Главная  |  Обзор статей
О ПРИМЕНЕНИИ ТЕРМИНАЛА 7SS52 ПРОИЗВОДСТВА КОНЦЕРНА SIEMENS
В БЕЛОРУССКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

Г.И.Лычковский, начальник службы релейной защиты и противоаварийной автоматики РУП "ОДУ" концерна "Белэнерго"

     В Белорусской энергосистеме впервые запроектирована установка терминалов защиты типа 7SS52. Они будут установлены на шинах 110 кВ Новополоцкой ТЭЦ и на шинах 330 кВ ПС "Барановичи" в октябре 2003 г.
     Терминал 7SS52 представляет собой цифровую пофазного исполнения дифференциальную токовую защиту шин с торможением и устройство резервирования отказа выключателей (УРОВ) присоединений, подключаемых к этим шинам. Он принадлежит к числу микропроцессорных устройств защиты шин IV-го поколения, использует самую современную элементную базу, передовые технологии и удовлетворяет повышенным требованиям по устойчивости к электромагнитным воздействиям.

* * *

     Система защиты, реализованная конструкторами SIEMENS в изделии 7SS52, состоит (рис. 1) из одного "ведущего" терминала ячейки, с которым посредством оптоволоконных кабелей связаны несколько "ведомых" терминалов ячеек (присоединений). Они могут устанавливаться непосредственно в распределительном устройстве (РУ) вблизи трансформаторов тока (ТТ) присоединений (распределённый принцип) либо вместе с "ведущим" терминалом на одной панели (централизованный принцип).
     "Ведомый" терминал ячейки осуществляет обработку (измерение, временную синхронизацию, оцифровку) фазных токов присоединения и посылает информацию об их значениях "ведущему" терминалу. На дискретные входы "ведомого" терминала ячейки подаются сигналы о состоянии всех разъединителей присоединения и некоторые другие. В частности, поскольку он выполняет функцию УРОВ, на один из дискретных входов подаётся сигнал от пусковых контактов устройств релейной защиты присоединения.
     В терминале ячейки предусмотрена двухступенчатая токовая защита от междуфазных и однофазных коротких замыканий (КЗ), выполняющая функции резервной защиты присоединения. Первая (грубая) ступень действует с независимой выдержкой времени. Вторая может действовать с независимой или с одной из трёх зависимых от величины тока выдержек времени. По цепи автоматического ускорения 1-я или 2-я ступень защиты действуют без выдержки времени.
     "Ведущий" терминал производит расчёты и логические операции на основании информации, поступающей в него от "ведомых", а результаты периодически передаёт в терминалы ячеек.
     Выходные реле терминала ячейки, имеющие достаточную коммутационную способность, действуют непосредственно на отключение выключателя присоединения.
     Посредством сигнальных реле, светодиодов и жидкокристаллических дисплеев отображаются происходящие события, а также текущие значения измеряемых величин.
     Внешний вид терминала представлен на рис. 2. На рис. 3 показано информационное окно DIGSI 4. Программное обеспечение DIGSI 4 обеспечивает удобство процесса задания установок и мониторинга системы защиты через персональный компьютер, связь которого с "ведущим" терминалом осуществляется через расположенный на лицевой панели последнего интерфейсный порт. Кроме задания уставок и параметров защиты и конфигурирования сигнальных реле, программное обеспечение DIGSI 4 позволяет также проводить анализ осциллограмм и записей аварийных процессов, хранимых в терминале.

* * *

     Терминал 7SS52 может быть использован в сетях 110-750 кВ практически для любой схемы первичных присоединений. Один комплект 7SS52 может выполнять функции защиты шин и УРОВ для 12 (в максимуме) секций шин с числом присоединений до 48. Экономически наиболее предпочтительным является использование описываемого терминала для двойной (одинарной) секционированной (не секционированной) системы шин (СШ) с обходной системой шин (ОСШ). Для схем "полуторная", "шины-трансформатор" достаточно будет одного комплекта 7SS52 на две СШ.
     При установке ТТ непосредственно на отходящей линии (это означает, что ТТ обтекается током присоединения как при работе через "свой" выключатель, так и при замене его обходным) обеспечивается также защита ОСШ.

* * *

     Защита шин, осуществляемая терминалом 7SS52, по принципу действия является дифференциальной токовой защитой шин с торможением. Её надёжность и быстродействие обеспечивают два алгоритма - быстрый и медленный.
     Быстрый алгоритм выявляет КЗ на шинах в течение 3 мс от его начала. При внешнем КЗ быстрый алгоритм блокируется на время до 150 мс.
     Медленный алгоритм предусмотрен для защиты шин в режиме перехода внешнего КЗ в КЗ на шинах.

* * *

     Алгоритм действия УРОВ существует в 6-ти вариантах, предлагаемых на выбор для каждого присоединения:
     1) с контролем тока через выключатель;
     2) с повторным отключающим импульсом и контролем тока через выключатель;
     3) с действием на разбалансирование защиты шин (изменение полярности цепей тока присоединения с отказавшим выключателем);
     4) с повторным отключающим импульсом и последующим разбалансированием;
     5) с повторным отключающим импульсом и последующим разбалансированием только при приёме команды телеотключения отказавшего выключателя;
     6) с пуском УРОВ данного терминала от внешнего УРОВ.
     Функционально наиболее полноценными являются варианты №2 и №4. Алгоритм с "повторным отключающим импульсом и контролем тока через выключатель" широко используется в энергосистемах, которые раньше входили в состав единой энергетической системы Советского Союза, и хорошо себя зарекомендовал в части исключения ложных отключений от УРОВ.
     Алгоритм "с разбалансированием" не даёт преимуществ ни в надёжности, ни в уменьшении времени действия УРОВ, к тому же имеет более сложный выбор уставок.
     С целью повышения надёжности срабатывания УРОВ его селективный пуск по сигналам, поступающим на вход от схемы защиты того или иного присоединения, может быть дополнен пуском по дискретному сигналу, поступающему на второй вход (общий для всех присоединений) от устройства, не входящего в состав 7SS52. В этом случае терминал непрерывно отслеживает состояния обоих входов.
     Токовая защита терминала ячейки может запускать отдельную функцию УРОВ, работающую независимо от логики УРОВ защиты шин.

* * *

     Ближайшими аналогами защиты шин, реализуемой в терминале 7SS52, являются дифференциальные защиты шин с торможением типа ДЗШТ и ПДЭ.2006. По сравнению с ними 7SS52 имеет следующие преимущества и достоинства.
     •   Для схем "двойная секционированная система шин" является достаточным использование одного терминала 7SS52 вместо двух комплектов ДЗШТ.
     •   Для схем "полуторная" один терминал 7SS52 функционально заменяет два комплекта ДЗШТ (защита 1-й и 2-й системы шин) и защиты всех ошиновок трансформаторов, реакторов, линий типа ПДЭ.2006.
     •   Надёжное поведение защиты шин обеспечивается при условии, что ТТ присоединения при внешнем КЗ насыщаются не раньше чем за 3 мс от начала КЗ. Этот временной параметр соответствует кратности насыщения ТТ, равной 4,5, и полной погрешности ТТ в переходном режиме, равной 65%. (Для ДЗШТ полная погрешность ТТ присоединения при внешнем КЗ не должна превышать 40% при установившемся токе КЗ.)
     •   Автоматически переключающаяся фиксация присоединений за системами шин для схемы первичных соединений "двойная секционированная СШ с ОСШ".
     •   Не теряется чувствительность защиты шин в режиме раздельной работы секций или систем шин, когда отключены секционные выключатели (СВ) или шиносоединительные выключатели (ШСВ). (Для ДЗШТ в таком режиме чувствительность может снижаться максимум втрое по сравнению с замкнутым режимом работы секций или систем шин.)
     •   Пофазный контроль исправности цепей тока. При неисправности цепей тока одной фазы из работы выводится защита шин только этой фазы.
     •   Не требуется оперативное вмешательство в цепи защиты шин при:
         –   замене выключателя присоединения обходным выключателем и при обратном переходе;
         –   переводе всех присоединений на одну систему шин;
         –   жёстком объединении двух систем шин посредством включения двух шинных разъединителей одного присоединения;
         –   оперативном опробовании систем шин после ремонта выключателем любого присоединения, тогда как для ДЗШТ такое опробование возможно только включением ШСВ и ОВВ (обходного выключателя) с предварительными операциями в цепях защиты шин;
         –   оперативном опробовании системы шин после устойчивого КЗ на ней и устранения КЗ.
     •   Селективная ликвидация КЗ на ОСШ при установке ТТ присоединений "в линию".
     •   Выявление и селективное отключение КЗ в зоне между ШСВ (СВ) и его ТТ. (ДЗШТ при КЗ в этой зоне отключает две системы, причём одна из СШ отключается за время, равное времени действия УРОВ.)

* * *

     Автоматически переключающаяся фиксация присоединений за системами шин, полная автоматизация операций при замене выключателя присоединения обходным обеспечиваются благодаря подаче на дискретные входы терминала ячейки информации о состоянии всех разъединителей присоединения (двух шинных, линейного и обходного).
     На первый взгляд может показаться, что использование блок-контактов разъединителей угрожает снижением надёжности функционирования "ведомого" терминала. Для исключения этой ненадёжности состояние разъединителей присоединения в логике терминала ячейки контролируется посредством их нормально закрытых (н.з.) контактов. Разъединитель считается включённым до тех пор, пока не замкнётся его н.з. контакт, фиксирующий отключённое положение разъединителя. В рабочем (включённом) положении разъединителя ложное замыкание его н.з. контакта (вследствие, к примеру, неудовлетворительной регулировки блок-контактов разъединителя) практически невозможно.
     При жёстком объединении двух СШ посредством включения двух шинных разъединителей какого-либо присоединения терминал 7SS52 воспринимает этот режим как перевод всех присоединений на систему шин с меньшим номером (на первую СШ для двух систем шин), а токи, протекающие через ШСВ, не учитываются.
     Для схем "шины-трансформатор", "полуторная" благодаря контролю положения разъединителей присоединения делается ненужным вмешательство оперативного персонала при вводе выключателя в работу и/или выводе его в ремонт, т.е. не нужны операции, например, с испытательными блоками в цепях тока выключателя, производимые при наличии защит типа ДЗШТ и ПДЭ.2006.

* * *

     Терминал 7SS52 выполнен производителем в соответствии с зарубежной идеологией, не предусматривающей АПВ шин и последующую полную автоматическую сборку доаварийной схемы.
     Поскольку в Белорусской энергосистеме функция АПВ шин обязательна, то в дополнение к комплекту 7SS52 необходим блок запрета АПВ шин.
     На рис. 4 представлена логика работы такого блока для схем первичных соединений "полуторная" и "шины-трансформатор". РН3UO - реле напряжения, включаемое на напряжение нулевой последовательности защищаемых шин. Элемент выдержки времени ДТ1 запоминает первое срабатывание защиты шин. Если включение шин первым опробующим присоединением неуспешно, то на выходе элемента 1 появляется сигнал на запрет АПВ всех присоединений СШ. На выходе элемента 2 появляется сигнал на запрет АПВ всех присоединений (в т.ч. и опробующего), если после отключения системы шин на одной или двух фазах её присутствует напряжение.

Выводы:

     1. Микропроцессорная база терминала 7SS52 позволяет значительно улучшить технические характеристики защиты шин (постоянная самодиагностика, информативность, высокая чувствительность, быстродействие, селективность).
     2. Применение терминала 7SS52 экономически целесообразно для схем первичных соединений с большим числом шин (секций шин) и присоединений.


   Данная статья была опубликована в журнале "Энергетика и Менеджмент", сентябрь - октябрь, 2003г.


 Главная  |  Обзор статей