Комплект микропроцессорных устройств релейной защиты и

Комплект микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики
для оснащения подстанций 6—35 кВ
серии «Сириус-2»
ЗАО «Радиус Автоматика» разработало и освоило производство широкой номенклатуры
устройств РЗА с микропроцессорным управлением серии «Сириус-2», которая позволяет
полностью оснащать ими подстанции напряжением 6—35 кВ.
Построение системы РЗА на базе устройств серии «Сириус-2», основано на
отечественных принципах, принятых в российской энергетике, полностью удовлетворяет
требованиям ПУЭ и поэтому легко и понятно в освоении монтажно-наладочным и
обслуживающим персоналам.
Имеется комплект типовых схем привязки к различным типам первичного оборудования,
в частности, выключателям разных производителей, что существенно облегчает проектные
работы при проектировании конкретных объектов. Устройства имеют соответствующие
сертификаты и допущены к применению в РАО «ЕЭС России».
В настоящее время ведутся работы по расширению номенклатуры изделий для
применения их не только в сетевых предприятиях и объектах нефте- и газопереработки и
добычи, но и для промышленных предприятий со специфическими требованиями.
Новые терминалы имеют мощную гибко расширяемую аппаратную платформу,
позволяющую реализовать практически все имеющиеся на сегодняшний день требования к
аппаратуре такого класса, включая цифровое осциллографирование входных сигналов.
В комплект устройств для построения системы РЗА входят следующие терминалы:
— защита линии 6—35 кВ («Сириус-2Л», «Сириус-2МЛ»);
— защита трансформатора собственных нужд (Сириус-2Л»);
— защита синхронных и асинхронных двигателей мощностью до 5 МВт («Сириус-Д»);
— защита секционного выключателя («Сириус-2С»);
— защита вводного выключателя («Сириус-2В»);
— резервная защита силового трансформатора с функцией управления выключателя
(«Сириус-УВ»);
— защита силового трансформатора 35-110кВ («Сириус-Т»);
— регулятор напряжения силового трансформатора 35-220 кВ (РНМ-1);
— устройство автоматической частотной разгрузки (2Сириус-АЧР»).
Все устройства могут быть объединяются линией связи в единую локальную сеть с
функциями контроля, измерения и управления с помощью компьютера. Предусмотрена
возможность удаленного доступа с помощью модемов.
В систему можно также подключить приборы ИМФ-3Р для определения места
повреждения на линиях 110—750 кВ по параметрам аварийного режима.
Для установки на электростанциях выпускается также устройство точной автоматической
синхронизации «Спринт-М» для включения генераторов на параллельную работу с
энергосистемой.
Все устройства защиты (терминалы) выполнены в одинаковых корпусах и имеют
модульное исполнение, позволяющее легко адаптировать их под конкретное применение.
Терминалы серии «Сириус-2» предназначены для работы в качестве защиты воздушных
или кабельных линий, вводов и секционных выключателей, двигателей, трансформаторов, а
также различного рода выпрямительных установок, преобразовательных агрегатов и т.д. по сетке
для промпредприятий в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью напряжением
6—35 кВ. Терминалы устанавливаются в ячейках КРУ, КРУН, КСО или на панелях в релейных
залах. Устройства подключаются к измерительным трансформаторам напряжения с
номинальным выходным напряжением 100 В и трансформаторам тока с номинальным
вторичным током 5 А.
Все терминалы обеспечивают трехступенчатую максимальную токовую ненаправленную
защиту от трехфазных и междуфазных замыканий. Вторая и третья ступени МТЗ могут иметь как
независимую, так и одну из пяти зависимых времятоковых характеристик.
Предусмотрена возможность отключения выключателя или сигнализации при обрыве
одного из фазных проводов по наличию тока обратной последовательности I2. Во всех
устройствах защиты реализована функция резервирования отказа выключателя с выдачей
сигналов отключения на вышестоящие выключатели. Любая аварийная ситуация, отключение
или неисправность, сопровождается замыканием контактов независимого реле предупредительной сигнализации.
Все уставки срабатывания защиты и времена выдержек времени задаются с клавиатуры
устройства или по линии связи, регулируются в широком диапазоне значений и хранятся в
энергонезависимой памяти устройства. Предусмотрено выполнение всех функций защиты при
пропадании оперативного питания переменного или постоянного тока напряжением 220 В на
время до 1 с.
Для уменьшения погрешности по току срабатывания при искажении формы сигнала с
первичных трансформаторов тока, вызванном их насыщением, в устройствах применен алгоритм
восстановления синусоидальной формы тока вплоть до 50% погрешности ТТ.
В каждом из устройств защиты предусмотрены различные функции, необходимые для
конкретного применения: Например, в устройстве защиты линии «Сириус-2-Л» имеются:
программируемое одно- или двукратное АПВ, ускорение любой ступени МТЗ при включении
выключателя, функция УРОВ, отработка внешних сигналов АЧР с ЧАПВ, выдача сигнала «Пуск
МТЗ» для организации логической защиты шин, а также постоянное самотестирование с выдачей
сигнала неисправности контактами реле «Отказ». В случае срабатывания токовой защиты
дополнительно определяется вид и ориентировочное расстояние до места повреждения непосредственно в километрах. В терминале «Сириус-2-МЛ» дополнительно предусмотрена направленная
токовая защита, комбинированный пуск ступеней МТЗ по напряжению, индивидуальная защита
минимального напряжения и другие функции.
Для реализации так называемых «адресных отключений» в устройствах «Сириус-2-Л» и
«Сириус-2-МЛ» введена дополнительная ступень МТЗ-4 с большой выдержкой времени (до 1,5
часов) и высокой чувствительностью.
Защита от замыканий на землю выполнена с использованием высших гармоник, что
позволяет избежать зависимости от наличия компенсации сети. Предусмотрен и режим
«земляной» защиты по току первой гармоники, а также «смешанный» режим.
Для обеспечения защиты преобразовательных агрегатов и другой сложной нагрузки от
случайного повторного включения после аварийного отключения, например, при пробое вентиля
выпрямителя, предусмотрен режим блокировки, не позволяющий дистанционно или
автоматически включить выключатель без специальных дополнительных манипуляций.
При срабатывании защиты запоминаются параметры отключения для последующего
анализа обслуживающим персоналом. В число запоминаемых параметров аварии входят:
— причина отключения;
— вид повреждения и расстояние до места КЗ (для терминалов защиты линии);
— время и дата момента отключения;
— ток КЗ и длительность аварийной ситуации;
— ток обратной последовательности I2, ток 3I0 первой и суммы высших гармоник;
— векторная диаграмма токов и напряжений в момент аварии.
Информация фиксируется в памяти устройства в порядке поступления и сохраняется о 9
последних отключениях. Информация о каждой последующей аварии фиксируется, стирая из
памяти информацию о самом «старом» КЗ. Отключение при неуспешном АПВ, а также
командные отключения фиксируются как отдельные аварии. Ход часов и зафиксированные
данные в памяти сохраняются при пропадании питания в течение нескольких лет.
Дополнительно, при каждом аварийном отключении, производится запись в память
аварийной осциллограммы аналоговых и дискретных входов, а также состояния выходных реле
устройства. Длительность записи соответствует длительности существования пусковых условий,
максимально – до 7 секунд, с предаварийным режимом — в течение 80 мс и послеаварийным
режимом — в течение 80 мс. Максимальное количество осциллограмм – 7. Частота
дискретизации осциллографа — 1000 Гц.
В устройствах имеется также архив на 1000 событий, в котором фиксируются все пуски
МТЗ, изменения состояния входных дискретных сигналов и выходных реле с временем и датой
каждого события. Данная информация позволяет анализировать различные неисправности
силового оборудования и своевременно их устранять.
Устройства имеют режим «Контроль», позволяющий выводить на встроенный индикатор
текущие значения входных токов и напряжений, состояние всех логических входных сигналов, а
также контролировать ход встроенных часов. Функции защиты при этом режиме полностью
сохраняются.
В устройствах имеются по два дополнительных выходных реле с программируемыми
свойствами и точкой подключения их к внутренней логической схеме, позволяющие
существенно расширить гибкость применения устройств. Предусмотрено также по два
сигнальных программируемых светодиода на передней панели устройства.
В устройствах применен алфавитно-цифровой ЖК индикатор с подсветкой, отображающий две строки по 16 символов, и клавиатура из 4-х кнопок. Кроме этого, имеются две
кнопки ручного управления выключателем, а также кнопка сброса аварийной сигнализации.
Для оперативного управления режимами работы устройств — например, вводом или
выводом АПВ, АЧР, УРОВ, предусмотрены тумблеры на передней панели, заменяющие
традиционные накладки. При срабатывании защиты состояние тумблеров фиксируется в памяти
аварий.
Предусмотрен дистанционный ввод уставок, управление выключателем, контроль
текущих состояний всех входов и снятие информации о срабатываниях защиты и осциллограмм
по линии связи на персональный компьютер, для чего в устройстве имеется два полностью
независимых интерфейса – RS232C и токовая петля (или RS485).
Габаритные размеры всех терминалов защиты — 305190210 мм, масса — 6 кг.
Оперативное питание осуществляется от сети переменного или постоянного тока напряжением
220 В. Возможна поставка устройства с напряжением питания =110 В по заказу. Рабочий
диапазон температур устройства от –20 до +55С.
В настоящее время выпускаются следующие устройства:
— «Сириус-2-Л» — терминал управления и токовой защиты линии или ТСН;
— «Сириус-2-МЛ» — терминал управления и защиты линии или ТСН с цепями
напряжения;
— «Сириус-2-С» — терминал управления и токовой защиты секционного выключателя;
— «Сириус-2-В» — терминал управления и защиты вводного выключателя с функцией
контроля трансформатора напряжения (ТН) и пуском АВР;
— «Сириус-Д» — терминал управления и защиты синхронного или асинхронного
двигателя мощностью до 5 МВт;
— «Сириус-УВ» — терминал управления выключателем 35—220 кВ с функцией защиты и
автоматики, в том числе, резервной защиты силового трансформатора;
— «Сириус-Т» — терминал основной дифференциальной защиты трансформатора;
— «Сириус-АЧР» — устройство автоматической частотной разгрузки;
— РНМ-1 — устройство регулирования напряжения силового трансформатора;
— «Спринт-М» — устройство точной автоматической синхронизации.
Устройство «Сириус-АЧР» предназначено для формирования сигналов отключения
фидеров при падении частоты в системе ниже предельно допустимой, а также последующего
включения отключившихся фидеров после ликвидации аварии при повышении частоты.
Устройство имеет три очереди АЧР, в каждой из которых предусмотрены две категории
разгрузки – АЧР-I и АЧР-II, работающие на одно общее выходное реле (совмещенная АЧР-II).
Для обратного включения отключенной нагрузки после восстановления частоты в каждой
очереди предусмотрено свое ЧАПВ. Частота возврата ступени АЧР-II задается отдельной
уставкой.
Для оперативной проверки непосредственно на объекте в устройстве предусмотрен
встроенный цифровой генератор частоты с выходом на внешний эталонный частотомер.
Генератор подключается программно к частотным входам внутри схемы устройства в
специальном тестовом режиме. С помощью тестового режима можно проверить все уставки по
частоте устройства, время срабатывания ступеней, а также убедиться в правильности измерения
частоты с помощью внешнего частотомера.
Регулятор напряжения микропроцессорный РНМ-1 предназначен для управления
электроприводами устройств регулирования коэффициента трансформации силовых
трансформаторов под напряжением. Устройство предназначено для замены устаревших
регуляторов типа АРТ и БАР.
Устройство может одновременно управлять напряжением на регулируемой секции и
следить за напряжением на другой — контролируемой секции.
Устройство имеет возможность компенсировать падение напряжения в линии в
зависимости от тока нагрузки. Для этого предусмотрено 4 токовых канала, объединенных в две
группы — по регулируемой и контролируемой секциям.
Существует возможность дистанционного управления изменением значения напряжения
поддержания. Управление осуществляется подачей внешних релейных сигналов.
Устройство точной автоматической синхронизации «Спринт-М» предназначено для
автоматического включения синхронных машин на параллельную работу.
Синхронизатор «Спринт-М» обеспечивает:
— формирование сигнала на подключение генератора к системе (сети) с заданным
временем опережения и учетом ускорения частоты скольжения;
— формирование сигналов управления для подгонки напряжения и частоты генератора к
напряжению и частоте системы (сети);
— блокировку синхронизации и сигнализацию при выходе измеряемых величин за
граничные значения;
— задание параметров процесса синхронизации с помощью уставок, хранящихся в
энергонезависимой памяти устройства;
— накопление информации о подключениях, отключениях и неуспешных подключениях
генератора к системе (сети);
— передачу информации по каналу связи.
Индикатор микропроцессорный фиксирующий ИМФ-3Р предназначен для непосредственного определения расстояния до места короткого замыкания на воздушных линиях электропередачи напряжением 110—750 кВ. Устройство ИМФ-3Р предназначено для линий простой
конфигурации, параллельных магнитосвязанных линий, а также линий с ответвлениями, и может
устанавливаться на линиях с односторонним либо двухсторонним питанием. Предусмотрена
возможность работы на линиях с частичной взаимоиндукцией (при возможности подвода к
прибору тока нулевой последовательности параллельной линии), а также ответвлениями от
параллельной линии.
Устройство фиксирует вид КЗ, расстояние до КЗ в километрах, дату и время
возникновения каждой из девяти последних аварий, длительность и ток короткого замыкания,
токи и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей, а также векторную
диаграмму нагрузочного и аварийного режимов. Линия описывается удельными параметрами
для каждого из девяти возможных участков.
В настоящее время в стране эксплуатируется несколько тысяч устройств РЗА,
фиксирующих приборов, а также проверочных установок, выпускаемых фирмой «Радиус».