Гловацкий В.Г., Пономарев И.В. Релейная защита и автоматика распределительных сетей. Версия 1.2

Подождите немного. Документ загружается.

При питании элементов схемы только от входного тока сохраняются только функции за-

щиты. Дополнительное питание (постоянное или переменное напряжение величиной

220В) необходимо только для обеспечения функции АПВ и индикации. Кратковременные

исчезновения напряжения (< 500 мс) фильтруются и стабилизируются в блоке питания.

Описание конструкции и работы реле

На разъемах, расположенных на задней стенке, имеются токовые входы двух фаз и тока

нулевой последовательности.

Устройство УЗА-МП10А имеет пять выходных реле.

Первое выходное реле используется для отключения выключателя защитами или по сети

передачи информации, реле имеет 2 независимых выходных контакта

Второе реле используется для включения выключателя автоматикой АПВ или по сети пе-

редачи информации.

Третье реле – фиксация срабатывания токового органа МТЗ - логическая защита шин,

реле имеет 2 независимых выходных контакта. Возврат этого реле может быть выполнен

2 способами: 1 - после возврата МТЗ, 2 – после срабатывания любой защиты на отклю-

чение. Во втором случае сигнал блокировки снимется немедленно после срабатывания

защиты и блокируемая ступень вышестоящей защиты (защита ввода или СВ) сработает

со своей выдержкой времени, значит эта ступень сработает при отказе выключателя и

наличии тока КЗ: получается УРОВ. Недостатком такой схемы является низкая чувстви-

тельность защиты ввода, которой может оказаться недостаточно. В этом случае, УРОВ

может обеспечить четвертое реле.

Четвертое реле – УРОВ, реле имеет 2 независимых выходных контакта. После срабаты-

вания защиты на отключение на фидере пускается внутренний таймер, отсчитывает за-

данную выдержку времени, необходимую для отстройки от времени отключения выклю-

чателя фидера и возврата защиты, срабатывает выходное реле 4, которое отключает

ввод и СВ. Чувствительность такого УРОВ определяется чувствительностью защиты фи-

дера.

Пятое реле – сигнализация неисправности устройства.

Время замыкания контактов выходных реле, при включении и отключении по сети пере-

дачи информации, а также включении от АПВ/ЧАПВ, составляет около 0,3 с.

По заказу в реле устанавливаются выходы для дешунтирования электромагнитов отклю-

чения.

3.3 Устройство УЗА-МП10А имеет 4 дискретных входа. Питание этих входов может осу-

ществляться от внутреннего источника питания реле, если управление выполняется «су-

хим» контактом, или подается напряжение при «потенциальном» управлении входом.

Дискретный вход №1 используется для контроля положения выключателя. Он может

быть отсоединен от внутреннего источника питания и включен последовательно с цепью

отключения выключателя (подобно обмотке реле РПВ). В этом случае обеспечивается

контроль цепи отключения. При отсутствии такой возможности в схеме управления, вза-

мен подключается блок-контакт выключателя, замкнутый при его включении. Положением

выключателя управляется функция ускорения защиты при ручном включении и АПВ: ус-

корение МТЗ вводится на 1 сек после включения выключателя.

Вход №2 может использоваться для внешнего пуска АЧР/ЧАПВ или для блокировки дей-

ствия защиты (ЛЗШ – УРОВ). Выбор направления действия входа производится в меню

устройства. В режиме АЧР/ЧАПВ при появлении напряжения на входе выключатель от-

ключается, при исчезновении напряжения пускается АПВ. Необходимым условием по-

следующего ЧАПВ, с выдержкой времени АПВ, является наличие напряжения питания в

течение 60 сек, в противном случае включения не произойдет.

Для блокировки действия

защит также достаточно подать напряжение на дискретный вход. При выполнении схемы

ЛЗШ – УРОВ, блокировка снимается после срабатывания нижестоящей защиты, и блоки-

руемая защита (обычно это вторая ступень), срабатывает со своей выдержкой времени.

Это время должно с запасом превышать время отключения выключателя отходящей ли-

нии, а также время срабатывания блокировки ЛЗШ (0.15-0.20сек).

Вход №3 используется для пуска защиты, например при выполнении защиты с пуском

при снижении напряжения, или для непосредственного отключения выключателя с за-

данной выдержкой времени. Подача напряжения на этот вход фиксируется светодиодом.

Направление действия сигнала при пуске защиты, обратное сигналу №2 – при появлении

121

напряжения разрешается срабатывание защиты, происходит отключение выключателя с

заданной выдержкой времени. Выбор пускаемой ступени осуществляется в меню устрой-

ства.

Вход №4 используется для внешнего отключения выключателя с заданной выдержкой

времени или для индикации срабатывания внешних устройств. Подача напряжения на

этот вход фиксируется светодиодом.

Для оперативного оповещения оператора о состоянии устройства, УЗА-МП10А имеет 8

независимых светодиодных индикаторов: 4 из них фиксируют срабатывание степеней

защиты МТЗ, ТО1, ТО2, ЗНЗ; пятый фиксирует срабатывание АПВ, шестой и седьмой

фиксирует появление сигнала на входе 3 и 4 соответственно, последний фиксирует ис-

правность устройства: при наличии оперативного напряжения и исправном устройстве

светодиод светится. Светодиодные индикаторы могут работать в 2 режимах: режим инди-

кации – светодиод горит при наличии сигнала и гаснет после его исчезновения, и режим

фиксации – светодиод загорается при появлении сигнала и остается горящим до его кви-

тирования кнопкой «ВВОД»

на лицевой панели.3.5.Для ручной работы оператора исполь-

зуется лицевая панель, на которой размещены средства оперативного взаимодействия

оператора с устройством защиты: клавиатура и система индикации.

Для выбора режимов работы и отображения информации, а также программирования

устройства используются пять основных клавиш: клавиши “ВПРАВО”, “ВЛЕВО”, “ВНИЗ”,

“ВВЕРХ”, обеспечивают движение в меню в нужном направлении; клавиша

(ВВОД) -

производит ввод набранных данных и снятие фиксации сработавших светодиодов.

Для отображения информации во всех режимах работы устройства используется жид-

кокристаллический индикатор (2 строчки по 16 алфавитно-цифровых символов) с под-

светкой, что позволяет считывать информацию при любой освещенности. В нормальном

режиме индицируется ток нагрузки фазы «А»; после срабатывания защиты – ток коротко-

го замыкания. Подсветка загорается на 1 минуту при нажатии любой клавиши управле-

ния. При погашенном индикаторе и первом нажатии клавиши «ВВОД» загорается под-

светка, второе нажатие производит возврат индикации в исходное состояние.

Лицевая панель дает возможность пользователю передвигаться по меню для доступа к

данным, изменять уставки и считывать измерения. Реле сохраняет в памяти максималь-

ный отключенный ток, который можно прочитать на дисплее. Для считывания сообщений

пароль не требуется, однако любое изменение уставок может проводиться только после

ввода пароля.

УЗА-МП10А постоянно измеряет фазные токи и индицирует фактическое действующее

значение тока вплоть до 10 гармоники.

УЗА-МП10А может быть включено в локальную сеть посредством стандартного порта

RS485, расположенного на задней стенке. Протокол связи MODBUS RTU.

Вся хранящаяся информация (измерения, сигнализации, параметры) может быть считана

и изменена с помощью канала передачи информации. Ознакомиться и изменить эти дан-

ные можно при помощи обычного персонального компьютера и соответствующего про-

граммного обеспечения.

Связь через порт RS485 обеспечивает соединение с цифровой системой управления (на-

пример, S+, MiCOM S10 и PSCN). Все имеющиеся данные в устройстве передаются дис-

петчеру и могут обрабатываться по месту или дистанционно.

Технические характеристики

Уставки

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Токовая ступень I>:

(2.0 ÷ 4.0)А шаг 0.1А

(4.0 ÷ 8.0)А шаг 0.2А

(8.0 ÷ 16.0)А шаг 0.5А

Выдержка времени tI>: (0.0 ÷ 20.0)с, шаг 0.1с

Время мгновенного срабатывания < 50 мс

Коэффициент возврата 0.9 ÷ 0.92

Ускорение МТЗ в течение 1с после включения

выключателя

уск.

I> = 0.5 сек.

122

Токовая отсечка (ТО1)

Токовая ступень I>>:

(5 ÷ 50)А шаг 1А

(10 ÷ 100)А шаг 1А

(20 ÷ 200)А шаг 1А

Выдержка времени tI>>: (0.05 ÷ 5.00)с, шаг 0.05с

Время мгновенного срабатывания < 50 мс

Коэффициент возврата 0.9 ÷ 0.92

Токовая отсечка (ТО2)

Токовая ступень I>>>:

(5 ÷ 50)А шаг 1А

(10 ÷ 100)А шаг 1А

(20 ÷ 200)А шаг 1А

Выдержка времени tI>>: (0.05 ÷ 1.00)с, шаг 0.05с

Время мгновенного срабатывания < 50 мс

Коэффициент возврата 0.9 ÷ 0.92

УРОВ

Выдержка времени tI>>: (0.05 ÷ 1.00)с, шаг 0.05с

Защита от замыканий на землю (ЗНЗ)

Токовая ступень Iо>:

(0.01 ÷ 2.00)А шаг 0.01А

Выдержка времени tIо>: (0.0 ÷ 5.0)с, шаг 0.05с

Время мгновенного срабатывания < 100 мс

Коэффициент возврата 0.9 ÷ 0.92

Защита минимального напряжения

Орган напряжения:

(20 –80)В шаг 5В

Выдержка времени tIо>: (0.0 ÷ 5.0)с, шаг 0.05с

Время мгновенного срабатывания < 50 мс

Коэффициент возврата 1.05 ÷ 1.1

Пуск по напряжению МТЗ

Орган напряжения:

(20 –80)В шаг 5В

Время мгновенного срабатывания < 50 мс

Коэффициент возврата 1.05 ÷ 1.1

Сигнализация замыканий на землю по 3Uo

Орган напряжения:

(5 ÷ 60)В шаг 5В

Выдержка времени tIо>: (0.0 ÷ 1.0)с, шаг 0.1с

Время мгновенного срабатывания < 50 мс

Коэффициент возврата 0.9 ÷ 0.92

АПВ (ЧАПВ)

Число циклов 1 цикл

Время подготовки:

30сек

Выдержка времени АПВ: (0.0 ÷ 10.0)с, шаг 0.5с

Напряжение питания

Диапазон напряжения питания (100 ÷ 250)В (~/=)

Пульсация 12%

Допустимое время перерыва питания, не менее 500 мс

Потребляемая мощность 3 Вт (3 ВА) + 0,25 Вт (0,25 ВА) на

каждое сработавшее реле

Время готовности, не более 300 мс

Измерительные входы

Ток фаза А

(2 ÷ 200)А

Ток фаза С (2 ÷ 200)А

Токовый вход, использующийся для измерения

тока ЗНЗ

(0.05 ÷ 2.00)А

123

Напряжение фазы АВ 5 ÷ 120В

Напряжение фазы ВС 5 ÷ 120В

Напряжение фазы СА или 5 ÷ 120В

Напряжение 3Uo 5 ÷ 150В

Потребляемая мощность измерительных цепей

ЗНЗ

0.01ВА при 0.1I

(5A)

Потребляемая мощность измерительных цепей

тока

0.3 ВА/фазу (5 А)

Потребляемая мощность измерительных цепей

+ цепей питания по току

2 ВА/фазу (5А)

Потребляемая мощность измерительных цепей

по напряжению

1 ВА на фазу

Диапазон частоты (45 ÷ 65) Гц

Номинальная (50 ÷ 60) Гц

Термическая устойчивость по току 1с @ 40 x ном.ток

длительно @ 2 x ном.ток

Термическая устойчивость по напряжению 120В длительно.

Дискретные входы

Четыре дискретных входа

Вход 1, Вход 2,

Вход 3, Вход 4

Тип дискретных входов Независимые, изолированные

Время распознавания 20 мc

Диапазон напряжения питания 170 ÷ 250 В (пост./выпр.)

Допустимое отклонение напряжения от номи-

нального

+/- 20%

Пульсация 12%

Потребляемая мощность 1,5 Вт на вход

Вход 1 Контроль включенного положения вы-

ключателя

Вход 2 АЧР-ЧАПВ / Блокировка защиты

Вход 3 Пуск защиты /Отключение выключателя

с заданной выдержкой времени

ВХОД 4. Отключение выключателя с заданной

выдержкой времени.

Выходные реле

Шесть выходных реле Нормально открыты

Устойчивость (0.2с) 20А

Номинальный ток 5А

Разрывная способность контактов 250В (=), 0.4А (L/R=30мс)

220 В (~), 5 А (cos ϕ =0.6)

Выход 1 - 2 контакта Отключение

Выход 2 - 1 контакт Включение

Выход 3 - 2 контакта Фиксация пуска токового органа

(ЛЗШ+УРОВ)

Выход 4 - 1 контакт Срабатывание защиты минимального

напряжения

Выход 5 - 2 контакта Сигнал земли на шинах (3Uo) / УРОВ

Выход 6 - 1 контакт Сигнал неисправности.

Дополнительные таймеры

Выдержка времени: t1, t2 (0.0 ÷ 5.0)с, шаг 0.05с

Последовательный интерфейс

Порт RS 485 Порт на задней панели реле, витая пара

Тип Изолированная, полудуплекс

Протокол MODBUS

RTU

Скорость передачи 1200 ÷ 9600 бод (программируется)

Точность

Фазных токов, напряжения и времени 5%

Токового входа, использующегося для из-

мерения тока ЗНЗ

не хуже 10%

124

Структура меню

ИЗМЕРЕНИЕ МТЗ ТО1 ТО2 ЗНЗ

Ia = Включ/Отключ Включ/Отключ Включ/Отключ Включ/Отключ

Ic = I I > = I >> = I >>> = Сигн/Отключ.

3Io = t I > = t I >> = t I >>> = Iо > =

I КЗ макс = Пуск АПВ

Включ/ Отключ

Пуск АПВ

Включ/Отключ

Пуск АПВ

Включ/Отключ

t Iо > =

Блокиров МТЗ

Включ/Отключ

Блокиров ТО1

Включ/Отключ

Блокиров ТО2

Включ/Отключ

Возврат блок

Сраб з/Возвр з

Пуск МТЗ

Включ/Отключ

Возврат блок

Сраб з/Возвр з

Пуск ТО1

Включ/Отключ

Возврат блок

Сраб з/Возвр з

Пуск ТО2

Включ/Отключ

Ускор. при вкл.

Включ/Отключ

Продолжение меню

ВХОД 2 ВХОД 3 ВХОД 4 Режим измер Пароль

Индик / Работа Индик / Работа Индик / Работа Диапаз I - Ввод – 000

АЧР / ЧАПВ Пуск защиты Прям отключ Ктт =

Блокир защ Прям отключ t откл =

t откл =

3.5.5. Микропроцессорное устройство УЗА-МП10В

Устройство УЗА-МП10В – выполняет функции токовой защиты и автоматики, управления

и телемеханики. Оно имеет 2 модификации в зависимости от использования органов на-

пряжения: УЗА-МП10В1 включает защиту от понижения напряжения и сигнализацию по-

явления напряжения нулевой последовательности, вторая - УЗА-МП10В2 имеет пуск по

напряжению максимальной защиты.

Предназначено для установки на новых и реконструируемых подстанциях промышленных

установок и распределительных сетей, для замены старых устройств РЗА и телемехани-

ки.

Функции устройства

• двухфазная МТЗ;

• токовая отсечка 2 ступени: ТО1, ТО2;

• защита понижения напряжения с 2-мя измерительными органами АВ, ВС по схеме

«И» – модификация В1 ;

• пуск по напряжению максимальной защиты с 3-мя измерительными органами АВ, ВС,

СА по схеме «ИЛИ» – модификация В2;

• защита повышения напряжения нулевой последовательности - модификация В1;

• направленную (ненаправленную) защиту от замыканий на землю (ЗНЗ) - модификация

В1.

• ненаправленную токовую защиту от замыканий на землю (ЗНЗ) - модификация В2;

• ускорение МТЗ при включении выключателя;

• дистанционное включение и отключение выключателя;

• контроль и управление выключателем;

• внешняя блокировка защиты;

• схема логической селективности;

• однократное АПВ;

• измерение токов фаз и тока ЗНЗ;

• измерение 2 линейных напряжений и напряжения нулевой последовательности, для

модификации В1, и 3 линейных напряжений для модификации В2;

• запоминание тока КЗ;

• порт связи RS 485 для подключения к локальной сети.

125

Устройства УЗА-МП10В предназначены для использования в схемах релейной защиты и

противоаварийной автоматики для защиты электрических машин, трансформаторов и ли-

ний электропередачи при коротких замыканиях и перегрузках, замыканиях на землю и по-

нижении напряжения, а также для управления и телемеханики присоединения.

Устройство УЗА-МП10В - питается от источника как постоянного, так и переменного опе-

ративного напряжения. От цепей переменного тока выполняется комбинированное пита-

ние от тока (Iн = 1 или 5А) и напряжения (100 - 220 В) и токовая защита может работать

только от тока короткого замыкания. При питании только от тока, устройство с номиналь-

ным током 5А, работает стабильно начиная с 4А, устройство с номинальным током 1А – с

0,8А.

При питании элементов схемы только от входного тока сохраняются только функции то-

ковой защиты. Дополнительное питание (постоянное или переменное напряжение вели-

чиной 220В) необходимо только для обеспечения функции АПВ, органов напряжения и

индикации. Работа защиты минимального напряжения при одновременной потере пита-

ния и измеряемого напряжения не обеспечивается. Кратковременные исчезновения на-

пряжения (< 500 мс) фильтруются и стабилизируются в блоке питания.

Описание конструкции и работы реле

На разъемах, расположенных на задней стенке, имеются токовые входы двух фаз, тока

нулевой последовательности, двух линейных напряжений и напряжения 3Uo от транс-

форматора напряжения – модификация В1, в модификации В2 – вход напряжения 3 Uo

отсутствует.

Устройство УЗА-МП10В имеет шесть выходных реле.

Первое выходное реле используется для отключения выключателя защитами или по сети

передачи информации, реле имеет 2 независимых выходных контакта.

Второе реле используется для включения выключателя автоматикой АПВ или по сети пе-

редачи информации.

Третье реле – фиксация срабатывания токового органа МТЗ: ЛЗШ - УРОВ, реле имеет 2

независимых выходных контакта. Возврат этого реле может быть выполнен 2 способами:

1 - после возврата МТЗ, 2 – после срабатывания любой ступени защиты на отключение.

Во втором случае сигнал блокировки снимется немедленно после срабатывания защиты

и блокируемая ступень вышестоящей защиты (защита ввода или СВ) сработает со своей

выдержкой времени, значит эта ступень сработает при отказе выключателя и наличии то-

ка КЗ: получается УРОВ. Недостатком такой схемы является низкая чувствительность

защиты ввода, которой может оказаться недостаточно. В этом случае, УРОВ может обес-

печить пятое реле.

Четвертое реле используется как выход защиты минимального напряжения (пуск по на-

пряжению МТЗ в модификации В2).

Пятое реле - выход напряжения защиты по напряжению нулевой последовательности в

модификации В1 или УРОВ в обеих модификациях, реле имеет 2 независимых выходных

контакта. При выполнении УРОВ, после срабатывания защиты на отключение на фидере

пускается внутренний таймер, отсчитывает заданную выдержку времени, необходимую

для отстройки от времени отключения выключателя фидера и возврата защиты, сраба-

тывает выходное реле 5, которое отключает ввод и СВ. Чувствительность такого УРОВ

определяется чувствительностью защиты фидера.

Шестое реле – сигнализация неисправности устройства.

Время замыкания контактов выходных реле, при включении и отключении по сети пере-

дачи информации, а также включении от АПВ/ЧАПВ, составляет около 0,3 с.

Устройство УЗА-МП10В имеет 4 дискретных входа. Питание этих входов может осущест-

вляться от внутреннего источника питания реле, если управление выполняется «сухим»

контактом, или подается напряжение при «потенциальном» управлении входом.

Дискретный вход №1 используется для контроля положения выключателя. Он может

быть отсоединен от внутреннего источника питания и включен последовательно с цепью

отключения выключателя (подобно обмотке реле РПВ). В этом случае обеспечивается

контроль цепи отключения. При отсутствии такой возможности в схеме управления, вза-

мен подключается блок-контакт выключателя, замкнутый при его включении. Положением

126

выключателя управляется функция ускорения защиты при ручном включении и АПВ: ус-

корение МТЗ вводится на 1 сек после включения выключателя.

Вход №2 может использоваться для внешнего пуска АЧР/ЧАПВ или для блокировки дей-

ствия защиты (ЛЗШ – УРОВ). Выбор направления действия входа производится в меню

устройства. В режиме АЧР/ЧАПВ при появлении напряжения на входе выключатель от-

ключается, при исчезновении напряжения пускается АПВ. Необходимым условием по-

следующего ЧАПВ, с выдержкой времени АПВ, является наличие напряжения питания в

течение 60 сек, в противном случае включения не произойдет. Для блокировки действия