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

Подождите немного. Документ загружается.

В зависимости от назначения выпускаются шкафы ШЗАЛ-01 – ШЗАЛ-05 для линий

110-220 кВ. ШЗАЛ-35 для ВЛ-35 кВ, ШЗАТ для защиты двухобмоточных или трехобмоточных

трансформаторов 35–220 кВ. Типовые схемы разрабатывались для аппаратуры фирмы

ALSTOM однако взамен них может быть применена аналогичная аппаратура других фирм :

ABB, SIEMENS, Sel.

Всего производится семь типов шкафов, которые предусматриваются для стандартных слу-

чаев применения. В этих шкафах по заказу могут быть выполнены изменения, необходимые

для данного конкретного случая применения. По заказу может быть разработана другая кон-

струкция шкафа или схема привязки шкафа к оборудованию подстанции (электростанции).

12.3 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ШКАФОВ

Шкаф ШЗАЛ-01 предназначен для защиты транзитных линий 110–220 кВ.

Рис. 12.2 Внешний вид шкафа

ШЗАЛ-01, ШЗАЛ-02

1 – ВЧ приемопередатчик ПВЗ и т. п.

2 – основная защита MiCOM P435, Р441

3 – резервная защита MiCOM P126, Р127 или

MiCOM P435, Р441

4 – реле малогабаритные схемы управления

5 – автоматы оперативного тока малогабаритные

6 – переключатели (накладки)

7 – блоки испытательные БИ-4

8 – блоки испытательные БИ-6

9 – фиксатор двери

10 – раздвижное окно с уплотнением для кабеля

Габариты шкафа без приемопередатчика

1600 × 600 × 600

Защиты, установленные в шкафу, разделены на два независимых комплекта: основной и ре-

зервный.

В качестве основного комплекта используется дистанционная защита от всех видов коротких

замыканий с высокочастотной блокировкой, в качестве резервной – токовая направленная

защита. Внешний вид шкафа показан на рис. 12.2.

Два комплекта защиты разделены по цепям оперативного тока и токовым цепям, подключены

к разным клеммникам и могут обслуживаться раздельно. При наличии на выключателе

2 соленоидов отключения основной и резервный комплект действуют на разные соленоиды.

Предусмотрен перевод основного комплекта с ВЧ каналом на обходной выключатель. По за-

казу может быть выполнено действие защиты на два выключателя, подключение защиты на

сумму двух комплектов трансформаторов тока.

Для основной защиты используются реле MiCOM P435 или MiCOM P441 фирмы ALSTOM,

REL 511, REL 521 фирмы АВВ. 7SA513 фирмы SIEMENS или Sel 511 фирмы Sel.

311

В состав MiCOM P435 входит:

Шестиступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ и замыканий на землю с мно-

гоугольными или круговыми характеристиками. Каждая ступень может быть выполнена на-

правленной в любую сторону или ненаправленной. Пусковой орган может быть выполнен по

току и напряжению, или дистанционный. Характеристика дистанционного пускового органа

имеет вырез в зоне нагрузки, что позволяет применить устройство на длинных, сильно нагру-

женных линиях. Имеется блокировка при качаниях. Контроль исправности цепей напряжения

автоматически выводит из действия дистанционную защиту и вводит резервную максималь-

ную токовую защиту.

− четырехступенчатая направленная защита от замыканий на землю;

− четырехступенчатая максимальная токовая защита;

− защиты от повышения (понижения) напряжения;

− УРОВ.

Реле MiCOM P435 содержит также АПВ с контролем синхронизма или напряжения на линии и

шинах, ускорение при включении, определение обрыва фазы и расстояния до места повреж-

дения.

С помощью устройства выполняется направленная защита с ВЧ блокировкой,

с использованием высокочастотного приемопередатчика типа ПВЗ или ему подобному.

В реле реализован также ряд дополнительных функций защиты, автоматики и мониторинга

согласно техническому описанию на реле MiCOM P435 (SEL-311, REL-511,7SA513).

В состав MiCOM P441 входит:

Пятиступенчатая дистанционная защита от междуфазных КЗ и замыканий на землю с много-

угольными характеристиками. 1-я, 2-я, 3-я ступени направлены в сторону линии, четвертая

ступень – к шинам, ступень “Р” может иметь любое направление. Контроль исправности це-

пей напряжения автоматически выводит из действия дистанционную защиту и вводит резерв-

ную максимальную токовую защиту.

− трехступенчатая направленная защита от замыканий на землю;

− четырехступенчатая максимальная токовая защита;

− защиты от повышения (понижения) напряжения;

− УРОВ.

Реле MiCOM P441 содержит также АПВ с контролем синхронизма или напряжения на линии и

шинах, ускорение при включении, определение обрыва фазы и расстояния до места повреж-

дения.

С помощью устройства выполняется направленная защита с ВЧ блокировкой, с использова-

нием высокочастотного приемопередатчика типа ПВЗ или ему подобному.

В реле реализован также ряд дополнительных функций защиты, автоматики и мониторинга

согласно техническому описанию на реле MiCOM P441.

Резервная защита может быть реализована на реле MiCOM P126, Р127 фирмы ALSTOM,

REF 543, фирмы АВВ. 7SJ531 фирмы SIEMENS или Sel 351 фирмы Sel.

312

Реле MiCOM P126, Р127 состоит из:

− трехступенчатой направленной МТЗ (ненаправленной – у MiCOM P126);

− трехступенчатой направленной защиты от замыканий на землю.

Реле MiCOM P127 содержит также функции АПВ и УРОВ.

Все комплекты защиты осуществляют измерения, осциллографирование, запись аварийных

параметров.

Шкаф защиты и автоматики ШЗАЛ-02 предназначен для защиты транзитных линий

110-220 кВ.

Он состоит из 2 одинаковых комплектов защиты. Основной комплект использует высокочас-

тотный канал для ВЧ блокировки. Конструкция шкафа и расположение аппаратуры такое же,

как и у РЗАЛ-1 (см. рис. 2).

Два комплекта защиты разделены по цепям оперативного тока и токовым цепям, подключены

к разным клеммникам и могут обслуживаться раздельно. При наличии на выключателе

2 соленоидов отключения основной и резервный комплект действуют на разные соленоиды.

Предусмотрен перевод основного комплекта с ВЧ каналом на обходной выключатель. Преду-

смотрена возможность переключения ВЧ приемопередатчика на резервный комплект защиты.

По заказу может быть выполнено действие защиты на два выключателя, подключение защи-

ты на сумму двух комплектов трансформаторов тока.

Для основной и резервной защиты используются реле MiCOM P435 или MiCOM P441 фирмы

ALSTOM, REL 511, REL 521 фирмы АВВ. 7SA513 фирмы SIEMENS или Sel 511 фирмы Sel.

Шкаф защиты и автоматики ШЗАЛ-03 предназначен для защиты транзитных линий

110-220 кВ.

Защиты, установленные в шкафу, разделены на два независимых комплекта: основной и ре-

зервный. В качестве основного комплекта используется дифференциально-фазная защита

MiCOM P547, в качестве резервного дистанционная защита от всех видов коротких замыка-

ний MiCOM Р435, P441 фирмы ALSTOM, REL 511, REL 521 фирмы АВВ. 7SA513 фирмы

SIEMENS или Sel 511 фирмы Sel. Эти защиты разделены по цепям оперативного тока и токо-

вым цепям, подключены к разным клеммникам и могут обслуживаться раздельно. При нали-

чии на выключателе 2 соленоидов отключения основной и резервный комплект действуют на

разные соленоиды. Предусмотрена возможность перевода основной защиты MiCOM P547 на

обходной выключатель. С помощью устройств MiCOM Р435, P441 может быть организовано

трехфазное и однофазное отключение и АПВ.

По заказу может быть предусмотрена возможность действия защиты на два выключателя,

подключение защиты на сумму двух комплектов трансформаторов тока. Внешний вид шкафа

показан на рис. 12.3.

Основная дифференциально-фазная защита MiCOM P547 использует в качестве каналов

связи ВЧ связь по линиям электропередачи. Реле может быть подключено к любому высоко-

частотному приемо-передатчику защиты российского, украинского и белорусского производ-

ства. Защита работает только от тока и сохраняет полностью работоспособность при неис-

правности цепей напряжения. Пуск защиты осуществляется по току прямой и обратной по-

следовательности. Для повышения чувствительности пуск защиты дополнительно произво-

дится по величине приращения (скачка) тока короткого замыкания. Предусмотрена компенса-

ция емкостного тока линии и задержки на прохождение сигнала. Кроме этого в состав защиты

входит четырехступенчатая ненаправленная МТЗ, четырехступенчатая ненаправленная за-

щита от замыканий на землю. Имеется тепловая защита от перегрузки , телеотключение,

УРОВ, контроль положения и ресурса выключателя. При неисправности ВЧ канала автомати-

чески вводится токовая ненаправленная защита.

313

Рис. 12.3 Внешний вид шкафа

ШЗАЛ-03

1 – ВЧ приемопередатчик ПВЗ и т. п.

2 – резервная защита MiCOM Р435, P441

3 – основная защита MiCOM P547

4 – реле малогабаритные схемы управления

5 – автоматы оперативного тока малогаба-

ритные

6 – переключатели (накладки)

7 – блоки испытательные БИ-4

8 – фиксатор двери

9 – раздвижное окно с уплотнением для

кабелей

Габариты шкафа без приемопередатчика

1600 × 600 × 600

В качестве резервной защиты используются реле MiCOM P435 или MiCOM P441 фирмы

ALSTOM, REL 511, фирмы АВВ. 7SA513 фирмы SIEMENS или Sel 511 фирмы Sel.

Шкаф релейной защиты и автоматики ШЗАЛ-04 предназначен для установки на подстан-

циях, выполненных по схеме мостика: 2 ВЛ 110–220 кВ подключены через общий (секцион-

ный выключатель). Вид шкафа показан на рис.12.4:

Габариты шкафа 2200 × 600 × 600.

1 – основная защита MiCOM Р433, Р435, P441;

2 – реле малогабаритные схемы управления;

3 – автоматы оперативного тока малогабаритные;

4 – переключатели (накладки)

5 – блоки испытательные БИ-4;

6 – фиксатор двери;

7 – раздвижное окно с уплотнением для кабелей;

Рис 12.4 Внешний вид шка

а ШЗАЛ-04, ШЗАЛ-05

В шкафу ШЗАЛ-04 установлены два отдельных комплекта аппаратуры MiCOM P441 (MiCOM

P435) фирмы ALSTOM, REL 511, фирмы АВВ. 7SA513 фирмы SIEMENS или Sel 511 фирмы

Sel для защиты двух линий 110–220 кВ, действующие на один выключатель. Комплекты не

дублируются, так как в схемах, где применяются подстанции с мостиком, всегда обеспечено

314

дальнее резервирование. Комплекты подключаются на сумму токов выключателя и транс-

форматора, подключенного к соответствующей линии. По заказу может быть выполнена ВЧ

блокировка на прилегающих ВЛ-110–220 кВ, при этом высокочастотные приемо-передатчики

ПВЗ и т. п. должны устанавливаться отдельно. При включении ремонтной перемычки, шунти-

рующей обходной выключатель, оба комплекта выводятся из работы. По заказу, для сохра-

нения в транзите быстродействующей защиты в режиме включения ремонтной перемычки –

при наличии ВЧ каналов – может быть выполнено переключение обоих комплектов на транс-

форматоры тока ремонтной перемычки и переприем между полукомплектами ВЧ защиты.

В реле реализован также ряд дополнительных функций защиты, автоматики и мониторинга

согласно техническому описанию на перечисленные реле.

Шкаф релейной защиты и автоматики ШЗАЛ-05 предназначен для двух ВЛ 110–220 кВ.

В шкафу ШЗАЛ-05 установлены два отдельных комплекта аппаратуры для защиты двух ли-

ний 110–220 кВ. Защиты могут использоваться как в качестве единственной защиты, так и в

качестве резервной защиты линий 110–220 кВ (в последнем случае, в сочетании с основными

защитами, установленными в других шкафах или панелях). Вид шкафа показан на рис. 12.4.

Защита может применяться как на тупиковых, так и на транзитных ВЛ-110–220 кВ.

В зависимости от условий применения, может использоваться устройство: MiCOM P433 фир-

мы ALSTOM, REL 511, фирмы АВВ. 7SA513 фирмы SIEMENS или Sel 511 фирмы Sel на тупи-

ковых ВЛ – 110–220 кВ. Можно также использовать при нормально разрезанных транзитах. В

отличие от MiCOM P435 MiCOM P433 фирмы ALSTOM более простое и дешевое устройство

не имеет блокировки при качаниях и контроля напряжения (синхронизма) у АПВ. Отключение

и АПВ только трехфазное. Может быть выполнена круговая или прямоугольная характеристи-

ка. По заказу для ответственных объектов, может быть дополнительно установлена нена-

правленная, резервная токовая защита MiCOM P121,Р122, Р123 или Р126 в случае, если тре-

буется направленность для защиты от замыкания на землю. Могут быть применены устройст-

ва REF 543, фирмы АВВ. 7SJ531 фирмы SIEMENS или Sel 351 фирмы Sel.

MiCOM P435 на транзитных ВЛ – 110–220 кВ. Это устройство имеет блокировку при качаниях

и контроль напряжения (синхронизма) у АПВ. Устройство имеет шесть ступеней дистанцион-

ной защиты, сделан вырез в характеристике пускового органа в зоне максимальных нагрузок.

Отключение и АПВ однофазное и трехфазное. Применение предпочтительно на длинных ли-

ниях, при больших нагрузках и сложной схеме сети.

MiCOM P441 на транзитных ВЛ – 110–220 кВ. Это устройство также имеет блокировку при ка-

чаниях и контроль напряжения (синхронизма) у АПВ. Отключение и АПВ однофазное и

трехфазное. Имеет на одну ступень дистанционной защиты меньше чем предыдущее реле и

не имеет выреза в прямоугольной характеристике в зоне нагрузки.

Шкаф релейной защиты и автоматики ШЗАЛ-35 предназначен для организации РЗА двух-

пяти присоединений 35 кВ.

В шкафу размещается до пяти независимых блоков, каждый из которых может иметь сле-

дующие назначения:

− РЗА линии – 35 кВ – 2шт.;

− РЗА СВ – 35кВ – 1шт.;

− блок ТН – 35кВ. –2шт.

По заказу может быть выполнен другой набор присоединений например: четыре линии и сек-

ционный выключатель; два трансформаторных ввода, СВ и 2 ТН 35 кВ. Может быть выполне-

но количество присоединений менее пяти. Схемы управления могут быть адаптированы под

любой тип выключателя.

Внешний вид шкафа представлен на рис. 12.5:

315

1 - устройство MiCOM P123,

2 - блок БСП-2,

3 - реле указательное,

4 - переключатель,

5 - автомат малогабаритный,

6 - лампа указательная,

7 7 – фиксатор двери

8 – раздвижное окно с уплотнением для

кабелей

Габариты шкафа 2200х600х600

Рис. 12.5. Внешний вид шкафа ШЗАЛ-35

Блок РЗА линии 35 кВ

Защита - реле MiCOM P121 состоит из:

− трехступенчатой МТЗ;

− трехступенчатой защиты от замыканий на землю.

Дополнительная аппаратура схемы автоматики, включая АПВ, установлена в блоке БСП-2.

Таким образом, устройство MiCOM P121 совместно с блоком БСП-2 обеспечивает все стан-

дартные функции, необходимые для защиты и управления выключателем линии 35 кВ.

При применении реле MiCOM P122 появляются дополнительные функции:

− защита от перегрузки;

− обнаружение обрыва провода;

− 2 группы уставок;

− запись событий, повреждений и переходных процессов (осциллограммы).

Порт связи RS 232 на лицевой панели реле позволяет подключить к реле переносной компь-

ютер для настройки реле и снятия показаний.

При применении реле MiCOM P123 появляется дополнительно:

− защита по току обратной последовательности;

− контроль и управление выключателем;

− дистанционное управление;

− четырехкратное АПВ.

316

Таким образом, реле MiCOM P123 берет на себя все функции блока БСП-2, который в этом

случае не нужен.

В блоке РЗА 35 могут быть применены также реле REF 541, 543, 545 фирмы АВВ, 7SJ 531

фирмы SIEMENS Sel 551 фирмы Sel.

Краткие технические данные устройств приводятся в приложениях.

В ряде случаев для линии 35 кВ необходима направленная защита (на кольцевых и парал-

лельных ВЛ). В таком случае целесообразно применить устройство MiCOM P127, которое

включает в себя все функции, имеющиеся в реле MiCOM P123 и имеет направленную мак-

симальную защиту. Можно применить устройство Sel 351 , или соответствующие модифика-

ции REF 541, 543, 545 фирмы АВВ, 7SJ 531 фирмы SIEMENS

Блок ввода 35 кВ

Он использует те же устройства что и блок линии, с добавлением нужных для устройства

ввода от силового трансформатора элементов: АВР, сигнализации перегрузки, блокировки

РПН и т. д.

Блок СВ-35 кВ

По функциональному и аппаратному исполнению этот блок аналогичен блоку линии 35кВ. До-

полнительно предусматриваются цепи АВР. Может быть применено любое из вышеперечис-

ленных реле.

Блок ТН-35кВ

Могут быть использованы реле MiCOM P922 (921) ALSTOM, модификации REF 543 (multi)

ABB, Sel 353 фирмы Sel .

В блоке ТН-35 кВ реализуются защита минимального напряжения, сигнализация однофазных

замыканий на землю, может быть выполнена блокировка по напряжению максимальной за-

щиты ввода 35 кВ трансформатора. При применении MiCOM P922 дополнительно могут быть

выполнены две очереди АЧР. Наличие АЧР в аппаратуре REF 543 (multi) и Sel 353 определя-

ется заказанной модификацией.

Предусматриваются цепи АВР. Дополнительная аппаратура схемы автоматики установлена в

блоке БСП-3.

Краткие технические данные устройств приведены в приложениях. Полные технические дан-

ные на все реле приведены в соответствующих технических описаниях на устройства.

Шкаф релейной защиты и автоматики РЗАТ

Предназначен для организации РЗА двух-трехобмоточного трансформатора напряжением

35–220 кВ.

В шкафу ШЗАТ установлена аппаратура защиты и автоматики двух – трехобмоточного

трансформатора, включая аппаратуру РЗА вводов СН и НН.

В качестве реле дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора могут быть

применены реле MiCOM P633 (или R3IPT) фирмы ALSTOM, RET 521- ABB, 7UT513 -

SIEMENS, Sel 387E - Sel.

Для дифзащиты двухобмоточного трансформатора применяется реле MiCOM P631 (или

MX3DPT3A) фирмы ALSTOM, RET 521- ABB, 7UT512 - SIEMENS, Sel 387A - Sel.

В качестве резервной МТЗ на стороне высокого напряжения и для схемы автоматики выклю-

чателя этой стороны применяется реле MiCOM P123 фирмы ALSTOM, REF 543 - ABB, 7SJ531

- SIEMENS, Sel 351 - Sel. На стороне СН или НН применяется реле MiCOM Р121 или P122 с

317

блоком БСП2 или более простые модификации реле REF 543 - ABB, 7SJ531 - SIEMENS, Sel

551 - Sel. Дополнительно, по заказу, может устанавливаться устройство автоматического пе-

реключения РПН трансформатора типа АРН 01 «Энергомашвин» , KVGC-202 ALSTOM.

В шкафу реализованы все необходимые функции защиты и автоматики трансформатора

включающие автоматику РПН, охлаждения контроль температуры и уровня масла в транс-

форматоре.

1-устройство MiCOM P633,

2-устройство MiCOM P123,

3-реле промежуточное малогабаритное,

4-блок БСП-2,

5-автомат малогабаритный,

6-блок испытательный БИ-4,

7- переключатель,

8- реле указательное,

9- лампа сигнальная,

10 – фиксатор двери

10 11 – раздвижное окно с уплотнением

для кабелей

Габариты шкафа 2200х800х600

Рис.12.6. Внешний вид шкафа ШЗАТ

В реле реализован также ряд дополнительных функций защиты, автоматики и мониторинга

согласно техническому описанию на используемые реле.

Внешний вид шкафа ШЗАТ показан на рис.12. 6:

По заказу для резервной защиты трансформатора связи электростанций, для которой требу-

ется направленная защита на стороне НН, может быть установлено реле MiCOM P127 или

аналогичные фирм ABB, SIEMENS, Sel:

12.4 НОМЕНКЛАТУРА ШКАФОВ ШЗА

С учетом приведенного описания составлена номенклатура типовых шкафов релейной защи-

ты и автоматики линий 110–220 кВ, линий 35 кВ , трансформаторов.

Далее приводятся номенклатура и рекомендации по выбору типа шкафа в зависимости от

местных условий.

318

Номенклатура шкафов релейной защиты РЗАЛ

1. Номенклатура шкафов защиты ВЛ 110–220 кВ

№

п/п

Установ-

ленная ап-

паратура

Состав уст-

ройства

ШЗАЛ

01/24

ШЗАЛ

01/25

ШЗАЛ

01/26

ШЗАЛ

01/36

ШЗАЛ

02/22

ШЗАЛ

02/33

ШЗАЛ

03/12

ШЗАЛ

03/13

ШЗАЛ

04/2,2

ШЗАЛ

04/3,3

ШЗАЛ

05/2,2

ШЗАЛ

05/3,3

MiCOM

P547

ВЧ ДФЗ,

4МТЗ,4То,

Перегр.

2 MiCOM

P441

5ДЗ, 4МТЗ

3То, Н<, Н>

ВЧ блок

* *

MiCOM

P435

6ДЗ, ДПО,

4МТЗ, 4То,

Н<, Н>, ВЧ

блок

* *

MiCOM

P125

3Нто

MiCOM

P126

3МТЗ,3НТо

MiCOM

P127

3НМТЗ,

3Нто

Ориентировочная цена без

НДС, у. е.

Условные обозначения:

ВЧ ДФЗ – высокочастотная дифференциально-фазная защита. (ВЧ приемопередатчик не входит в комплект поставки, устанавливается на крыше шкафа);

ВЧ блок. – Высокочастотная блокировка дистанционной защиты и токовой защиты нулевой последовательности;

(ВЧ приемопередатчик не входит в комплект поставки, устанавливается на крыше шкафа для ШЗАЛ 01, 02; для шкафа ШЗАЛ 04 для двух ВЛ – устанавливается от-

дельно);

МТЗ – максимальная токовая защита;

То – токовая защита нулевой последовательности;

5ДЗ – дистанционная защита: 5 ступеней с многоугольной характеристикой;

6ДЗ – дистанционная защита: 6 ступеней с многоугольной или круговой характеристикой;

ДПО – дистанционный пусковой орган с вырезом характеристики в зоне максимальных нагрузок;

НМТЗ – направленная максимальная токовая защита;

НТО – направленная токовая защита нулевой последовательности;

Н<, Н> – защита от повышения и понижения напряжения соответственно.

Номенклатура шкафов защиты ВЛ-35 кВ и трансформаторов 220–35 кВ

№ п/п

становлен-

ная

аппаратура

Состав

устрой-

ства

ШЗАЛ

35/15

ШЗАЛ

35/25

ШЗАЛ

35/26

ШЗАЛ

35/236

ШЗАЛ

35/1

ШЗАЛ

35/2

ШЗАЛ

35/3

ШЗАЛ

35/246

ШЗАТ

02/237

ШЗАТ

02/129

ШЗАТ

03/238

ШЗАТ

03/230

ШЗАТ

02/347

MiCOM

P121

3МТЗ,

3То

2 MiCOM

P122

3МТЗ,

3То

перегр.

обр. осц.

MiCOM

P123

3МТЗ,

3То

I2, пе-

регр.

обр. осц

MiCOM

P127

3НМТЗ,

3НТо, пе-

регр. обр.

осц.

MiCOM

P921

ЗН>,

3Н<,

3Нo>

MiCOM

P922

ЗН>,

3Н<,

3Нo>,

2Н2>

6F>, 6F<

MiCOM

P632

ДЗТ2

MiCOM

P633

ДЗТ3 ,

3МТЗ

MX3DPT3A

ДЗТ2

R3IPT ДЗТ3,

3МТЗ

Ориентировочная цена без

НДС, у.е.

Условные обозначения на след.странице.

320