программируемость, дистанционное управление выключателями, встроенный интерфейс RS485, хранение параметров сети, при которых произошло аварийное отключение выключателя, наличие жидкокристаллических и светодиодных индикаторов.
Ниже приводится краткое техническое описание примененных в КСО микропроцессорных блоков релейной защиты SMPR-1 и IPR-A.
Блок SMPR-1 функционирует следующим образом: данные от измерительных трансформаторов тока и напряжения поступают в процессор и обрабатываются. Если контролируемые параметры превышают установленные пределы, то формируется команда отключения или аварийно-предупредительный сигнал или и то и другое.
Функции и область применения блока могут быть классифицированы следующим образом: Область применения - защита производств, распределительных систем промышленного и общего назначения, трансформаторов, электродвигателей и генераторов.
Функции: измерения - средних значений (со скользящим усреднением) токов в фазах и на землю, максимальных мгновенных значений токов в фазах и на землю, линейных или фазных напряжений, активной, реактивной и полной мощности, активной и реактивной энергий, cos j , частоты, средних и максимальных значений токов в фазах для статистических расчетов мощности за определенный период времени; сигнализация - индикация и запоминание аварийных значений параметров сети, индикация положения главных контактов выключателя на жидкокристаллических (ЖКИ) и светодиодных индикаторах, программирование уставок; защита - МТЗ и токовая отсечка в фазах и на землю, МТЗ независимая и время зависимая, защита от повышения/понижения напряжения, защита от повышения/понижения частоты сети, защита по фактору мощности; связь - связь с удаленными персональными компьютерами и программируемыми логическими контроллерами через интерфейсы RS422 или RS485 по протоколу MODBUS, дистанционная установка параметров защиты, возможность дистанционного ВКЛ/ОТКЛ выключателя.
SMPR-1 позволяет пользователю просмотреть текущие значения параметров сети, значения уставок и сообщения об отключеньях выключателя и тревогах (см. Рис.1). Соответственно блок имеет 3 режима работы: автоматический, программирования уставок и режим просмотра контролируемых и рассчитываемых параметров.
Автоматический режим работы
В данном режиме на ЖКИ последовательно выводятся значения токов в фазах и на землю, линейных и фазных напряжений, частоты сети, активной, реактивной и полной мощностей, активной и реактивной энергий, причины последнего отключения выключателя и тревоги. Информация выводится последовательно, с интервалом 5 сек в следующем порядке: средние значения токов в фазах А, В и С и на землю, напряжения между фазами А и В, В и С, С и А, между фазами и нейтралью, частота сети, активная мощность. Блок SMPR-1 определяет направление мощности, что используется при реализации направленной защиты. Далее выводятся значения реактивной и полной мощностей, потребленные активная энергия и реактивная энергия.
При номинальных значениях контролируемых параметров SMPR-1 возвращается на начало цикла вывода оперативной информации, т. е. выводит на ЖКИ значение тока в фазе. А, затем в фазе В и т. д. В случае аварийного отключения выключателя фидера модуль релейной защиты выводит на ЖКИ сообщение, указывающее на причину отключения, например: перегрузка по току в фазе А.
Режим программирования
Для перехода в режим программирования SMPR-1 необходимо ввести пароль, после чего на ЖКИ появится сообщение о том, что блок установлен в режим ввода пороговых значений для токовых защит в фазах. В диалоговом режиме вводится вся необходимая информация.
Далее последовательно программируются:
  • токовая защита на землю;
  • конфигурация;
  • параметры канала связи;
  • защита по напряжению;
  • параметры функций измерения по запросам (режим применяется при статистической обработке данных, измеряются токи в фазах и суммарный ток для расчета активной, реактивной и полной мощностей за заданный интервал времени);
    - режим измерения параметров (задаются пороги срабатывания защит по фактору мощности и частоте сети);
    - режим тестирования реле.
Режим просмотра контролируемых и рассчитываемых параметров
Для перехода в режим просмотра следует нажать клавишу ДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗНАЧЕНИЯ, на ЖКИ появится сообщение: “действующие значения тока”. Далее будут выводиться действующие значения токов фидера в фазах и на землю. В данном режиме работы блока просматриваются все контролируемые и рассчитываемые параметры сети в следующем порядке:
- значения токов в фазах фидера и на землю;
- заархивированная информация (количество выполненных включений и отключений выключа-теля фидера);
- рабочая информация (указываются количества отключений по каждому виду защит);
- причина отключения выключателя фидера и значения контролируемых параметров при этом;
- значения напряжений и частоты контролируемого трехфазного фидера (если это было задано при программировании);
- последние пять событий, вызвавших отключение выключателя или формирование сигнала АПС с указанием значений токов и напряжений в фазах фидера;
- текущие значения контролируемых параметров (частота, активная, реактивная и полная мощности, фактор мощности, активная и реактивная энергии).
Схема подключения блока SMPR-1 приведена на Рис. 2.

Рис.1 Лицевая панель блока SMPR-1
Блок релейной защиты IPR-A отличается от блока SMPR-1 только в части обеспечиваемых защит. В нем реализованы все виды токовой защиты, но нет защит по напряжению, мощности и т. д., имеющихся в SMPR-1. Режимы работы и назначение клавиш блока IPR-A аналогичны блоку SMPR-1, поэтому не описываются.
Блоки сертифицированы и могут поставляться самостоятельно. Кроме того, предполагается расширение номенклатуры данной серии блоков. Так в ближайшее время будет производиться блок релейной защиты электродвигателей – IMPR-A. В настоящее время он проходит сертификационные испытания.
Наличие у блоков SMPR-1 и IPR-A последовательного интерфейса RS485 и распространенного протокола обмена информацией MODBUS RTU, позволяют легко организовать систему супервизорного управления и сбора данных в энергетических системах с большим количеством ячеек КРУ и КСО. В подобных системах информация о состоянии ячеек КРУ/КСО накапливается в программируемых логических контроллерах (PLC) и через заданные промежутки времени (или по запросам) передается на удаленный центральный диспетчерский пульт. Большинство современных (PLC) поддерживает данный протокол, поэтому вопрос использования стандартных протоколов обмена информацией между PLC и микропроцессорным модулем релейной защиты решается автоматически, что является еще одним важным достоинством данной серии блоков.
Подводя итог сказанному, можно сделать вывод: в системах релейной защиты предпочтительно использовать описанные МП БРЗ. Обосновывается это их многофункциональностью, возможностью организации мониторинга электроэнергетических систем, компактностью и низкой ценой. Кроме того, широкая номенклатура модулей позволяет организовать релейную защиту оптимальным образом по соотношению цена / реализуемые функции.

Рис. 2 Схема подключения блока релейной защиты SMPR-I


Очередной номер | Архив | Вопрос-Ответ | Гостевая книга
Подписка | О журнале | Нормы. Стандарты | Проекты. Методики | Форум | Выставки
Тендеры | Книги, CD, сайты | Исследования рынка | Приложение Вопрос-Ответ | Карта сайта




Rambler's Top100 Rambler's Top100

© ЗАО "Новости Электротехники"
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Segmenta Media создание и поддержка сайта 2001-2020