Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 года №184 ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения стандартов организаций –
ГОСТ Р.1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

В настоящем стандарте приведены типовые схемные решения для систем релейной защиты и автоматики подстанции на переменном оперативном токе.

1. 1 РАЗРАБОТАН ООО «НТЦ «Механотроника»
   Научный редактор Зам. начальника УК Захаров О.Г.
   Исполнители
   
   • Начальник отдела системотехники, ПИРОГОВ М. Г
   • Ведущий инженер-проектировщик, ВАСИЛЕВСКИЙ Д. С
   • Ведущий инженер-системотехник, ИВАНОВ И. В
   • Инженер-проектировщик, СИМАКОВ Р.Д.
2. УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Генерального директора № 212-УК от 14.08.2012
3. Код Общественного классификатора предприятий и организаций
   ОКПО – 23048570.
4. ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ

Содержание

1. Общие сведения.
2. Оперативное питание РУ-6(10) кВ.
3. Цепи переменного напряжения.
4. Резервирование при отказе выключателей.
5. Логическая защита шин РУ-6(10) кВ.
6. Ячейки отходящих линий.
7. Ячейки ввода.
8. Ячейка секционного выключателя.
9. Литература.

1 Общие сведения

Настоящий стандарт содержит принципиальные схемы системы релейной защиты и автоматики подстанции с одной секционированной системой шин напряжением 6(10) кВ из ячеек типа К-63 производства завода «Электрощит» г. Самара (рисунок 1.1):

• вводного выключателя ВВ;
• секционного выключателя СВ;
• отходящих линий ОЛ;
• трансформатора напряжения ТН.

Ячейки КРУ производства завода «Электрощит», г. Самара, отличает высокая степень заводской готовности, встроенные блокировки, исключающие неправильные действия обслуживающего персонала, возможность выбора ячейки с одно- или двухсторонним обслуживанием.

В ячейках ВВ, СВ, ОЛ использован вакуумный выключатель с пружинно-моторным приводом типа ВВУ-СЭЩ-П-6(10) [1] на номинальное напряжение 10 кВ, установленный на выкатном элементе.

Данный тип выключателей имеет несколько исполнений по номинальному току (1000 А, 1600 А, 2000 А, 2500 А или 3150 А), а также по току отключения (20 кА, 31,5 кА, 40 кА). Выбор исполнения выключателя производят при заказе ячейки.

Пружинно-моторный привод выключателя ВВУ-СЭЩ-П-6(10) отличает:

• небольшая мощность, потребляемая из питающей сети при взводе включающей пружины;
• нечувствительность к провалам напряжения, возникающим при включении выключателя на короткое замыкание;
• ручной взвод пружины включения;
• возможность включения выключателя при отсутствии напряжения во вторичных цепях.

Для обеспечения правильной работы цифровых устройств релейной защиты, устанавливаемых в ячейках с выключателями, в опросном листе необходимо указывать номинальное значение вторичного тока трансформатора тока (ТТ) такое же, как и значение номинального тока цифрового устройства релейной защиты БМРЗ.

В ячейках с выключателями устанавливают цифровые устройства релейной защиты, исполнение которых зависит от вида ячейки.

Например, устройство БМРЗ-103-2-Д(С) [1] -ВВ-01 [2, 3] применяют в ячейке ввода питания ВВ, устройство БМРЗ-101-2-Д(С)-КЛ-01 [2, 4] - в ячейке отходящей линии ОЛ, устройство БМРЗ-103-2-Д(С)-СВ-01 [2, 5] - в ячейке секционного выключателя СВ, а в ячейке с трансформаторами напряжения устанавливают устройство БМРЗ-104-2-Д(С)-ТН-01 [2, 6].

Рисунок 1.1 - Типовая схема одной секции шин РУ-6(10) кВ

Вторичные цепи трансформаторов напряжения (ТН), устанавливаемых в ячейках ТН, подключают к цифровым устройствам релейной защиты типа БМРЗ‑100 (далее БМРЗ) для контроля напряжения на шинах РУ-6(10) кВ. Номинальное вторичное напряжение ТН - 100 В.

Вторая секция шин РУ-6(10) кВ, также как и первая, состоит из таких же ячеек типа К-63 (производство завода «Электрощит» г. Самара):

• ввода питания ВВ;
• отходящих линий ОЛ;
• трансформатора напряжения ТН.

Секционирование РУ-6(10) кВ обеспечивается ячейкой секционного выключателя СВ (см. рисунок 1.1).

В распределительном устройстве (РУ) 6(10) кВ применена комбинированная система оперативного питания [7], состоящая из подсистемы переменного оперативного тока и подсистемы, обеспечивающей питание цифровых устройств релейной защиты выпрямленным напряжением (см. раздел 2).

Для получения выпрямленного оперативного напряжения используются блоки питания комбинированные БПК-5 или БПК-5-Т [8], устанавливаемые в тех же ячейках, где установлены БМРЗ.

Блоки питания БПК-5 имеют два входа питания переменным напряжением. «ВХОД 1» подключают к ТСН I секции шин, а «ВХОД 2» к ТСН II секции шин.

Такая организация цепей оперативного питания позволяет обеспечить бесперебойное электроснабжение БМРЗ и устройств управления выключателями, отвечающее действующим требованиям [9].

При использовании блоков питания с токовыми входами БПК-5-Т необходимо, чтобы характеристики трансформаторов тока ТТ, устанавливаемых в ячейках с выключателями, соответствовали характеристикам токовых входов устройства [10, 11].

Выбор типа блока питания (БПК-5 или БПК-5-Т) рассмотрен в разделе 2.

БМРЗ, выпускаемые ООО «НТЦ «Механотроника», представляют собой комбинированные многофункциональные устройства, обеспечивающие выполнение различных алгоритмов защиты, измерения, контроля, автоматики, сигнализации, местного и дистанционного управления.

БМРЗ обеспечивают высокую точность измерений и постоянство характеристик.

Алгоритмы защит и автоматики, а также интерфейсы для внешних соединений БМРЗ разработаны по техническим требованиям к отечественным системам релейной защиты, с учётом подходов и принципов, принятых в отечественной электроэнергетике.

2 Оперативное питание РУ-6(10) кВ

На подстанции с одной секционированной системой шин напряжением 6(10) кВ применена комбинированная система оперативного питания [7], состоящая из двух подсистем:

• переменного тока;
• выпрямленного напряжения.

Выпрямленное напряжение используют для обеспечения бесперебойного электропитания цифровых устройств релейной защиты и автоматики и приводов выключателей 6(10) кВ.

В качестве источника выпрямленного напряжения может быть использован блок питания комбинированный БПК-5-Т (рисунок 2.1) или БПК-5 (рисунок 2.2) производства ООО «НТЦ «Механотроника» [8, 11].

При проектировании подстанции решения о применении БПК-5 или БПК‑5-Т для присоединений вводного, секционного, отходящего выключателей учитывают следующее:

• питание устройств РЗА и привода выключателя при близких КЗ выполняют как от внутренних накопителей энергии БПК, так и от резервного источника переменного напряжения соседней секции шин;
• применение БПК-5-Т обосновано в случае, когда по условиям селектив-ности выдержка времени токовой защиты присоединения превышает расчетное время питания РЗА и устройств вторичной коммутации при исчезновении переменного напряжения на обоих входах БПК-5 [2];
• применение блока БПК-5-Т рекомендовано для присоединений вводных, секционных и отходящих выключателей, где установлен ТТ, обеспечивающий погрешность, значение которой удовлетворяет требуемой чувствительности [13].

Питание на входы «ВХОД 1» и «ВХОД 2» блоков БПК-5 (БПК-5-Т) [8] подают от разных секций щита собственных нужд (ЩСН), чем обеспечивается резервирование питания блока БПК-5 (БПК-5-Т) по входам напряжения.

ЩСН (напольного или навесного исполнения) устанавливают, как правило, в ОПУ подстанции, а его конструкцию и характеристики определяют при проектировании подстанции.

Главные цепи ЩСН организованы аналогично главным цепям РУ-6(10) кВ и разделены на две секции. Каждая секция шин щита ЩСН запитана от соответствующего трансформатора ТСН. В случае исчезновения напряжения на одной из секции шин ЩСН её подключают с помощью выключателя АВР (см. рисунки 2.1, 2.2) к секции, на которой есть напряжение.

Номинальный ток и ток срабатывания автоматических выключателей SF4 … SF7 (см. рисунки 2.1, 2.2), питающих БПК-5 (БПК-5-Т) по цепям напряжения от ТСН, выбирают с учетом пускового тока, сопровождающего включение блока БПК-5 (БПК-5-Т) с подключенной к его выходу нагрузкой [12].

При отсутствии в РУ-6(10) кВ трансформаторов собственных нужд, входы напряжения БПК-5 (БПК-5-Т) можно подключать ко вторичным обмоткам трансформаторов напряжения ТН, так как блок БПК обеспечивает работу при изменении входного переменного напряжения в диапазоне от 60 до 270 В. Схема питания блоков БПК от вторичных обмоток ТН приведена в разделе 3 на рисунке 3.1.

При проектировании подстанции необходимо выполнить расчёт электрической нагрузки, подключаемой к ТСН или ТН, в том числе и при групповом включении БПК при подаче напряжения на ТСН или ТН.

Блок БПК-5-Т имеет два токовых входа «ВХОД Ia» и «ВХОД Iс» [8], которые подключают ко вторичной обмотке трансформатора тока той ячейки, в которой он установлен (см. рисунок 2.1). В связи с большой потребляемой мощностью токовые входы блока необходимо подключать к отдельной вторичной обмотке ТТ класса 10Р мощностью не менее 20 ВА.

Минимальный суммарный ток двух токовых входов (Ia + Iс), обеспечивающий работу блока при отсутствии напряжения на входах «ВХОД 1» и «ВХОД 2» равен 5 А.

Полное сопротивление токового входа при питании БПК-5-Т от токовых цепей определяют по формуле:

где ZВХ – полное сопротивление токового входа, Ом;

IВХ – действующее значение входного тока, А.

Формула (1.1) может быть использована для определения расчётной токовой погрешности ТТ.

Основным источником питания являются входы по напряжению «ВХОД 1» и «ВХОД 2». Работа БПК обеспечивается при наличии необходимого уровня входного напряжения хотя бы на одном из входов.

При питании БПК-5-Т по входам «ВХОД 1», «ВХОД 2» питание от ТТ не осуществляется, так как в этом случае схемой БПК обеспечивается блокирование токовых входов.

Переход к питанию от входов тока осуществляется при снижении напряжения ниже 60 В [8]:

• на «ВХОД 1» и «ВХОД 2»;
• на внутреннем емкостном накопителе.

Напряжение на выходе «ВЫХОД РЗА» поддерживается равным (220 ± 11) В, что обеспечивает устойчивую работу как устройств РЗА, так и его вторичных цепей (УРОВ, ЛЗШ и т.д.).

При нагрузке 20 Вт на выходе питания РЗА «ВЫХОД РЗА» время снижения напряжения на емкостном накопителе с 220 до 60 В составляет не менее 0,5 с, что обеспечивает надежную работу РЗА в период пуска и срабатывания токовых защит при близких КЗ.

Таким образом, при близких коротких замыканиях и исчезновении напряжения питания блок не увеличивает нагрузку на трансформаторы тока во время разряда накопителя.

Рисунок 2.1 – Схема организации цепей оперативного питания от БПК-5-Т

Рисунок 2.2 – Схема организации цепей оперативного питания от БПК-5

Саморазряд емкостного накопителя управления электромагнитом выключателя до напряжения 200 В при потере питания блока происходит за время не менее 150 с [14].

Для зарядки емкостного накопителя в БПК (UG1 на рисунке 2.3) предусмотрены два входа - «ВХОД 12 В» и «ВХОД МОм», полярность подключения внешних источников энергии к которым не регламентируется.

Рисунок 2.3 – Подключение источника питаниядля зарядки накопительного конденсатора

К зажимам 3-1 и 3-2 подключают одну или две батарейки типа «Крона» с номинальным напряжением 9 В.

К зажимам 3-3 и 3-4 подключают мегаомметр на рабочее напряжение от 500 до 2000 В с ручным приводом генератора.

Такой мегаомметр обеспечивает зарядку накопительного конденсатора за время не более 500 с [8].

ВНИМАНИЕ! ОДНОВРЕМЕННОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ ДВУХ РАЗНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ НЕ ДОПУСКАЕТСЯ!

3 Цепипеременного напряжения

В ячейках ТН РУ-6(10) кВ (см. рисунок 1.1) применены шинные трансформаторы напряжения 6(10)/0,1 кВ (рисунок 3.1), тип которых необходимо уточнить при проектировании подстанции.

Напряжение 100 В вторичных обмоток трансформаторов ТН1 или ТН2 подают на измерительные приборы и аналоговые входы цифровых устройств релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации, установленные в других ячейках распределительного устройства, что позволяет организовать выполнение алгоритмов автоматики присоединений.

Совместная работа БМРЗ, установленных в различных секциях РУ‑6(10) кВ, позволяет реализовать алгоритмы «Автоматический ввод резерва АВР» и «Восстановление нормального режима ВНР» [15].

Рисунок 3.1 – Схема организации цепей трансформаторов напряжения в РУ-6(10) кВ(при питании входов «ВХОД 1» и «ВХОД 2» блоков БПК от ТН)

После выполнения алгоритма АВР питание обеих секций шин РУ-6(10) кВ будет происходить от одного рабочего ввода, при этом выключатель ячейки СВ включен, выключатель того ввода, на котором напряжение отсутствует или снижено, отключен.

Для выполнения алгоритма ВНР выключателей ВВ1 и ВВ2 (см. рисунок 3.1) должны быть установлены трансформаторы напряжения ТН3 и ТН4, контролирующие напряжение до соответствующих выключателей ввода 6(10) кВ Q1 и Q2.

При восстановлении напряжения на соответствующем вводе, блоки БМРЗ, установленные в ячейках СВ и ВВ, формируют сигналы, которые включают отключенный по сигналу АВР выключатель ввода Q1 или Q2 и отключают секционный выключатель Q3 в ячейке СВ.

При отсутствии в составе РУ ячейки ТСН на входы «ВХОД 1» и «ВХОД 2» блоков БПК-5 (БПТ-5-Т) подают напряжение 100 В от вторичных обмоток трансформаторов напряжения ТН1 и ТН2 (см. рисунок 3.1).

Если в составе РУ есть ячейка ТСН, то напряжение на входы «ВХОД 1» и «ВХОД 2» блоков БПК-5 (БПК-5-Т) поступает от ТСН так, как это показано на рисунках 2.1 и 2.2 раздела 2.

4 Резервирование при отказе выключателей

В РУ-6(10) кВ предусмотрен алгоритм резервирования действия защит при отказе выключателей УРОВ [3][15], который при отказе выключателя формирует сигнал на отключение всех выключателей, через которые происходит подпитка точки короткого замыкания.

Для реализации алгоритма УРОВ [16] выключателями данного РУ исполь-зуют сигналы «УРОВд» (датчик отказа выключателя), формируемые БМРЗ, установленными в ячейках (рисунок 4.1):

• отходящих линий ОЛ;
• секционного выключателя СВ.

Рисунок 4.1 – Структурная схема УРОВ для РУ-6(10) кВ

БМРЗ, установленные в ячейках ВВ1 и ВВ2, также формируют сигналы «УРОВд» при отказе «своего» выключателя, используемые для отключения выключателей силовых трансформаторов Т1 и Т2 на стороне высшего напряжения.

В БМРЗ, установленных в ячейках ВВ1, ВВ2, СВ предусмотрены входы «УРОВп» (приемник сигнала об отказе выключателя), при поступлении на который сигнала «УРОВд» блок формирует сигнал на отключение соответствующего выключателя, блокируя одновременно работу алгоритмов АПВ и АВР.

Принципиальная схема, обеспечивающая реализацию алгоритма УРОВ на цифровых устройствах релейной защиты БМРЗ в рассматриваемом РУ-6(10) кВ, приведена на рисунке 4.2.

Применение блоков БПК для получения выпрямленного оперативного напряжения позволяет обеспечить работу вторичных цепей УРОВ при близких КЗ, сопровождающихся снижением напряжения переменного оперативного тока при срабатывании токовой защиты от междуфазных замыканий и отказе выключателя присоединения.

Наличие напряжения на выходе блока БПК обеспечивается за счет энергии, запасенной в емкостном накопителе, а система стабилизации напряжения поддерживает выходное напряжение в диапазоне (220 ± 11) В.

Уставки по времени срабатывания токовой защиты и времени опреде-ления отказа выключателя должны быть согласованы с временем сохранения на «ВЫХОД РЗА» БПК напряжения, указанным в [8].

Рисунок 4.2 – Схема цепей УРОВ в РУ-6(10) кВ с БМРЗ

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 последовательнымсоединением 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 EWB и 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».

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 5.3 - Схема ЛЗШ-Б с параллельным соединениемконтактов «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.

Рисунок 5.4 – Схема ЛЗШ-Б в РУ-6(10) кВ с БМРЗ

6 Ячейки отходящих линий

Типовая схема ячейки отходящей линии ОЛ представлена на рисунке 6.1, а её конфигурацию и комплектацию определяют при проектировании.

Ячейку комплектуют (таблица 6.1):

• выключателем Q1 на выкатном элементе;
• трансформаторами тока ТА1, ТА2 для организации цепей защит и измерения;

В релейном отсеке ячейки ОЛ устанавливают:

• цифровой блок релейной защиты БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01 [4];
• блок питания комбинированный БПК-5 (БПК-5-Т).

Рисунок 6.1 – Типовая схема ячейки отходящей линии 6(10) кВ

Для защиты электрооборудования сетей с изолированной и компенсированной нейтралью переменного тока 6(10) кВ частоты 50 Гц от грозовых и коммутационных перенапряжений в ячейке могут быть установлены ограничители перенапряжений FV1.

Заземляющий разъединитель QSG1 предназначен для организации защитного заземления сборных шин 6(10) кВ при выводе тележки выкатного элемента в ремонтное или испытательное положение и механической блокировки от ошибочных действий оперативного персонала подстанции при включении выключателя.

Возврат тележки выкатного элемента в рабочее положение возможен только при отключенных ножах заземляющего разъединителя QSG1.

Таблица 6.1 - Типовой перечень элементов и изделий, рекомендованных для установки в ячейке ОЛ

При проектировании схемы переключатели, кнопки и т.п. коммутационные элементы, указанные в таблице 6.1, могут быть заменены элементами, имеющими аналогичные характеристики и схемы замыкания контактов (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 – Схемы замыкания контактов переключателей ячейки ОЛ

Типовое схемное решение для токовых цепей блоков БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01 и БПК-5-Т показано на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 – Аналоговые токовые входы БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01и токовые входы БПК-5-Т

Питание на входы напряжения «ВХОД 1» и «ВХОД 2» комбинированных блоков питания БПК-5-Т подают от ТСН разных секций (шинки L1,N и L2,N).

При отсутствии ТСН на входы напряжения подают питание от ТН1 и ТН2 секций I и II соответственно (шинки EV1.A, EV1.С и EV2.A, EV2.С) (рис.6.4).

Линейные напряжения Uab, Ubc, поступающие со вторичных обмоток трансформаторов напряжения ТН, установленных в ячейках ТН I и II секций, должны быть подключены к соответствующим входам БМРЗ по схеме, приведенной на рисунке 6.5.

Организация цепей трансформаторов напряжения представлена на рисунке 3.1 раздела 3.

Рисунок 6.4 – Цепи напряжения комбинированного блока питания БПК-5-Тв ячейке отходящей линии ОЛ

Рисунок 6.5 – Аналоговые входы напряжения БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01

Выход «ВЫХОД РЗА» блоков питания комбинированных БПК-5-Т предназначен для питания выпрямленным оперативным током устройств релейной защиты и автоматики (рисунок 6.6).

Рисунок 6.6 – Цепи оперативного тока БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01

«ВЫХОД ЭМ» блоков БПК-5-Т (рисунок 6.7) предназначен для питания дополнительного расцепителя YAV выключателя ВВУ-СЭЩ-П-6(10).

Тип и характеристики дополнительного расцепителя YAV выключателя определяют при проектировании и согласовывают с заводом-изготовителем выключателя.

В технической литературе вместо термина « блокирование от многократных включений» можно встретить жаргонное выражение - «блокировка от “прыганья”»

Рисунок 6.7 – Цепи управления приводом выключателяВВУ-СЭЩ-П-6(10) в ячейке ОЛ

Цепи сигнализации аварийного отключения, предупредительной сигнализации и сигнализации неисправности терминала [18] приведены на рисунке 6.8.

Рисунок 6.8 – Цепи сигнализации ячейки отходящей линии

Выход блока питания комбинированного БПК-5-Т «Контроль заряда» используют для сигнализации заряда емкостного накопителя питания выключателя.

Выходные цепи БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01 представлены на рисунке 6.9

При выполнении проектирования необходимо руководствоваться [2-6] и [8].

Цепи освещения, обогрева и ЭМ блокировки ячейки ОЛ на данных схемах не показаны, так как зависят от конкретного типа ячейки КРУ.

Рисунок 6.9 – Выходные цепи БМРЗ-101-2-Д-КЛ-01

7 Ячейки ввода

Типовая схема ячейки ввода ВВ представлена на рисунке 7.1, а её конфигурацию и комплектацию определяют при проектировании.

Ячейку комплектуют (таблица 7.2):

• выключателем Q1 на выкатном элементе;
• трансформатором тока ТА1 для организации цепей защит и измерения.

Рисунок 7.1 – Типовая схема ячейки ввода 6(10) кВ

В релейном отсеке ячейки ввода ВВ устанавливают:

• цифровое устройство релейной защиты БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 [5];
• блок питания комбинированный БПК-5-Т.

Кроме указанных выше, в ячейке ВВ устанавливают элементы, указанные в таблице 7.1.

Типы применяемых в релейном отсеке ячейки ввода коммутационных элементов, реле, выключателей такие же, какие использованы в ячейке ОЛ (см. таблицу 6.1).

Таблица 7.1 - Типовой перечень элементов к схемам раздела 7

Переключатели, кнопки и т.п. коммутационные элементы, указанные в таблице 7.1, могут быть заменены на изделия других типов, имеющие аналогичные характеристики и схемы коммутирования контактов

Схемы всех переключателей, использованных в ячейке ввода, представлены на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 – Схемы переключателей ячейки ввода ВВ

Для защиты электрооборудования сетей с изолированной и компенсированной нейтралью переменного тока 6(10) кВ частоты 50 Гц от грозовых и коммутационных перенапряжений в ячейке могут быть установлены ограничители перенапряжений FV1.

Заземляющий разъединитель QSG1 предназначен для организации защитного заземления сборных шин 6(10) кВ при выводе тележки выкатного элемента в ремонтное или испытательное положение и механической блокировки от ошибочных действий оперативного персонала подстанции при включении выключателя.

Возврат тележки выкатного элемента в рабочее положение возможен только при отключенных ножах заземляющего разъединителя QSG1.

Подключение вторичных цепей трансформатора тока к блоку питания типа БПТ-5-Т показано на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 – Токовые цепи БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 и БПК-5-Т

При использовании в ячейке блока БПК-5, не имеющего токовых входов, вторичные цепи трансформаторов тока подключают только к БМРЗ (рисунок 7.4).

Рисунок 7.4 – Токовые цепи БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 без БПК-5-Т

Питание по входам напряжения «ВХОД 1» и «ВХОД 2» блоков питания комбинированных БПК-5-Т (или БПК-5) организуют от ТСН разных секций (шинки L1,N и L2,N).

При отсутствии ТСН на входы напряжения подают питание от ТН1 и ТН2 (рисунок 7.5) секций I и II соответственно (шинки EV1.A, EV1.С и EV2.A, EV2.С).

Рисунок 7.5 - Цепи напряжения комбинированного блока питанияБПК-5-Т или БПК-5 в ячейке ввода ВВ

Подключение цепей напряжения к аналоговым входам напряжения БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 представлено на рисунке 7.6.

Рисунок 7.6 – Цепи напряжения БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 в ячейке ВВ

В цифровом устройстве релейной защиты БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 предусмотрен алгоритм автоматического восстановления нормального режима (ВНР), выполняемый после срабатывания алгоритма автоматического включения резерва АВР.

Описание алгоритмов автоматики приведено в соответствующем руководстве по эксплуатации БМРЗ.

Для выполнения алгоритма ВНР на аналоговый вход «Uвнр» БМРЗ должно быть подано напряжение со вторичной обмотки ТН (или ТСН), установленного до вводного выключателя (см. рисунок 7.6).

Схема соединения цепей оперативного тока БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 представлена на рисунке 7.7.

Рисунок 7.7 – Цепи оперативного тока БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01

На рисунке 7.8 представлена схема цепей управления приводом выключателя ячейки ввода.

Рисунок 7.8 – Цепи управления приводом выключателя ВВУ-СЭЩ-П-10в ячейке ВВ

«ВЫХОД ЭМ» блоков БПК-5 (БПК-5-Т) предназначен для питания дополнительного расцепителя YAV выключателя ВВУ-СЭЩ-П-6(10). Тип и характеристики дополнительного расцепителя YAV выключателя определяют при проектировании и согласовывают с заводом-изготовителем выключателя.

Цепи сигнализации ячейки ввода с цифровым устройством релейной защиты БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 [19] представлены на рисунке 7.9.

Выход блока питания комбинированного БПК-5-Т «Контроль заряда» используют для сигнализации заряда емкостного накопителя питания выключателя.

Рисунок 7.9 – Цепи сигнализации ячейки ввода ВВ

Выходные цепи БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01 представлены на рисунке 7.10.

Рисунок 7.10 – Выходные цепи терминала БМРЗ-103-2-Д-ВВ-01в ячейке ввода ВВ

При проектировании необходимо пользоваться [2-6] и [8].

Цепи освещения, обогрева и ЭМ блокировки ячейки ВВ на данных схемах не показаны, так как зависят от конкретного типа ячейки КРУ.

8 Ячейка секционного выключателя

Типовая схема ячейки СВ представлена на рисунке 8.1, а её конфигурацию и комплектацию определяют при проектировании.

Ячейку СВ комплектуют (таблица 8.1):

• выключателем Q1 на выкатном элементе;
• трансформатором тока ТА1 для организации цепей защит и измерения.

Рисунок 8.1 – Схема ячейки секционного выключателя 6(10) кВ

В релейном отсеке ячейки СВ установлены:

• цифровое устройство релейной защиты БМРЗ-103-2-Д-СВ-01[6];
• блок питания комбинированный БПК-5-Т.

Кроме указанных выше, в ячейке ВВ устанавливают элементы, указанные в таблице 8.1.

Типы применяемых в релейном отсеке ячейки ввода коммутационных элементов, реле, выключателей такие же, какие использованы в ячейках ОЛ и ВВ (см. таблицы 6.1 и 7.1).

Таблица 8.1 - Типовой перечень элементов к схемам раздела 8

Переключатели, кнопки и т.п. коммутационные элементы (см. таблицу 8.11) могут быть заменены на изделия других типов, имеющие аналогичные характеристики и схемы коммутирования контактов.

Схемы всех переключателей, использованных в ячейке ввода, представлены на рисунке 8.2.

Рисунок 8.2 – Схемы переключателей ячейки СВ

Заземляющий разъединитель QSG предназначен для организации защитного заземления сборных шин 6(10) кВ при выводе тележки выкатного элемента в ремонтное или испытательное положение и механической блокировки от ошибочных действий оперативного персонала подстанции при включении выключателя.

Возврат тележки выкатного элемента в рабочее положение возможен только при отключении заземляющего разъединителя QSG.

Подключение вторичных цепей трансформаторов тока к БМРЗ и блоку питания БПТ-5-Т показано на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3 – Токовые цепи блоков БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 и БПК-5-Т

При использовании в ячейке блока БПК-5, не имеющего токовых входов, вторичные цепи трансформаторов тока подключают только к БМРЗ (рисунок 8.4).

Питание на входы напряжения «ВХОД 1» и «ВХОД 2» блоков питания комбинированных БПК-5-Т (или БПК-5) подают от ТСН разных секций шин (шинки L1,N и L2,N).

Рисунок 8.4 – Токовые цепи БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 без БПК-5-Т

При отсутствии ТСН на входы напряжения подают питание от ТН1 и ТН2 (рисунок 8.5) секций I и II соответственно (шинки EV1.A, EV1.С и EV2.A, EV2.С).

Рисунок 8.5 – Цепи напряжения комбинированного блока питанияБПК-5-Т или БПК-5 в ячейке СВ

Подключение цепей напряжения к аналоговым входам напряжения
БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 представлено на рисунке 8.6.

Рисунок 8.6 – Цепи напряжения БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 в ячейке СВ

Вторичные цепи трансформаторов напряжения секций I и II шин подключены к БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 в ячейке СВ для выполнения алгоритма АВР (см. «цепи напряжения II секции шин»).

Цепи оперативного тока БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 представлены на рисунке 8.7.

Рисунок 8.7 (лист 1 из 2) – Цепи оперативного тока терминалаБМРЗ-103-2-Д-СВ-01

Рисунок 8.7 (лист 2 из 2) – Цепи оперативного тока БМРЗ-103-2-Д-СВ-01

На рисунке 8.8 представлена схема цепей управления приводом выключателя ячейки СВ.

Рисунок 8.8 – Цепи управления приводом выключателяВВУ-СЭЩ-П-10 в ячейке СВ

«ВЫХОД ЭМ» блоков БПК-5 (БПК-5-Т) предназначен для питания дополнительного расцепителя YAV выключателя ВВУ-СЭЩ-П-6(10). Тип и характеристики дополнительного расцепителя YAV выключателя определяют при проектировании и согласовывают с заводом-изготовителем выключателя.

Цепи сигнализации ячейки СВ с БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 [19] представлены на рисунке 8.9.

Рисунок 8.9 – Цепи сигнализации ячейки СВ

Выход блока питания комбинированного БПК-5-Т «Контроль заряда» используют для сигнализации заряда емкостного накопителя питания выключателя.

Выходные цепи БМРЗ-103-2-Д-СВ-01 ячейки СВ представлены на рисунке 8.10.

При проектировании необходимо руководствоваться [2-6] и [8].

Цепи освещения, обогрева и ЭМ блокировки ячейки СВ на данных схемах не показаны, так как зависят от конкретного типа ячейки КРУ.

Рисунок 8.10 – Выходные цепи БМРЗ-103-2-Д-СВ-01

Литература

Основная

1. Выключатели вакуумные серии ВВУ-СЭЩ-10. Техническая информация ТИ-093-2010. Версия 1.1
2. ДИВГ.648228.024 РЭ. Цифровой блок релейной защиты типа БМРЗ-100. Руководство по эксплуатации.
3. ДИВГ.648228.024-03.08 РЭ1. Цифровой блок релейной защиты типа БМРЗ-100. БМРЗ-ВВ-01. Руководство по эксплуатации. Часть 2.
4. ДИВГ.648228.024-01.13 РЭ1. Цифровой блок релейной защиты типа БМРЗ-100. БМРЗ-КЛ-01. Руководство по эксплуатации. Часть 2.
5. ДИВГ.648228.024-03.09 РЭ1. Цифровой блок релейной защиты типа БМРЗ-100. БМРЗ-СВ-01. Руководство по эксплуатации. Часть 2.
6. ДИВГ.648228.024-04.02 РЭ1. Цифровой блок релейной защиты типа БМРЗ-100. БМРЗ-ТН-03. Руководство по эксплуатации. Часть 2.
7. Дорохин Е.Г. Основы эксплуатации релейной защиты и автоматики. Краснодар, Кубань, 2012, 432 с.
8. ДИВГ.436745.001 РЭ. Блок питания комбинированный БПК-5. Руководство по эксплуатации.
9. Гондуров С.А., Захаров О.Г. Требования к оперативному питанию цифровых устройств релейной защиты и автоматики// Энергия и менеджмент, 2005, Сентябрь-Октябрь.
10. Захаров О.Г. Комбинированные блоки питания. Характеристики входных цепей// Вести в электроэнергетике, 2009, №3, С.28
11. Захаров О.Г. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2011, 102 с.
12. Захаров О.Г. Комбинированные блоки питания. Характеристики выходных цепей/ Вести в электроэнергетике, 2009, №2, С.33
13. Шабад М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. Экспериментальные и расчетные проверки. Конспект лекций. – СПб, ПЭИПК, 2010.
14. Захаров О.Г. Накопители энергии в цепях оперативного питания// Вести в электроэнергетике, 2009, №4, С.19
15. Информация об алгоритмах, выполняемых блоками БМРЗ и БМРЗ-100 // Материал расположен здесь: www.bmrz-zakharov.narod.ru/algoritmy.html
16. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1998, 800 с.
17. Правила устройства электроустановок. Шестое издание. – СПб.: Издательство ДЕКАН, 2005. – 464 с
18. Лабок О.П. Сигнализация на подстанциях. М.: Энергия, 1973, 112 с.
    
    Дополнительная
    Книги и статьи в журналах
19. Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Издательство МЭИ, 2002, 296с.
20. Воскресенский А. А. Схемы питания оперативных цепей защиты выпрямленным переменным током // «Электрические станции», 1959, № 8.
21. Гельфанд Я.С. Выпрямительные блоки питания и зарядные устройства в схемах релейной защиты. М.: Энергоатомиздат, 1983, 192 с.
22. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей. М.: Энергоатомиздат, 1987
23. Гельфанд Я. С., Царев М. И. Релейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном токе. Информационные материалы ВНИИЭ. М., Госэнергоиздат, 1959, № 41.
24. Гельфанд Я.С., Голубев М.Л., Царев М.И. Релейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном токе. М.: Энергия. 1973, 280 с.
25. ГОСТ Р МЭК 60536-2-2001 Классификация электротехнического и электронного оборудования по способу защиты от поражения электрическим током. Часть 2. Руководство для пользователей по защите от поражения электрическим током
26. Грачёв В.Ю. Как продлить срок службы аккумулятора. СПб.: Элмор, 1994, 56 с.
27. Гринев Н. Алгоритм встречно-направленной защиты шин.// Новости электротехники, № 4(40) 2006
28. Дорохин Е.Г., Дорохина Т.Н. Основы эксплуатации релейной защиты и автоматики. Техническое обслуживание устройств релейной защиты. Краснодар, «Советская Кубань», 2006, 448 с.
29. Захаров О.Г. Определение дефектов в релейно-контакторных схемах. М.: Росагропромиздат, 1991, 184 с.
30. Захаров О.Г. Словарь-справочник по настройке судового электрооборудования. Л.: Судостроение, 1987, 216 с.
31. Захаров О.Г., Козлов В.Н. Корректировка требований к условиям питания оперативным током цифровых устройств защиты, автоматики и сигнализации.//Электротехнический рынок, № 2(20) Март-Апрель 2008
32. Зейлидзон Е. Д. О питании переменным током цепей, управления выключателями и телемеханики. // «Электрические станции», 1954, № I.
33. Кожин А. Н. Релейная защита линий 3—10 кВ на переменном оперативном токе. М., Госэнергоиздат, 1960.
34. Кривейков В. В., Новелла В. Н. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Энергоиздат, 1981. 328 с.
35. Применение переменного оперативного тока в схемах релейной защиты электростанций и подстанций. Решение Техсовета Министерства электростанций № 44 от 6 февраля 1958 г. // «Электрические станции», 1958, №11.
36. РД 34.35.310-97 Общие технические требования к микропроцесссор-ным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: ОРГРЭС, 1997 (с изменением № 1)
37. Реле защиты. М.: Энергия, 1976. 464 с.
38. Сморчков А. Д. Применение переменного оперативного тока в энергосистемах. М., Госэнергоиздат, 1957.
39. Таршис А. С. Применение индуктивных накопителей энергии для повышения включающей способности выключателей высокого напряжения.// «Электричество», 1970, № 9.
40. Трансформатор тока в сетях релейной защиты. Противодействие насыщению ТТ апериодической составляющей тока КЗ. Дискуссия.// Новости ЭлектроТехники №1 (55), 2009, с. 24.
41. Требования по выполнению условий электромагнитной совместимости на объектах электроэнергетики. /Методические указания. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2005, 64 с. //Библиотечка электротехника. Приложение к журналу «Энергетик», вып. 10 (82)
42. Фигурнов Е.П. Релейная защита. М.: Желдориздат, 2002, 720 с.
43. Фигурнов Е.П., Жарков Ю.И., Петрова Т.Е. Релейная защита сетей тягового электроснабжения переменного тока. М.: Маршрут, 2006, 272 с[7].
44. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М.:Энергоатомиздат, 1998, 800 с.
45. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: - 4-е изд., испр. и доп. – СПб.: ПЭИПК, 2008. – 350 с., ил.
    
    Патенты
46. Источник питания комбинированный. Патент на изобретение №2216844. Приоритет от 26.07.2001 // С.В.Езерский, А.В. Миров, В.И. Потапенко, Ю.А.Алексеев.
47. Потапенко В.И., Езерский В.Г. Источник питания устройств релейной защиты от токовых цепей комплектного распределительного устройства. //Заявка 2008135414/22 (045159). Приоритет от 01.09.2008.
    
    Техническая документация и рекламные материалы
     
48. Блок конденсаторный. Этикетка. ДИВГ.673481.001 ЭТ.
49. Блок конденсаторный БК-202. Паспорт. ДИВГ.435144.003 ПС.
    
    Статьи и документация, размещенные в Интернете
     
50. Блок конденсаторный БК-101// Материал размещен на странице http://www.mtrele.ru/production/power_unit/bk_101/
51. Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ. Руководство по эксплуатации. ДИВГ.648228.024 РЭ. / Приложение Б.Подключение внешних накопителей. //Материал размещен на странице www.yanviktor.ru/rele/bmrz/bmrz_100_re.pdf
52. Блок питания комбинированный БПК 3(4)// материал размещен на странице http://www.mtrele.ru/production/power_unit/bpk34/
53. БМРЗ-100 Блок релейной защиты// материал размещен на странице http://www.td-pribor.ru/print/23153.htm
54. Захаров О.Г. Комбинированные блоки питания и накопители энергии (часть 3) //Материал размещен на странице: http://www.elec.ru/articles/kombinirovannye-bloki-pitaniya-i-nakopiteli-energi/
55. он же. Характеристики входных цепей комбинированных блоков питания (часть 2) // Материал размещен на странице: http://www.elec.ru/articles/harakteristiki-vhodnyh-cepej-kombinirovannyh-blok2/
56. он же. Характеристики выходных цепей комбинированных блоков питания (часть 1)// Материал размещен на странице: http://www.elec.ru/articles/harakteristiki-vyhodnyh-cepej-kombinirovannyh-blok/
57. он же. Требования к цепям оперативного питания цифровых устройств. Результаты периодических испытаний// http://energetika.biz.ua/hubl/trebovanija_k_operativnomu_pitaniju/1-1-0-61
58. он же. Требования к портам оперативного питания в технических условиях цифровых устройств релейной защиты// Материал размещен здесь: http://www.rza.org.ua/article/a-93.html
59. Комбинированный блок питания КБП-301 //материал размещен на странице http://www.mtrele.ru/production/power_unit/kbp_301/
60. О повышении надежности работы защит с дешунтированием // Указа-ние Смоленскэнерго № 14 от 17.08.68г. Материал размещен на странице: http://rza.so-cdu.ru/ustr_defekt/zash_desh.htm
61. О схемах релейной защиты с дешунтированием с реле РТ-81 //Инфор-мационное письмо СРЗА Тверьэнерго № 207-91-2 от 12.04.91г.// Материал размещен на странице: http://rza.so-cdu.ru/ustr_defekt/zash_desh.htm
62. Токовые цепи. Принципиальная схема. //Материал размещен на стра-нице: http://rzdoro.narod.ru/cons_13_6_1.htm
63. Устройство для бесконтактного дешунтирования отключающей катуш-ки привода масляного выключателя.// Материал размещен на странице: http://www.sibpatent.ru/default.asp?khid=20568&all=1&sort=3

УДК 621.316.925

Ключевые слова: распределительное устройство, ячейка, отходящая линия, выключатель, привод выключателя, трансформатор напряжения, трансформатор тока, цифровой блок релейной защиты, блок питания комбинированный, алгоритмы защиты и автоматики, логическая защита шин, восстановление нормального режима работы, автоматическое включение резерва, принципиальные схемы, оперативное питание, накопители энергии.

[1]Блоки с дисплеем обозначены буквой Д, блоки со светодиодами – буквой С.

[2]Например, при нагрузке 20 Вт на БПК-5 расчетное время подержания напряжения 220В ± 11 В составляет 0,5 с. Применение блока БПК-5-Т обосновано в том случае, если выдержка времени токовых защит превышает 0,5 с.

[3]Код ANSI 50BF

[4]Тип устройства релейной защиты (КЛ) соответствует типу ячейки.

[5]Тип устройства релейной защиты (ВВ) соответствует типу ячейки.

[6]Тип устройства релейной защиты (СВ) соответствует типу ячейки.

[7]Разделы 6.3 и 6.4 подготовлены О.Г. Захаровым.