содержание      ..      1      2      3      ..

Микропроцессорное устройство защиты «Сириус-3ЛВ-06». Руководство по эксплуатации БПВА.656122.177 РЭ (Редакция 2.0) - часть 2

Сириус-3ЛВ-06

U_А,U_B,U_C

АУВ, АПВ, УРОВ

TV1

I_А,I_B,I_C

U_А

TV2

TA1

Q1

I_В1

Рисунок 4 - Вариант подключения устройства при реализации функций автоматики управле-

ния выключателем и УРОВ

На рисунке 5 приведен вариант использования устройства в качестве комплекта сту-

пенчатых защит, автоматики управления выключателем и УРОВ обходного выключателя 110

- 220 кВ.

Сириус-3ЛВ-06

U_А,U_B,U_C,

КСЗ РС, АУВ,

U_НИ,U_ИФ,U

ФК

АПВ, УРОВ

РПР ОВ

I_А,I_B,I_C

U_{А (ОСШ)}

TV1

TV3

1СШ

ОСШ

TV2

TA1

Q1

2СШ

I_В1

Рисунок 5 - Вариант подключения устройства при реализации функций комплекта ступенча-

тых защит, автоматики управления выключателем и УРОВ обходного выключателя

1.1.2 Общее назначение устройства, технические характеристики составных частей

терминала описаны в групповом РЭ БПВА.650612.002 РЭ на серию устройств «Сириусͩ.

12

1.2 Функции, выполняемые устройством

1.2.1 Основные функциональные возможности устройства приведены в таблице 1

Таблица 1 - Функциональные возможности устройства

Код стандар-

Наименование функции

та ANSI C37.2

Пятиступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ с независи-

21

мой выдержкой времени (ДЗ-1 ФФ, ДЗ-2, ДЗ-3, ДЗ-4 и ДЗ-5)

Трёхступенчатая дистанционная защита от КЗ на землю с независимой

21

выдержкой времени (ДЗ-1 ФЗ, ДЗ-2 ФЗ, ДЗ-3 ФЗ)

Шестиступенчатая направленная токовая защита нулевой последователь-

ности от КЗ на землю с независимой выдержкой времени (ТЗНП-1, ТЗНП-2,

50N/51N

ТЗНП-3, ТЗНП-4, ТЗНП-5 и ТЗНП-6)

Ненаправленная междуфазная токовая отсечка с независимой выдержкой

50/51

времени (МТЗ-1)

Ненаправленная трехступенчатая максимальная токовая защита от меж-

50/51

дуфазных КЗ с независимой выдержкой времени (МТЗ-2, МТЗ-3, МТЗ-4).

Автоматический ввод ускорения одной из ступеней МТЗ, ДЗ и ТЗНП

-

Оперативное ускорение одной из ступеней ДЗ и ТЗНП.

-

Поперечное ускорение ТЗНП от защит параллельной линии

-

Телеотключение (ВЧТО №1)

-

Телеускорение отключения трех фаз (ВЧТО №2)

-

Телеускорение ДЗ и ТЗНП с использованием разрешающих сигналов

-

(ВЧТО №3 и ВЧТО №4 соответственно)

Логика блокировки отдельных ступеней ДЗ и ТЗНП при внешних КЗ

-

Защита от непереключения фаз (ЗНФ) и защита от неполнофазного режи-

46BC

ма (ЗНФР)

Блокировка при качаниях мощности (БК)

-

Блокировка при неисправностях в цепях напряжения (БНН)

60

Контроль исправности ШОН

-

Логика устройства резервирования при отказе выключателей В1 и В2

50BF

(УРОВ В1 и УРОВ В2)

Трехфазное автоматическое повторное включение (АПВ) (до 2-х циклов)

79

Автоматика управления выключателем

-

Контроль положения оперативных ключей в выходных цепях и испыта-

тельных блоков

Измерение текущей частоты по каналам напряжения (при величине

-

напряжения в одной из фаз более 20 В)

Измерение текущей активной и реактивной мощности (первичные значе-

-

ния)

13

Код стандар-

Наименование функции

та ANSI C37.2

Виртуальные ключи, обеспечивающие местное и дистанционное управле-

-

ние функциями устройства

Дополнительные сервисные функции

Определение вида и расстояния до места повреждения (ОМП) методом

одностороннего замера на основе дистанционного принципа с компенса-

цией влияния переходного сопротивления и контролем тока нулевой по-

21FL

следовательности параллельной линии. Фиксация параметров для дву-

стороннего уточняющего расчета

Аварийный осциллограф

Регистратор событий

1.2.2 Устройство имеет возможность встраиваться в систему единого точного времени

подстанции или станции. Описание данной функции приведено в БПВА.650612.002 РЭ.

1.2.3 Устройство «Сириус-3ЛВ-06ͩ выпускается в типоисполнении К404-41, которое

предназначено для использования на объектах, где предусмотрена передача информации о

сигналах тока и напряжения о ТТ и ТН с помощью электрических сигналов с использованием

контрольных кабелей. Состав модулей, входящих в состав типоисполнеия К404-41, приведен

в пункте 1.4.1, внешний вид устрйоства с данным типоисполнением приведен на рисунках

А.1 и А.2.

1.2.4 В устройстве реализовано несколько моделей данных МЭК 61850 отвечающих

требованиям к типовым шкафам ШЭТ 220.07-0, ШЭТ 220.08-0 и ШЭТ 221.09-0 в соответствии

с СТО 56947007-33.040.20.282-2019, а также в ШЭТ 251.01-0 и ШЭТ 251.02-0 в соответствии с

СТО 56947007-33.040.20.285-2019. Выбор необходимой модели данных производится устав-

кой «Настройки - Тип ШЭТͩ. После смены уставки для активации выбранной модели дан-

ных необходимо перезагрузить устройство путем снятия напряжения питания до полного

отключения устройства (USB интерфейс устройства при этом должен быть отключен).

1.2.5 Устройство производит измерение входных аналоговых сигналов фазных токов

выключателя В1: I_{А В1}, I_{В В1}, I_{С В1}; фазных токов выключателя В2: I_{А В2}, I_{В В2}, I_{С В2}., фазных напря-

жений U_А, U_В, U_С, напряжений с обмотки ТН, собранной по схеме «разомкнутого треугольни-

каͩ U_НИ, U_ИФ, U_ФК (если используются только 3 вывода, то U_НИ и U_ИК или U_НФ и U_ФК в зависимо-

сти от используемого вывода), напряжения на линии U_ВЛ и тока нулевой последовательности

параллельной линии 3I_{0 ПАРАЛ.ВЛ}.

Полезным сигналом в алгоритмах пусковых и измерительных органов является только

составляющая промышленной частоты. Поэтому входные сигналы проходят через цифровые

частотные фильтры, ослабляющие апериодические и высокочастотные составляющие.

Напряжение нулевой последовательности 3U₀ может рассчитываться либо по фазным

напряжениям (1), либо по напряжениям с «разомкнутого треугольникаͩ (2) в зависимости от

заданной настройки:

͵

(1)

஼;

͵

(2)

ʣ ʣ

ʣ ʣ .

1.2.6 Для измерения напряжения на линии могут использоваться измерительные ТН,

включенные на фазное или линейное напряжение линии, либо ШОН.

14

В случае применения ШОНа, выход которого является токовым, подключение произ-

водится параллельно резистору (шунту), сопротивление которого в каждом конкретном слу-

чае подбирается так, чтобы получить напряжение в номинальном режиме близкое к 30 В.

1.2.7 При включении защищаемой линии через два выключателя (см. рисунок 1) фаз-

ные токи линии «I_РАСЧ1ͩ и «I_РАСЧ2ͩ формируются расчетным путем как векторная сумма соот-

ветствующих вторичных фазных токов выключателей В1 и В2. При этом считается, что коэф-

фициенты трансформации трансформаторов ТА1 и ТА2 в цепях выключателей одинаковые. В

противном случае, применение защит и ОМП, контролирующих ток линии, в устройстве не-

возможно.

1.2.7 По фазным токам и напряжениям рассчитываются следующие величины:

- линейные напряжения U_АВ, U_ВС, U_СА;

- активная и реактивная мощности;

- составляющие прямой и обратной последовательности I₁, I₂, U₁, U₂;

- скорость изменения токов прямой и обратной последовательностей: ΔI₁ и ΔI₂;

- устроенный ток нулевой последовательности 3I₀;

- частоты сигнала напряжения основного ТН и напряжения от ТН на линии;

- активное и реактивное сопротивление по петлям «фаза-фазаͩ: R_АВ, X_АВ, R_ВС, X_ВС, R_СА, X_СА;

- активное и реактивное сопротивление по петлям «фаза-земляͩ: R_А0, X_А0, R_В0, X_В0, R_С0, X_С0;

- скорость изменения сопротивления по петлям «фаза-фазаͩ: ΔZ_АВ, ΔZ_ВС, ΔZ_СА;

- угол между вектором напряжения фазы А основного ТН и вектором напряжения на

линии: Δϕ_{UA_UЛИН};

- частота скольжения между напряжениями на шинах и линии: Δf_{UШИН_UЛИН};

- разность модулей векторов напряжений U_А и U_ЛИН.

1.3 Технические характеристики

1.3.1 Основные параметры и размеры

Основные параметры и размеры устройства соответствуют данным, приведенным в

пункте 1.2.1 документа БПВА.650612.002 РЭ и определяются конкретным исполнением тер-

минала, отраженным в его полном условном обозначении (см. п.1.1.4).

1.3.2 Характеристики

Характеристики устройства приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные технические характеристики терминала

Наименование параметра

Значение

Постоянный,

Тип оперативного тока

переменный,

выпрямленный

Рабочий диапазон измерительных каналов тока и напряжения, Гц

50ц5

15

Наименование параметра

Значение

Количество измерительных каналов тока:

 для 1-го типа (канал с широким динамическим диапазоном и высо-

8

кой термической стойкостью) для исполнеия К404-41

Количество измерительных каналов напряжения:

 с номиналным напряжением 100В для исполнения К404-41

7

Количество независимых входов дискретных сигналов:



для исполненеия К404-41

54

Количество выходных программируемых реле:

 для исполнения К404-41

31

Из них:

ƒ с нормально разомкнутыми контактами

21

ƒ с нормально замкнутыми контактами

2

ƒ с перекидными контактами

4

ƒ с усиленными нормально-разомкнутыми контактами

4

Количество интерфейсов связи:

 USB на лицевой панели устройства с протоколом ModBus-RTU

1

 RS-485 c протоколом ModBus-RTU (для всех исполнений)

2

 Ethernet c поддержкой стандарта МЭК61850 (только для исполне-

2

ний А5Т и A5U)

Поддержка протокола резервирования связи Ethernet для исполнений

HSR, PRP

A5U и A5T

Способы синхронизации времени:

 SNTPv4 (для исполнения A5U или A5T)

9

 PPS

9

Количество групп уставок

8

Количество программируемых светодиодов:

 для исполнения К404-41

36

Количество светодиодов с фиксированной функцией

3

Количество кнопок оперативного управления:

 для исполнения К404-41

13

Время готовности устройства после подачи оперативного питания, не более, с

0,3

Потребляемая мощность в дежурном режиме, Вт, не более

 Для исполнения A0

10

 Для исполнения A5U и A5T

15

Потребляемая мощность в режиме срабатывания, Вт, не более

 Для исполнения A0

18

 Для исполнения A5U и A5T

25

16

Наименование параметра

Значение

Габаритные размеры, ШхВхГ, мм:

 для исполнения К404-41

184х295х198

Масса не более, кг:

 для исполнения К404-41

7

Емкость памяти архива событий

1000

Емкость памяти архива срабатываний

9

1.4 Состав изделия

1.4.1 Перечень модулей, входящих в состав устройства с исполнением К404-41:

- модуль входных аналоговых сигналов тока и напряжения AA907;

- модуль входных дискретных сигналов (21 ДВ) в зависимости от исполнения опера-

тивного питания:

 ВА01 - для исполнения =220DC,

 ВА11 - для исполнения =110В,

 ВА51 - для исполнения =220В;

- модуль микропроцессорного контроллера в зависимости от исполнения портов ли-

нии связи:

 CA1 - для исполнения А0 без дополнительного интерфейса,

 CA5T - для исполнения А5T с двумя дополнительными интерфейсами Ethernet

с разъемами RJ-45,

 CA5U - для исполнения А5U с двумя дополнительными интерфейсами Ethernet

с разъемами для SFP-модулей;

- модуль выходных реле DA1;

- модуль комбинированный блока питания и дискретных входов/выходов в зависи-

мости от исполнения оперативного питания:

 ЕА01 - для исполнения =220DC;

 ЕА11 - для исполнения =110В;

 ЕА51 - для исполнения =220В;

- панель клавиатуры и индикации - LA41.

1.4.2 Описание модулей и их взаимодействие приведено в БПВА.650612.002 РЭ в

приложении В.

1.4.3 Конструкция изделия

Конструктивно устройство выполнено в виде моноблока, имеющего лицевую панель.

Структурная схема и подробное описание реализации устройства приведено в

БПВА.650612.002 РЭ.

17

359 градусов. За положительное направление принимается поворот против движения часо-

вой стрелки. На рисунке 6 приведена поясняющая векторная диаграмма.

Уставка «K_ВЛͩ имеет свою значимость только при использовании ШОН в качестве до-

полнительного ТН, в ином случае принимается «K_ВЛ = 1ͩ.

U_{ВЛ_СКОР}

U_ВЛ

φ_ВЛ = 30⁰

Рисунок 6 - Поясняющая схема поворота вектора напряжения линии

Для удобства проведения наладочных работ на индикаторе устройства в режиме

«Контрольͩ отображаются действующие значения и фазы напряжений до цифровой кор-

рекции и после соответственно: «Uвл_измͩ и «Uвлͩ. Причем может отображаться как фаз-

ное, так и линейное напряжения, в зависимости от подведенной на вход величины.

2.1.7 Ниже приведены примеры возможных вариантов формирования цепей пере-

менного напряжения и соответствующие им уставки.

От однофазного ТН, установленного на отходящей линии, подводится линейное

напряжение, которое подается на вход U_ВЛ с номинальным напряжением 100 В:

«U_{НОМ. ВХОДА}, В — 100 Вͩ, «Тип U_ВЛ — Линейноеͩ.

От однофазного ТН, установленного на отходящей линии, подводится фазное напря-

жение, которое подается на вход U _ВЛ с номинальным напряжением 100 В:

«U_{НОМ. ВХОДА}, В — 100 Вͩ, «Тип U_ВЛ — Фазноеͩ.

От ШОН, установленного на линии, подводится фазное напряжение, которое подается

на вход U_ВЛ с номинальным напряжением 30 В:

«U_{НОМ. ВХОДА}, В — 30 Вͩ, «Тип U_ВЛ — Фазноеͩ.

2.2 Контроль цепей переменного напряжения

2.2.1 При неисправностях в цепях основного ТН возможно искажение или даже исчезно-

вение вторичных напряжений, подводимых к устройству. Это может привести к ложному сра-

батыванию ступеней защит. Поэтому для выявления повреждений в цепях напряжения ис-

пользуется специальная блокировка при неисправностях в цепях напряжения (БНН).

На выходе логической части БНН формируются два сигнала: БНН-б (быстродействую-

щий) и БНН-м (медленнодействующий). БНН-б без выдержки времени воздействует на

функции релейной защиты устройства, которые могут ложно сработать при данных повре-

ждениях, а с выдержкой времени 10 с действует на сигнал. БНН-м воздействует на функции

релейной защиты устройства через выдержку времени, задаваемую уставкой «Параметры

ТН - Тнеиспр., сͩ. Для каждой ступени ДЗ устройства можно выбрать один из сигналов БНН-б

или БНН-м в зависимости от того, требуется ли немедленная блокировка ступени при неис-

правности в цепях напряжения.

19

1A

1A

1A

X2

X2

X2

U_И

7

И

7

И

7

И

U_Ф

U_ИФ

U_ИФ

U_ИФ

8

Ф

8

Ф

8

Ф

X3

X3

X3

U_Н

1

Н

U_Н

1

Н

U_Н

1

Н

U_НИ

U_НИ

U_НФ

2

И(Ф)

U_И

2

И(Ф)

U_Ф

2

И(Ф)

3

И(Ф)

3

И(Ф)

3

И(Ф)

U

ФК

U

ИК

U

ФК

U_К

4

К

U_К

4

К

U_К

4

К

Рисунок 7 - Варианты схем подключения цепей «разомкнутого треугольникаͩ ТН к устройству

2.2.3.2 Принцип действия

Контролируются напряжения, которые рассчитываются по следующим выражениям:

െ √ଷ െ

,

(4)

ʑ

√ଷ

െ ʣ

െ √ଷ ,

(5)

ʣ

ʑ

√ଷ

где

͵

ʣ ʣ

ʣ ʣ .

В случае подключения к устройству только 2 каналов напряжения «разомкнутого тре-

угольникаͩ U_НИ и U_ИК либо U_НФ и U_ФК используется одно из выражений (4) и (5), определяе-

мое в соответствии с испльзуемым выводом «Иͩ или «Фͩ.

В нормальном режиме, когда отсутствуют повреждения во вторичных цепях ТН, сла-

гаемые в выражениях (4) и (5) компенсируют друг друга и результирующие напряжения

U_БНН-И и U_БНН-Ф имеют значения близкие к нулю (обычно не превышающие 1-2 В).

При возникновении неисправности во вторичных цепях ТН баланс напряжений обмо-

ток «звездыͩ и «треугольникаͩ нарушается, что приводит к увеличению напряжений U_БНН-И и

U_БНН-Ф выше заданной уставки и срабатыванию БНН. Порог срабатывания по напряжению за-

дается уставкой «U_БНН, Вͩ, значение которой в большинстве случаев можно принимать 10 В.

Блокировка позволяет выявлять в нормальном режиме (без КЗ в первичной сети)

следующие обрывы в цепях ТН:

— пропадание любой из фаз звезды, двух или трех фаз одновременно;

— обрыв любого из проводов «Иͩ, «Кͩ или «Нͩ.

Блокировка не обеспечивает выявление разрыва разомкнутого треугольника еще в

шкафу ТН, а также КЗ между проводами «Кͩ и «Нͩ.

При использовании 2 каналов напряжения «разомкнутого треугольникаͩ блокировка

не чувствительна к КЗ между двумя фазами, если ни одна из них не является «особой фазойͩ

(приведены для каждого вида соединения треугольника в Приложении Н). В этом случае дан-

ный блок откажет, и блокировка ступеней защит произойдет по условию контроля нарушении

симметрии вторичного напряжения (см. п. 2.2.6).

2.2.3.3 Задание варианта соединения вторичных обмоток основного ТН

Существует несколько вариантов соединения вторичных обмоток основного ТН по

схеме «разомкнутый треугольникͩ. Выражения (4) и (5) и приведены лишь для одного из

21

содержание      ..      1      2      3      ..