3.1.2 Неполная дифференциальная защита шин
Неполная дифференциальная защита шин применяется для защиты шин ГРУ 10 кВ от междуфазных КЗ, при условии выполнения всех фидеров, питающихся от ГРУ, реактированными. Но поскольку в данном проекте фидеры не реактивированы, то данная защита не используется.
3.1.3 Защита от замыканий на землю
В распределительных сетях 10 кВ в качестве защиты от замыканий на землю на каждой секции 10 кВ (в ячейке ТН) установлена неселективная сигнализация, реагирующая на напряжение 3Uо. Защита срабатывает при возникновении замыкания на землю в любой точке электрически связанной сети -10 кВ и действует на сигнал с выдержкой времени 9 секунд.
Для защиты от замыканий на землю в ячейке ТН установлен микропроцессорный терминалSPAC-804, действующий на сигнал.
Возможность выполнения логической защиты шин (ЛЗШ) 10 кВ появилась только с началом применения микропроцессорных защит присоединений 10 кВ, так как для выполнения ЛЗШ используется обмен информацией между защитами питающих элементов и защитами фидеров. Принцип действия ЛЗШ на каждом питающем элементе: если сработали токовые реле питающего элемента и не сработали токовые реле ни на одном фидере, следовательно, это КЗ на секции шин, при этом ЛЗШ действует без выдержки времени на отключение питающего элемента.
В ячейках генераторов предусматривается:
• защита от многофазных замыканий в обмотке статора генератора (дифференциальная токовая защита, в зону действия которой входит генератор и токопровод от генератора до КРУ);
• защита от перегрузки;
• максимальная токовая защита с комбинированным пуском напряжения от внешних коротких замыканий;
• защита от однофазных замыканий на землю в обмотке статора (земляная защита);
• защита от двойных замыканий на землю.
Защиты выполняем на комплекте защит SPAC 803. Устройство SPAC 803 предназначено для выполнения необходимых функций по защите, автоматике, управлению и сигнализации комплектного распределительного устройства синхронного генератора напряжением 10 кВ.
Устройство предназначено для установки в комплектных распределительных устройствах электрических станций, а также на панелях управления.
Конструктивно устройство SPAC 803 выполнено в виде кассеты блочно-унифицированной конструкции европейского стандарта с передней прозрачной крышкой. Для защиты от внешних воздействий кассета закрыта с верхней, нижней и задней сторон металлическими стенками.
Кассета представляет собой двухъярусную конструкцию, внутри которой располагается ряд блоков, на лицевой плите которых указывается тип блока. Блоки выполнены съемными и устанавливаются в кассету на направляющих. В верхней части кассеты находятся: блок входных трансформаторов, блок питания, измерительные блоки. Блок питания и блок входных трансформаторов располагаются за лицевой плитой, на которой находится также индикатор блока питания. На лицевой плите нанесен тип устройства с указанием номинальных технических данных, а также расшифровка индикации измерительных блоков. На лицевой плите измерительных блоков располагаются элементы индикации и кнопки управления.
В нижней части кассеты располагаются блоки входных цепей, блоки выходов и блок управления. На лицевой плите блока управления располагаются элементы индикации и кнопки управления, с помощью которых производится выставление установок и считывание информации из регистров памяти блока.
Блоки входов и выходов располагаются за лицевой плитой, на которой нанесена расшифровка индикации блока управления. Всего установлено два блока входов и два блока выходов с максимальным количеством входных цепей и выходных реле 16. Входные цепи имеют оптоэлектронную развязку от цепей оперативного питания, обеспечивающую требуемый уровень изоляции устройства (2 кВ).
Выходные цепи выполнены на реле с различными количеством и типами контактов. Выходное реле фиксации команд (РФК) выполнено с использованием двухпозиционного реле. С целью увеличения количества контактов некоторые цепи выполнены с одновременным срабатыванием двух реле.
Электрическая связь между блоками, устанавливаемыми в кассете, осуществляется с помощью разъемов. Межблочный монтаж кассеты выполняется с помощью объединительной печатной платы. Блок трансформаторов, блоки входов и выходов соединяются с объединительной печатной платой с помощью съемных гибких жгутов.
Для подключения устройства к внешним цепям на обратной стороне устройства на металлической стенке предусмотрены клеммные колодки для подключения проводников. Клеммные колодки токовых цепей предназначены для присоединения под винт одного или двух одинаковых проводников общим сечением до 6 мм2 включительно и сечением не менее 1 мм2 каждый, а клеммные колодки цепей питания, входных и выходных цепей предназначены для подсоединения под винт одного или двух одинаковых проводников общим сечением до 2,5 мм2 включительно и сечением не менее 0.5 мм2 каждый. Колодки токовых цепей выполнены неразъемными, а остальные колодки позволяют производить отключение цепей с помощью разъемов.
Предусмотрен разъем для связи устройства с высшим уровнем АСУ ТП (порт последовательной передачи данных). Для связи должен использоваться асинхронный последовательный коммуникационный протокол SPA-bus. Входные и выходные уровни сигналов должны быть совместимы с TTL- логикой.
Питание устройства производится от преобразовательного блока питания, который обеспечивает необходимые уровни напряжения для функционирования блоков устройства. Подача оперативного питания производится через отдельный разъем Х14, расположенный на задней стенке.
Переменный ток от измерительных трансформаторов тока (ТТ) подается через клеммные колодки на блок входных трансформаторов. В блоке трансформаторов производится гальваническое разделение цепей устройства от цепей измерительных трансформаторов и преобразование уровней входных сигналов до необходимых для работы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) уровней. Устройство может быть подключено к измерительным ТТ по трехфазной или двухфазной схеме.
Преобразованные сигналы от блока трансформаторов с помощью гибкого экранированного жгута поступают через разъемы, расположенные на объединительной плате, на вход измерительных блоков, где производится их обработка.
Измерительные блоки выполняется в виде самостоятельных устройств на цифровой элементной базе. Они имеют независимую систему самоконтроля, которая обеспечивает высокую надежность блоков благодаря постоянному контролю аппаратной и программной части.
Блоки обеспечивают преобразование сигналов от промежуточных трансформаторов тока в последовательность двоичных кодов и сравнение их с уровнем уставок. В случае превышения уставки в регистры памяти записываются параметры аварийного режима и формируется логический сигнал, который поступает на вход блока управления. На вход блока управления поступают также логические сигналы от блоков входов, которые обеспечивают прием внешних входных сигналов и гальваническую развязку. Назначение входов строго фиксировано и определяется функциями управления и защиты. Устройство SPAC 803 обеспечивает прием до 16 логических сигналов двумя блоками.
Блок управления производит обработку поступающих на его входа сигналов по заранее определенному алгоритму. Алгоритм обработки может быть изменен пользователем с помощью программных переключателей, которые определяют различное действие входных воздействующих сигналов на выходные цепи (действие на сигнализацию или отключение и т. п.). Блок управления формирует сигналы срабатывания выходных реле сигнализации и отключения.
Сброс светодиодной сигнализации и выходных сигнальных реле производится кнопкой “сброс/шаг”, расположенной на блоке управления L2210 и на измерительном блоке.
Блок выходных реле обеспечивает прием команд от блока управления и срабатывание реле управления и сигнализации. Микропроцессорная часть устройства производит постоянный контроль состояния выходных реле, обеспечивая высокую готовность к действию. Предусмотрены меры, исключающие самопроизвольное срабатывание выходных реле.
Связь устройства SPAC 803 с другими устройствами релейной защиты и автоматики через приемные и выходные цепи рекомендуется производить на уровне напряжения 110, 220 В.
Виды защит, реализованных на данном комплекте защит.
- Дифференциальная защита.
Начальный ток срабатывания первой ступени дифференциальной защиты (с торможением) 3DI > (0,05...0,5)х IN.
Время срабатывания ступени защиты при кратности токов к уставке равной 4, мс не более 45.
Чувствительность второй ступени дифференциальной защиты (дифференциальной отсечки) 3DI >> (5...30) хIN
Время срабатывания ступени защиты при кратности токов (1,1...2,6) 3DI>>, мс не более 40.
Диапазон коррекции коэффициента трансформации трансформаторов тока 0,4...1,5.
Погрешность тока срабатывания от уставки ±4% или ±2% х IN.
- Защита от перегрузки (тепловая защита).
Диапазон уставок по току полной нагрузки генератора Iq 0,50...1,50хIN
Уставка по безопасному времени заклинивания ротора t6x, (время отключения холодного генератора при токе 6х IN) 2,0...120 с
Постоянная времени нагрева генератора, th 32 хt6х
Постоянная времени охлаждения генератора в состоянии покоя kc, диапазон уставок 1...64 х th
Уровень предварительной тепловой сигнализации qа 50...100% от уровня отключения
Уровень запрета повторного пуска 20...80% от уровня отключения генератора qi.
- Максимальная токовая защита
Вторая ступень МТЗ
Защита имеет два принципа работы: