Методические указания по выбору характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии (стр. 1 из 12)

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ЭНЕРГЕТИКЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ РУКОВОДЯЩИХ РАБОТНИКОВ

И СПЕЦИАЛИСТОВ -

(ПЭИпк)

КАФЕДРА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ, СЕТЕЙ И СИСТЕМ

А.Л. Соловьев

Методические указания по выбору

характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии

SEPAM

производства фирмы

Шнейдер Электрик

Часть первая

г. Санкт-Петербург

2005
СОЛОВЬЕВ АЛЕКСАНДР ЛЕОНИДОВИЧ, кандидат технических наук, доцент

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ХАРАКТЕРИСТИК И УСТАВОК ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ТЕРМИНАЛОВ СЕРИИ SEPAM ПРОИЗВОДСТВА ШНЕЙДЕР ЭЛЕКТРИК

Методические указания с примерами

Часть первая

Одобрены и рекомендованы к опубликованию Ученым Советом Института

Протокол № 2 от 27 октября 2004 г.

В первой части рассмотрены методы и примеры выбора времятоковых характеристики и уставок ступенчатых защит сетей 6 - 35 кВ от междуфазных коротких замыканий (КЗ) концерна Шнейдер Электрик серии Sepam. Рассмотрены варианты согласования терминалов Sepam с различными типами реле. Предназначено для специалистов, работающих в области релейной защиты и системной автоматики, эксплуатирующих цифровые защиты серии SEPAM.

Научный редактор: М.А.Шабад, кандидат технических наук, доцент

Издание Петербургского энергетического института повышения квалификации руководящих работников и специалистов

Минпромэнерго РФ

2005

Предисловие

Известная электротехническая фирма "Шнейдер Электрик" выпускает и поставляет в Россию различное электрооборудование и в том числе микропроцессорные (цифровые) реле-терминалы серии SEPAM.

Компания Шнейдер Электрик с 2000 года приступила к выпуску новой серии микропроцессорных защит Sepam 1000+. Применяемые при разработке этой серии технические решения позволили создать фактически универсальные устройства релейной защиты с широким спектром применения в сетях 6-35 кВ. Цифровые терминалы серии Sepam 1000+ обладают всеми стандартными функциями микропроцессорных защит: измерением, релейной защиты, системной автоматики, самодиагностики, диагностики работы коммутационного аппарата и сети, цифрового осциллографирования и имеют связь с системой АСУ по интерфейсу RS-485 c открытым протоколом MODBUS. Данные устройства имеют модульную конструкцию и программное формирование защит. Применяя эти принципы при построении терминалов Sepam компания Шнейдер Электрик предлагает потребителю многофункциональные программируемые устройства для различных применений в системах релейной защиты и системной автоматики. Таким образом, наладив производство трех типов электронных аппаратов: Sepam серии 20, Sepam серии 40 и Sepam серии 80, компания Шнейдер Электрик выпускает целую серию надежных и простых в эксплуатации устройств. Снижение номенклатуры выпускаемой продукции позволило обеспечить более высокую надежность этих устройств. Терминалы Sepam имеют 16 типов различных времятоковых характеристик защит. Это позволяет использовать эти реле для работы совместно с другими устройствами релейной защиты, включая электромеханические реле.

Sepam серии 20 представляет собой терминал для использования в простых защитах одного присоединения, основанных на измерении токов или напряжений. Например: защита воздушных линий со встроенным АПВ; защита вводов и фидеров подстанции от междуфазных КЗ и замыканий на землю; защита трансформаторов 6-10 кВ малой мощности от перегрузок (в том числе тепловая защита с учетом температуры окружающей среды и двумя группами уставок для разных режимов обдува); защита двигателей от внутренних повреждений и повреждений, зависящих от нагрузки с контролем режима пуска, включая защиту от перегрузок (в том числе термическая защита с учетом температуры окружающей среды и кривой холодного состояния, которую можно отрегулировать в соответствии с характеристиками двигателя). Устройства Sepam серии 20 B21 и B22 с модулями измерения напряжения применяются для контроля напряжения и частоты сети; обнаружения потери питания при помощи органов скорости изменения частоты (для распредустройств с генераторами).

Sepam серии 40 позволяет одновременно измерять токи и напряжения. Поэтому, в дополнение к функциям Sepam серии 20, реле Sepam серии 40 обеспечивает реализацию направленных защит. Sepam серии 40 позволяют выполнить защиты кольцевых сетей или сетей с вводами, работающими параллельно; защиты от замыканий на землю для сетей с глухозаземленной нейтралью, изолированной нейтралью и резистивным заземлением нейтрали. В 40-й серии имеется редактор логических уравнений, позволяющий реализовывать различные функции автоматики. Цифровой осциллограф обеспечивает запись 12 аналоговых и 16 дискретных параметров на временном интервале до 20 секунд. В энергонезависимой памяти реле сохраняются подробный журнал последних 200 аварийных состояний и осциллограммы последних 5 аварийных режимов. Устройства 40 серии позволяют выполнять технический учет электроэнергии.

Sepam серии 80 могут быть использованы для защиты любого электроэнергетического оборудования в сетях 6-35 кВ и силовых трансформаторов 110 (220) кВ. Устройства 80 серии обладают всеми необходимыми защитами, имеют большое число дискретных входов и выходных реле (в максимальном варианте - до 42 входов и 23 выходов), расширенный редактор логических уравнений. Это позволяет применять эти терминалы в устройствах сложной системной автоматики. Терминалы Sepam серии 80 имеют возможность построения (по 30 точкам) и реализации "пользовательской" времятоковой характеристики для токовых защит. Цифровые терминалы Sepam серии 80 применяются для защиты генераторов средней и большой мощности, трансформаторов 35-220 кВ, мощных синхронных и асинхронных двигателей, трансформаторных вводов с напряжением 6-10 кВ. Функциональное назначение терминалов Sepam серии 80 и алгоритм работы системной автоматики определяются программным обеспечением сменного картриджа. В программу сменного картриджа также записываются все настройки и регулировки, выполненные пользователем. Заменой картриджа можно изменить назначение цифрового терминала. Для сохранения большого объема записанных осциллограмм аварийных процессов (при исчезновении оперативного питания) применяется литиевая батарея.

Какие функции и параметры срабатывания (уставки) выбрать и задействовать, чтобы стандартное заводское "реле" превратить в "релейную защиту" конкретной электроустановки? Ответам на эти практические вопросы посвящено данное учебное пособие, предназначенное для пользователей цифровых реле-терминалов серии SEPAM.

В учебном пособии по расчетам характеристик и уставок релейной защиты электроустановок с терминалами SEPAM рассматриваются следующие вопросы:

1. Времятоковые характеристики ступенчатых токовых защит сетей 6 и 10 кВ от междуфазных коротких замыканий (КЗ) и от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в терминалах SEPAM, предназначенных для присоединений 6-35 кВ распределительных сетей России.

2. Выбор рабочих уставок максимальной токовой защиты (МТЗ) по току и по времени при междуфазных КЗ и при ОЗЗ. Рассматриваются варианты использования различных типов реле (терминалов) на питающих и отходящих линиях в сочетаниях: SEPAM – SEPAM, SEPAM – РТ-80(РТВ), SEPAM – SPAC и т.п., а также SEPAM – ПКТ (предохранитель 6 или 10 кВ). Варианты ОЗЗ рассматриваются для разных режимов заземления нейтрали 6 (10) кВ. Приводятся численные примеры расчетов. Рассматриваются варианты выбора рабочих уставок по току и по времени для токовых отсечек, логической защиты шин 6 (10) кВ.

3. Выбор рабочих уставок защит понижающих трансформаторов 6/0,4 кВ и 10/0,4 кВ: токовой отсечки, максимальной токовой защиты, защиты от ОЗЗ, защиты от КЗ на землю в сети 0,4 кВ.

4. Ввод выбранных характеристик и уставок в цифровых терминалах Sepam.

Расчеты уставок релейной защиты и автоматики электрооборудования в России и других странах имеют многолетние традиции, им посвящен ряд изданий [1 - 6]. Современный расчетчик релейной защиты в России эти традиции должен учитывать при использовании российских и зарубежных устройств РЗА, в том числе новых микропроцессорных (цифровых) реле-терминалов серии SEPAM.

1. Выбор уставок защит линий 6-35 кВ

1-1. Основные виды и схемы сетей 6-35 кВ

Распределительные сети 6-35 кВ предназначены для передачи электроэнергии потребителям и состоят из линий электропередачи, питающих ряд трансформаторных подстанций, или вводов к электроустановкам потребителей, а также из трансформаторных подстанций и распределительных пунктов [1,2].

Электрические сети различаются по конструктивному выполнению (воздушные и кабельные линии, токопроводы), по роду тока, напряжения (табл.1-1), по режиму заземления нейтралей трансформаторов, конфигурации, назначению. К распределительным сетям относятся сети переменного тока с номинальным напряжением 0,38-35 кВ, а также сети 110 кВ, а иногда и 220-330 кВ, не входящие в так называемую основную сеть энергосистемы и предназначенные для питания трансформаторных подстанций.