Лзш защита что это
Схемы логической защиты шин
В этой статье речь пойдет о схемах выполнения логической защиты шин (далее — ЛЗШ) в КРУ 6(10) кВ на постоянном оперативном токе. Схема ЛЗШ может быть построена по схеме параллельного и последовательного соединения контактов отходящих линий.
Рассмотрим схему логической защиты шин при последовательном соединении контактов (рис.2). Структурная схема КРУ 6(10) кВ представлена на рис.1.
Рис.1 — Структурная схема КРУ 6(10) кВ
Рис.2 – Цепи ЛЗШ по схеме последовательного соединения
Принцип работы ЛЗШ при схеме последовательного соединения довольно прост. При возникновении короткого замыкания на отходящих линиях, срабатывает их МТЗ, тем самым блокируя работу ЛЗШ. При коротком замыкании на сборных шинах МТЗ отходящих линий не запускаются, контакты замкнуты и запускают работу ЛЗШ. В это время с минимальной выдержкой времени отключается вводной (секционный) выключатель.
Данная схема имеет ряд недостатков, а именно: • при большом количестве последовательно соединенных контактов, снижается надежность работы ЛЗШ, при обрыве одного из проводов, ЛЗШ выходит из строя.
• усложняется вывод отходящей линии в ремонт, приходиться ставить перемычку вместе где используется контакт ЛЗШ, во избежание разрыва цепи ЛЗШ.
Рассмотрим теперь схему логической защиты шин при параллельном соединении контактов (рис.3).
Рис.3 – Цепи ЛЗШ по схеме параллельного соединения
Данная схема более надежна и в ней отсутствуют недостатки при последовательном соединении. Принцип ее работы такой же как и при последовательном соединении.
Лзш защита что это
Николай Гринев, руководитель группы РЗА
ЗАО ПФ «КТП-Урал» – это производственно-инжиниринговое предприятие, осуществляющее весь комплекс работ от проектирования до ввода в эксплуатацию подстанций на класс напряжения 35, 110 и 220 кВ. Предприятие предлагает оригинальные, нестандартные проектно-конструкторские решения с учетом индивидуальных пожеланий заказчика и конкретных условий эксплуатации, реализованных в продукции собственного производства. Для оптимизации работы над проектами проектная и конструкторская группы были объединены в проектно-конструкторский центр. Объединение усилий конструкторов и проектировщиков позволило предлагать заказчикам нестандартные решения и выполнять индивидуальные разработки. Параллельно идет работа по созданию и внедрению инновационных технологий.
Николай Васильевич Чернобровов, известный практик релейной защиты, один из основателей системы обслуживания устройств РЗА, писал: «Создание селективных быстродействующих защит является важной и трудной задачей техники релейной защиты. Эти защиты получаются достаточно сложными и дорогими, поэтому они должны применяться только в тех случаях, когда более простые защиты, работающие с выдержкой времени, не обеспечивают требуемой быстроты действия…».
Логика современных цифровых защит в настоящее время строится путем реализации алгоритмов – аналогов существующих реле предыдущих поколений. И хотя эти алгоритмы надежны и проверены временем, они, к сожалению, не всегда оптимальны.
ПУЭ регламентирует: «В качестве защиты сборных шин электростанций и подстанций 35 кВ и выше следует предусматривать, как правило, дифференциальную токовую защиту без выдержки времени, охватывающую все элементы, которые присоединены к системе или секции шин».
Высокая стоимость современных цифровых терминалов РЗ иногда подталкивает заказчика к отказу от дифференциальной защиты шин (ДЗШ) и поиску альтернативных вариантов. Такая тенденция вкупе с широкими возможностями микропроцессорных устройств дает основание для размышлений на эту тему.
В настоящее время для защиты шин среднего и низкого напряжений в качестве основных используются дифференциальная и логическая защиты.
Специалистам нашей компании довелось принимать участие в проектировании подстанции, в которой на стороне среднего напряжения предусматривалась возможность двустороннего питания. И хотя использование ДЗШ в условиях многостороннего питания – это, безусловно, наилучшее решение, однако ввиду высокой стоимости оно нецелесообразно. Логическая защита шин (ЛЗШ) в её классическом понимании также неприменима, т.к. может действовать неселективно, скажем, при КЗ в трансформаторе.
Сегодня активно развивается малая энергетика. Чтобы гарантировать бесперебойное электроснабжение, например, потребителей газовой отрасли, к шинам низкого напряжения подключаются ГТУ небольшой мощности (до 12 МВт), работающие на попутном газе. Похожая ситуация в нефтяной отрасли и не только. При этом количество подключаемых генераторов может быть более пяти. В случае замыкания в любом из питающих элементов возможно нарушение селективности классической ЛЗШ. Кроме того, при постоянно включенном секционном выключателе и замыкании на защищаемой секции с первой выдержкой времени будет отключаться секционный выключатель и лишь со второй – ввод.
Известно, что в условиях многостороннего питания применяются направленные токовые защиты. В простейшем виде – с реле направления мощности прямой последовательности. У направленных токовых защит на электромеханической и полупроводниковой элементной базе есть свои недостатки. Первый – наличие так называемой «мертвой» зоны, что и предопределяет их использование в основном для защиты линий. Второй – большие выдержки времени, особенно на источниках питания (впрочем, это относится ко всем токовым защитам с временной селективностью).
В микропроцессорных устройствах защиты эффект «мертвой» зоны устранен, например, с помощью контура памяти.
Для обеспечения селективности в устройстве защиты любого явного или потенциального источника предлагается использовать орган направления мощности. Назовем его органом селективности. Он должен гарантировать формирование двух управляющих воздействий – «свой» или «чужой», в зависимости от знака мощности. «Свой» – при направлении мощности из защищаемого элемента, «чужой» – внутрь защищаемого элемента.
Направление проходящей мощности КЗ говорит о том, где возникло повреждение: на «своем» присоединении либо где-то ещё.
Можно сформулировать основные принципы выполнения селективной логической защиты:
- на каждом питающем элементе должны устанавливаться два комплекта направленной защиты: один – для блокировки устройств защиты других питающих элементов, второй – для отключения «своего» выключателя;
- для защит, срабатывающих при одном направлении мощности, должна быть собрана схема блокировки вышестоящих защит нижестоящими.
Отметим, что все предпосылки уже реализованы в современных терминалах РЗ. Так, в базовых версиях многих из них заложена функция трехступенчатой токовой защиты, причем некоторые или все ступени могут выполняться направленными.
Логика выдачи/приема сигнала блокировки в устройствах защиты может быть изменена на стадии заводского программирования.
Покажем на примере схемы, как организуется логическая защита шин. Для этого наметим к установке две независимые встречно-направленные ступени ЛЗШ: ЛЗШ-И (направление к шинам) и ЛЗШ-П (направление от шин) (рис. 1).
Энергосистему условно можно разбить на две области: область внешних и внутренних повреждений. При повреждении в области внешних замыканий должен отключаться выключатель поврежденного присоединения, при замыкании в защищаемой зоне – выключатели всех питающих элементов. Отметим, что при повреждении в области внешних замыканий сработает какая-либо блокирующая ступень ЛЗШ-П. Признаком замыкания в защищаемой зоне является одновременное несрабатывание всех комплектов ЛЗШ-П.
ЛЗШ может быть собрана по параллельной или последовательной схеме. Наиболее предпочтительной выглядит последовательная схема (рис. 2), обладающая важным качеством диагностики обрыва цепи. Логика, которая должна быть реализована в микропроцессорных устройствах, устанавливаемых на питающих вводах, показана на рисунке 3.
При наличии источников, значительно различающихся по мощности, для достижения нужной чувствительности необходимы два токовых органа, обеспечивающих различные уставки по току для ЛЗШ-И и ЛЗШ-П.
Рис.1. Схема размещения терминалов РЗ с комплектами ЛЗШ-И и ЛЗШ-П
Рис.2. Схема организации блокировки ВН-ЛЗШ
Рис.3. Упрощенная функционально-логическая схема организации ВН-ЛЗШ в терминале защиты «источника»
Уставки срабатывания ЛЗШ-И и ЛЗШ-П могут быть выбраны по известным условиям: ЛЗШ-И – по условию обеспечения необходимой чувствительности, ЛЗШ-П – по условию отстройки от максимальных нагрузочных токов.
Хочется отметить, что такое изменение логики окажется востребованным не только в терминалах защиты «очевидных» источников (трансформаторных вводов, генераторов, СВ), но и в устройствах РЗ «неочевидных» присоединений, например, отходящих линий (по ним в связи со спецификой их энергообъектов может происходить как потребление, так и генерация мощности), мощных двигателей или приемных концов параллельных линий, питающих защищаемые шины.
Итак, на стадии заводского программирования возможно дополнительно закладывать необходимое количество ступеней направленной МТЗ, орган направления мощности, контур памяти. Поскольку все реле в составе микропроцессорных устройств, за исключением выходных, виртуальны, предлагаемое изменение не должно повлечь за собой увеличение стоимости защиты.
Встречно-направленная ЛЗШ пригодна в первую очередь для сборных шин распредустройств, на которых нецелесообразно использовать ДЗШ. К ним можно отнести, во-первых, шины 35 кВ с небольшим количеством присоединений на подстанциях, где возможны режимы как выдачи, так и потребления мощности от сети; во-вторых, шины КРУ-6(10) кВ, размещенных на электростанциях небольшой мощности с работающими генераторами и оснащенных в обязательном порядке быстродействующей дуговой защитой.
При наработке положительного опыта эксплуатации предлагаемого алгоритма область его применения может оказаться ещё шире. Например, возможно предусматривать использование ВН-ЛЗШ на шинах 110 кВ и выше в качестве резервной по отношению к ДЗШ. В этом случае орган направления мощности должен выполняться с контролем нулевой и обратной последовательности.
Одновременное использование дифференциальной, встречно-направленной логической и максимальной токовой с временной селективностью защит повысит надежность релейной защиты.
Выводы
Применение встречно-направленной ЛЗШ позволит в ряде случаев отказаться от использования терминалов РЗ с функцией ДЗШ и в результате поможет снизить затраты на сооружение новых и реконструкцию старых энергообъектов.
Внедрить предложенный алгоритм в терминалы релейной защиты можно на стадии заводского программирования, без увеличения их стоимости.
Диагностика обрыва цепи, встроенная в алгоритм работы последовательной схемы организации ЛЗШ, а также высокая надежность микропроцессорных устройств обеспечат высокую надежность работы схемы в целом.
Широкие возможности цифровых устройств создали предпосылки для разработки новых алгоритмов работы релейной защиты, не имеющих аналогов в предыдущих поколениях защит. Пример такого алгоритма – ЛЗШ с абсолютной селективностью.
© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна
Что такое релейная защита и для чего она нужна?
- Для чего она нужна?
- Основные требования к защитным устройствам
- Классификация реле
- Конструкция РЗА
Для чего она нужна?
Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.
Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д. Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.
Основные требования к защитным устройствам
Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:
- Селективность. При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
- Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
- Быстродействие. Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
- Надежность. Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.
Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.
Классификация реле
При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:
- Способ подключения: первичные (включаются в цепь оборудования напрямую) и вторичные (подключение осуществляется через трансформаторы).
- Вариант исполнения: электромеханические (система подвижных контактов расцепляет схему) и электронные (отключение происходит с помощью электроники).
- Назначение: измерительные (осуществляют замер напряжения, силы тока, температуры и других параметров) и логические (передают команды другим устройствам, осуществляют выдержку времени и т.д.).
- Способ воздействия: релейная защита прямого воздействия (связана механически с отключающим аппаратом) и косвенного воздействия (осуществляют управление цепью электромагнита, который отключает питание).
Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.
- Максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывает если ток достигает заданной производителем уставки.
- Направленная максимальная токовая защита, помимо уставки осуществляется контроль направления мощности.
- Газовая защита (ГЗ), используется для того, чтобы отключать питание трансформатора в результате выделения газа.
- Дифференциальная, область применения – защита сборных шин, трансформаторов, а также генераторов за счет сравнения значений токов на входе и выходе. Если разница больше заданной уставки, релейная защита срабатывает.
- Дистанционная (ДЗ), отключает питание, если обнаружит уменьшение сопротивления в цепи, что происходит в том случае, если возникает ток КЗ.
- Дистанционная защита с высокочастотной блокировкой, используется для отключения ВЛ при обнаружении короткого замыкания.
- Дистанционная с блокировкой по оптическому каналу, более надежный вариант исполнения предыдущего вида защиты, т.к. влияние электрических помех на оптический канал не такое значительное .
- Логическая защита шин (ЛЗШ), также используется для выявления КЗ, только в этом случае на шинах и фидерах (питающих линиях, отходящих от шин подстанции).
- Дуговая. Назначение – защита комплектных распределительных устройств (КРУ) и комплектных трансформаторных подстанций (КТП) от возгорания. Принцип работы основан на срабатывании оптических датчиков в результате повышения освещенности, а также датчиков давления при повышении давления.
- Дифференциально-фазная (ДФЗ). Применяются для контроля фаз на двух концах питающей линии. Если ток превышает уставку, реле срабатывает.
Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:
- Автоматический ввод резерва (АВР). Такую автоматику часто используют при подключении генератора к сети, как резервного источника электроснабжения.
- Автоматическое повторное включение (АПВ). Область применения – ЛЭП напряжением 1 кВ и выше, а также сборные шины подстанций, электродвигатели и трансформаторы.
- Автоматическая частотная разгрузка, которая отключает сторонние приборы при понижении частоты в сети.
Помимо этого существуют следующие виды автоматики:
Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.
Конструкция РЗА
Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:
- Пусковые органы – реле напряжения, тока, мощности. Предназначены для контроля режима работы электрооборудования, а также обнаружения нарушений в цепи.
- Измерительные органы – могут также находиться в пусковых органах (реле тока, напряжения). Основное назначение – запуск других устройств, подача сигнала в результате обнаружения ненормального режима работы, а также мгновенное отключение приборов или с задержкой по времени.
- Логическая часть. Представлена таймерами, а также промежуточными и указательными реле.
- Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
- Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.
Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:
Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.
Будет полезно прочитать:
Распределительные устройства 6(10) кВ с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100. Схемы вторичных цепей релейной защиты на переменном оперативном токе
5 Логическая защита шин РУ-6(10) кВ
Как правило, селективное действие комплекта защиты, установленного на вводном выключателе РУ-6(10) кВ, реализуют замедлением соответствующих ступеней токовой защиты. Это может увеличить объем повреждений, сопровождающих КЗ на шинах, в связи с отключением выключателя с выдержкой времени.
Для выполнения требований ПУЭ, изложенных в п. 3.2.4 (уменьшение времени отключения КЗ) и п. 3.2.5 (селективность действия защит) [18] в РУ-6(10) кВ использован алгоритм логической защиты шин ЛЗШ [15, 17], действующий при возникновении КЗ на шинах.
Использование алгоритма ЛЗШ при КЗ в зоне действия защит отходящих присоединений, обеспечивает селективное действие токовой защиты вводного присоединения и уменьшение времени действия токовой защиты при КЗ на шинах.
При отсутствии КЗ в зоне действия защит отходящих присоединений и наличии КЗ, например, на шинах РУ-6(10) кВ, токовая защита вводного присоединения должна работать ускоренно.
Для выполнения требований, изложенных в [18], блокирование токовой защиты присоединения вводного выключателя не осуществляют.
БМРЗ, устанавливаемые в ячейках отходящих линий ОЛ и секционного выключателя СВ, формируют сигнал «ЛЗШд» (датчик ЛЗШ), информирующий о пуске токовых защит, действующих на отключение.
В БМРЗ, установленных в ячейках ВВ и СВ, предусмотрены входы «ЛЗШп» (приемник ЛЗШ), принимающие сигнал «ЛЗШд» (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 – Структурная схема ЛЗШ РУ-6(10) кВ
Для логической обработки сигналов «ЛЗШд» и «ЛЗШп» в БМРЗ-103-СВ предусмотрено несколько входов «ЛЗШп» и выходов «ЛЗШд», что позволяет гальванически развязать вторичные цепи секций шин распределительного устройства РУ-6(10) кВ.
Входы «ЛЗШп» и выходы «ЛЗШд» БМРЗ можно соединить в одну из двух схем ЛЗШ:
– ЛЗШ-А (рисунок 5.2) с последовательным соединением контактов;
– ЛЗШ-Б (рисунок 5.3) с параллельным соединением контактов.
Ф1.1 — Ф1.М — контакты «ЛЗШд» в БМРЗ на М отходящих фидерах 1 секции
Ф2.1 – Ф2.N — контакты «ЛЗШд» в БМРЗ на N отходящих фидерах 2 секции
Рисунок 5.2 – Схема ЛЗШ-А с последовательным
соединением контактов датчиков «ЛЗШд»
В схеме ЛЗШ-А при наличии оперативного питания на шинках ЕWB и всех замкнутых контактах «ЛЗШд» БМРЗ, имеющие входы «ЛЗШп», работают по ускоренным уставкам токовой защиты.
Размыкание любого из контактов «ЛЗШд» или исчезновение напряжения на шинках ЕWB переводят токовые защиты БМРЗ на работу по селективным уставкам.
Такая особенность схемы уменьшает вероятность неселективного отклю-чения секции при неисправности цепей ЛЗШ или нарушении питания.
Схему ЛЗШ-А с последовательным соединением контактов датчиков при питании устройств РЗА от блоков БПК-5 (БПК-5-Т) применять не рекомендуется.
После исчезновения напряжения на входе «ЛЗШп» запускается таймер в алгоритме «Вызов» и, по истечении выдержки времени на выходе БМРЗ, формируется обобщенный дискретный сигнал «Вызов».
Для правильной работы схемы, приведенной на рисунке 5.2, необходимо при настройке БМРЗ-103-ВВ и БМРЗ-103-СВ с помощью соответствующего программного ключа выбрать режим «ЛЗШ-А».
В схеме ЛЗШ-Б переход алгоритмов токовой защиты в БМРЗ на работу по селективным уставкам происходит только при выполнении двух условий – наличии напряжения на шинках EWBи замыкании одного из контактов «ЛЗШд».
Для исключения действия сигнала «ЛЗШд» на собственный вход «ЛЗШп»между соответствующими выходами «ЛЗШд» и входами «ЛЗШп» БМРЗ-103-СВ должны быть включены диоды VD1 и VD2 (см. рисунок 5.3).
При отсутствии напряжения на шинках EWB БМРЗ продолжают работать по ускоренным уставкам токовой защиты даже при замыкании контакта «ЛЗШд».
Рисунок 5.3 — Схема ЛЗШ-Б с параллельным соединением
контактов «ЛЗШд»
Для правильной работы схемы, приведенной на рисунке 5.3, необходимо при настройке БМРЗ-103-ВВ и БМРЗ-103-СВ с помощью соответствующего программного ключа выбрать режим «ЛЗШ-Б».
На рисунке 5.4 приведена принципиальная схема ЛЗШ-Б с параллельным соединением контактов «ЛЗШд» для РУ-6(10) кВ, использующая блоки питания комбинированные БПК-5 (БПК-5-Т) в качестве источников оперативного питания.
Сириус-2-М
Микропроцессорное устройство защиты «Сириус-2-М» предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряже-нием 3–35 кВ.
Устройство специализировано для применения в метрополитене.
- Функции
- Технические характеристики
- Исполнения
- Документация
Функции устройства Сириус-2-М
Функции защиты, выполняемые устройством:
- трехступенчатая максимальная токовая защита (МТЗ) от междуфазных повреждений с контролем двух или трех фазных токов (любая ступень может быть выполнена направленной, а также может иметь комбинированный пуск по напряжению);
- автоматический ввод ускорения любых ступеней МТЗ при любом включении выключателя; логическая защита шин (ЛЗШ) защита от обрыва фазы питающего фидера (ЗОФ); защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) по сумме высших гармоник; двухступенчатая защита от однофазных замыканий на землю по току основной частоты (первая ступень может быть выполнена направленной);
- защита минимального напряжения (ЗМН);
- выдача сигнала пуска МТЗ для организации логической защиты шин.
Функции автоматики, выполняемые устройством:
- операции отключения и включения выключателя по внешним командам с защитой от многократных включений выключателя; возможность подключения внешних защит, например, дуговой, или от однофазных замыканий на землю;
- формирование сигнала УРОВ при отказах своего выключателя;
- одно- или двукратное АПВ;
- реализация двух алгоритмов блокировки управления в зависимости от типа защищаемого присоединения.
Дополнительные сервисные функции:
- определение места повреждения (ОМП) при срабатывании МТЗ; фиксация токов и напряжений в момент аварии;
- измерение времени срабатывания защиты и отключения выключателя; встроенные часы-календарь;
- возможность встраивания устройства в систему единого точного времени станции или подстанции;
- измерение текущих фазных токов, напряжений, мощности; дополнительные реле и светодиоды с функцией, заданной пользователем;
- цифровой осциллограф; регистратор событий.
Устройство обеспечивает следующие эксплуатационные возможности:
- выполнение функций защит, автоматики и управления, определенных ПУЭ и ПТЭ;
- задание внутренней конфигурации (ввод/вывод защит и автоматики, выбор защитных характеристик и т.д.);
- ввод и хранение уставок защит и автоматики;
- контроль и индикацию положения выключателя, а также контроль исправности его цепей управления;
- определение места повреждения линии (для воздушных линий);
- передачу параметров аварии, ввод и изменение уставок по линии связи;
- непрерывный оперативный контроль работоспособности (самодиагностику) в течение всего времени работы;
- блокировку всех выходов при неисправности устройства для исключения ложных срабатываний;
- получение дискретных сигналов управления и блокировок, выдачу команд управления, аварийной и предупредительной сигнализации;
- гальваническую развязку всех входов и выходов, включая питание, для обеспечения высокой помехозащищенности;
- высокое сопротивление и прочность изоляции входов и выходов относительно корпуса и между собой.
Устройство не срабатывает ложно и не повреждается:
- при снятии и подаче оперативного тока, а также при перерывах питания любой длительности с последующим восстановлением;
- при подаче напряжения оперативного постоянного тока обратной полярности;
- при замыкании на землю цепей оперативного тока.
Технические характеристики устройства Сириус-2-М
Характеристика | Значение |
---|---|
Число аналоговых входов по току | 4 |
Число аналоговых входов по напряжению | 4 |
Число дискретных входов | 26 |
Число дискретных выходных сигналов (групп контактов) | 12 (26) |
Габаритные размеры (ВхШхГ), мм | 190х305х215 |
Масса, кг, не более | 7 |
IP52 со стороны лицевой панели
IP20 по остальным, кроме клемм подключения токовых цепей.
Устройство имеет полностью положительное заключение аттестационной комиссии ОАО «Россети» и рекомендовано к применению.
Устройство «Сириус-2-М» доступно для заказа в нескольких исполнениях. Конкретное исполнение устройства указывается в его обозначении, состоящем из следующих элементов:
Устройство «Сириус-2-М-tA-nnnB-ss», где
«Сириус-2-М» — фирменное название устройства;
tA – исполнение устройства по номинальному току вторичной обмотки ТТ:
5А – для номинального тока 5 А;
nnnB – исполнение устройства по напряжению оперативного тока:
110В – для напряжения питания 110 В постоянного тока;
220В – для напряжения питания 220 В постоянного или переменного тока;
ss – тип интерфейса связи с АСУ:
И1 – два интерфейса RS485;
И3 – один интерфейс RS485, один интерфейс Ethernet по «витой паре» (100BASE-TX) и протокол обмена Modbus TCP;
Пример записи обозначения устройства «Сириус-2-М» с напряжением оперативного питания 220 В, номинальным током ТТ 5 А и дополнительным интерфейсом RS485 при заказе: «Устройство Сириус-2-М-5A-220В-И1».
ЛЗШ – логическая защита шин: схемы, принцип действия, назначение, реализация
Определение логической защиты шин
Логическая защита шин в настоящее время входит в состав практически любого микропроцессорного терминала РЗА. Ее задача – отключить короткое замыкание на шинах РУ за минимально возможное время, ограничивающееся только собственным временем срабатывания электронной части терминала. Обычно это от 0,1 до 0,15 с.
Почему именно ЛЗШ является наиболее эффективной защитой для этой части РУ? Рассмотрим возможные варианты ликвидации КЗ на шинах.
К тому же трансформаторы тока с дополнительными обмотками дороже. Накладываются ограничения по проверкам РЗА присоединений: при случайной подаче тестового тока на него защита сработает ложно.
Вариант с использованием неполной дифференциальной защитой шин тоже не является достаточно эффективным.
Он отличается от предыдущего тем, что используются трансформаторы тока только питающих линий и мощных потребителей. Но его применение, ко всему прочему, сильно ограничено.
С увеличением тока КЗ каждая секунда его действия становится фатальной для электрооборудования. Чем дольше горит дуга, тем больше разрушений она приносит.
Из чего состоит ЛЗШ
Элементы логической защиты шин не сосредоточены в одном месте. Это система, объединяющая терминалы защит питающих и отходящих линий.
Отходящие линии при запуске собственных защит (обычно – МТЗ), формируют сигнал блокировки ЛЗШ. Для этого на каждом из них выделяется по одному дискретному выходу. Сигналы от всех отходящих линий секции поступают на дискретные входы терминалов фидеров питания. Для передачи используется система шин питания и управления, входящая в состав любого современного распределительного устройства. На этом, собственно, вся конструктивная часть и заканчивается. Остается выставить правильные настройки ЛЗШ на всех терминалах, задать назначение дискретных входов и выходов.
Терминалы секционных выключателей получают сигнал блокировки ЛЗШ от присоединений обоих секций, которые они соединяют. Для этого используются разные дискретные входы.
Схемы ЛЗШ
Работа ЛЗШ при внешнем КЗ
При внешнем коротком замыкании запускается МТЗ присоединения, на котором оно произошло. Естественно, отключение произойдет по истечении выдержки по времени, предусмотренной для данного тока замыкания.
Но, при наличии ЛЗШ, терминал выполнит еще одну задачу: выдаст сигнал ее блокировки.
Он поступит на терминалы фидеров, питающих секцию.
На этих терминалах, если произойдет срабатывание МТЗ, запустится ЛЗШ. Именно в них она настроена на отключение, на отходящих элементах оно не нужно, их задача – только передача сигнала о том, что КЗ находится в их зоне действия, и они готовы его ликвидировать.
В случае отказа МТЗ отходящей линии короткое замыкание будет устранено МТЗ питающего фидера или УРОВ. За отказ ЛЗШ не отвечает.
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Если короткое замыкание произошло на шинах РУ, сигнала блокировки от отходящих линий не поступит, так как ток КЗ через них не проходит. Запуск МТЗ питающих шины линий при отсутствии сигнала блокировки приведет к мгновенному действию ЛЗШ на отключение присоединений. Причем отключатся независимо друг от друга все выключатели, через которые в данный момент осуществляется питание. Если помимо ввода включен секционный выключатель, то ЛЗШ сработает и на нем.
Защита носит название логической именно потому, что ее работа связано с анализом места КЗ в системе: если ни один терминал отходящей линии не видит замыкание, значит – оно на шинах.
Зона, охваченная защитой, ограничивается местами установки трансформаторов тока всех присоединений секции. В этом она похожа на дифференциальную защиту шин, реализованную классическим образом. При срабатывании ЛЗШ формируется сигнал запрета АВР на поврежденную секцию.
Надежность ЛЗШ
В отличие от других защит, ЛЗШ редко срабатывает при проверках РЗА персоналом электролабораторий. При работе на отходящих присоединениях сигнал блокировки, хоть и поступает на входы терминалов линий питания, но вреда не приносит. Возможен только отказ в работе при совпадении фактора наличия проверочного тока на отходящем фидере и реальном КЗ на шинах, но вероятность такого казуса невелика.
При проверке РЗА питающей линии тем более ничего не произойдет. Если на шины приходит питание через секционный выключатель или другую линию питания, то их логические защиты работают независимо от проверяемой линии питания, достучаться до них оттуда нереально.
Этим ЛЗШ выгодно отличается от дифференциальных защит, работая в зоне действия которых можно ошибочно устроить масштабную техногенную аварию.
Поэтому, если при КЗ в комплектной ячейке дуга перескочит за выводы трансформатора, произойдет отказ ЛЗШ. И замыкание будет устранено только с выдержкой времени МТЗ питающего фидера.
Логическая защита шин
До развития микропроцессорной техники для защиты подстанций напряжением свыше 1000 вольт применялись различные системы на реле. Они потребляли огромное количество энергии для собственных нужд, были сложны в настройке и не отличались надёжностью. Сегодня эту задачу выполняют системы логической защиты шин, построенные на электронных блоках.
Релейная защита и автоматика
РЗиА – это система, предназначенная для защиты подстанции от аварийного режима работы. Она представляет собой сложнейший комплекс электрических и электронных устройств. Релейная защита и автоматика непрерывно контролируют состояние сети и, при необходимости, производят в ней различные переключения.
Любая РЗиА обладает селективностью (избирательностью). Т.е. она отключает именно тот участок энергосистемы, на котором возник ненормальный или аварийный режим работы. Соответственно, без напряжения остаётся часть потребителей, а не все сразу. Особенно это необходимо в случаях, когда отключение подразумевает нарушение тех. процессов предприятий, сопровождающихся риском возникновения ЧС или финансовых убытков.
Также релейная защита характеризуется быстродействием. Под этим свойством подразумевают время, затраченное на отключение повреждённого участка линии. Быстродействие тесно связано с селективностью. Уставка допустимого времени протекания аварийной ситуации учитывается в настройках терминала РЗиА, и от него зависит, на каком именно участке линия будет отделена от общей системы.
Дополнительная информация. Быстродействие защиты является её важнейшей характеристикой. Для правильной настройки нужна золотая середина. Если выдержки времени подобраны так, что они слишком короткие или продолжительные, то система будет отключать линии, которые в этом не нуждаются, т.е. будут происходить ложные срабатывания.
Из чего состоит ЛЗШ
Отвечая на вопрос «ЛЗШ защита что это», можно сказать, что она включает в себя сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для отключения линии при внештатном режиме работы. Все их условно можно разделить на 3 категории:
- Датчики – устройства, считывающие в реальном времени информацию о состоянии энергосистемы. Например, ток и напряжение на силовых шинах, частоту, сдвиг фазы и cosф нагрузки, а также температуру трансформаторов, окружающего воздуха и тому подобные показатели. Вся эта информация поступает в контроллер.
- Микропроцессорные терминалы – вычислительный орган системы. С натяжкой его можно назвать компьютером. Внешне представляет собой небольшую коробку с экраном, отображаемым состояние сети, и множеством кнопок для настройки прибора и его взаимодействия с человеком.
- Исполнительные органы – по аналогии с ПК это периферийные устройства. К ним относятся высоковольтные выключатели, вентиляторы и насосы систем охлаждения, различные приводы для коммутирующих устройств.
Упрощённо всё это работает следующим образом. На шинах подстанции возникает какая-либо внештатная ситуация, например, короткое замыкание. Трансформаторы тока регистрируют критическое превышение этого параметра. С них сигнал передаётся в микропроцессорный терминал, который его обрабатывает. При этом учитывается ток короткого замыкания, его продолжительность и ряд других характеристик. Затем терминал подаёт сигнал на исполнительный орган – вакуумный выключатель, который отключает участок линии, поражённый коротким замыканием.
Схемы организации ЛЗШ
Большинство комплексов логической защиты шин реализуется по последовательной или параллельной схеме. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы ЛЗШ похож в обоих случаях.
При последовательной схеме отдельные контакты следуют друг за другом. Пока все из них замкнуты, на вход блокировки ЛЗШ поступает сигнал, предотвращающий срабатывание защиты. Если хоть один контакт релейного терминала разомкнётся, то общая цепочка будет нарушена.
В случае с параллельной схемой контакты изначально находятся в нормально разомкнутом положении. Для срабатывания ЛЗШ также необходимо, чтобы один из них изменил своё состояние, т.е. замкнулся.
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ
Принцип действия логической защиты шин основан на отсечке линии при возникновении в ней тока короткого замыкания. В данном случае подразумевается, что КЗ произошло где-то за пределами подстанции. Пока линия находится в нормальном режиме работы, контакты ЛЗШ формируют сигнал блокировки. Он препятствует срабатыванию защиты, поэтому система находится под напряжением. Как только происходит КЗ или серьёзная перегрузка по току, контакты ЛЗШ размыкаются. Происходит включение защиты. Расчёт времени отключения линии напрямую зависит от интенсивности КЗ и настроек, внесённых наладчиком в терминал РЗиА.
Дополнительная информация. На воздушных линиях электропередач возможны неустойчивые короткие замыкания. Они могут быть вызваны перехлёстом проводов из-за ветра. В таком случае замыкание носит кратковременный характер, после его исчезновения линия снова включается в работу устройством автоматического повторного включения (АПВ).
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Другая цель применения ЛЗШ – это отключение напряжения при возникновении короткого замыкании на шинах. При этом речь идёт о КЗ, происходящем непосредственно на территории распределительного устройства (РУ) или подстанции. Данная ситуация имеет особенность. Замыкание происходит в непосредственной близи от трансформатора. Сопротивление шин до точки КЗ имеет минимальное значение. Ток замыкания будет крайне высоким, вплоть до десятков тысяч ампер. Терминал РЗиА, регистрируя такое большое значение, соберёт цепочку ЛЗШ быстрее, чем, если бы авария сформировалась где-то далеко от подстанции. Если по каким-либо причинам данный каскад защиты не отработает, то питание отключится тем, который стоит выше по цепи. При этом из работы выйдет вся секция. Срабатывание будет неселективным, что является нежелательным.
Надежность ЛЗШ
ЛЗШ, с точки зрения тестирования на работоспособность, имеет отличие от прочих видов защит. Она редко срабатывает при испытаниях сотрудниками измерительных лабораторий. Объясняется это тем, что ЛЗШ отводится менее значимая роль, соответственно, она имеет более длительные по времени выдержки срабатывания и просто не успевает опередить другие виды защит.
Чаще всего логическая защита шин даёт сбой вследствие КЗ трансформатора тока либо его виткового замыкания. К счастью, происходит такое довольно редко. В этом случае трансформатор просто не в состоянии корректно измерить протекающий через контролируемую им шину ток. Поэтому не может сформироваться сигнал блокировки защиты ЛЗШ, что приводит к её непреднамеренному срабатыванию.
Важно! Перед отключением проводов от трансформатора тока его выводы требуется замкнуть между собой. В противном случае в обмотке ТТ возможно наведение высоковольтного потенциала, который опасен для жизни обслуживающего персонала и может привести к повреждению оборудования.
ЛЗШ является сравнительно простой и действенной системой по обеспечению бесперебойной работы энергосистемы. Её применение ощутимо снижает негативные последствия аварийных ситуаций, а также существенно уменьшает риск их возникновения.