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

Подождите немного. Документ загружается.

МИЛЛИСЕКУНДОМЕР

Предел измерения 99с

Абсолютная погрешность измерения интервала времени ±0,2 мс

КОНТАКТНЫЕ ВЫХОДЫ

Количество 2

ДИСКРЕТНЫЕ ВХОДЫ

Количество 16

СЕЛЕКТИВНЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Пределы измерения 10мВ,100мВ,1В,

10В, 100В

Диапазон частот 24 - 630 кГц

Ширина полосы селективного приема (А) 25,400,1740,3100 Гц

Избирательность (при отстройке от края полосы на Л кГц), не менее 45 дБ

Основная относительная погрешность частоты настройки ±2*10

-6

Основная относительная погрешность измерения уровня

синусоидального сигнала в выбранной полосе

±[2,5+0,3(Х

КЛГ

1)]%

Входное сопротивление, не менее 10 кОм

НЧ МУЛЬТИМЕТР (45 Гц...5 кГц,,.24 кГц, постоянный ток)

Пределы измерения 100 мА, 1 А, 300 мВ.

3 В, 30 В, 300 В

Длительность цикла измерения (обновление показаний)

не более 0,5 с

Основная относительная погрешность измерения

уровня синусоидальных сигналов

±[2,5+0,3(Х

/х -1)]%

Входное сопротивление входа напряжения, не менее 100 кОм

Внутреннее сопротивление входа тока, не более 2,5 Ом

НЧ ЧАСТОТОМЕР (в НЧ мультиметре)

Диапазон частот 300 Гц - 24 кГц

Абсолютная погрешность измерения при уровне входного

сигнала НЧ мультиметра 0,6...1,1 полной шкалы ±1 Гц

ВЧ МУЛЬТИМЕТР (24 кГц.,,630 кГц)

Пределы измерения 100 мА, 1 А, 100 мВ,

1В, 10В, 100В

Длительность цикла измерения (обновление показаний)

не более 0,5 с

Основная относительная погрешность измерения

уровня синусоидальных сигналов тока и напряжения

±[2,5+0,3(Х

к/х

-1)]%

Импеданс входа напряжения 10 кОм/25 пФ

Внутреннее сопротивление входа тока, не более 2,5 Ом

ВЧ ЧАСТОТОМЕР (в ВЧ мультиметре)

Диапазон частот 24 - 630 кГц

Абсолютная погрешность измерения при уровне

входного сигнала ВЧ мультиметра 0,6...1,1 полной шкалы ±20 Гц

ИСТОЧНИК ОПЕРАТИВНОГО ТОКА

Наибольшее постоянное напряжение (полная шкала) 250 В

Наибольший допустимый выходной ток 50 мА

Основная относительная погрешность воспроизведения

уровня напряжения ±[2,5+0.З(Х

КД

-1)]%

Масса, не более 6 кг

Габариты, не более 256x324x103 мм

Основная относительная погрешность регламентируется для температуры окр. среды +23°С.

В формулах для относительной погрешности приняты следующие обозначения: Х

- конечное зна-

чение диапазона измерения или диапазона воспроизведения; х - измеренное (для генератора -

воспроизведенное) значение

Регламентируется для случая, когда активен только оговариваемый прибор.

341

Генератор технической частоты ГТЧ-2

ГП «Энергоэлектроника» г. Киев

Прибор предназначен для настройки и изменения уставок реле частоты от бросков понижения

частоты в системах автоматической частотной нагрузки.

Техническая характеристика:

• Напряжение питающей сети, В - 220 (+20%,-10%)

• Частота питающей сети, Гц - 50

• Диапазон генерируемых частот, Гц - 45-55

• Диапазон скорости изменения частоты, Гц/с - 0,1-6,3

• Выходное напряжение, В - 100 (+10%,-10%)

• Коэффициент нелинейных искажений, % - не более 0,5

• Номинальная выходная мощность, ВА - 30

• Потребляемая мощность, ВА - не более 70

• Порог срабатывания защиты генератора, mA - 320

• Дискретность выходной частоты генератора, Гц - 0,01

• Дискретность регулирования скорости изменения частоты, Гц/с - 0,1

Гальваническая развязка выходной цепи генератора от питающей сети не менее 1 МОм

• Конструктивное исполнение - переносной вариант

• Габаритные размеры, мм - 290х220х100

• Масса, кг - 4,0

• Время непрерывной работы, ч - 8 (Рн=20ВА)

• Режим работы - ручной/автоматический

• Наличие индикации скорости изменения выходной частоты генератора.

Микропроцессорный генератор технической частоты ГТЧ-ЗУ

Технические характеристики

Напряжение питания 230 В, 50Гц;

Потребляемая мощность до 100 ВА;

Выходная мощность до 50 ВА С непрерывно в течение 8 часов);

Выходное напряжение регулируется плавно от 0 до 150В;

Частота регулируется от 11 до 99Гц;

с дискретностью 0,01 Гц;

Стабильность частоты +/- Ю

-5

Гц

Скорость изменения частоты регулируется от 0,07 до 100 сек;

с дискретностью 0.01 Гц/с;

Диапазон измерения времени изменения

частоты с точностью +/- 0,005 сек. от 0,001 до 100 сек;

Точность установки скорости изменения

частоты +/- 0.01 Гц/с;

коэффициент нелинейных искажений не более 0.5%;

Режим работы ручной/автоматический;

Частота изменяется с заданной скоростью в любую сторону от любого значения частоты.

Возможна установка разных скоростей при изменении частоты в одну и другую стороны.

Точность установки частоты +/- 0,005 Гц;

Габаритные размеры 270Х200Х87 мм;

Масса 3 кг;

Все частотные параметры, временные интервалы и напряжение индицируется на цифровом

индикаторе. Генератор защищен от перегрузки и неправильных действий оператора; имеет

звуковую и световую сигнализацию при перегрузке.

Генератор имеет вход для автоматического останова частоты при срабатывании внешнего уст-

ройства (реле частоты).

Генератор может работать в вертикальном и горизонтальном положениях; имеет удобную

342

ручку для переноски, служащую одновременно подставкой при работе в горизонтальном поло-

жении; имеет специальный отсек для шнура питания и других рабочих принадлежностей.

Примечание

1) По специальному заказу может быть изготовлен генератор. который кроме си-

нусоиды без искажений будет генерировать напряжения, содержащее помимо 1-й гармоники,

3-ю, 5-ю. 7-ю либо 9-ю гармоники с величинами их амплитуд от 5 до 20% от 1-й гармоники.

2) По специальному заказу генератор может иметь выход нерегулируемого напряжения

Uвых.=100 В. для подключения контрольного частотомера и др.

343

Глава 14. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И СБОРА ИНФОРМАЦИИ.

Для своего функционирования микропроцессорные устройства релейной защиты

производят измерения и аналого-цифровое преобразование контролируемых сигналов-

токов и напряжений. Кроме того, они производят контроль положения коммутационных

аппаратов, фиксируют значения аварийных параметров в виде файлов событий и

цифровых осциллограмм.

Поэтому микропроцессорные устройства РЗА снабженные интерфейсом связи для

передачи информации могут служить источником информации для систем управления.

Для передачи информации от устройств РЗА обычно используются интерфейсы трех

типов:

- RS232,

- RS485,

- ST коннектор для подключения опто кабеля.

Интерфейс RS232 обеспечивает дальность передачи информации до 20 метров. RS485 –

до 1200 метров по витой экранированной паре без дополнительного усиления. С

дополнительным промежуточным усилителем дальность связи может быть увеличена

вдвое. При применении кабеля соответствующего типа дальность связи по опто кабелю

составляет до 15 км. Кроме того, дальность связи по интерфейсу RS232 может быть

увеличена за счет применения схемы передачи RS232/опто - опто кабель - опто/RS232.

Применение интерфейсов RS232 и опто предполагает построение системы сбора

информации от каждого устройства (по выделенной линии) к центральному устройству

(концентратору). Тогда как применение интерфейса RS485 позволяет осуществить

параллельное подключение до 32 устройств к одной ветви. Правда при этом скорость

передачи информации особенно по опто кабелю существенно больше, чем по витой паре.

Так скорость передачи информации по интерфейсу RS485 обычно не превышает 38,4

Кбит с, хотя некоторые протоколы (например, K-Bus)обеспечивают

и более высокую скорость передачи – до 64 Кбит с.

Информация для передачи на верхний уровень управления в устройствах РЗА хранится

обычно в оперативной памяти и считывается по запросу с верхнего уровня управления –

контроллером или рабочей станцией объекта.

Кроме типа интерфейса существенную роль на возможность получения информации от

устройства РЗА является протокол связи. Т.е. вышестоящее устройство должно «уметь

разговаривать» с устройством РЗА на одном языке.

Наиболее распространенные протоколы для связи с микропроцессорными устройствами

РЗА это:

- Modbus,

- Frofibus,

- SPA bus,

- DNP 3.0,

- IEC (МЭК) 60870-5-103.

Наиболее распространенные схемы соединения устройств в локальную сеть объекта

приведены на 14.1-14.4.

Полученная от устройств РЗА информация может представляться на экране рабочей

станции объекта в виде соответствующего набора экранов. Число экранов, их

графическое исполнение и функциональное наполнение определяются конкретным

типом системы управления, используемой на данном объекте. Кроме того, часть

информации может передаваться на верхний уровень управления – диспетчеру

соответствующего уровня. Для передачи информации на верхний уровень управления

рекомендуется использовать протокол IEC (МЭК) 60870-5-101, хотя могут быть

использованы и другие протоколы связи.

Основными экранами отображения информации на объекте являются экраны мнемосхем

с отображением на них положения коммутационных аппаратов.

Пример мнемосхемы подстанции приведен на рис.14.5. При этом экраны мнемосхем

могут уточняться (листаться как страницы в книге) вплоть до экрана конкретного

присоединения, если это надо.

344

Рис. 14.1

Рис. 14.2

Рис. 14.3

345

Рис. 14.4

Кроме того, в памяти компьютера рабочей станции объекта накапливаются аварийные

сообщения. Пример экрана с отображением аварийного сообщения приведен на рис.14.6.

Параметры нормального режима (токи, напряжения, мощности) измеренные через

заданный промежуток времени также накапливаются в памяти компьютера рабочей

станции и могут отображаться ввиде графиков. Эти графики позволяют оперативному

персоналу эффективнее вести режим работы объекта. Сбор значений нормального от

устройств РЗА может производиться не на одном объекте(подстанции), а во всей сети.

Тогда с помощью микропроцессорных РЗА может быть собрана и накоплена

информация о работе всей сети. И таким образом существенно повышена

эффективность ее работы. Однако, основным сдерживающим фактором широкого

внедрения систем сбора информации на основе микропроцессорных РЗА являются

какналы связи (их отсутствие или низкая пропускная способность).

346

Рис. 14.5

Рис. 14.6

347

Глава 15. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ШУНТОВЫХ БАТАРЕЙ СТАТИ-

ЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ*

15.1. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Батареи статических конденсаторов (БСК) в основном используются для следующих целей:

• компенсация реактивной мощности в сети;

• регулирование уровня напряжения на шинах;

• выравнивание формы кривой напряжения в схемах управления с тиристорным ре-

гулированием.

Передача реактивной мощности по линии электропередачи приводит к снижению напряже-

ния, особенно заметному на воздушных линиях электропередачи, имеющих большое реак-

тивное сопротивление. Кроме того, дополнительный ток, протекающий по линии, приводит к

росту потерь электроэнергии. Если активную мощность нужно передавать именно такой ве-

личины, которая требуется потребителю, то реактивную можно сгенерировать на месте. Для

этого и служат конденсаторные батареи. Наибольшее потребление реактивной мощности

имеют асинхронные двигатели. Поэтому при выдаче технических условий потребителю,

имеющему значительную долю асинхронных двигателей в составе нагрузки, обычно предла-

гается довести Cos ϕ до величины 0.95. При этом снижаются потери активной мощности в

сети и падение напряжения на линии электропередачи. В ряде случаев вопрос можно ре-

шить применением синхронных двигателей. Однако наиболее простым способом получения

такого результата является применение батареи статических конденсаторов

При минимальных нагрузках системы, может создаться положение, когда конденсаторная

батарея создает избыток реактивной мощности. В этом случае излишняя реактивная мощ-

ность направляется обратно к источнику питания, при этом линия опять загружается допол-

нительным реактивным током, увеличивающем потери активной мощности, Напряжение на

шинах растет и может оказаться опасным для оборудования. Поэтому очень важно иметь

возможность регулирования мощности батареи конденсаторов. В простейшем случае в ми-

нимальных режимах нагрузки можно отключить БСК – регулирование скачком. Иногда этого

недостаточно и батарею делают состоящей из нескольких меньших БСК, каждую из которых

можно включить или отключить отдельно - ступенчатое регулирование. Наконец существуют

системы плавного регулирования, например: Параллельно батарее включается реактор, ток

в котором плавно регулируется тиристорной схемой. Во всех случаях для этого применя-

ется специальная автоматика регулирования БСК.

Широко применяемые схемы тиристорного регулирования нагрузки основаны на том, что ти-

ристоры открываются схемой управления в определенный момент периода и чем меньшую

часть периода они открыты, тем меньше действующее значение тока протекающего через

нагрузку. При этом появляются высшие гармоники тока в составе тока нагрузки и соответст-

вующие им гармоники напряжения на питающем источнике. БСК способствуют снижению

уровня гармоник в напряжении, так как их сопротивление с ростом частоты падает, а значит

растет величина потребляемого батареей тока. Это приводит к сглаживанию формы напря-

жения. При этом появляется опасность перегрузки конденсаторов токами высших гармоник,

и требуется специальная защита от перегрузки.

Конденсаторные батареи могут применяться на напряжение 0.4кВ, 6-10кВ, 35кВ, существуют

также батареи напряжением 110кВ.

Конденсаторная батарея состоит обычно не из одного конденсатора в фазе, а сразу из не-

скольких, которые и образуют батарею. Количество конденсаторов в батарее зависит от не-

обходимой мощности БСК и мощности (пропорциональной емкости) одного конденсатора,

от его номинального напряжения. Существуют конденсаторы, рассчитанные на полное на-

пряжение сети 6 или 10кВ. Такие конденсаторы включаются обычно по схеме треугольни-

ка, так как напряжение на них определяется линейным напряжением и не зависит от смеще-

ния нейтрали батареи. Таковы, например установки компенсации реактивной мощности

КРМ-6, КРМ-10 производства фирмы «Электротехника» г. Санкт-Петербург. Они собираются

из конденсаторов напряжением 6-10 кВ, включенных в треугольник.

Примечание*: при написании данной главы использованы типовые материалы Белорус-

ского отделения Энергосетьпроект: «Шунтовые конденсаторные батареи 6-110кВ»

1984 год.

348

Каждая ячейка представляет шкаф с конденсаторами мощностью 450 кВАр имеющий пре-

дохранитель ПКТ-102 в цепи каждой фазы. Из таких шкафов может быть набрана батарея

общей мощностью до 3150 кВАр. Схема шкафа показана на рис.15.1.

L1 L2 L3

FU1

FU3

FU2

Рис. 15.1. Схема одной ячейки конденсаторной батареи КРМ-6 (КРМ-10).

FU1 –FU3 – предохранители ПКТ 102.

С- конденсатор СРАКS2 –6(10)

Внутри конденсаторов имеется разрядное сопротивление для его разряда после снятия на-

пряжения.

Набор из одного или нескольких шкафов подключается к секции через выключатель.

БСК может быть создана из конденсаторов, не рассчитанных на полное рабочее напряже-

ние. Так, например, широко распространены конденсаторы наружной установки КС-2-1.05-

60. Их номинальное напряжение 1.05 кВ. Поэтому батарею необходимо собирать из группы

последовательно соединенных конденсаторов. Для уменьшения количества последователь-

ных элементов батарея соединяется в звезду и на каждую группу, таким образом, приходит-

ся фазное напряжение. Конденсаторы соединяются параллельно в ряды из одинакового ко-

личества конденсаторов, ряды собираются последовательно таким образом, чтобы на каж-

дый конденсатор приходилось допустимое напряжение, Каждый конденсатор отдельно име-

ет собственный предохранитель, который перегорает при замыкании внутри конденсатора.

Количество конденсаторов в ряду выбираются для получения необходимой мощности.

Минимальное количество конденсаторов в ряду определяется не только мощностью

батареи, но и величиной напряжения, которое может прийтись на один конденсатор.

Нейтраль батареи конденсаторов 6-35 кВ изолирована и может смещаться при неравенстве

сопротивлений конденсаторов подключенных к фазам. Существуют батареи конденсаторов

110кВ, нейтраль у которых заземлена, и смещения нейтрали которых происходить не может.

Рассмотрим более подробно вопросы выбора количества конденсаторов и напряжения на

них. Количество рядов конденсаторов определяется величиной фазного напряжения и до-

пустимым напряжением на конденсатор. В каждом ряду находится одинаковое количество

конденсаторов, поэтому одинаково сопротивление каждого ряда, напряжение, приходящее-

ся на каждый ряд, также одинаково и не должно превысить номинальное напряжение кон-

денсатора.

кон

= U

макс

/ n < U

ном

. (15.1)

Расчетное максимальное напряжение составляет 1.1 U ном. Максимальное линейное

напряжение: 6.6 для сети 6кВ, 11 для сети 10кВ, 38.5 для сети 35 кВ. Им соответствуют фаз-

ные напряжения 3.8, 6.35, 22.2 кВ.

Таким образом, если использовать конденсаторы с номинальным напряжением 1.05кВ, то

необходимо выполнить не менее 4 рядов для сети 6 кВ, 7 рядов для сети 10кВ, 22 рядов для

сети 35 кВ. Если в каком то ряду отключился один из конденсаторов после перегорания его

предохранителя, то сопротивление этого ряда возрастает. Если предположить в ряду по 2

конденсатора, то сопротивление этого ряда вырастет вдвое и соответственно на конденса-

торе появится напряжение примерно вдвое большее. Это напряжение может превысить до-

пустимое, и повредится другой конденсатор этого ряда. Если предположить что в ряду было

4 конденсатора, то в ряду останется 3 и сопротивление, а также напряжение может повы-

сится примерно на 1/3. В принципе конденсаторы такое повышение напряжения допускают.

Однако ПУЭ требуют, чтобы количество конденсаторов в ряду было таким, чтобы при от-

349

ключении одного конденсатора, напряжение на оставшихся в ряду не превысило 110%

Uном.

Схема такой батареи показана на рис.15.2.

ТНС

ТНВ

ТНА

Балансная

защита

Рис. 15.2. Схема включения БСК напряжением 10кВ из конденсаторов КС-2-1.05-60.

На рисунке представлена схема включения БСК 10кВ составленная из конденсаторов

КС-2-1.05-60. В каждой фазе батареи имеется 7 рядов конденсаторов на напряжение 1.05 кВ

350