Шкафы ступенчатых защит и автоматики управления выключателем линий 220-750 кВ серии «Ш2700 06.6ХХ»

Предлагаются типовые решения, выполненные на основе приведенных вариантов выполнения шкафов защиты.

Защищаемые объекты

Защиты, входящие в состав устройства, обеспечивают селективное отключение повреждений в защищаемом объекте, а также резервирование защит смежных участков (дальнее резервирование).

Автоматика управления выключателем формирует сигналы на включение и отключение выключателя по командам, приходящим от защит и устройств телемеханики или ключа дистанционного управления.

• воздушные двухконцевые или многоконцевые линии электропередачи 330-750 кВ.

Терминал «ТОР 300 КСЗ 6ХХ»

Терминал «ТОР 300 КСЗ 6ХХ» содержит следующие функции:

• функции защиты линии;
• функции автоматики линии;
• функции защиты выключателя и автоматики управления выключателем.

Терминал обеспечивает осциллографирование с частотой дискретизации до 4000 Гц и хранение в энергонезависимой памяти до 200 записей.

Дистанционная защита (ДЗ)

ДЗ содержит пять ступеней и используется для защиты энергообъектов от междуфазных замыканий и замыканий на землю. Каждая из ступеней ДЗ устройства содержит шесть ненаправленных ИО полного сопротивления (три фазных и три междуфазных). Для обеспечения направленности ИО ДЗ используются органы направленности по замеру сопротивления и мощности обратной последовательности. Защита срабатывает при снижении замера сопротивления сети, т.е. по принципу действия является минимальной. 

ДЗ селективно срабатывает при всех видах замыканий в защищаемом объекте и на резервируемых элементах; не срабатывает при внешних замыканиях, неполнофазных режимах, реверсе мощности, качаниях, асинхронном режиме, несинхронных включениях и при оперативных переключениях, а также правильно функционирует в режиме опробования.

Предусмотрена возможность ускорения ступеней ДЗ.

Для предотвращения неправильной работы ДЗ при возникновении качаний в энергосистеме в терминале предусмотрена блокировка ДЗ при качаниях.

Логика работы ДЗ с использованием каналов связи

Для быстрого устранения повреждений, которые произошли на той части линии, которая не охвачена первой ступенью ДЗ, функция ДЗ дополняется логикой с использованием каналов связи. В каждом направлении требуется один канал связи, который может передавать сигнал логического нуля или логической единицы.

Токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП)

ТНЗНП содержит восемь ступеней и используется для защиты энергообъектов от замыканий на землю. Защита работает при превышении уставки тока нулевой последовательности и фиксации направления аварийной мощности от защищаемого объекта к шинам, т.е. по принципу действия является максимальной направленной защитой.

Защита селективно срабатывает при всех видах замыканий на землю в защищаемом объекте и резервирует действие защит смежных участков при внешних замыканиях.

Предусмотрена возможность ускорения ступеней ТНЗНП.

Для предотвращения ложной работы ступени ТНЗНП в сетях с силовыми трансформаторами предусмотрена блокировка при броске тока намагничивания.

Логика работы ТНЗНП с использованием каналов связи

Для быстрого устранения повреждений, которые произошли на той части линии, которая не охвачена первой ступенью ТНЗНП, функция ТНЗНП дополняется логикой с использованием каналов связи. В каждом направлении требуется один канал связи, который может передавать сигнал логического нуля или логической единицы.

Токовая отсечка (ТО)

Устройство включает ТО, содержащую четыре токовых ИО: три из них включены на фазные токи и один – на ток нулевой последовательности.

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Устройство может включать двухступенчатую максимальную токовую защиту.

Токовая защита неповрежденных фаз (ТЗНФ)

ТЗНФ предназначена для защиты неповрежденных фаз защищаемой линии в цикле однофазного отключения.

Избиратель повреждённых фаз (ИПФ)

Алгоритм ИПФ на базе симметричных составляющих основан на фазовых соотношениях токов прямой, обратной и нулевой последовательностей при различных видах КЗ, которые вытекают из граничных условий в месте повреждения.

БНН и БДОН

В устройстве реализована блокировка при неисправностях цепей напряжения (БНН), реагирующая на все виды обрывов и замыканий, как в цепях «звезды», так и в цепях «разомкнутого треугольника», а также обрыв нейтрального провода.

Кроме этого, в устройстве реализована функция блокировки при длительном отсутствии напряжения (БДОН). Данная защита сигнализирует о неисправности измерительных цепей.

Принцип работы контроля ТН основан на контроле величин фазных напряжений. При длительном (более 15 с) отсутствии фазных напряжений на входе устройства при включенном состоянии выключателя выдается блокирующий сигнал на дистанционную защиту, общий критерий повреждения и других модулей, использующих эти цепи напряжения. Длительное отсутствие напряжение контролируется пофазно.

• остаточный механический ресурс выключателя (МРВ), который оценивается по числу произведенных коммутаций выключателя;
• остаточный коммутационный ресурс выключателя (КРВ), который дополнительно учитывает величину отключаемых токов.

Устройство защиты включает функцию резервирования при отказе выключателя (УРОВ), выполненную с использованием трех фазных токовых ИО, контролирующих протекание тока через выключатель.

Однофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ)

ОАПВ выполнено с использованием токовых измерительных органов для защиты неповреждённых фаз в неполнофазном режиме, органа контроля погасания дуги подпитки, органа выявления успешности включения, а также ИПФ.

Устройство ОАПВ выполняется как с расчётной, так и с адаптивной паузой. Длительность расчётной паузы определяется исходя из наихудшего по длительности режима горения дуги подпитки, что приводит к неоправданным затяжкам неполнофазного режима линии. Алгоритм адаптивной паузы, контролирующий момент погасания дуги подпитки, позволяет значительно ускорить восстановление нормального режима работы линии.

Орган выявления успешности включения работает в цикле ОАПВ и предназначен для определения успешного включения отключённой фазы на другом конце защищаемой линии и предотвращения повторного включения на устойчивое КЗ.

В устройстве реализована функция защиты от обрывов токоведущих проводников (ЗОП). Данная защита сигнализирует о неисправности измерительных цепей.

Модуль определения места повреждения (ОМП)

Блок ОМП выполняет следующие функции:

•  фиксация параметров аварийного и предаварийного режимов;
•  расчет места повреждения, определение вида повреждения и величины переходного сопротивления, длительности аварии;
•  составление и хранение отчетов ОМП.

Функции защиты выключателя и автоматики управления выключателем (АУВ)

•  трёхфазное автоматическое повторное включение присоединения и шин с контролем и улавливанием синхронизма (логика работы ТАПВ позволяет выполнять двукратное ТАПВ присоединения, ускоренное ТАПВ присоединения (УТАПВ), однократное ТАПВ шин, частотное ТАПВ.);
•  защита от непереключения фаз и неполнофазного режима;
•  защита электромагнитов выключателя от длительного протекания тока;
•  контроль затягивания операций включения/отключения;
•  диагностика цепей включения и отключения с прямым измерением токов и напряжений в цепях управления;
•  контроль цепей управления выключателем;
•  расширенная логика блокировок управления выключателем;
•  фиксация положения выключателя;
•  фиксация несоответствия положения выключателя;
• контроль механического и коммутационного ресурса выключателя.

• Реализованная в устройстве защиты функция блокировки при качаниях эффективна при качаниях с частотой до 5 Гц;
• функция определения расстояния до места повреждения на линии электропередачи: максимальное использование доступной информации и адаптация к рабочему режиму;
• расчёт и индикация остаточного механического и коммутационного ресурсов выключателя, расчёт и индикация длительности отключения выключателя.

Терминал типа «ТОР 300 КСЗ 6ХХ» может иметь до 4-х портов связи для интеграции в АСУ ТП, физический интерфейс – RS-485, Ethernet (оптика или медь), или ВОЛС по выбору. Протоколы связи – ModBus-RTU, ModBus-ASCII, МЭК 60870-5-103, МЭК 60870-5-104, IEEE C37.94. Терминал поддерживает стандарт МЭК 61850-8-1 (MMS, GOOSE), МЭК 61850-9-2 (SV), физический интерфейс – Ethernet (оптика или медь). Предусмотрено резервирование по стандарту МЭК 62439-3 PRP.

К сведению проектных организаций: карты заказа на шкафы, используемые в проектах для ПАО «МОЭСК», предоставляются по запросу.