Шкаф дифференциально-фазной защиты линии 110-220 кВ

Предназначен для выполнения функций основной быстродействующей дифференциально-фазной защиты линии напряжением 110-220кВ и резервной ступенчатой защиты.

Состав шкафа:
Комплект дифференциально-фазной защиты и ступенчатых защит линии 110-220 кВ (полукомплект)
Монтажная единица для установки приёмника-передатчика сигналов по ВЧ каналу или по ВОЛС (ПВЗУ-Е (-ОК), АВАНТ Р 400 и т.п.

Защищаемые объекты:
-двух-концевые воздушные линии 110-220 кВ как с ответвительными, так и без ответвительных подстанций;
-много-концевые воздушные линии 110-220 кВ;
-воздушные линии 110-220 кВ внешнего электроснабжения тяговой нагрузки.

Основная информация:
ДФЗ состоит из двух или более полукомплектов, установленных на концах воздушной линии. Устройство полукомплекта защиты для одной стороны воздушной линии состоит из защитного терминала и соответствующего оборудования радиочастотной связи (высокочастотная часть), обеспечивающего передачу высокочастотных сигналов (радиочастотных сигналов) на другую сторону защищаемой линии (или другие стороны, обеспечивающие избирательность) по фазным проводам или проводящим кабелям.
Важным преимуществом дифференциальной защиты по сравнению с мгновенной или максимальной токовой защитой с выдержкой времени является то, что она намного более чувствительна и действует быстрее. В отличие от любой формы максимальной токовой защиты, которая срабатывает только в том случае, если ток превышает максимально допустимый для проводников, дифференциальная защита способна срабатывать при гораздо более низких уровнях тока.

Основные функции:

дифференциально-фазная защита (ДФЗ) линий любой конфигурации, в том числе линий с ответвлениями и линий внешнего электроснабжения тяговой нагрузки;
индивидуальный блок управления с автоматической проверкой исправности выключателя или с дублирующим запуском от защиты;
контроль исправности цепей переменного напряжения, основанный на сравнении напряжений двух вторичных обмоток ТН, собранных по схеме "звезда" и "разомкнутый треугольник", с воздействием на блокировку постоянного тока при обнаружении неисправностей в цепях напряжения( БНН);
восстановление фазовой характеристики DCF (для двух-концевых линий);
определение типа и расстояния до места повреждения;
онлайн-выбор активного набора уставок (из двух групп уставок).

Функции дифференциальной защиты шин:

Дифференциальная защита шино-провода;
Выборочное отключение зоны;
Очень короткое время отключения (<15 мс);
Исключительная устойчивость к внешним неисправностям, короткое время без насыщения (≥ 2 мс);
Разделенные по фазе измерительные системы• Интегрированная зона проверки• Можно сконфигурировать 48 отсеков• Можно защитить 12 секций шино-провода;
Функции защиты от сбоев прерывателя с селективным отключением;
Защита от сбоев выключателя (однофазный с током/без тока);
5 режимов работы, выбирается для каждого отсека;
Возможна отдельная параметризация для неисправностей шин и линий;
Независимо устанавливаемое время задержки для всех режимов работы;
2-ступенчатый режим работы отсека повторения отключения/отключения шины;
Средство меж-переключения (через интерфейс теле-защиты);
Режим “Низкого тока” с использованием вспомогательных контактов автоматического выключателя

Принцип действия:
Принцип действия ДФЗ основан на сравнении фаз токов по обоим концам защищаемой линии, получаемых от комбинированных фильтров токов I1+kI2. Сравнение фаз токов, протекающих по разным концам ВЛ, осуществляется посредством токов высокой частоты (ВЧ) по каналу, в качестве которого используется защищаемая линия. Защита обладает абсолютной селективностью и действует на отключение при всех видах КЗ в защищаемой зоне и не действует при внешних КЗ, качаниях, реверсе мощности, асинхронном режиме работы ВЛ, несинхронных включениях и режимах одностороннего включения без КЗ. В основных режимах защита действует без цепей напряжения. Принцип действия НВЧЗ 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. Защита действует при несимметричных КЗ как направленная с ВЧ блокировкой, при трехфазных КЗ – как направленная дистанционная ВЧ защита с блокировкой при качаниях. Защита не срабатывает при внешних КЗ, не полно-фазных режимах, реверсе мощности при каскадных отключениях КЗ, несинхронных включениях и режимах одностороннего включения без КЗ. ВЧБ действует при КЗ на землю как токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) с ВЧ блокировкой, а при несимметричных и симметричных КЗ без земли – как дистанционная защита (ДЗ) с ВЧ блокировкой. Излишние срабатывания при внешнем КЗ предотвращаются посылкой блокирующего ВЧ сигнала передатчиком полукомплекта защиты того конца линии, на котором мощность нулевой последовательности направлена от шин в линию. При КЗ на защищаемой линии блокирующий ВЧ сигнал снимается и разрешается действие защиты на отключение. Функция УРОВ реализует принцип индивидуального устройства, причём возможно выполнение универсального УРОВ как по схеме с дублированным пуском, так и по схеме с автоматической проверкой исправности выключателя. АРПТ содержит три ступени, которые действуют на сигнализацию и на выходные реле.
Защита выполнена пофазной и содержит пусковые органы, действующие при КЗ на любой из систем шин, а также избирательные органы первой и второй систем шин, определяющие поврежденную систему шин. Сигнал на отключение поврежденной системы шин появляется только при срабатывании пускового и избирательного органов поврежденной фазы/фаз. Отключение выключателей осуществляется с помощью групп выходных промежуточных реле, предусмотренных для каждого выключателя. Выходные промежуточные реле каждого присоединения при срабатывании обеспечивают отключение выключателя через два соленоида отключения. Указанные группы выходных промежуточных реле содержат дополнительные контакты, которые могут использоваться для пуска УРОВ (2 контакта) и запрета АПВ. Для обеспечения резервирования в шкафах ШЭ2607 061 предусмотрено три комплекта УРОВ для ШСВ, СВ1 и СВ2. Функция УРОВ для этих выключателей реализует принцип индивидуального устройства, причем возможно выполнение универсального УРОВ как по схеме с дублированным пуском, так и по схеме с автоматической проверкой исправности выключателя. Каждый из комплектов УРОВ обеспечивает действие на отключение резервируемого выключателя без выдержки времени, а затем с выдержкой времени – действие на отключение смежных выключателей и запрет АПВ.
Функция АУВ обеспечивает приём команд отключения и включения, контроль и фиксацию положения выключателя, блокировку от многократных «прыганий». ТЗНП с отстройкой от БТН имеет две ступени для защиты от КЗ на землю и возможность ускорения при включении выключателя. Токовая защита ТОУ имеет одну ступень при перегрузке и вторую, с зависимой от тока уставкой, действующую на отключение выключателя ВН блока. Характеристика реле тока второй ступени выбирается из трёх стандартных и задаваемой пользователем. Реле тока ТО реагирует на фазные величины токов. Одноступенчатая междуфазная МТЗ трансформатора вводится в работу при отключении генератора. АЛАР имеет одну сигнальную ступень, срабатывающую на первом цикле асинхронного режима, и три рабочие ступени (зоны действия), действующие на заданных циклах. Первая зона охватывает генератор, вторая – трансформатор блока, третья – систему вне блока. При этом третья зона (ступень) имеет два выхода, избыточный и дефицитный, действующие в зависимости от знака скольжения. Индивидуальное УРОВ действует (по выбору) с дублированным пуском или с автоматической проверкой исправности выключателя

Особенности:
Орган сравнения фаз токов ДФЗ имеет интегрирующие свойства. Пусковые органы, действующие на пуск ВЧ передатчика и в цепи отключения, реагируют на:
• ток обратной последовательности;
• ток нулевой последовательности;
• приращение векторов тока обратной и прямой последовательности;
• разность фазных токов. Дополнительные дистанционные пусковые органы и реле направления мощности нулевой последовательности позволяют использовать защиту для работы на линиях с ответвлениями. Пусковые органы, работающие по приращениям векторов симметричных составляющих, позволяют использовать защиту для работы в сети внешнего электроснабжения тяговой нагрузки. Дополнительные дистанционные пусковые органы и реле направления мощности нулевой последовательности позволяют использовать защиту для работы на линиях с ответвлениями. Устройство включает в себя полноценный набор резервных защит линии, действие которых может осуществляться независимо от ДФЗ. В случае потери ВЧ канала и вывода ДФЗ из действия функции резервных защит остаются. Набор резервных защит линии содержит:
• четыре ступени дистанционной защиты (ДЗ) от междуфазных КЗ и одну ступень от замыканий на землю;
• в ДЗ, по выбору, имеется два алгоритма блокировки при качаниях:
• по скорости изменения векторов токов обратной или прямой последовательности; • по скорости изменения векторов сопротивлений;
• четырехступенчатую токовую направленную защиту нулевой последовательности (ТНЗНП). Каждая ступень может работать как направленная, так и ненаправленная. Направленность первой и второй ступеней ТНЗНП обеспечивается разрешающим реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП), а третьей и четвертой ступеней – как разрешающим, так и блокирующим РНМНП;
• дополнительную защиту от многофазных КЗ – токовую отсечку, включенную на три фазных тока. Логикой работы дистанционной и токовой защит предусмотрена возможность ускорения защит от оперативного переключателя и при приеме сигналов по ВЧ каналам. Предусмотрена передача по ВЧ каналам сигналов ускорения защит, установленных на другом конце линии.
Питание оперативным постоянным током комплекта шкафов осуществляется от отдельных автоматических выключателей, причем питание терминала, питание цепей электромагнитов включения и первой группы электромагнитов отключения выключателя, а также питание цепей второй группы электромагнитов отключения выполнены от отдельных автоматических выключателей, благодаря чему имеется возможность отключения выключателя даже при неисправном терминале комплекта. При этом обеспечивается правильная сигнализация положения выключателя.

Представления и особенности:

1. Энергосберегающий и эффективный. Доступно преобразование частоты и ускорение; посредством сигналов обратной связи от ПИД-регулятора преобразователь частоты продукта автоматически регулирует вентиляторы для экономии энергии, стабилизации давления или расхода. Система снабжена вспомогательными устройствами независимой разработки и может автоматически адаптироваться к лучшему энергосберегающему эффекту в зависимости от местного климата и температуры.

2. Автоматизация и надежность. Простота эксплуатации и управления; управление продуктом можно программировать, а его устройство обратной связи по сигналу находится под центральным компьютерным управлением. Различные функции защиты для обеспечения надежной работы.

3. Экономия затрат. В продукте используется один блок управления для управления как минимум двумя (или более) двигателями, тем самым эффективно сокращая количество блоков управления двигателями в схемах, особенно преобразователей частоты, оптимизируя стоимость изготовления схем, снижая стоимость блоков управления двигателями вдвое и даже в несколько раз. , и избежание растраты ресурсов; Кроме того, компоненты управления двигателем, такие как преобразователи частоты, приспособлены для управления, по крайней мере, двумя двигателями (или более), таким образом, чтобы минимизировать потери энергии и максимизировать эффект энергосбережения схем управления двигателями.

Конструктивные особенности:

Шкаф представляет собой цельносварной или сборный каркас из гнутого стального профиля.
Шкаф устанавливается на цоколь, в котором предусмотрены нижний и передний люки с возможностью герметичного ввода кабелей.
Сверху может выполняться обрамление
Аппаратура может размещаться на монтажной панели (стационарной или поворотной) за обзорной дверью шкафа, либо на глухой двери.
Возможность изготовления конструкции шкафов как внутреннего, так и наружного исполнения.

Шкафы релейной защиты и автоматики обеспечивают:

Селективное и своевременное срабатывание при повреждении защищаемого элемента системы электроснабжения;
Внешняя программируемая индикация;
Функции управления (синхронизация, АПВ);
Предупредительная и аварийная сигнализация;
Регистрацию аварийных событий и запись осциллограмм;
Оперативную блокировку разъединителей и заземляющих ножей (ОБР);
Постоянные и непрерывные измерения (U, I, P, Q, S, f и Cos φ);
Определение места повреждения на ВЛ (ОМП);
Передачу информации в АСУТП по стандартным протоколам;

Шкафы и панели РЗА применяются как устройства основной и/или резервной защиты линий электропередачи напряжением 110...220 кВ с односторонним или двусторонним питанием, или как устройства защит линий электропередачи напряжением 330 кВ, где не предусматривается ОАПВ, и в которых электромагнитные переходные процессы мало отличается от процессов на линиях 220 кВ. Шкафы и панели позволяют выполнять функции автоматики и управления высоковольтными выключателями.
В шкафах и панелях устанавливаются от одного до трех микропроцессоров , аппараты оперативного управления, устройства для тестирования/испытаний, сигнализации, а также устройства для организации каналов связи с АСУ. Комплекты в шкафах и панелях конструктивно независимы друг от друга, имеют независимые органы управления и ряды зажимов. Автоматика РПН может быть выполнена на базе устройств различных изготовителей, тип которых определяется при заказе.

Условия эксплуатации:

температура окружающего воздуха от минус 10 до плюс 55 0С;
атмосферное давление от 73,3 до 106,7 кПа (от 550 до 800 мм рт.ст.);
относительная влажность при плюс 25 0С – до 98 %;
окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов, разрушающих изоляцию и металлы. Содержание коррозионно-активных агентов в окружающей среде не должно превышать концентрации, соответствующей атмосфере типа II по ГОСТ 15150-69;
место установки шкафа должно быть защищено от попадания брызг: воды, масел, эмульсий, а также от прямого воздействия солнечной радиации.

К основным устройствам автоматики относят:
– автоматическое повторное включение (АПВ). Практика эксплуатации энергосистем показала, что значительное число КЗ имеет неустойчивый проходящий характер. При снятии напряжения с поврежденной установки электрическая прочность изоляции вместе повреждения быстро восстанавливается и установка вновь включается устройством АПВ в работу безосмотра и ремонта;
– автоматическое включение резервного питания, или автоматический ввод резерва (АВР). Автоматический ввод резерва подключает резервный источник питания (трансформатор, линию) при исчезновении питания от рабочего источника. Существуют также следующие виды технологической автоматики:
– автоматическое регулирование возбуждения генераторови синхронных двигателей (СД) (АРВ);
– автоматическое регулирование положения переключателя регулятора под нагрузкой (РПН) силового трансформатора;
– автоматика охлаждения силовых трансформаторов;
– определение места повреждения на линии электропередачи (ОМП).
К противоаварийной режимной автоматике относят автоматическую частотную разгрузку (АЧР) иавтоматическое включение потребителей, отключенных действием АЧР, после восстановления частоты (ЧАПВ). Автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных двигателей.Эта автоматика управляет величиной тока возбуждения и воздействует на систему возбуждения генератора или синхронного двигателя. Измерительные органы АРВ контролируют напряжение и ток генератора и поддерживают напряжение на выводах генератора согласно принятому закону регулирования. Автоматическое регулирование напряжения силового трансформатора (АРНТ) устанавливается на трансформаторах, оснащенных устройствами регулирования напряжения поднагрузкой (РПН). Автоматика регулирует уровень напряжения на шинах низшего напряжения (НН) или среднего напряжения (СН) трансформатора путем переключения количества витков на стороне высшего напряжения(ВН) трансформатора.

Подвод кабелей предусмотрен снизу через отверстия в днище шкафов. Присоединение шкафов к внешним цепям осуществляется на рядах зажимов, которые устанавливаются вертикально и расположены с задней стороны шкафов.

Перейти в другие разделы:

Вернуться к списку