Автор: Беляев А.В.
Теги: электротехника электроэнергетика радиотехника связь приложение к журналу журнал энергетик
Год: 2009
Текст
БпБпмотечка электротехника
А. В. Беляев
ВТОРИЧНАЯ
КОММУТАЦИЯ
В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
УСТРОЙСТВАХ,
ОСНАЩЕННЫХ
ЦИФРОВЫМИ РЗА
Часть 1
ПРИЛОЖЕНИЕ К ЖУРНАЛУ
©НЕРГВТЖ
Вниманию специалистов
Вышли в свет следующие выпуски
“Бпбппотечки зпектротехнпка”:
Стандарт обслуживания клиентов (требования к организации и
осуществлению процесса, техническим средствам).
Анчарова Т. В. Осветительные сети производственных зданий
(части 1 и 2).
Соловьев А. Л. Выбор характеристик и уставок защиты электро-
оборудования с использованием микропроцессорных терминалов
(части 1 и 2).
Дорохина Т. Н., Зайцев Б. С., Щукин С. В., Шалимов А. С. Проверка
панели ЭПЗ-1636 с помощью прибора РЕТОМ-51 (части 1 и 2).
Беляев А. В. Противоаварийная автоматика в узлах нагрузки с
синхронными электродвигателями большой мощности (части 1 и 2).
Иноземцев Е. К. Восстановление работоспособности статоров
высоковольтных электродвигателей (части 1 и 2).
Шацков Ю. Л., Каргин С. В. Векторные диаграммы в релейной за-
щите и автоматике.
Иноземцев Е. К. Восстановление работоспособности роторов
высоковольтных электродвигателей (части 1 и 2).
Подписку можно оформить в любом почтовом отделении связи по
объединенному каталогу “ПРЕССА РОССИИ”. Том 1. Российские
и зарубежные газеты и журналы.
Индексы “Библиотечки электротехника”
— приложения к журналу “Энергетик”
88983 — для предприятий и организаций;
88982 — для индивидуальных подписчиков.
Адрес редакции
журнала “Энергетик”:
115280, Москва, ул. Автозаводская, д. 14/23.
Телефон (495) 675-19-06
E-mail: energetick@mail.ru
Библиотечка электротехника
— приложение к журналу “Энергетик ”
Основана в июне 1998 г.
Выпуск 9 (129)
А. В. Беляев
ВТОРИЧНАЯ КОММУТАЦИЯ
В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
УСТРОЙСТВАХ, ОСНАЩЕННЫХ
ЦИФРОВЫМИ РЗА
Часть 1
Москва
НТФ “Энергопрогресс”, “Энергетик”
2009
УДК 621.316.925
ББК 31.27-05
Б 43
Главный редактор журнала “Энергетик” А. Ф. ДЬЯКОВ
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
“Библиотечки электротехника”
В. А. Семенов (председатель), И. И. Батюк (зам. председателя),
Б. А. Алексеев, К. М. Антипов, Г. А. Безчастнов, А. Н. Жулев,
В. А. Забегалов, В. X. Ишкин, Ф. Л. Коган, В. И. Кочкарев,
Н. В. Лисицын, В. И. Пуляев, А. И. Таджибаев, Ю. В. Усачев
Беляев А В.
Б 43 Вторичная коммутация в распределительных устройст-
вах, оснащенных цифровыми РЗА (часть 1). — М.: НТФ
“Энергопрогресс”, 2009. — 80 с., ил. [Библиотечка электро-
техника, приложение к журналу “Энергетик”; Вып. 9(129)].
Даны рекомендации по разработке логики цифровых терминалов
РЗА, их адаптации к российским условиям применения (русификации),
разработке схем вторичной коммутации распределительных устройств
при применении цифровых терминалов с учетом норм, правил и тради-
ций российской энергетики. Рассмотрены этапы разработок. Приведены
примеры логических схем и вторичной коммутации цифровых РЗА.
Даны правила маркировки вторичных цепей, составления рядов зажи-
мов.
Предназначена д ля оказания практической помощи проектным орга-
низациям и службам эксплуатации при внедрении цифровых РЗА.
ISSN 0013-7278 © НТФ “Энергопрогресс”, “Энергетик”, 2009
Предисловие
К вторичным относят все устройства и соединяющие их цепи,
предназначенные для измерений, защиты, автоматизации, сигнали-
зации и управления в электроустановках [1]. Правильное выполне-
ние цепей вторичной коммутации — важнейшее условие надежно-
сти управления электрическими сетями и безотказности работы ре-
лейной защиты (РЗА) и противоаварийной автоматики.
В настоящее время электроэнергетика переживает процесс заме-
ны электромеханических устройств РЗА на многофункциональные
цифровые, в которых сосредотачивают не только функции релей-
ной защиты, но и функции управления, сигнализации и измерений,
связи с АСУ электроснабжения. Для АСУ эти устройства являются
оконечными, нижним уровнем, источником получения информа-
ции, поэтому их часто называют терминалами.
С применением многофункциональных цифровых терминалов
РЗА основная часть вторичной коммутации, которая ранее выпол-
нялась на панелях релейной защиты или в релейных отсеках комп-
лектных распределительных устройств (КРУ), “переехала” в терми-
нал, она называется логическими схемами терминалов. Отсюда и
название этой работы — “Вторичная коммутация в распределитель-
ных устройствах, оснащенных цифровыми РЗА”.
В России сложилась своя школа выполнения вторичной комму-
тации, которая вот уже сто лет обеспечивает надежное функциони-
рование электрических станций, сетей и систем [2 — 8]. Высочай-
ший уровень типовых решений по вторичной коммутации был обу-
словлен централизацией разработок в ведущих фирмах, таких как
Теплоэлектропроект (ТЭП), Энергосетьпроект (ЭСП), Тяжпромэ-
лектропроект (ТПЭП), ОРГРЭС и др., имевших специализирован-
ные отделы по вторичной коммутации и первоклассных специали-
стов. В том, что в России не было таких катастрофических аварий,
как в энергосистемах США (1965,1977,2003 гг.), Франции (1978 г.),
Канады (1982, 2003 гг.), Италии (2003 г.) и Швеции (1983, 2003 гг.),
3
большая заслуга принадлежит и российской школе вторичной
коммутации.
Именно в России впервые были разработаны такие выдающиеся
технические решения, как автоматическое повторное включение
(АПВ) разных видов (шин и линий, несинхронные, с проверкой или
улавливанием синхронизма, быстродействующие, с пуском от несо-
ответствия или от защит, трехфазные и однофазные, с ускорением
действия защиты до или после АПВ, поочередное АПВ и др.), авто-
матическая частотная разгрузка (АЧР), частотное АПВ (ЧАПВ),
защита минимального напряжения, обеспечивающая самозапуск
ответственных электродвигателей после перерывов питания, ав-
томатический ввод резерва (АВР), специальная автоматика для
обеспечения устойчивости параллельной работы электростанций и
энергосистем, регулирования перетоков активной и реактивной
мощности и многие другие. Разработать эти решения заставила спе-
цифика российских энергосистем — большая протяженность линий
связи между электростанциями и энергосистемами, относительная
неразвитость потребительских сетей, отключать которые можно то-
лько в крайних случаях, сравнительно тяжелые климатические усло-
вия, отсутствие постоянного дежурного персонала на большинстве
подстанций, напряженный режим работы в условиях все возрастаю-
щего электропотребления и т.д. Эти решения до сего времени оста-
ются образцом для подражания и активно перенимаются западны-
ми фирмами и энергосистемами, поэтому нет никаких оснований
подвергать их сомнению или пересмотру.
Однако применение цифровых терминалов в качестве устройств
защиты и управления присоединениями электроустановок и ниж-
него уровня АСУ вызвало многочисленные вопросы по организации
цепей вторичной коммутации распределительных устройств (РУ).
Действительно, цифровой терминал позволяет осуществить защиту,
автоматику, местное управление присоединением, собирает прак-
тически всю необходимую информацию по присоединению, запо-
минает ее и передает на верхний уровень управления — рабочую
станцию (компьютер). Создается впечатление, что все классические
принципы и правила построения вторичной коммутации, нарабо-
танные столетним опытом российской энергетики, устарели и те-
перь могут не применяться. Молодые специалисты, не успевшие в
условиях разрушительной перестройки перенять классический
опыт, часто склонны ориентироваться на решения (часто принци-
пиально неверные), которые пришли с Запада вместе с цифровыми
терминалами. Более того, в ряде случаев разработку всего проекта
РУ, включая вторичную коммутацию, отдают зарубежным фирмам.
4
На самом же деле такой подход является глубочайшим заблужде-
нием. Результатом являются полное отступление от российских тра-
диций, крайне поверхностные, непродуманные и часто ошибочные
решения, снижающие надежность управления электроустановками.
Это показал опыт внедрения первыхже подстанций, оснащенных
цифровыми терминалами и вторичной коммутацией, разработчики
которой “забыли” (или не знали) классику. Цепи защит и противо-
аварийной автоматики были выполнены с грубейшими ошибками.
Наблюдались случаи самопроизвольного включения и отключения
присоединений. Характерным недостатком оказалась чрезвычайная
неинформативность, несмотря на применение цифровой техники, в
результате которой поиск неисправностей в электроустановке зани-
мает значительно больше времени, чем в старых РУ с электромеха-
ническими РЗА. Полное несоответствие маркировки вторичных це-
пей российским стандартам еще больше затягивает время и услож-
няет поиск неисправностей.
И наоборот, на тех подстанциях, где классические принципы по-
строения вторичной коммутации были учтены в максимальной сте-
пени, не было никаких затруднений с обслуживанием.
Между тем российский опыт часто является откровением для за-
падных фирм, а переход на цифровые терминалы (в основном зару-
бежного производства) вовсе не означает, что сложившаяся в Рос-
сии школа вторичной коммутации устарела. Это означает лишь то,
что часть функций управления, автоматики и сигнализации, кото-
рые раньше реализовывались с помощью промежуточных реле и
других аппаратов, теперь могут быть реализованы в цифровых тер-
миналах и контроллерах высшего уровня АСУ. Разумеется, что те
новые возможности, которые дают цифровые терминалы, также
должны полностью использоваться.
Таким образом, переход к цифровым РЗА вызывает необходи-
мость творчески переработать накопленный опыт и, сохраняя преи-
мущества российской школы, создать новые схемы вторичной ком-
мутации с учетом возможностей цифровых терминалов. Задача до-
статочно сложная, учитывая современную ситуацию и отсутствие
централизованного финансирования.
Цель настоящей брошюры — оказать практическую помощь ра-
ботникам проектных организаций и эксплуатационных служб при
разработке и внедрении оптимальных схем вторичной коммутации
распределительных устройств с цифровыми терминалами РЗА, а
также при адаптации цифровых терминалов к российским условиям
применения (их русификации). При ее написании учтен опыт рабо-
ты по русификации терминалов различных зарубежных фирм и раз-
5
работке вторичной коммутации с этими терминалами. Разумеется,
что такие разработки можно выполнять только в тех случаях, когда
разработчик полностью освоил логические схемы цифровых терми-
налов и российский опыт построения вторичной коммутации в рас-
пределительных устройствах.
Ввиду небольшого объема брошюры автор отнюдь не претендует
на полное изложение материала по всем вопросам вторичной ком-
мутации (см. перечень литературы в конце работы). Основное вни-
мание здесь уделено вторичной коммутации при применении циф-
ровых терминалов в наиболее распространенных сетях напряжени-
ем 6 — 10 кВ, поскольку именно в сетях этого напряжения наиболее
активно идет техническое перевооружение с переходом на цифро-
вые защиты. Автор выражает искреннюю признательность выдаю-
щимся российским релейщикам М. А. Шабаду, А. М. Александро-
ву, А. П. Удрису за поддержку и ценные замечания, позволившие
существенно улучшить качество брошюры.
Замечания и пожелания по брошюре
просьба направлять по адресу:
115280, Москва, ул. Автозаводская, 14/23.
Редакция журнала “Энергетик”
Автор
6
ГЛАВА ПЕРВАЯ
Типовые схемы вторичной коммутации
в распределительных устройствах
с электромеханическими РЗА
Существуют три основные группы типовых схем, разработанные
соответственно в институтах ТПЭП, ЭСП и ТЭП. Схемы ТПЭП пред-
назначены для массового применения на подстанциях промышлен-
ных предприятий напряжением 6 и 10 кВ, схемы ЭСП — на подстан-
циях распределительных сетей в основном напряжением 35, 110 кВ и
выше, схемы ТЭП — для применения на тепловых электростанциях.
Исполнение этих схем зависит от вида объекта (технологическая
подстанция, распределительная подстанция, электростанция), вида
привода выключателя, вида оперативного тока (постоянный, пере-
менный), наличия или отсутствия оперативного персонала и других
условий. Однако все они имеют общие принципы построения [2].
Поскольку в рамках данной работы невозможно рассмотреть все ти-
повые решения, то остановимся только на тех, которые наиболее су-
щественно влияют на формирование логики цифровых терминалов
и построение вторичной коммутации при их применении.
Схемы управления и защиты обычно выполняют так, что обмот-
ки реле и электромагниты включения и отключения выключателей,
как правило, “жестко” (без управляющих контактов) подключены
одним из выводов к “минусу” оперативного тока. Это позволяет
обеспечить постоянный контроль изоляции всех цепей вторичной
коммутации с помощью устройств контроля изоляции, предотвра-
тить ложную работу реле при двойных замыканиях на землю, когда
катушки реле могли бы оказаться включенными последовательно по
обходным цепям через землю, а также уменьшить электрохимиче-
скую коррозию металлических частей реле и электромагнитов (по
сравнению с подключением их катушек со стороны “плюса” опера-
тивного тока).
7
Шинка управления
Шинка мигания
Автоматический выключатель
От авто- матики Цепь включения
От ключа
Цепи лампы "Отключено"
Цепи лампы "Включено"
От ключа Цепь отклю- чения
От защиты
Шинка сигнализации
Цепь звукового сигнала аварийного отключения
Шинки привода
Автоматический выключатель
Цепь электромагнита включения
Рис. 1.1. Схема управления и сигнализации выключателя со световым контролем
цепей управления
Схема со световым контролем цепей управления (рис. 1.1). Приме-
няется на объектах при сравнительно небольшом количестве присо-
единений и наличии постоянного дежурного персонала. Сигналь-
ные лампы положения выключателя (зеленая “Отключено” HLG и
красная “Включено” HLR) включены соответственно в цепи вклю-
чения и отключения привода выключателя Q через вспомогатель-
ные контакты и катушку включения КМи отключения Е4Г. Таким
образом, они контролируют положение выключателя, наличие опе-
ративного тока, целостность цепи для последующей операции. Сиг-
нальные лампы подобраны так, что протекающий через них ток не
вызывает срабатывания привода. Резисторы R1 и /^предотвращают
ложное срабатывание привода при КЗ в лампе или ее арматуре.
Ключ управления имеет шесть положений: “Предварительно
включено” Ву, “Включить” В2, “Включено” В, “Предварительно от-
ключено” О1г “Отключить” О2, “Отключено” О, в том числе два
фиксированных — “Отключено” О и “Включено” В, в которых по-
ложение рукоятки ключа управления соответствует мнемосхеме
8
присоединения и положению выключателя, а также ряд контактных
шайб со специальным доворотным механизмом, позволяющим за-
помнить предыдущую команду управления [6].
Если выключатель Q отключен и ключ его управления SA нахо-
дится в положении “Отключено” (О), то контакты 10 — 11 замкну-
ты. Лампа “Отключено” HLG горит ровным светом. Контакты
14 — 155Л в цепи лампы HLR замкнуты, и она начнет мигать при ав-
томатическом включении выключателя (от контактов реле автома-
тики А4), указывая на несоответствие положения ключа управле-
ния и выключателя.
Операция включения выключателя. Ключ SA поворачивают на 90°
по часовой стрелке в положение “Предварительно включено” (В\),
при этом его контакт 9—10замыкается, лампа HLGгорит мигаю-
щим светом, указывая на несоответствие положения ключа и вы-
ключателя. Затем SA поворачивают еще на 45° в положение “Вклю-
чить” (Б2), при этом замыкаются его контакты 5—8, подающие сиг-
.нал на включение выключателя (катушку контактора КМ) и
закорачивающие лампу HLG, которая гаснет. Выключатель включа-
ется, а его вспомогательный контакт разрывает цепь включения.
При этом замыкается вспомогательный контакт выключателя в
цепи отключения, а через контакты 13 — 16 SA загорается ровным
светом лампа HLR “Включено”. После этого рукоятку ключа отпус-
кают, и он под воздействием возвратной пружины возвращается в
предыдущее фиксированное положение “Включено” (В). Контакты
SA 5— 8и 9 — /2размыкаются, 13— /6остается замкнутым (лампа
“Включено” продолжает гореть), замыкаются также контакты
9—10, через которые будет мигать лампа HLGk случае несоответст-
вия положения ключа управления и выключателя при аварийном
отключения выключателя.
Аналогичная цепь несоответствия используется и для звуковой
сигнализации аварийного отключения.
Операция отключения выключателя. Рукоятку ключа управления
поворачивают на 90° против часовой стрелки в положение “Предва-
рительно отключено” (О|). Контакты 13— 16 SA размыкаются, а
13 — /^замыкаются, и лампа HLR начинает мигать, указывая на не-
соответствие положения ключа и выключателя. Затем рукоятку
ключа управления поворачивают еще на 45° в положение “Отклю-
чить” (О2). Контакты 6 — 7SA замыкаются, закороченная ими лампа
HLRгаснет, а выключатель Qотключается катушкой YAT, разрывая
при этом цепь отключения своим вспомогательным контактом. По-
сле этого рукоятку ключа отпускают, и он под воздействием возврат-
9
ной пружины возвращается в предыдущее фиксированное положе-
ние “Отключено” (О).
Таким образом, в схеме с фиксацией положений ключа управле-
ния сигнализация автоматических переключений осуществляется
на принципе несоответствия положений ключа и выключателя. Для
прекращения мигания сигнальных ламп необходимо вручную кви-
тировать ключ управления, т.е. привести его в положение, соответ-
ствующее положению выключателя.
Попутно заметим, что для электромагнитного привода вспомо-
гательный контакт выключателя, используемый в цепи включе-
ния, должен размыкаться в самом конце хода привода на включе-
ние. Это необходимо в случае включения на короткое замыкание,
чтобы не допустить зависания привода в промежуточном положе-
нии из-за отбрасывания его электродинамическими силами воз-
никшей в выключателе электрической дуги и последующего взры-
ва выключателя.
В то же время для всех типов приводов вспомогательный контакт,
используемый в цепи отключения, должен замыкаться в самом на-
чале хода привода на включение, чтобы обеспечить готовность цепи
отключения от релейной защиты в этой ситуации. Это достигается
особой формой шайб вспомогательных контактов (удлиненные
шайбы) или специальным механизмом ускорения работы вспомога-
тельных контактов. При этом в случае срабатывания релейной за-
щиты выключатель отключается из любого промежуточного поло-
жения привода благодаря наличию в нем механизма свободного
расцепления. При отключении выключателя этот вспомогательный
контакт должен размыкаться в самом начале хода на отключение.
Это необходимо для опережающего по сравнению с выходным реле
защиты размыкания цепи электромагнита отключения, поскольку
контакты выходного реле не могут разорвать эту цепь (сгорят) из-за
недостаточной коммутационной способности.
Из этой схемы можно извлечь следующие уроки, которые следует
учесть при переходе на управление через цифровые терминалы:
• необходимо иметь энергонезависимую память о положении вы-
ключателя, здесь она реализована с помощью специальной конст-
рукции ключа управления (его запоминающих шайб);
• энергонезависимая память позволяет обеспечить сигнализа-
цию мигающим светом при автоматическом изменении положения
выключателя, звуковой сигнал аварийного отключения, пуск АПВ и
другой автоматики;
• особая работа вспомогательных контактов выключателя в цепи
включения и особенно в цепи отключения выключателя предохра-
10
Шинка управления
Автоматический выключатель
От авто- матики и телемеха- ники Цепь включения
От ключа
Реле контроля цепи включения
Реле контроля цепи отключения
От ключа Цепь отклю- чения
От защиты и теле- механики
Шинки
Автоматический выключатель
Цепь электромагнита включения
Шинки сигнализации
Цепь звукового сигнала аварийного отключения
Цепь светового и звукового сигнала обрыва цепи
Шинки сигнализации
Цепи лампы “Отключено ”
Цепи лампы “Включено"
Рис. 1.2. Схема управления и сигнализации выключателя со звуковым контролем
цепей управления
няет контакт выходного реле защиты от выгорания. Это имеет важ-
ное значение — выходные реле терминалов цифровых РЗА обладают
небольшой коммутационной способностью, а обеспечить опережаю-
щий разрыв цепи отключения вспомогательными контактами совре-
менных вакуумных и элегазовых выключателей сложно из-за неболь-
шого хода силовых контактов. Очевидно, что для предотвращения
разрыва цепи отключения контактами выходных реле терминалов
РЗА придется применять специальные мероприятия (см. гл. 3);
• схема имеет очень удобную логику общения с оперативным
персоналом (сигнализацию положения выключателя, звуковое и
световое оповещение об изменении положения выключателя, конт-
роль цепей управления), которую желательно сохранить.
Схема со звуковым контролем цепей управления (рис. 1.2). Приме-
няется на объектах с большим количеством присоединений и посто-
янным дежурным персоналом. Световой контроль цепей управле-
ния здесь оказывается недостаточным — оператор не в состоянии
11
Шинка управления
Автоматический выключатель
От авто- матики и телемеха- ники Цепь включения
От ключа
Реле контроля цепи включения
Реле контроля цепи отключения
От ключа Цепь отклю- чения
От защиты и теле- механики
Реле фиксации включенного положения выключателя
Шинки
Автомата ческий выключатель
Цепь электромагнита включения
Шинки сигнализации
Цепь звукового сигнала аварийного отключения
Цепь звукового сигнала обрыва цепи
Шинки сигнализации
Цепи лампы “Отключено ”
Цепи лампы “Включено ”
Рис. 1.3. Схема управления и сигнализации выключателя с ключом без фиксации
положений
12
обнаружить неисправность из-за большого количества присоедине-
ний. Поэтому в отличие от предыдущей схемы вместо сигнальных
ламп контроля цепей последовательно с катушками управления
приводом выключателя включены реле положения “Отключено”
KQTи “Включено” KQC. Контакты этих реле использованы в цепях
звуковой сигнализации обрыва цепей управления и световой сигна-
лизации положения выключателя. При исправных цепях управле-
ния одно из этих реле подтянуто. При обрыве цепи управления или
при потере оперативного тока оба реле отпадают, замыкая своими
контактами цепь световой и звуковой сигнализации на табло HL и
шинки ЕНР1 (1ШЗП) и ЕНР2 (2ШЗП). Звук оповещает оператора о
наличии неисправности, а засветившееся табло указывает место ее
возникновения. Схема позволяет отделить цепи управления от цепей
сигнализации. В остальном работа схемы аналогична предыдущей.
Очевидно, что принцип контроля цепей управления с помощью
реле положения “Отключено” и “Включено” необходимо перенести
и в цифровой терминал.
Схема с ключом без фиксации положений (рис. 1.3). Применяется
на объектах без постоянного дежурного персонала. Здесь ключи
управления квитировать некому, поэтому применяют ключи без
фиксации положений.
После подачи команды такой ключ возвращается в нейтральное
положение под действием возвратной пружины. Для сигнализации
аварийных отключений в схеме используется двухпозиционное реле
фиксации включенного положения выключателя KQQ, которое со-
здает цепь несоответствия при аварийном отключении выключате-
ля. При включении выключателя от контакта реле А£)Ссрабатывает
реле фиксации KQQ, которое подготавливает цепи сигнализации
аварийного отключения: звуковую — через шинку ЕНА и световую
— через шинку мигания (+)ЕР. При подаче оперативной команды
на отключение подается сигнал и на возврат реле KQQ, что предот-
вращает образование сигнала аварийного отключения.
Цепи лампы “Включено” для присоединений без автоматическо-
го включения выключателя показаны сплошными линиями, для
присоединений с автоматическим включением (например, от АВР)
— штриховыми. Последние обеспечивают мигание сигнальной лам-
пы при автоматическом включении.
В этой схеме сохранены изложенные выше принципы управле-
ния, однако механическая память, реализованная в предыдущих
схемах на ключе управления, заменена на энергонезависимую элек-
трическую (реле KQQ). Особенностью схемы является также нали-
чие шинки “темного” плюса (обозначена плюсом в кружочке), на-
13
Рис. 1.4. Поясняющая схема (а ) и цепи включения СВ (3Q ) от АВР иа подстан-
циях с постоянным дежурством персонала (б) и телемеханизированных подстан-
циях (в)
пряжение на которую подается специальным переключателем, оно
может быть снято оперативным персоналом при уходе с объекта.
Другая особенность заключается в наличии указательного реле КН1
(энергонезависимой памяти) сигнализации обрыва цепей управле-
ния. Это тоже важные моменты, которые следует учесть при перехо-
де к цифровым терминалам.
Автоматика. В российской электроэнергетике разработаны и ши-
роко используются типовые схемы защиты и автоматики электриче-
ских сетей и систем [АВР, АПВ разных видов, АЧР, ЧАПВ, защита
минимального напряжения (ЗМН) и др.]. Все они выполняются в
соответствии с требованиями, которые приведены в ПУЭ и детали-
зированы в работах [2, 9 - 13] и др. В рамках данной работы невоз-
можно рассмотреть эти типовые схемы, однако при разработке ло-
гики цифровых терминалов (см. далее) они должны обязательно
учитываться. При этом следует иметь в виду также новые решения,
еще не нашедшие отражения в ПУЭ. Например, современные АВР в
КРУ выполняют с запретом при КЗ на шинах, а АПВ шин КРУ не
применяют, поскольку включение на КЗ в современных малогаба-
ритных КРУ лишь увеличивает размеры повреждений. Резистивное
заземление нейтрали в сетях 10 (6) кВ также предъявляет новые тре-
бования к их автоматизации [13].
Здесь отметим лишь одну особенность—широкое использование
принципа несоответствия не только в схемах звуковой и световой
14
сигнализации аварийного отключения, но и в схемах автоматики.
Например, использование цепи несоответствия вводных выключа-
телей (размыкающий вспомогательный контакт выключателя Q и
замыкающий контакт реле фиксации KQQ) в схеме включения сек-
ционного выключателя (СВ) от АВР позволяет обеспечить несраба-
тывание АВР при оперативных переключениях, выполняемых по
каналам телемеханики, без установки местного переключателя АВР
в положение “Отключено” (рис. 1.4). При подаче на выключатель
ввода команды “Отключить” реле ЛХ2С? разрывает цепь АВР раньше,
чем замыкается вспомогательный контакт выключателя ввода, и
АВР не срабатывает [14].
Контакты реле KL1 в этой схеме запрещают АВР при КЗ на ши-
нах, схема запрета приведена в работе [13]. Цепь несоответствия ис-
пользуют также в схемах АВР с ожиданием снижения напряжения
на потерявших питание шинах, применяемых на подстанциях с син-
хронными электродвигателями [12, 13].
Принцип несоответствия используется и для пуска АП В. Ввиду
своей универсальности и простоты выполнения он считается более
предпочтительным, чем пуск от защит (ПУЭ, п. 3.3.5). На этом
принципе выполнены все типовые схемы АПВ, в том числе с конт-
ролем, ожиданием и улавливанием синхронизма, с ожиданием
схождения частот и др. В зарубежной практике пуск АПВ осуществ-
ляют от защит.
Очевидно, принцип несоответствия также следует учесть при пе-
реходе к цифровым терминалам.
Сигнализация. Оперативный персонал должен иметь ясное пред-
ставление о состоянии оборудования в нормальных и аварийных ре-
жимах. Для этого во всех пунктах управления присоединениями (на
главных щитах управления электростанций ГЩУ, оперативных
пунктах управления подстанций ОПУ, в комплектных распредуст-
ройствах) предусматривают сигнализацию следующих видов:
• сигнализацию положения коммутационных аппаратов (вы-
ключателей, разъединителей, отделителей, переключателей ответв-
лений трансформаторов и т.д.);
• сигнализацию аварийного отключения коммутационных
аппаратов;
• предупредительную сигнализацию о появившихся неисправ-
ностях или об отклонениях от нормального режима;
• сигнализацию действия защит и автоматики с расшифровкой
вида сработавшей защиты или автоматики;
• вызывную сигнализацию на ОПУ или дежурному на дом.
15
Рис. 1.5. Схема аварийной сигнализации с реле типа РИС-Э2М
Общий принцип построения сигнализации заключается в том,
что для присоединений, управляемых с панелей управления ГЩУ
(ОПУ), обеспечивается максимальная сигнализация с места управ-
ления. Для присоединений, не управляемых с панелей управления,
на ГЩУ (ОПУ) выполняют вызывную сигнализацию, а подробную
сигнализацию обеспечивают на месте управления. Для организации
сигнализации предусматривают один или несколько комплектов
центральной сигнализации и шинки соответствующего вида сигна-
лизации, которые прокладываются вдоль всех релейных отсеков
КРУ, панелей управления и защиты.
Сигнализация положения коммутационных аппаратов. Выполняет-
ся на принципах, изложенных выше. Для организации мигающего
света применяют так называемую “мигалку” — пульс-пару, состоя-
щую из двух реле, или бесконтактные прерыватели питания типа
ПБ-2 (= 220 В), ПБ-3 (= ПО В), выпускаемые заводом “Электро-
пульт” (Санкт-Петербург). Для переменного оперативного тока
220 В выпускается мигалка типа ПБ-1. Устанавливают одну или две
мигалки (рабочая, резервная) на подстанцию. Мигалка получает пи-
тание от шинок оперативного тока ± ЕС или шинок сигнализации
± ЕН (в зависимости от примененной схемы управления выключате-
лями) и имеет выход на шинку мигания (+)ЕР. Если между шинкой
мигания и минусом источника питания оказывается включенной
сигнальная лампа одного или нескольких присоединений, то мигал-
16
Рис. 1.6. Схема предупредительной сигнализации с реле типа РИС-Э2М
17
ка приходит в действие и периодически подает на шинку мигания
полное напряжение, вследствие чего сигнальные лампы начинают
мигать.
При выборе типа мигалки следует учитывать элекгропотребление
сигнальных ламп. В настоящее время завод ЗАО “Протон” (г. Орел)
выпускает светодиодные сигнальные лампы типа СКЛ с малым по-
треблением (10 — 20 мА) с разным цветом свечения. При их приме-
нении следует устанавливать мигалку типа ППБР-2с производства
АО “Реон-Техно”, г. Чебоксары, предназначенную для работы с
этими лампами. Расчет цепей мигания приведен в работе [6].
Сигнализация положения разъединителей раньше выполнялась с
помощью сигнального прибора типа ПС с поворотным якорем, од-
нако из-за низкого качества и опасности ложного срабатывания он
теперь не применяется. Вместо него можно устанавливать указатель
положения NEF30 — WPcz, 220 В, DC производства фирмы Promet
(Польша). Этот прибор внешне похож на ПС, но не имеет подвиж-
ных частей. Положение разъединителя высвечивается светодиод-
ными полосками.
Сигнализация аварийного отключения. Аварийное отключение
выключателя должно сопровождаться индивидуальным световым
сигналом (миганием лампы сигнализации положения) и звуковым
сигналом, общим для распредустройства или щита управления. На-
значение звукового сигнала — привлечь внимание персонала к про-
исшедшему отключению, светового — определить отключившийся
аппарат. Существует несколько способов образования сигнализа-
ции аварийного отключения, они рассмотрены в работе [6]. Наибо-
льшее распространение получила схема аварийной сигнализации с
центральным снятием звукового сигнала и немедленной готовно-
стью к повторному действию без квитирования ключа управления
отключившегося аппарата (с сохранением светового сигнала), кото-
рая и считается типовой. Звуковая сигнализация после снятия звуко-
вого сигнала готова к принятию новых сигналов независимо от того,
сохранены или нет световые сигналы отключившихся выключателей.
Принцип выполнения такой сигнализации на постоянном опе-
ративном токе показан на рис. 1.5. Она выполнена с применением
реле импульсной сигнализации А7£4типа РИС-Э2М. Сейчас вместо
него выпускается реле РТД-11. При переменном оперативном токе
применяют РИС-ЭЗМ (РТД-12).
Реле реагирует на ступеньки тока, создаваемые цепями индиви-
дуальной сигнализации аварийного отключения присоединений в
цепи шинка +ЕН— резистор R1 (или R2...R3) — шинка ЕНА — реле
КНА — шинка — минус ЕН Ток срабатывания РИС составляет
18
0,05 А, номинальный ток — 1,5 А, таким образом, реле может при-
нять 30 сигналов.
Сопротивления в цепях индивидуальной сигнализации выбира-
ют из условия получения тока 0,05 А при пониженном напряжении
оперативного тока и обычно принимают 3,9 кОм. При срабатыва-
нии КНА замыкает свой контакт в цепи обмотки KL1, последнее так-
же срабатывает и своими контактами включает сирену и возвращает
КНА в исходное состояние готовности к приему следующего сигна-
ла. Кнопка SB1 служит для опробования сигнализации, а кнопка
SB2—для снятия звукового сигнала.
Предупредительная сигнализация. Приводится в действие от ин-
дивидуальных реле и аппаратов, реагирующих на возникновение
неисправностей или ненормального режима. При действии преду-
предительной сигнализации на пункте управления загораются уча-
стковые и индивидуальные табло или сигнальные лампы, выпадают
флажки сигнальных реле, по которым определяют характер и место
возникновения ненормального режима. Кроме того, подается об-
щий звуковой сигнал (звонок) для привлечения внимания дежурно-
го персонала. Предупредительная сигнализация выполняется с цен-
тральным снятием звукового сигнала и повторностью действия в
основном по тем же схемам, что и аварийная сигнализация с реле
РИС-Э2М, но с рядом особенностей.
В качестве индикаторов индивидуальных световых сигналов
обычно используют лампы, установленные в табло HLA (рис. 1.6);
одновременно лампы являются сопротивлениями, обеспечиваю-
щими повторность действия сигнализации. Поскольку имеются два
вида сигналов — подаваемых мгновенно и с выдержкой времени, то
устанавливают два реле РИС. Одно (КНА1) используется для прие-
ма сигналов без выдержки времени или от индивидуальных реле
времени, второе (КНА2) — для сигналов, требующих выдержку вре-
мени, при этом устанавливается общее реле времени КТ1.
Работа схемы предупредительной сигнализации без выдержки
времени аналогична работе рассмотренной выше схемы аварийной
сигнализации.
Работа схемы предупредительной сигнализации с выдержкой
времени имеет ряд особенностей. При замыкании одного из датчи-
ков сигнализации загораются лампы табло и в первичную обмотку
РИС подается ток, РИС срабатывает, через его контакт срабатывает
реле времени КТ1 и затем промежуточное реле KL2, которое приво-
дит в действие звуковой сигнал и обеспечивает возврат РИС и готов-
ность схемы к приему следующего сигнала. Если нарушение норма-
льного режима, вызвавшее срабатывание датчика сигнализации,
19
прекратится раньше, чем реле времени успеет замкнуть свой кон-
такт, то “обратная” ступенька тока через РИС вернет его в исходное
состояние и контакт РИС разомкнется. Звуковой сигнал не будет
подан.
При поступлении двух индивидуальных сигналов РИС действует
аналогично, но если один из них пропадет раньше, чем успеют зам-
кнуться контакты реле времени КТ1, то РИС вернется в исходное
состояние и звукового сигнала не будет несмотря на то, что второй
индивидуальный сигнал сохранится. Таким образом, один сигнал
может “съесть” другой. Это нужно учитывать при подборке сигна-
лов, подаваемых на шинки ЕНРЗ(4) с центральной выдержкой вре-
мени. Нельзя, например, совмещать сигналы контроля (вернее, от-
сутствия) напряжения на защитах с сигналом перегрузки отдельных
присоединений, поскольку первые MOiyr быть кратковременными,
и это приведет к потере сигнала о перегрузке. Поэтому сигналы пе-
регрузки выполняют с индивидуальными реле времени и подключа-
ют к шинкам ЕНР1(2).
В схеме со звуковым контролем цепей управления возврат РИС
может происходить в момент оперативных переключений, когда
кратковременно MOiyr быть обесточены реле KQT (РПО) и KQC
(РПВ). Их размыкающие контакты подадут и сразу снимут сигнал
обрыва цепи. Если РИС предупредительной сигнализации с центра-
льной выдержкой времени в это время обрабатывало другой сигнал,
то сигнал обрыва цепи будет “съеден” первым. Чтобы предотвратить
подобный отказ сигнализации, в цепь индивидуального звукового
сигнала обрыва цепи управления вводят контакты ключа управле-
ния, размыкающиеся при подаче оперативных команд (см. рис. 1.2).
Реле времени ЛГ72предназначено для автоматического съема зву-
кового сигнала. В схемах сигнализации на подстанциях без постоян-
ного дежурства персонала и с обслуживанием “на дому” контакты
реле KL1 и АТ2используют также в схемах телемеханики и образова-
ния общего сигнала вызова на подстанцию.
В ряде случаев, особенно на подстанциях без постоянного дежур-
ства персонала, необходимо обеспечить центральную сигнализацию
с выдержкой времени с фиксацией сигналов на указательных реле
на местном уровне (в релейных отсеках выключателей, на панелях
защиты). Это выполняется с помощью участковой вспомогательной
шинки ЕА (ВИГ), к которой подключены реле времени КТЗк рези-
стор R5. Таких шинок может быть несколько по количеству участ-
ков. При появлении на участке индивидуального сигнала срабаты-
вает реле времени КТЗ, которое с выдержкой времени одним кон-
тактом подает импульс на шинку ЕНР1(2), а другим подключает
20
резистор R5 к шинке ЕА (ВШ). После подключения резистора R5
ток в цепи индивидуального сигнала увеличивается, это приводит к
срабатыванию местного указательного реле КН2, которое своим
контактом разрывает цепь подачи сигнала и обеспечивает повтор-
ность действия реле времени КТЗ. Участковое указательное реле
КН1 указывает направление поиска источника сигнала.
Для надежности действия световые табло применяют с двумя
лампами, включенными параллельно, это обеспечивает работу сиг-
нализации при перегорании одной из них. Для контроля исправно-
сти табло иногда устанавливают специальный переключатель опро-
бования табло, при этом одна из ламп включается на шинку ЕНР1
(ЕНРЗ), а другая — на ЕНР2 (ЕНР4). В положении “Опробование
табло” этот переключатель соединяет шинки так, что лампы каждо-
го табло оказываются включенными последовательно между шин-
ками ЕНР1 и ЕНР2 {ЕНРЗ и ЕНР4), а на сами шинки подается
“плюс” и “минус” цепей сигнализации (на рисунках не показано),
при этом лампы в табло горят вполнакала.
Вместо ламп накаливания в табло можно вставить светодиодное
полупроводниковое информационное устройство СПИУ12 с малым
электропотреблением (выпускаемое ЗАО “Протон”, г. Орел). Для
обеспечения срабатывания РИС устройство при поступлении сиг-
нала вырабатывает импульс тока 70 мА в течение 1 или 7 с. Это вре-
мя выбирается из условия предотвращения преждевременного воз-
врата РИС в схемах с центральной выдержкой времени и должно
оговариваться при заказе.
На небольших подстанциях схемы сигнализации упрощены, вы-
полняется одна общая совмещенная аварийно-предупредительная
сигнализация.
На крупных подстанциях и электростанциях схемы центральной
сигнализации значительно сложнее, их выполняют с центральным
осведомлением и участковой сигнализацией (обычно по напряже-
нию присоединений). Центральное осведомление позволяет быстро
определить характер неисправности и участок, на котором возникла
неисправность, участковая сигнализация позволяет определить ис-
точник сигнала.
Принципы, заложенные в рассмотренных схемах аварийной и
предупредительной сигнализации, оказались настолько удобными,
что в настоящее время они реализованы в цифровом блоке центра-
льной сигнализации БМЦС, выпускаемом НТЦ “Механотроника”
(см. гл. 6). Один блок заменяет четыре реле РИС и 32 указательных
реле. Аналогичный блок выпускается также фирмой “Радиус”.
21
Сигнализация действия защиты и автоматики. Действие защиты
сопровождается звуковым и световым сигналами аварийного от-
ключения и выпадением флажка указательного реле соответствую-
щей защиты. Автоматическое включение выключателя резервного
питания при АВР сопровождается индивидуальным световым сиг-
налом в виде мигания соответствующей лампы, при этом в цепи от-
ключения выключателя рабочего питания по цепям АВР выпадает
флажок указательного реле. Указательные реле обычно устанавли-
вают во всех цепях автоматического отключения выключателя, это
позволяет не только быстро определить причину отключения, но и
найти неисправный участок при отказах автоматики. Действие АПВ
также сопровождается сигналом аварийного отключения присоеди-
нения и выпадением флажка указательного реле, установленного в
цепи включения выключателя от устройства АПВ. Действие группо-
вых устройств автоматики (защиты минимального напряжения,
АЧР, ЧАПВ и др.) сопровождается выпадением флажков указатель-
ных реле этих устройств.
Для быстрого нахождения сработавшей защиты и автоматики на
панелях защит и в релейных отсеках КРУ устанавливают общие сиг-
нальные лампы вызова, которые загораются от контактов сработав-
ших указательных реле. От второй группы этих контактов может
быть запитано общее табло, установленное на ГЩУ (ОПУ), назна-
чение которого — напомнить персоналу о необходимости поднять
флажки указательных реле, а также сигнализировать об их случай-
ном выпадении.
Указательные реле, применяемые для сигнализации действия за-
щиты и автоматики, по сути являются энергонезависимой памятью.
Этот принцип, как и вызывную сигнализацию с помощью сигналь-
ных ламп, следует перенести и в цифровой терминал.
Вышеизложенное позволяет сформулировать следующие общие
принципы, которые необходимо учесть при формировании логики циф-
ровых терминалов и построении вторичной коммутации при их при-
менении. Должны быть предусмотрены:
• энергонезависимая память о положении выключателя (прин-
цип несоответствия). Это позволяет выполнить сигнализацию мига-
ющим светом при автоматическом изменении положения выключа-
теля, звуковой сигнал аварийного отключения, пуск АПВ и другой
автоматики;
• опережающий разрыв цепи отключения вспомогательными
контактами выключателей для предотвращения выгорания контак-
тов выходных реле защиты. Возможно также применить специаль-
ные мероприятия в логике терминалов (например, разрывать цепь
22
отключения с небольшой выдержкой времени и только после полу-
чения подтверждения отключения привода);
• контроль цепей управления с помощью реле положения “От-
ключено” и “Включено”, звуковое и световое оповещение об изме-
нении положения выключателя, применение “темного” плюса;
• энергонезависимая память сигнализации действия зашит и ав-
томатики, обрыва цепей управления;
• формирование общего вызывного сигнала для местной и дис-
танционной сигнализации;
• разделение сигналов на аварийные и предупредительные с пе-
редачей их по разным цепям вторичной коммутации и возможность
применения центральной сигнализации с помощью, например,
цифрового блока БМЦС;
• достаточное количество входов и выходов терминала (выход-
ных реле) для подключения цепей управления и сигнализации дан-
ного присоединения, центральной сигнализации, а также для вы-
полнения поперечных связей при организации взаимодействия с
устройствами РЗА других присоединений секции [например, цепей
АВР, АЧР, ЗМН, защиты шин, устройства резервирования отказа
выключателя (УРОВ) и т.д.].
23
ГЛАВА ВТОРАЯ
Этапы выбора и внедрения
цифровых терминалов РЗА
Первый этап. Выбор серии и изготовителя цифровых РЗА (ЦРЗА).
Выполняется с учетом следующих критериев:
1. Наличие сертификата соответствия российским функциона-
льным показателям и требованиям безопасности. Экспертное за-
ключение для сертификации выдается специализированными по
видам электрооборудования (в том числе и по устройствам РЗА) ор-
ганизациями, перечень которых приведен в приказе по РАО “ЕЭС
России” № 229 от 16.11.98 “О подтверждении соответствия приоб-
ретаемого энергетического оборудования требованиям РАО “ЕЭС
России”. По устройствам РЗА такими организациями назначены
ВНИИЭ и ОРГРЭС. Закупать устройства РЗА, не имеющие серти-
фиката, не рекомендуется. Однако необходимо иметь в виду, что
при сертификации проверяется только соответствие заявленных
функций фактическим, а логика терминала не входит в объем
сертификации.
2. Климатическое исполнение применяемых ЦРЗА должно со-
ответствовать условиям их применения. Обычно номинальные зна-
чения климатических факторов для устройств РЗА устанавливают
по ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150, при этом устройства должны быть
работоспособными в диапазоне температур от — 25 °C (без выпаде-
ния инея и росы) до + 55 °C, а также при относительной влажности
80 % при температуре 25 °C (без конденсации влаги).
3. Наличие в номенклатуре изготовителя устройств ЦРЗА для
всех видов присоединений (линий, двигателей, трансформаторов,
генераторов и т.д.) и всех напряжений данной подстанции. Это
обеспечит однотипность материальной базы и исключит трудности
при создании АСУ подстанции, связанные с разнотипностью про-
токолов обмена ЦРЗА разных производителей.
24
4. В номенклатуре изделий выбираемого изготовителя, кроме
устройств ЦРЗА, должны иметься устройства центральной сигнали-
зации, устройства сопряжения с объектом (УСО) для сбора дискрет-
ных и аналоговых сигналов и передачи команд управления, учета
электроэнергии, оптоэлектрические преобразователи, концентра-
торы, серверы, рабочие станции и другие устройства, совместимые
между собой и позволяющие создать АСУ электрической части объ-
екта. Изготовитель должен иметь программное обеспечение этих
устройств и АСУ в целом. Устройства сопряжения с объектом испо-
льзуют для передачи информации на рабочую станцию (экран опе-
ратора) о состоянии заземляющих ножей присоединений, положе-
нии выкатных элементов КРУ, разъединителей, поскольку через
терминал защиты ее передавать нельзя — при разобранной схеме
присоединения и снятом оперативном токе терминал не работает и
оператор не получит на экране реальной схемы присоединения.
Кроме того, УСО используют для получения информации и управ-
ления объектами, на которых отсутствуют цифровые терминалы за-
щит, например в КТП 0,4 кВ.
5. Наличие близкой производственной базы изготовителя. Это
существенно облегчает адаптацию (русификацию) защит, проекти-
рование РЗА и АСУ-Э, обслуживание в процессе эксплуатации.
6. Наличие близкой учебной базы в России. Применение ЦРЗА и
АСУ-Э требует переподготовки большого количества проектиров-
щиков, наладочного и эксплуатационного персонала.
Второй этап. Адаптация (русификация) устройств ЦРЗА В литера-
туре неоднократно отмечалось, что терминалы цифровой релейной
защиты и автоматики, особенно разработанные в зарубежных стра-
нах, требуют адаптации к российским условиям [15—18].
Необходимость адаптации вызвана тем, что производители тер-
миналов — это специалисты узкого профиля. Они хорошо знают
свой аппарат, но зачастую плохо представляют себе условия его экс-
плуатации, режимы работы и принципы автоматизации электриче-
ских сетей, в которых он будет установлен, поскольку это уже другая
специальность. При применении импортных терминалов это осо-
бенно актуально, поскольку техническая идеология зарубежных
ЦРЗА отличается от российской, что требует внесения изменений в
их конфигурацию.
Входы, функции, выходы и логика терминала подвергаются
тщательному анализу на соответствие российским нормам и пра-
вилам выполнения устройств защиты и автоматики. Особое вни-
мание следует уделять логике выполнения автоматики, управления
и сигнализации.
25
Кроме того, применяемые терминалы должны удовлетворять
специфическим требованиям, обусловленным высокой скоростью
процессов, протекающих в электрических сетях, существенным
влиянием электромагнитных помех на их функционирование, не-
обходимостью точной записи информации во времени.
Аналоговые входы. Проверяются их достаточность и стойкость.
Например, вторичные цепи переменного тока, подключенные к
трансформаторам тока, должны без повреждений выдерживать мак-
симальный ток КЗ в месте установки. Для входов с номинальным
током 5 А обычно задают значение вторичного тока не менее 200 А в
течение 1 с при наличии апериодической составляющей с постоян-
ной времени 0,1 с и начальным значением, равным амплитуде пери-
одической составляющей. При заводских испытаниях воспроизве-
сти апериодическую составляющую сложно, поэтому указанное
требование заменяют другим: вторичные цепи должны выдерживать
значение тока не менее 300 А в течение 0,1 с и 200 А в течение 1 с.
Эти же входы должны длительно выдерживать ток 15 А (3/ном), что-
бы обеспечить работу максимальной токовой защиты с зависимой
от тока выдержкой времени.
Цепи переменного напряжения 3 1/0, подключенные к обмоткам
трансформаторов напряжения, соединенным в “разомкнутый треу-
гольник”, должны без повреждений выдерживать напряжение 300 В
в течение 1 ч и 120 В — длительно. Это требование объясняется тем,
что в сетях напряжением 6, 10 и 35 кВ с изолированной нейтралью
при обрывах проводов, перегораниях предохранителей, замыканиях
на землю, а также при включении под напряжение ненагруженных
секций шин с трансформаторами напряжения могут возникать фер-
рорезонансные процессы. При этом на обмотке трансформатора на-
пряжения, соединенной в “разомкнутый треугольник”, появляется
напряжение нулевой последовательности 250 — 300 В, при котором
терминал может повпедитзся. Если вход 3 Uo терминала не выдержи-
вает этого напряжения, то целесообразно рассмотреть возможность
применения резистивного заземления нейтрали сети, в этом случае
феррорезонансные процессы не возникают.
Дискретные входы и выходы. Проверяется их достаточность для
построения схемы вторичной коммутации присоединения. Для вы-
ходных реле терминала проверяют номинальный ток и разрывную
мощность контактов, которая должна соответствовать коммутируе-
мым цепям. Проверяется выполнение требований к изоляции, галь-
ванической развязке и помехозащищенности.
Для входов проверяют наличие отстройки от дребезга контактов,
уровень срабатывания. Напряжение четкого несрабатывания дол-
26
Рис. 2.1. Иллюстрация ложного срабатывания реле при замыканиях на землю в
сети постоянного оперативного тока
жно быть не менее 0,65 С7НОМ, а четкого срабатывания 0,75 С/ном и бо-
лее. Невыполнение этого требования приведет к самопроизвольно-
му включению или отключению присоединений при замыканиях на
землю в цепях оперативного тока, когда из-за перезаряда емкостей
между цепями вторичной коммутации на дискретных входах наво-
дятся помехи, вызывающие их срабатывание. С подобными пробле-
мами столкнулись при внедрении новых промежуточных реле
РП-16 и РП-18 с повышенным сопротивлением обмоток (см. проти-
воаварийный циркуляр № Ц-05-89-Э “О повышении надежности
работы устройств релейной зашиты, автоматики и технологических
защит при замыканиях на землю в сети постоянного тока” [19]).
Реле KL с большим сопротивлением обмотки срабатывает при за-
мыканиях на землю:
• в точке 3 между обмоткой реле и управляющим этим реле кон-
тактом из-за перезарядки суммарной собственной емкости С1 и С2
полюсов сети постоянного тока;
• в точке 1 или 2 при достаточно протяженном кабеле между об-
моткой реле и управляющим этим реле контактом из-за тока дозаря-
да или разряда емкостей жилы кабеля по отношению к земле.
Кроме регулировки напряжения срабатывания реле, в циркуляре
предложено при наличии протяженного кабеля между обмоткой
реле и управляющим этим реле контактом зашунтировать обмотку
реле резистором, чтобы обеспечить результирующее сопротивление
не более 4 кОм при напряжении 220 В и не более 1 кОм при напря-
жении 110 В.
Заметим, что сопротивление дискретных входов терминалов (при
напряжении оперативного тока 220 В) составляет в зависимости от
типа 70 — 200 кОм, что существенно больше сопротивления обмо-
27
ток реле РП-23 и РП-16 (9,3 и 20 кОм соответственно), поэтому
опасность излишнего действия цифровой защиты и автоматики в
указанных режимах значительно возрастает (рис. 2.1).
Питание терминала. Проверяется возможность работы при от-
клонениях напряжения оперативного тока. Терминал должен пра-
вильно функционировать при изменении оперативного напряже-
ния в пределах + 10 и — 20 % номинального, в том числе при нали-
чии переменной составляющей в постоянном токе, имеющей
частоту 100 Гц, до 12 % номинального значения. Например, допус-
тимая переменная составляющая для терминалов SEPAM не превы-
шает 12 %, для SPAC-800 — 6 %, для БМРЗ не ограничивается. Для
снижения переменной составляющей в постоянном токе иногда
приходится реконструировать источники питания оперативного
тока (см. гл. 11).
После кратковременных перерывов оперативного питания тер-
минал должен сохранять работоспособность основных функций за-
щиты и иметь минимальное время перезагрузки.
Ввод, вывод, хранение информации. Проверяется способ ввода и
вывода информации. В терминале должен быть предусмотрен
встроенный пульт управления для связи с оператором, состоящий
из клавиатуры и цифрового индикатора для отображения информа-
ции. Ввод и просмотр уставок, ввод-вывод отдельных функций дол-
жны осуществляться с этого пульта или с переносного вспомогате-
льного устройства, подключаемого к терминалу, а также по каналу
связи с рабочей станции верхнего уровня. Для изменения уставок и
функций защит и автоматики должен быть предусмотрен санкцио-
нированный доступ (пароль). Кроме этого, на индикаторе термина-
ла должны высвечиваться текущие электрические параметры при-
соединения (ток, напряжение, мощность и др.).
Проверяется возможность записи и хранения в терминале всех
контролируемых электрических величин в момент срабатывания за-
щит, а также астрономического времени (дни недели, часы, минуты,
секунды, миллисекунды) возникновения аварии и срабатывания за-
щит и автоматики. Указанная информация должна сохраняться, как
минимум, для трех последних срабатываний защит. При наличии
оперативного питания записанная информация должна храниться
неограниченное время до востребования и сброса ее обслуживаю-
щим персоналом. При исчезновении питания устройства время хра-
нения уставок защит, логики и конфигурации терминала не должно
ограничиваться, а время хранения информации о срабатывании за-
щит (в том числе осциллограмм) должно быть не менее времени, не-
обходимого для прибытия на объект оперативно-выездной бригады.
28
Должна быть предусмотрена возможность просмотра хранимой ин-
формации как с пульта управления терминала, так и с рабочей стан-
ции верхнего уровня.
Связь с верхним уровнем. При применении традиционных элект-
ромеханических РЗА на верхний уровень (ГЩУ, ОПУ) передавалось
порядка десятка сигналов на ответственное присоединение, для это-
го использовались обычные контрольные кабели. Однако цифровой
терминал передает до 150 сигналов на присоединение. В целом по
распредустройству количество передаваемых сигналов достигает
нескольких тысяч. Естественно, что такой объем информации мож-
но передать только по цифровым каналам связи. Поэтому для пере-
дачи информации в терминале должны быть предусмотрены два ка-
нала обмена информации: RS-232 и RS-485. Канал RS-232 исполь-
зуется для связи с переносной персональной ЭВМ, применяемой
для составления конфигурации, ввода уставок ЦРЗА, вывода ин-
формации из ЦРЗА. Длина линии связи по каналу RS-232 не более
5 м. Канал RS-485 используется для обмена информацией с АСУ
ТП. В качестве линий связи, как правило, следует использовать во-
локонно-оптический кабель, поскольку такая связь обеспечивает
абсолютную защиту от электромагнитных помех. Скорость переда-
чи данных должна составлять не менее 9600 бит/с.
При обмене информацией АСУ или ПЭВМ верхнего уровня
обычно является ведущим, устройство ЦРЗА — ведомым. Содержа-
ние передаваемой информации от ведущего к ведомому:
• ввод уставок ЦРЗА;
• установка единого времени;
• запрос на передачу текущих параметров присоединения;
• запрос на передачу уставок;
• запрос на передачу параметров аварийных событий, в том числе
хранящихся в архиве (включая осциллограммы);
• периодический запрос о текущем ресурсе выключателя (коли-
честве отключений), в том числе о количестве отключений КЗ и зна-
чении коммутируемого тока для записи и хранения информации в
целях диагностики выключателя;
• запрос содержания (кода) неисправности ведомого;
• команды управления.
Содержание передаваемой информации от ведомого к ведущему:
ответы на запросы ведущего.
В настоящее время существует тенденция подключения термина-
лов непосредственно в локальную сеть АСУ. При этом скорость пе-
редачи составляет от 1 до 100 Мбит/с. В этом случае сам терминал
является инициатором обмена.
29
Однако на случай, если АСУ на верхнем уровне не предусматри-
вается, в терминале должно быть предусмотрено достаточное коли-
чество выходов для подключения его к существующей на подстан-
ции схеме управления и сигнализации.
Единое время. Ввиду высокой скорости ввода информации и не-
обходимости ее точной записи во времени, в терминалах предусмат-
ривают внутренние часы, время которых периодически корректиру-
ется от АСУ ТП. В свою очередь, в АСУ ТП предусматривают систе-
му единого времени (СЕВ), которая обеспечивает привязку к
Государственной Шкале Единого Времени U.T.C. с точностью не
хуже 1 мс с помощью спутниковой связи. Установка единого време-
ни в терминалах может выполняться от АСУ ТП как по цифровому
каналу связи, так и передачей корректирующего сигнала на один из
дискретных входов терминала. В первом случае точность хода внут-
ренних часов терминала будет около 20 мс (обычно этого достаточ-
но), во втором — 2 — 3 мс. Последнее решение дороже, требует до-
полнительных контрольных кабелей между верхним и нижним
уровнями, выделения отдельных шинок СЕВ во вторичной комму-
тации секции, а иногда сопровождается удорожанием самого терми-
нала из-за увеличения количества дискретных входов.
Диагностика. Проверяется наличие непрерывной самодиагно-
стики работоспособности терминала и сигнализации сбоев.
Техническая информация. Изготовитель должен предоставить тех-
ническую информацию и руководство по эксплуатации терминала
на русском языке, в том числе методическую литературу по расчетам
РЗА. Последнее особенно необходимо, поскольку реализация фун-
кций защит является секретом изготовителя терминала.
Логические схемы терминалов являются алгоритмами работы за-
щит, автоматики, управления и сигнализации каждого отдельного
терминала и всей подстанции в целом, они определяют количество
входов и выходов, их назначение, устанавливают связь между входа-
ми и выходами терминала.
Терминалы ЦРЗАделятся на два класса: с жесткой логикой и сво-
бодно программируемые.
К терминалам с жесткой логикой можно отнести устройства
ЦРЗА русифицированной серии SPAC-800, SPAC-810 производства
фирмы “АВВ-Автоматизация”, ТОР производства фирмы “Брес-
лер” и других российских производителей. Логика этих терминалов
согласована со всеми ведущими проектными институтами России,
поэтому терминал полностью адаптирован к российским условиям
применения. Набор входов и выходов позволяет применять их в лю-
бых схемах вторичной коммутации, в том числе и в действующих
30
электроустановках, в которых сигнализация выполнена по рас-
смотренным в гл. 1 принципам. Выбор типа терминала выполняет-
ся по его назначению, например SPAC-801-01 — терминал защиты
кабельной или воздушной линии, SPAC-801-02 — секционного
выключателя, SPAC-801 -03 — вводного выключателя и т.д. Заказав
терминал, потребитель получает изделие с заранее заданной логи-
кой, которая не подлежит никакому изменению, возможен лишь
ввод-вывод отдельных функций и уставок защит. Это оказалось ве-
сьма удобным для потребителя, поскольку не нужно думать о логике
терминала.
К этому же классу относятся SEPAM-2000, БМРЗ, “Сириус” и
некоторые другие. Программирование логики этих терминалов ве-
дется на заводе-изготовителе или в специализированном центре. За-
данием на программирование терминалов на заводе — изготовителе
ЦРЗА являются логические схемы терминалов, которые разрабаты-
вает потребитель (или по его заданию специализированная органи-
зация) или применяет типовые, если они уже кем-то разработаны
(см. гл. 4, 7). В функции защиты разработчик логики доступа не
имеет, за них отвечает изготовитель ЦРЗА. Поэтому функции за-
щиты задаются в виде отдельных готовых программных блоков, ко-
торые вставляются в логическую схему терминала. Потребитель
может только ввести или вывести отдельные функции защиты про-
граммными ключами и использовать их выходные цепи по своему
усмотрению.
Заметим, что в информационных материалах фирм — изготови-
телей таких терминалов обычно приводят широкий перечень за-
щитных функций, а также некоторых функций управления. Одна-
ко только на основании этой информации без подробно разрабо-
танной логической схемы заказывать терминал нельзя, ибо это
означает “купить кота в мешке”. Для настройки терминала на мес-
те эксплуатации предусматривают возможность ввода уставок за-
щит, таймеров логики, ввода-вывода отдель тых функций и др., но
доступа к изменению логики нет. Это полностью оправдало себя,
поскольку позволило предотвратить возможность неквалифициро-
ванных изменений базовой логической схемы, которые могут при-
вести к отказам или неправильной работе зашиты и автоматики.
В зарубежных свободно программируемых терминалах новейших
серий (SEPAM-80, SIPROTEC и др.) предусмотрена возможность
программирования логики терминала самим потребителем с помо-
щью компьютера и специального программного обеспечения. Про-
граммирование формализовано и заключается в работе с таблицами,
матрицами, обычными логическими элементами, логическими
31
уравнениями и укрупненными блоками логики. Отметим, что эти
укрупненные блоки логики часто весьма несовершенны и также
требуют анализа перед их применением. Например, в укрупненном
блоке устройства резервирования отказов выключателя (УРОВ) тер-
миналов SEPAM-80, SIPROTEC предусмотрен пуск УРОВ (отклю-
чение ввода) от всех введенных на отключение зашит отходящих ли-
ний. Это решение неприемлемо, поскольку будет запускать УРОВ в
случаях, когда УРОВ не должен работать (например, от защиты от
замыканий на землю, от перегрузки и др.). Правильнее было бы пре-
дусмотреть возможность выборочного пуска УРОВ от разных функ-
ций и выборочной работы каждой защиты на отключение или на
сигнал. В частности, если на подстанции 10 кВ с небольшим током
замыкания на землю предусмотрено резистивное заземление ней-
трали сети, то при 033 на отходящей линии и отказе ее выключателя
обычно отключают трансформатор заземления нейтрали (переводя
сеть в режим изолированной нейтрали), а не всю подстанцию. Поэ-
тому приходится вводить специальные блокировочные цепи для
предотвращения отключения ввода от УРОВ. В укрупненном блоке
логики АПВ терминала SIPROTEC выполнено ускорение защит до
АПВ, что в России практически не применяется, для выполнения
ускорения защит после АПВ приходится программировать специа-
льные цепи.
Иногда даже и “фирменные” защитные функции могут быть вы-
полнены с ошибками. Например, в терминалах SEPAM-80 выпол-
нены два варианта пуска МТЗ по напряжению.
Первый вариант. Трехрелейный пуск МТЗ (подтверждение функ-
ции защиты 50/51 функцией 27) выполнен правильно. Функция за-
щиты 50/51 срабатывает, когда любой из фазных токов превышает
уставку, а функция 27 — когда л юбое из трех линейных напряжений
становится ниже уставки. Поэтому МТЗ 50/51 и 27 срабатывает как
при трехфазных, так и при двухфазных КЗ (обозначения 50/51, 27 и
приводимое далее 47 — это обозначения функций защит по между-
народному коду ANSI).
Второй вариант. Комбинированный пуск МТЗ выполнен невер-
но, поскольку функция защиты 50/51 подтверждается только функ-
цией 47, которая срабатывает, когда напряжение обратной последо-
вательности превышает уставку. Поэтому МТЗ 50/51 и 47 срабаты-
вает только при двухфазных КЗ и отказывает при трехфазных КЗ.
Такой вариант МТЗ применять нельзя [20]. Разработчикам терми-
нала необходимо заменить вариант МТЗ 50/51 и 47 на 50/51 и (47 или
27).
32
Практически приходится применять или первый вариант, или
комбинацию двух функций 50/51, в которых первая имеет пуск 27, а
вторая — пуск 47.
После набора нужной логики компьютер соединяется с термина-
лом, и эта логика закачивается в терминал специальной командой.
После такого программирования обязательно нужно нарисовать
итоговую логическую схему на бумаге, чтобы иметь полную картину
работы терминала.
К сожалению, в терминалах SIPROTEC и SEPAM-80 программа
ввода логики совмещена с программой ввода параметров настройки
терминала. Ограничить доступ к логике терминала даже с помощью
системы паролей не удается, поскольку таймеры логики также тре-
буют настройки, а часть из них приходится использовать в цепях за-
щиты и автоматики. Такое совмещение совершенно недопустимо,
поскольку может привести к снижению надежности электроснаб-
жения потребителей.
В терминалах SEPAM-80 ввод логики управления, автоматики,
параметров таймеров логики, программных ключей ввода-вывода
автоматики и основных характеристик присоединения защищен па-
ролем “Параметрирование”. Ввод функций и уставок защищен па-
ролем “Настройка”. При наладке терминала на месте эксплуатации
оказывается, что наладочному персоналу нужно иметь допуск не то-
лько к вводу функций и уставок защит, но и к разделу программы,
защищенному паролем “Параметрирование”, для ввода основных
характеристик защищаемого присоединения, данных по ТТ и TH,
уставок таймеров логики, ввода-вывода логической защиты и дру-
гих параметров. Например, для ввода уставок таймеров логики и пе-
ременных К_1 и К О, используемых в качестве программных клю-
чей ввода-вывода отдельных функций, требуется обеспечить допуск
наладочного и эксплуатационного персонала к редактору уравне-
ний. При этом открывается доступ и к изменению логики. Поэтому
для наладки SEPAM-80 на месте эксплуатации приходится открыть
полный доступ к программированию терминала, что недопустимо.
При этом вообще теряет всякий смысл деление допуска с паролями.
Этот недостаток не снимается и в случае использования более удоб-
ной по сравнению с логическими уравнениями программы Logipam,
разработанной фирмой дополнительно к базовой.
В терминалах SIPROTEC предусмотрено более десятка уровней
доступа (слишком много), но ни одним из них не удается полностью
отделить доступ к логике от доступа к вводу параметров настройки.
Имеют место практически те же проблемы, которые отмечены для
терминала SEPAM-80. Нелишне заметить, что укрупненные блоки
33
логики, разработанные фирмой Siemens, даже в непринципиальных
частях не поддаются изменению.
В этом терминале пароли доступа привязаны к файлу параметри-
рования, при этом также теряет всякий смысл деление допуска с па-
ролями. “Стирание” паролей происходит при перепрошивке терми-
нала (посредством программы “Firmware-Update”) и при закачке
другого файла параметрирования посредством программы DIGSI.
При перепрошивке терминала (версии прошивки см. на сайте
http://siemens.siprotec.de) стирается вся информация внутри терми-
нала, затем можно заново устанавливать файл параметрирования
посредством DIGSI.
Новые версии прошигок и соответствующие им драйверы
устройств для DIGSI могут иметь отличные от старых функциональ-
ные возможности защит. То есть под новое поколение прошивки
необходимо создавать файл параметрирования на основе нового
драйвера устройств для DIGSI.
Таким образом на месте эксплуатации можно без затруднений
уничтожить всю заложенную проектировщиками логику РЗА вмес-
те с уставками и “закачать” любую другую!
Такое положение совершенно недопустимо.
Право доступа к вводу в терминал базовой логической схемы или
к ее изменению должно быть только у разработчика логической схе-
мы (специализированного технического центра). Ответственность
за правильную работу должен нести разработчик логических схем и,
следовательно, иметь эксклюзивные права на их изменения. Это по-
зволяет предотвратить возможность неквалифицированных или
случайных изменений базовой логической схемы наладочным и эк-
сплуатационным персоналом, которые могут привести к отказам
или неправильной работе защит и автоматики. Персонал местных
релейных служб не должен иметь доступ к ее изменению. На месте
эксплуатации должна быть обеспечена лишь возможность ввода
уставок защит, таймеров логики, основных характеристик защища-
емого присоединения и ввода-вывода отдельных функций. Такого
же принципа организации допуска придерж геаются и российские
производители (терминалы SPAC-800, SPAC-810, БМРЗ, ТОР,
“Сириус” и др.). Именно таким збоазом был организован допуск к
программированию в терминалах SEPAM-2000. Указанные терми-
налы с этой точки зрения являются образцовыми.
Очевидно, что допуск к вводу логики и допуск к вводу параметров
настройки терминала должны иметь разные пароли.
После обмена мнениями в процессе адаптации терминала фирма
Schneider Electric предложила новую систему паролей для терминала
34
SEPAM-80. Она содержит три уровня, позволяющие полностью от-
делить допуск к вводу логики от допуска к вводу параметров на-
стройки терминала:
• уровень X — открыт допуск только к просмотру текущих пара-
метров присоединения, событий, осциллограмм, параметров сраба-
тывания защит и автоматики. Пароль не устанавливается;
• уровень Y — открыт допуск к вводу-выводу защит и автомати-
ки, вводу их параметров срабатывания, таймерам логики и другим
параметрам настройки терминала. Пароль устанавливается на заво-
де-изготовителе или в центре программирования и поставки терми-
налов, он сообщается инженеру местной релейной службы и может
им меняться, доступ к этому уровню закрывается на месте эксплуа-
тации после наладки терминала;
• уровень Z — открыт полный допуск, в том числе к изменению
логики. Пароль устанавливается при закачке логики в терминал (на
заводе-изготовителе или в центре программирования и поставки
терминалов). Пароль не сообщается инженеру местной релейной
службы (наладочной организации), но может быть сообщен, на-
пример, центральной службе релейной защиты энергообъедине-
ния, крупного предприятия, располагающей подготовленными
специалистами.
По мнению ведущих российских специалистов по РЗА, такая си-
стема доступа является образцом для подражания другим фирмам —
изготовителям свободно программируемых терминалов [21 — 23].
В идеале целесообразно предоставить возможность подводить
под пароли разного уровня параметры настройки терминала на за-
воде-изготовителе или в центре программирования и поставки тер-
миналов по заданию разработчиков логики.
О разработке логики терминала подробнее см. в гл. 3, 4, 7.
Третий этап. Разработка вторичных схем ячеек, панелей с термина-
лами ЦРЗА. На основе разработанной логики терминалов и с учетом
принятого построения вторичной коммутации подстанции разраба-
тываются схемы вторичной коммутации релейных шкафов ячеек,
панелей, которые служат заданием заводу для изготовления этих па-
нелей и ячеек КРУ, а также полные схемы управления, автоматики и
сигнализации [19]. Пример одной из таких типовых схем рассмот-
рен в гл. 5.
О разработке вторичных схем подробнее см. в последующих
главах.
Четвертый этап. Рабочие проекты. На основе разработанной логи-
ки терминалов и вторичных схем ячеек и панелей разрабатывают ра-
бочие проекты РЗА подстанций, в которые должны входить логиче-
35
ские схемы терминалов, полные схемы управления, автоматики и
сигнализации и другие материалы. В составе проекта предусматри-
вают также задания на рабочее программирование (наладку) термина-
лов каждого присоединения, в котором указывают конкретные
уставки РЗА присоединения, положения программных юпочей вво-
да-вывода отдельных функций, значения уставок таймеров логики,
программных ключей, определяющих объем передаваемой по по-
следовательному каналу информации, положения микропереклю-
чателей и другие параметры настройки терминала. Пример такого
задания приведен в приложении 3 (см. ч. 2).
36
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
Разработка логической схемы
и схемы вторичной коммутации
цифровых устройств РЗА
Разработку логики отдельных терминалов начинают с разработки
общей концепции РЗА, сигнализации и управления подстанции,
размещения и определения функций цифровых терминалов присо-
единений и общесекционных устройства РЗА (ЗМН, АЧР, АВР, за-
щит шин дуговой, логической или дифференциальной и др.). При
разработке типовых логических схем цифровых терминалов пред-
почтительно размещать устройства РЗА по терминалам ячеек сек-
ции так, как это принято в типовых решениях при применении
электромеханических РЗА. Например, защиту минимального на-
пряжения электродвигателей секции целесообразно выполнять
групповой и размещать в терминале трансформатора напряжения
(TH), а не в терминалах защиты двигателей. Это объясняется тем,
что при групповой защите легче выполнить ее блокировку при оши-
бочных операциях и КЗ в цепях напряжения (отключении автомати-
ческого выключателя TH или выкатывании тележки TH), а также
взаимодействие общесекционных защит. Так, через шинки 1ШМН
и 2ДШНможно передать команды на отключение двигателей не то-
лько от ЗМН, но и от защиты от потери питания и максимальной то-
ковой защиты секции [13]. При этом существенно упрощаются вы-
полнение вторичной коммутации по сравнению с другими решени-
ями, наладка, ввод уставок (в один, а не в несколько терминалов),
эксплуатация и проверки ЗМН. Упрощается также формирование
сигнализации на верхнем уровне АСУ, уменьшается объем переда-
ваемой от каждого терминала информации, увеличивается быстро-
действие АСУ.
При наличии секционного выключателя пусковой орган АВР СВ
по напряжению также предпочтительно размещать в терминале TH,
37
а не на вводе. Это позволяет не только упростить блокировку АВР
при ошибочных операциях в цепях напряжения, сократить количе-
ство жил контрольных кабелей, но и учесть возможность появления
на секции еще одного источника питания, например генератора.
По аналогичным причинам в терминале TH размещают устрой-
ства АЧР и ЧАПВ, а также сигнализацию замыканий на землю.
На подстанциях, где основной нагрузкой являются синхронные
электродвигатели, защиту от потери питания предпочтительно вы-
полнять групповой (а не индивидуальной для каждого двигателя) и
размещать в терминале ввода на секцию: это существенно упрощает
координацию взаимодействия РЗА подстанции, организацию соот-
ветствующих вторичных цепей и улучшает качественные характери-
стики АСУ.
После определения состава и функций терминалов приступают к
разработке их логических схем с учетом основных изложенных
выше принципов и конкретной схемы привода выключателя.
Переход на цифровые терминалы защиты часто осуществляется
не сразу для всего РУ, а постепенно, от ячейки к ячейке. При этом
возникает необходимость привязки цифровых терминалов к суще-
ствующим схемам местной сигнализации в ячейке и центральной
сигнализации РУ, выполненной с помощью реле импульсной сиг-
нализации (РИС). Даже в случае полной реконструкции РУ с вне-
дрением цифровых РЗА и цифровых АСУ остается эксплуатацион-
ная целесообразность иметь местную сигнализацию в ячейках и
центральную сигнализацию в РУ или на подстанции, работающие
независимо от цифровой АСУ. Это необходимо для информацион-
ной поддержки эксплуатационного персонала, находящегося на
территории подстанции вдали от рабочей станции АСУ, а также для
случаев отказов АСУ или затягивания ее ввода в эксплуатацию.
Поэтому в логической схеме терминала предусматривают доста-
точное количество дискретных входов и выходных реле не только
для организации поперечных связей с устройствами защиты и авто-
матики секции, но и для выполнения соответствующей сигнализа-
ции. Типовые логические схемы должны учитывать все возможные
варианты применения терминалов.
Разработку схем вторичной коммутации производят параллельно
с разработкой логических схем терминалов.
С применением цифровых терминалов, имеющих малогабарит-
ные выходные реле, и новых типов выключателей весьма остро вста-
ет вопрос о согласовании коммутационной способности выходных
реле с током срабатывания электромагнитов отключения выключа-
телей. В классических схемах с электромеханическими релейными
38
защитами применялись выходные реле типа РП-23, имеющие ком-
мутационную способность 100 Вт при постоянном токе с индуктив-
ной нагрузкой, т.е. 0,45 А при напряжении 220 В. Цепь отключения
выключателя разрывалась его вспомогательными контактами (име-
ющими значительную коммутационную способность) в начале хода
выключателя на отключение, что гарантировало опережающий раз-
рыв цепи отключения вспомогательными контактами привода, а не
выходным реле защиты. Тем не менее в эксплуатации наблюдались
случаи выгорания контактов выходных реле защиты при разрегу-
лировке вспомогательных контактов привода. Для их предотвра-
щения в цепь отключения включали несколько последовательно
соединенных контактов выходного реле, отрегулированных на
одновременное размыкание цепи. Разрывная мощность при этом
увеличивалась пропорционально количеству последовательно
включенных контактов.
Малогабаритные выходные реле терминалов, занятые в цепях
управления выключателем, имеют примерно такую же или мень-
шую коммутационную способность (например, 0,25 А в SEPAM). В
тоже время вакуумные и элегазовые выключатели имеют настолько
малый ход подвижных контактов, что обеспечить опережающий
разрыв цепи отключения вспомогательными контактами привода
весьма затруднительно. Следует также учитывать, что в традицион-
ных схемах выходное реле защиты работало редко, только при от-
ключении повреждений, а в терминале оно будет работать всегда,
даже при оперативных переключениях. Поэтому логику терминала
выполняют так, чтобы обеспечить удерживание выходного реле в
сработанном состоянии до отключения привода (см. гл. 4). Однако
при ее отказах или неверной настройке выходное реле при операции
отключения привода может сгореть, что вызовет необходимость за-
мены всей платы выходных реле или даже всего терминала.
Поэтому очень важно использовать приводы с минимальным по-
треблением катушек отключения. Заводы — изготовители выключа-
телей постоянно совершенствуют конструкцию их приводов и сни-
жают потребление электромагнитов включения и отключения. На-
пример, электромагниты включения и отключения пружинного
привода элегазового выключателя типа LF производства Shneider
Electric для присоединений напряжением 10 (6) кВ потребляют
всего 50 Вт или 0,23 А (при напряжении постоянного тока 220 В).
Электромагниты включения и отключения пружинного привода
выключателя MASTERPACT той же фирмы для присоединений
напряжением 0,4 кВ потребляют 20 Вт или 0,1 А при напряжении
оперативного постоянного тока 220 В (сравните с приводом выкл го-
39
чателя ВА-55, который потребляет 2,5 кВт!). Электромагнитный
привод вакуумного выключателя НПП “Контакт” (г. Саратов) вы-
пускается с электромагнитом отключения на ток 0,45 А, хотя по за-
казу он может составлять 1,5; 2,5 А (для замены выключателей в дей-
ствующих установках с последовательными указательными реле).
Снижение потребления электромагнитов включения и отключе-
ния повышает надежность функционирования выходных реле циф-
ровых терминалов и позволяет уменьшить мощность источников
оперативного тока. Поэтому при выборе тока срабатывания элект-
ромагнита отключения следует отдавать предпочтение наименьшим
значениям. При применении терминалов в действующих установ-
ках и больших токах электромагнита отключения выключателя вы-
ходное реле терминала следует включать в цепь отключения привода
через дополнительное промежуточное реле.
Для передачи команд на отключение фидера от общесекционных
устройств защиты минимального напряжения и АЧР предпочтите-
льно использовать индивидуальные выходные реле этих устройств,
установленные в релейном отсеке данного присоединения, обмотки
которых подключены на соответствующие шинки (см. рис. 5.1,
лист 3).
Можно было бы принять эти команды и без использования инди-
видуальных выходных реле, подключив “плюс” и “минус” шинок
АЧР и ЗМН (EPF, ЕУМи —1ЕС) непосредственно к изолированным
дискретным входам терминала. Однако такое решение неприемле-
мо по следующим причинам.
При высокоомных входах неизбежно возрастание ложных дейст-
вий по сравнению с существующими схемами коммутации на элект-
ромеханических реле, например, при замыканиях на землю в сети
постоянного оперативного тока (см. гл. 2) или при эксплуатацион-
ных снижениях изоляции вторичных цепей. Из-за снижения изоля-
ции наблюдались ложные срабатывания входов РПО и РПВ терми-
налов SPAC, для их предотвращения было рекомендовано зашунти-
ровать эти входы резисторами.
Поэтому соблюдение классического принципа действия одних
устройств на другие через контакты выходных реле представляет-
ся чрезвычайно важным. Это обеспечивает большую помехоза-
щиту, предотвращает возможность ложного срабатывания высо-
коомных входов при замыканиях на землю в оперативных цепях,
при снижении сопротивления изоляции, а также создает макси-
мальные удобства для регламентных проверок этих устройств в
процессе эксплуатации.
40
Оптоэлектрические преобразователи каналов связи терминалов с
верхним уровнем АСУ, устанавливаемые в релейных отсеках КРУ
(при петлевой схеме их подключения), получают питание от шинок
ШС или специально проложенных шинок, а не от шинок оператив-
ного тока присоединения. При этом их питание не зависит от опера-
тивного тока присоединения. В противном случае при выводе в ре-
монт одного из присоединений и снятии оперативного тока опто-
электрический преобразователь, а с ним и вся оптическая петля
перестают работать, и связь соседних присоединений с верхним
уровнем АСУ также обрывается.
Количество терминалов секции, подключенных в одну линию
(петлю) передачи информации, принимают не более восьми по
условиям быстродействия АСУ. Вместо оптической связи в преде-
лах такой группы терминалов можно применить электрический ка-
нал RS-485, выполненный на экранированной витой паре, с последу-
ющим преобразованием в оптический сигнал при выходе за пределы
металлических конструкций секции. В настоящее время фирмы —
изготовители цифровых защит и верхнего уровня АСУ переходят с
кольцевой на радиальную топологию связей с каждым терминалом,
это позволяет существенно увеличить быстродействие АСУ.
Примеры упрощенных логических схем и схем вторичной ком-
мутации с терминалами SEPAM-2000 и SEPAM-80 приведены в по-
следующих главах.
41
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Пример типовой логической схемы
терминала SEPAM-2000
Пример упрощенной логической схемы для терминала
SEPAM-2000 отходящей линии с АПВ приведен на рис. 4.1, рас-
шифровка использованных в ней условных обозначений — в прило-
жении 2 (ч. 2). Эта логическая схема привязана к схеме вторичной
коммутации, показанной на рис. 5.1 (см. гл. 5), к которой и следует
обращаться, чтобы проследить включение входов и выходов в схему
управления. Такая схема может применяться как типовая для рос-
сийских условий, но, чтобы она была запрограммирована в терми-
нале, изготовитель должен получить ее в виде задания. Если же тер-
минал будет заказан только по функциям, приводимым в проспек-
тах фирмы, то он будет запрограммирован в соответствии с той
схемой, которая принята на фирме-изготовителе.
На рис. 4.1 слева показаны дискретные входы, справа — выход-
ные реле, между ними — логика работы. Сигналы промаркированы
встречно, например Х7/2 означает, что сигнал Х7 уходит на лист 2
этого рисунка, а на листе 2 ему соответствует Х7/1, что означает, что
сигнал Х7пришел с листа 1. Все времена, указанные рядом с тайме-
рами, ориентировочны, они должны уточняться при выдаче задания
на рабочее программирование (наладку) терминала. Ниже приведе-
ны пояснения к каждому листу рис. 4.1.
Рис. 4.1, лист 1. Предусмотрена четырехступенчатая максималь-
ная токовая защита (код ANSI 50/51), программные блоки этих сту-
пеней показаны прямоугольниками I > /SI, I > /S2,1 > /S3,1 > /S4.
Каждая ступень может иметь независимую или зависимую (любую
из четырех видов) характеристику. Каждый блок имеет два выхода
для использования в логике управления: после выдержки времени
защиты (F011/2, F012/2, F013/2, F014/2) и без выдержки времени
(F011/1, F012/1, F013/1). Фирма — изготовитель терминалов не ре-
комендует выполнять выход без выдержки времени для защит,
42
Рис. 4.1. Упрощенная логикограмма задания на программирование терминала SEPAM-2000 линии с АПВ. Лист 1
Рис. 4.1. Продолжение. Лист 2
4^
UZ1
Рис. 4.1. Продолжение. Лист 3
СГ\
К100/3
ИЗ Команда “Отключить”
П4 Команда “Включить"
КТС34:вкл.
Осциллограф
Включение
Рис. 4.1. Продолжение. Лист 4
r-| ats/p]
—► X15/3 АПВ
X16/1 MT3
। —► X44/2 защиты
I ш|
Выключатель эл.
мотора завода
пружины привода
отключен
123
122 Давление в выключателе ниже нормы
ои| ф —
Предупредительная
сигнализация
Рис. 4.1. Продолжение. Лист 5
оо
0*1 Ф
Сигнал “Вызов ‘
Пуск осциллографа
Пуск осциллографа
Программные ключи:
КР9 — 1— 1-й цикл АПВ включен
КР9 = 0— 1-й цикл АПВотключен
KP1I = I — действие защиты от 033на отключение
КР11 — О — действие защиты от 033на сигнал
КР12 = / — ЧАП В включено
KPI2-0— ЧАП В отключено
KPI3 = 1 — 2-й цикл АПВ включен
КР13 = 0— 2-й цикл АПВ отключен
КР15 = 1 — импульсное действие выходного реле 012
КР15=0— длительное действие выходного реле 012
КР16 = 1 — импульсное действие выходного реле 013
КР16 = 0— длительное действие выходного реле 013
КР18 — 1 — контроль цепи блокировки логической защиты шин
КР19 =1—установка счетчика коммутаций на куль
КР20 = 1 — установка счетчика отключений междуфазных КЗ на нуль
КР22 — 1 — установка счетчика АПВ на нуль
КР38 = / — запрет дистанционной настройки
КР50 = 7 — передача записи осциллограмм
КР51 = 1— окончание передачи записи осциллограмм
КР52 = 1—разрешение записи осциллограмм
Рис. 4.1. Продолжение. Лист 6
Телесигнализация Текст сообщения Вход(1), выход (0) Адрес
Выключатель включен выключатель включен 11 KTS10
Выключатель отключен выключатель отключен 12 KTS9
Вход “Включить " вход “Включить ” 114 -
Вход “Отключить” вход “Отключить” 113 —
Разрешение телеуправления разрешение ТУ 118 KTS14
Устройство АПВ включено АПВ включено 126 KTS33
Выход “Отключить " выход “Отключить” О1 —
Выход “Включить " выход “Включить” 02 —
Предупредительный сигнал неисправность ячейки 013 -
Выключатель эл. мотора завода пружины привода отключен неисправность ЦП - KTS26
Низкое давление в выключателе низкое давление - KTSI2
Неисправность цепей управления неисправность ЦУ - KTSI
Неисполнение команды управления выключателем неисполнение команды - KTS2
Несоответствие положения выключателя последней команде телеуправления - KTS3
Сигнал аварийного отключения аварийное отключение 012 KTS8
Сигнал “Вызов в КРУ" вызов в КРУ 023 KTS5
Счетчик коммутаций — — С1
Счетчик отключений междуфазных КЗ — С2
Счетчик успешных АПВ — - С4
Срабатывание токовой отсечки сраб. отсечки I — KTS15
Срабатывание МТЗ сраб. МТЗ - KTS16
Перегрузка перегрузка — KTS17
Срабатывание защиты от однофазных замыканий на землю сраб. 033 - KTS18, KTS19
Отключение защитой минимального напряжения сраб. ЗМН - KTS20
Отключение от АЧР сраб. АЧР - KTS21
Внешнее отключение внешнее отключение - KTS22
Срабатывание УРОВ сраб. УРОВ — KTS24
Срабатывание клапанов дуговой защиты клапан ДГЗ - KTS25
Срабатывание 1-го цикла АПВ сраб. AI1B1 - KTS27
Срабатывание 2-го цикла АПВ сраб. АПВ2 - KTS28
Срабатывание частотного АПВ сраб. ЧАП В - KTS29
Запрет дистанционной настройки запрет диет, настр. — KTS31
Передача записи осциллограмм передача осциллогр. - KTS50
Измерения в SEPAM Телеизмерения
Фазные токи Определяются в проекте АСУ
Максиметры фазного тока
Линейные напряжения
Частота
Активная мощность
Реактивная мощность
Максиметр активной мощности
Максиметр реактивной мощности
Коэффициент мощности (cast?)
Направление мощности
Счетчик активной электроэнергии
Счетчик реактивной электроэнергии
Токи отключения
Команды телеуправления Адрес
Команда “Отключить ” КТСЗЗ
Команда “Включить ” КТС34
Квитирование аварийной и предупредительной сигнализации (RESET) КТСЗЗ
Сброс максиметров фазного тока (CLEAR) КТС36
Сброс максиметров активной и реактивной мощности (CLEAR) КТС37
Сброс токов отключения (CLEAR) КТСЗЗ
Передача записи осциллограмм КТС50
Окончание передачи записи осциллограмм КТС51
Запись осциллограмм КТС52
Рис. 4.1. Продолжение. Лист 7
даже при формировании цепей токовой отсечки следует использо-
вать выход с выдержкой времени, устанавливая выдержку времени
(таймер) в соответствующем блоке защиты на нуль. Соответственно
выход после выдержки времени первых трех степеней защиты при-
меняется в цепях отключения (Х4/4), пуска УРОВ (Х7/2), в цепи за-
прета включения (кроме включения от АПВ), выход четвертой сту-
пени — для сигнализации перегрузки. Выход без выдержки времени
используется для блокировки защиты шин, например, логической
(если КЗ на линии, то нужно заблокировать быстродействующую
ступень защиты ввода, оставив в работе ступень, действующую с
расчетной селективностью) или неполной дифференциальной, а
также для ускорения МТЗ при включении выключателя и для пуска
осциллографа. Действия всех ступеней защиты фиксируются на
триггерах (аналогично указательным реле), при этом на дисплее тер-
минала появляется сокращенная надпись, указывающая, какая сту-
пень сработала (на рисунке она показана в квадратике после тригге-
ра: ТО, МТЗ, ПЕРЕГРУЗКА).
Особо отметим, что после кратковременных перерывов питания
память, записанная на триггерах, сохраняется. После триггеров сиг-
налы уходят на счетчик отключений, на формирование общего сиг-
нала “Вызов”, по цифровому каналу связи на верхний уровень для
формирования сигнализации на рабочей станции оператора (они
обозначены как KTS) и в другие цепи. “Сбросить” триггер (то же,
что поднять флажок указательного реле) можно кнопкой “Сброс”
непосредственно с лицевой панели терминала или с рабочей стан-
ции (сигнал КТС35) при условии, что расположенный рядом с тер-
миналом переключатель телеуправления находится в положении
“Включено” (на входе 118 “дежурит” единица). Любую из функций
защиты можно вывести из работы, установив при наладке термина-
ла (рабочем программировании) 999 вместо уставки срабатывания.
В цепи сигнала блокировки защиты шин предусмотрено снятие это-
го сигнала через заданное время (таймер Т23) после срабатывания
защиты присоединения. Это необходимо для предотвращения пере-
хода близкого КЗ непосредственно в ячейку и на шины КРУ в слу-
чае, если выключатель отходящей линии не отключился. В ряде слу-
чаев защита шин может отключить такое КЗ быстрее (даже с учетом
выдержки времени Т23), чем МТЗ ввода. Конечно, подобные отка-
зы резервируются устройством УРОВ, но оно может оказаться выве-
денным из работы или просто не смонтированным. Программный
ключ КР18 служит для опробования блокировки защиты шин.
Лист 2 (рис. 4.1). В терминале предусмотрена ненаправленная и
направленная защита от 033, вывод любой из этих функций осуще-
50
ствляется с помощью уставки 999. Защита действует на сигнал или
отключение, выбор выполняется программным ключом КР11. Для
возможности отключения присоединения от общесекционных
устройств РЗА или от какого-либо независимого устройства (напри-
мер, от аварийной кнопки) предусмотрены дискретные входы 116,
Ill к 115, их срабатывание также запоминается и сигнализируется.
Лист 3 (рис. 4.1). На вход 121 подан сигнал от клапана дуговой за-
щиты секции, который служит для индикации места повреждения.
Сама дуговая защита секции выполняется на отдельном оператив-
ном токе и действует на отключение источников питания секции (но
не отключает выключатель поврежденного присоединения!).
В терминале предусмотрено двухкратное АПВ и ЧАПВ после
АЧР. Автоматическое повторное включение вводится в работу пере-
ключателем, расположенным на дверце релейного отсека, при этом
на вход 126подается единица. Циклы АПВ заранее вводятся в работу
программными ключами КР9\\ КР13, ЧАПВ — программным клю-
чом КР12.
При включении выключателя, если включен переключатель АПВ
и отсутствуют запреты на АПВ, начинается отсчет времени на тай-
мерах Т5 и Т10 готовности АПВ /готдпв1 и 4отАПВ2 (аналог заряда
конденсаторов РПВ-258), после чего АПВ готово к действию. Пуск
АПВ выполнен от несоответствия положения выключателя (сигнал
РПО, XI5/5) зафиксированному ранее на триггере положению вы-
ключателя “Включено” (сигнал РФ, Х23/4). После отсчета установ-
ленного времени АПВ1 таймером Тб подаются импульсная команда
на включение выключателя и команда запрета АПВ 1, осуществляю-
щая разборку цепи готовности (аналог разряда конденсатора
РПВ-258). При успешном АПВ1 вновь начинается его подготовка к
работе. При неуспешном АПВ1 дается разрешение на АПВ2. После
отсчета времени А/Ж?таймером Т11 подаются импульсная команда
на включение выключателя и команда запрета АПВ2, осуществляю-
щая разборку цепи готовности. При неуспешном АПВ2 оно запре-
щается. При успешном АПВ2 вновь начинается подготовка АПВ1 и
АПВ2 к работе.
Действие АПВ запрещается при отключении присоединения
ключом управления, от защиты минимального напряжения, при
внешнем отключении, при отключении от АЧР, если функция
ЧАПВ выведена. Действие АПВ2 запрещается также при 033, для
запрета использована функция 3UQ > /S1.
Устройства АЧР и ЧАПВ выполнены по типовым схемам Тяжп-
ромэлектропроекта. Комплект АЧР установлен в терминале транс-
форматора напряжения. При снижении частоты ниже уставки он
51
подает “плюс” на шинку АЧР (EPF, см. рис. 5.1, лист 3), проложен-
ную вдоль всей секции. Подключенные к этой шинке выходные
реле АЧР срабатывают и отключают подведенные под АЧР присое-
динения (см. рис. 5.1, лист 2, вход Ill). Выходные реле АЧР оста-
ются подтянутыми, пока частота не восстановится. Таким образом,
появление единицы на входе Х34/2 (см. рис. 4.1, лист 3) означает
срабатывание АЧР, а ее исчезновение означает восстановление час-
тоты, когда можно запускать ЧАПВ. Если функция ЧАПВ введена
(КР12 = 1), то при отключении присоединения от АЧР запрещается
АПВ1 и АПВ2, а факт срабатывания АЧР запоминается на элементах
> 1 и & логики ЧАПВ. После восстановления частоты, когда со входа
Х34/2снимается единица, происходит запуск ЧАПВ, которое с уста-
новленной на таймере Т7 выдержкой времени включает присоеди-
нение. Запрет АПВ1 и АПВ2 снимается, запускаются цепи их
подготовки.
Срабатывание АПВ1, АПВ2 и ЧАПВ фиксируется на триггерах,
сопровождается появлением сообщений на дисплее терминала и
на рабочей станции оператора, а также общим вызывным сигна-
лом. Квитирование сообщений может быть выполнено, как указа-
но выше.
Лист 4 (рис. 4.1). Фиксация включенного положения выключате-
ля (аналог реле РФ или KQQ, см. рис. 1.3) выполнена на триггере от
входа РПВ с действием на выходное реле 014, сброс фиксации — от
команды “Отключить”. То обстоятельство, что на выходе установ-
лено не двухпозиционное, а обычное реле, не имеет значения, по-
скольку положение выключателя зафиксировано триггером. Важно
лишь использовать контакты реле 011 в цепях, которые не дадут
ложных сигналов после кратковременных перерывов питания опе-
ративного тока, когда происходит переклю гение этих контактов.
Сигнал аварийного отключения выведен на реле 012, он образо-
ван на принципе несоответствия положения выключателя предыду-
щей команде “Включить”. С помощью программного ключа КР15
этот сигнал можно сделать импульсным (КР15 =1) или длительным
(КР15 = 0) до его квитирования, выбор зависит от принятого испол-
нения схемы центральной сигнализации (ЦС) распредустройства.
Возможность импульсного сигнала предусмотрена, чтобы при при-
менении блока SACO обеспечить повторность действия сигнализа-
ции аварийного отключения. Это решение следует рассматривать
как устаревшее, поскольку в настоящее время выпускаются блоки
ЦС серии БМЦС, которые сами обеспечивают повторность дейст-
вия сигнализации (как реле РИС, подробнее см. гл. 6).
52
Входы 113 и 114 использованы для управления выключателем от
ключа управления. Дистанционное управление с рабочей станции
(команды КТСЗЗ и КТС34) разрешается, если включен переключа-
тель разрешения телеуправления (на входе Х1/1 “дежурит” едини-
ца). На реле 01 выведены все сигналы, действующие на отключение
выключателя, команда “Отключить” автоматически удерживается
до получения подтверждения его отключенного положения. Это
предотвращает возможность повреждения контактов выходного
реле током катушки отключения привода при их преждевременном
размыкании.
Цепи включения выведены на выходное реле 02. Предусмотрен
запрет включения при действии какой-либо из защит до ее квитиро-
вания, а также блокировка от “прыгания”, которая не пропускает
команду “Включить” независимо от ее длительности, если в этот
момент была подана команда на отключение.
Лист 5 (рис. 4.1). Входы II,12 и 112 предназначены для контроля
цепей включения и отключения привода выключателя. Принципиа-
льно схема контроля соответствует рассмотренной в гл. 1 (если оба
реле РПВ и РПО отпущены или подтянуты, то цепи управления не-
исправны), однако ее нужно рассматривать с учетом особенностей
показанного на рис. 5.1 пружинного привода элегазового выключа-
теля серии LF (производства фирмы Shneider Electric). Вход 112 кон-
тролирует цепь включения и готовности привода, 12— исправность
электромагнита отключения перед подачей команды “Включить”,
II — исправность цепи отключения при включенном положении
выключателя. Поэтому сигнал неисправности цепей управления
сформирован как несоответствие положений трех дискретных
входов.
Кроме этого, обрабатывается ряд других сигналов, показанных на
схеме. В конечном итоге сигналы фиксируются на триггерах, инди-
цируются на дисплее терминала и на рабочей станции, а обобщен-
ный сигнал неисправности выведен на выходное реле 013. С помо-
щью программного ключа КР16 это реле может быть запрограмми-
ровано на длительное (до квитирования) или импульсное действие,
выбор зависит от исполнения схемы ЦС распредустройства. Воз-
можность импульсного сигнала предусмотрена, чтобы при приме-
нении блока SACO обеспечить повторность действия предупредите-
льной сигнализации.
Лист 6 (рис. 4.1). На реле 023 выведена сигнализация срабатыва-
ния любой защиты и вся предупредительная сигнализация, поэтому
с помощью контактов этого реле можно организовать вызывную
сигнализацию (зажечь лампу “Вызов” на релейном шкафу или па-
53
нели защиты). Здесь также приведен полный перечень использован-
ных в логике программных ключей с указанием их действия.
Лист 7 (рис. 4.1). Приведен перечень сигналов телесигнализации
и телеуправления, использованных в логической схеме. Кроме этих
сигналов с терминала снимается и ряд других (как и в терминалах
других серий), например, положения дискретных входов и выходов,
значения уставок РЗА.
В логической схеме не показано выходное реле СРСсамодиагно-
стики терминала. При работе терминала якорь этого реле подтянут.
Если диагностика обнаружит неисправность терминала, то напря-
жение с его обмотки снимается, и якорь отпадает. При снятии опе-
ративного тока реле также отпадает.
54
ГЛАВА ПЯТАЯ
Пример типовой схемы вторичной
коммутации с терминалом SEPAM-2000
Разработку типовых схем вторичной коммутации выполняют па-
раллельно с разработкой типовой логической схемы терминалов.
Упрощенная схема вторичной коммутации одной из ячеек КРУ с
терминалом SEPAM, соответствующая рассмотренной в гл. 4 логи-
ческой схеме, представлена на рис. 5.1. Терминал обозначен на ри-
сунке как F1. Ниже приведены краткие пояснения к каждому листу
рис. 5.1,
Лист 1 (рис. 5.1). К цепям трансформаторов тока (обмотка клас-
са Р) терминал подключен по трехфазной трехрелейной схеме. Вто-
рая обмотка трансформаторов тока может быть использована для
дифференциальной защиты шин или для подключения счетчиков
коммерческого учета электроэнергии. Технический учет электро-
энергии и измерение текущих параметров присоединения (тока, на-
пряжения, мощности и др.) осуществляются в самом терминале, для
этого в терминал введены цепи напряжения. На его дисплее инди-
цируются показания первичных величин, поэтому нет необходимо-
сти предусматривать установку измерительных приборов. Этим
SEPAM выгодно отличается от терминалов SPAC-800, которые не
осуществляют технического учета электроэнергии, а на дисплее ко-
торых высвечивается лишь относительное значение тока, что вызы-
вает необходимость устанавливать рядом с терминалом амперметр, а
иногда и счетчик электроэнергии. Для ненаправленной защиты от
однофазных замыканий на землю предусмотрены цепи от транс-
форматора тока нулевой последовательности. Для функции направ-
ленной защиты от однофазных замыканий на землю необходимо до-
полнительно иметь напряжение нулевой последовательности. Оно
вычисляется терминалом как векторная сумма трех фазных напряже-
ний. При другом подключении цепей напряжения в терминал можно
55
Шины 6-10 кВ Поясняющая схема
Выключатель
Реле SEPAM I Трансформаторы 1 тока
Резерв
Заземляющий разъединитель
Трансформатор тока нулевой последова- тельности
Реле SEPAM Токовые цепи
Резерв | Токовые цепи
Цепи трансформатора тока нулевой последова- тельности
Цепи трансформатора напряжения
Рис. 5.1. Упрощенная схема вторичной коммутации отходящей линии с терминала SEPAM-2000. Лист 1
Шинки управления, автоматический выключатель
Цепи включения
Контроль цепи включения
Блокировка от многократных включений
Реле положения выключателя “Отключено "
от SEPAM | тнэмжпшо nuafi
Реле положения выключателя “Включено”
от ключа
Цепи питания реле SEPAM
Команда “Отключить ”
Команда “Включить”
Внешнее отключение
Защита минимального напряжения
Выключатель QI выкачен
Разрешение телеуправления
АЧР
Давление
в выключателе
ниже нормы
Выключатель
электромотора
завода пружины
отключен
Резерв
Переключатель
АПВ
Резерв
Реле фиксации
команды
управления
выключателем
Рис. 5.1. Продолжение. Лист 2
LZi
oo
Электромотор
завода
пружины
привода
Обогрев
Освещение
Выходное
реле АЧР
Выходное
релеЗМН
Конечные
выключатели
дгз
Сигнализация
"Клапан ДГЗ’
УРОВ
Блокировка
защиты шин
Рис. 5.1. Продолжение. Лист 3
Сигнал аварийного отключения Цепи сигнализации
Предупреди- тельная сигнализация
Сигнал неисправ- ности реле
Перегрузка
Лампа- выключатель “Отключен "
Лампа- выключатель “Включен”
Лампа “Вызов"
Цепи питания опто- электрического преобразователя
SQ-QS1 gj2
SQ-QSGKS2I)
Из соседнего
шкафа КРУ
преобразо- шкаф КРУ
ватель
Тележка выключателя выкачена ЛЭУ 8
Заземляющий разъединитель
Сопряжение с линией связи
SACI
Телеуправление
Надписи под переключателями
SAC4
Сигнал
неисправности SEPAM
1. Задание на программирование реле F1 типа SEPAM см. рис. 4.1.
2. Для воздушной линии без кабельной вставки трансформаторы тока ТАЗ
не устанавливаются и цепи Н431, Н432ие монтируются. При этом
защита от однофазных замыканий выполняется с помощью внутреннего
фильтра 31 q реле SEPAM.
3. Состав РЗА:
- токовая отсечка;
- МТЗ;
- защита от перегрузки;
- защита от однофазных замыканий на землю (ненаправленная или
направленная);
- устройство двухкратного АПВ;
- УРОВ;
- дуговая защита.
Рис. 5.1. Продолжение. Лист 4
ввести непосредственно напряжение нулевой последовательности
от разомкнутого треугольника трансформатора напряжения.
Лист 2 (рис. 5.1). Привод выключателя серии LF сконструирован
так, что имеется возможность контроля не только цепи включения и
отключения, но и исправности катушки отключения перед включе-
нием выключателя. Поэтому сигнал неисправности цепей управле-
ния сформирован как несоответствие положений трех дискретных
входов II, 12 и 112. Их работа описана в гл. 4.
Команды от ключа управления SA1 “Включить” и “Отключить”
подаются непосредственно на входы терминала, который их фикси-
рует в логике и соответственно отрабатывает. Однако для повыше-
ния надежности отключения команда “Отключить” подана также
непосредственно в цепь электромагнита отключения (см. цепь 33).
Поэтому при подаче команды “Отключить” может сложиться си-
туация, когда выключатель по цепи прямого отключения отклю-
чится раньше, чем эта команда пройдет через терминал, он вос-
примет эту ситуацию как аварийное отключение и подаст соответ-
ствующий сигнал через выходное реле 012. Для предотвращения
этого в логику образования сигнала аварийного отключения (см.
рис. 4.1, лист 4) введена небольшая задержка с помощью таймера
Т13, которую можно регулировать при наладке в зависимости от
привода выключателя.
Как указывалось в гл. 3, контакты выходного реле 01 терминала
MOiyr повредиться, если при подаче команды “Отключить” вспомо-
гательный контакт привода 11 — 12 не обеспечит опережающего по
сравнению с контактом 01 разрыва цепи отключения. Для предот-
вращения этого в логике терминала предусмотрено удерживание
выходного реле 01 до получения подтверждения об отключенном
положении привода (см. гл. 4).
Переключатель SAC1 установлен для возможности отключения
телеуправления, когда оперативный персонал, находящийся в по-
мещении КРУ, берет управление на себя, а также в случае вывода
присоединения в ремонт.
Лист 3 (рис. 5.1). Для передачи команд на отключение фидера от
общесекционных устройств АЧР и защиты минимального напряже-
ния использованы индивидуальные выходные реле этих устройств
KL1 и KL2, установленные в релейном отсеке данного присоедине-
ния, обмотки которых подключены на соответствующие шинки
АЧР и ЗМН (EPF, ЕУМи —1ЕС). Причина такого решения рассмот-
рена в гл. 3.
Через шинки +EZ, EDI, ED2, — EZорганизована клапанная дуго-
вая защита шин (цепь 101 — 131 — на отключение с блокировкой
60
при отсутствии КЗ, цепь 101 — 125 — 102— сигнализация КЗ в дан-
ной ячейке), блокировка логической или дифференциальной защи-
ты шин (цепь 101 — 141), передача команды на отключение источ-
ников питания при срабатывании УРОВ присоединения (цепь
101 — 121 — 123 — 133). Подробнее о защите шин см. гл. 9.
Цепи сигнализации аварийного отключения, предупредительной
сигнализации и сигнализации неисправности терминала выполне-
ны по традиционной схеме. Через соответствующие шинки эти сиг-
налы независимо от наличия АСУ попадают на блок центральной
сигнализации, установленный в одной из ячеек (трансформатора
напряжения или секционного разъединителя) или в отдельном шка-
фу. Подробнее об организации этих цепей см. гл. 6.
Переключатели SAC2 и SAC3 предназначены для отключения
сигнализации неисправности терминала и вывода из работы УРОВ
при ремонте присоединения. При этом их отключенное положение
сигнализируется лампой HL1, напоминающей о необходимости
вернуть переключатели в исходное положение после окончания ре-
монта. При работе присоединения эта лампа дает вызывной сигнал
при любой неисправности или срабатывании любой защиты, что
помогает персоналу быстро найти неисправное присоединение.
Для присоединений технологических механизмов ключ управ-
ления и сигнальные лампы находятся на технологическом пульте
управления. В этом случае в схеме сигнализации положения вы-
ключателя целесообразно использовать не вспомогательные кон-
такты выключателя, а замыкающие контакты реле РПО и РПВ, ко-
торые следует предусматривать в логике терминала (в терминале
SPAC-801.01 это сделано заранее). Это обеспечит не только сигна-
лизацию положения выключателя, но и контроль оперативного
тока, поскольку при его исчезновении обе лампы не горят.
Оптоэлектрический преобразователь Л 7 канала связи терминала
с верхним уровнем получает питание от отдельных шинок ЕРО на-
пряжением постоянного тока 24 В. Это напряжение получается с
помощью преобразователя = 220 В/= 24 В типа ABL-6RP2406, под-
ключенного к шинкам ± ШС (± ЕН) и установленного в шкафу УСО
(см. гл. 10).
Лист 4 (рис. 5.1). Д ля преобразования электрического канала свя-
зи RS-485 терминала в оптический применен оптоэлектрический
преобразователь Л 7 типа PSM-EG-RS-485W2/FO-T/G (для оконеч-
ных в петле терминалов — типа PSM-EG-RS-485W2/FO-E/G) с ав-
томатическим определением направления приема-передачи. Это
связано с тем, что в интерфейсе RS-485 терминала SEPAM отсутст-
вует управляющий сигнал RTS (в терминалах SPAC такой сигнал
61
имеется). Количество терминалов секции, подключенных в одну
линию (петлю) передачи информации, принимают не более восьми
по условиям быстродействия АСУ. Вместо оптической связи в пре-
делах такой группы терминалов можно применить электрический
канал RS-485, выполненный на экранированной витой паре, с по-
следующим преобразованием в оптический сигнал при выходе за
пределы металлических конструкций секции.
62
ГЛАВА ШЕСТАЯ
Центральная сигнализация
в схемах с цифровыми РЗА
Общие положения. Переход на цифровые терминалы защиты час-
то осуществляется не сразу для всего РУ, а постепенно, от ячейки к
ячейке. При этом возникает необходимость привязки цифровых
терминалов к существующим схемам местной сигнализации в ячей-
ке и центральной сигнализации РУ, выполненной с помощью реле
импульсной сигнализации РИС.
Даже в случае полной реконструкции РУ с внедрением цифровых
РЗА и цифровых АСУ остается эксплуатационная целесообразность
иметь местную сигнализацию в ячейках и центральную сигнализа-
цию в РУ или на подстанции, работающие независимо от цифровой
АСУ. Это необходимо для информационной поддержки эксплуата-
ционного персонала, находящегося на территории подстанции вда-
ли от рабочей станции АСУ, а также на случай отказов АСУ или при
затягивании ее ввода в эксплуатацию. При этом центральная сигна-
лизация выполняется с применением цифровых устройств центра-
льной сигнализации типа SACO или БМЦС, разработанных специ-
ально для этой цели. Применение этих устройств весьма существен-
но облегчает эксплуатацию, поиск неисправностей и наладку РУ.
Аналогичные решения широко используются и в зарубежной прак-
тике, например, в Финляндии, где при входе на подстанцию, обору-
дованную цифровыми защитами и дистанционно управляемую че-
рез АСУ, всегда можно увидеть несколько блоков центральной сиг-
нализации SACO.
Ниже рассмотрены схемы привязки цифровых терминалов защи-
ты серии SEPAM-2000 к устройствам SACO и БМЦС, а также к тра-
диционным схемам центральной сигнализации, выполненным с ис-
пользованием реле РИС. Рассмотрены также схемы местной сигна-
лизации в ячейках. При применении терминалов других типов
63
(SEPAM-80, SPAC-800, REF, REM, БМРЗ ит.д.) схемы выполняют-
ся аналогично.
Выходные цепи SEPAM-2000, предназначенные для использования
в схемах сигнализации. На выходное реле терминала 013 (см. рис. 4.1,
лист 5) выведена вся предупредительная сигнализация, выполнен-
ная с местной выдержкой времени. Выходное реле программным
ключом КР16 может быть запрограммировано на длительное или
импульсное действие, в последнем случае длительность замыкания
контактов выходного реле составляет 1 с.
На выходное реле 012 (см. рис. 4.1, лист 4) терминала выведен
сигнал аварийного отключения, получаемый в терминале на прин-
ципе несоответствия положения выключателя и зафиксированной
на триггере команды “Включить” (аналог цепи сигнализации ава-
рийного отключения РПО — РФ). Это реле также может быть за-
программировано на длительное или импульсное действие про-
граммным ключом КР15.
Выходное реле 014 (см. рис. 4.1, лист 4) и его повторитель KQQ1
(см. рис. 5.1, лист 2) выполняют функции реле фиксации включен-
ного положения выключателя РФ, оно возвращается в исходное по-
ложение только при оперативном отключении выключателя. Кон-
такты этого реле используют в схеме световой сигнализации аварий-
ного отключения выключателя и в схемах телеуправления.
Выходное реле CDG (на рис. 4.1 не показано) предназначено для
сигнализации неисправности терминала. Оно нормально подтянуто
и отпадает при снятии оперативного тока или в случае, когда само-
диагностика выявит неисправность терминала.
Выходное реле 023(см. рис. 4.1, лист 6) срабатывает при действии
любой защиты или предупредительной сигнализации. Оно предназ-
начено для организации местной сигнализации в ячейке (лампа
“Вызов”).
При необходимости в терминале могут быть предусмотрены вы-
ходные реле-повторители положения выключателя РПВ (KQC) и
РПО (KQT), если их контакты потребуются в схемах сигнализации
и автоматики. В терминале SPAC-801.01 эти реле предусмотрены
заранее.
Описание привязки терминала SEPAM-2000 к схеме центральной
сигнализации, выполненной с использованием устройства SACO.
Устройство центральной сигнализации SACO. Семейство блоков
SACO предназначено для обработки дискретных и аналоговых сиг-
налов. В схемах ЦС используют блоки обработки дискретных сигна-
лов. В зависимости от типа блок имеет от 16 до 64 входов. Наличие
сигнала на любом из входов индицируется на индивидуальном све-
64
тодиоде, имеющем поле для расшифровывающей надписи. Каждый
блок снабжен последовательным каналом связи RS-232C, через ко-
торый блок можно включить в АСУ верхнего уровня. С помощью
кнопок, расположенных на лицевой части блока, осуществляется
управление его работой (квитирование, съем сигналов и др.). Для
выполнения центральной сигнализации РУ наиболее подходящим
является исполнение SACO 64D4. Этот блок имеет от одного до че-
тыерх сигнальных модулей, каждый из которых принимает 16 диск-
ретных сигналов. Входы программируются на прием сигналов по
фронту или спаду сигнала, с выдержкой или без выдержки времени
или по другим параметрам. На выходе блока установлено 16 выход-
ных реле, которые программным способом можно включить в лю-
бой комбинации на срабатывание от одного или группы входных
сигналов. Напряжение питания блока—постоянное 220 В, блок сам
вырабатывает напряжение постоянного тока 48 В, на котором и осу-
ществляется прием сигналов.
Использование SACO в схемах ЦС. Как правило, в распредустрой-
стве устанавливают один блок SACO, например в релейном отсеке
трансформатора напряжения, секционного разъединителя или в от-
дельном шкафу. Питание блока выполняют от шинок ± ЕН(± ШС),
остальные шинки центральной сигнализации организуют на напря-
жении 48 В (рис. 6.1). Шинки прокладывают через все релейные от-
секи секции.
Сигнализация аварийного отключения выключателей выпол-
няется с помощью шинки ЕНА (ШЗА), на которую включены па-
раллельно контакты выходных реле терминалов, предназначенные
для сигнализации аварийного отключения (012 для SEPAM-2000).
Предупредительная сигнализация выполняется с помощью шинки
ЕНР (ШЗП), на которую включены параллельно контакты выход-
ных реле предупредительной сигнализации терминалов (013 для
SEPAM-2000).
Блок SACO (в отличие от реле РИС или БМЦС) может прини-
мать только сигналы напряжения. Поэтому для обеспечения по-
вторности действия сигнализации выходные реле аварийной и пре-
дупредительной сигнализации (012м 013 для SEPAM-2000) в терми-
налах программируют на импульсное действие.
Сигнализацию неисправности терминалов и потери оперативно-
го тока присоединения выполняют через шинку ЕА (ВШ), на кото-
рую включают контакты выходных реле самодиагностики термина-
лов (CDG для SEPAM-2000). Повторность действия этого сигнала не
предусматривают. Выдержка времени на прием этого сигнала (для
65
Образование шинок сигнализации
Лампа опробования мигания
Образование шинки темного света и шинки мигания
Реле времени ограничения длительности звукового сигнала
Звонок
Контроль цепей сигнализации
Цепи питания устройства ЦС
Сигнализация аварийного отключения
Предупредитель- ная сигнализация
Сигнализация неисправности терминалов
Срабатывание защиты шин Индивидуальные сигналы
Неисправность дуговой защиты
Земля на шинах 1 с.ш.
Другие сигналы
Сброс звукового сигнала
В схему сигнализации верхнего уровня
Рис. 6.1. Схема центральной сигнализации с блоком SACO
66
предотвращения излишнего срабатывания при кратковременном
снятии оперативного тока) создается в самом блоке SACO.
Общесекционная сигнализация (“земля” на шинах, неисправ-
ность и срабатывание дуговой зашиты, срабатывание АЧР и др.)
выполняется непосредственно от сигнальных контактов этих
устройств на индивидуальные входы SACO.
При поступлении какого-либо сигнала на блоке SACO начинает
мигать светодиод соответствуюшего входа (аварийное отключение,
предупредительная сигнализация, неисправность терминала, “зем-
ля” на шинах и т.д.), подается звуковой сигнал (через реле времени
КТ1 ограничения его длительности) и замыкаются контакты выход-
ных реле блока для подачи сигнала на дистанцию. Выходные реле
можно запрограммировать, например, так, чтобы при аварийном
отключении замыкался контакт F2 013, а в случае предупредитель-
ных сигналов — контакт F2 014. В сигнализацию на дистанцию
включают также контакт реле самодиагностики блока CDGh конт-
роля напряжения в цепях сигнализации KL1.
Местная сигнализация положения выключателя, неисправно-
стей и действия защит выполнена по типовой схеме с помощью
вспомогательных контактов выключателя, контактов реле термина-
ла (KQQ1, 023 и CDG для SEPAM-2000), сигнальных ламп положе-
ния, вызывной сигнальной лампы HL1 и шинок сигнализации (см.
рис. 5.1 лист 3).
Прибыв на подстанцию, персонал прежде всего направляется к
блоку SACO, с помощью которого он получает общую информацию
о состоянии подстанции и составляет план дальнейших действий.
Например, мигает светодиод “Предупредительная сигнализация”.
Дежурный квитирует этот сигнал кнопкой, расположенной на бло-
ке, затем включает переключатель “темного” плюса SAC1 (он имеет
три положения: отключено, включено и опробование мигания, в по-
следнем мигает контрольная лампа HL, см. рис. 6.1). Загораются все
сигнальные лампы положения выключателей и на одной из ячеек —
лампа “Вызов”. Следовательно, отсюда и пришел сигнал. Дальней-
ший поиск источника сигнала выполняется через дисплей термина-
ла этой ячейки.
Недостатки применения блока SACO. Первый недостаток — рабо-
та сигнальных светодиодов “Аварийное отключение” и “Предупре-
дительная сигнализация” отличается от работы остальных светоди-
одов. При появлении сигнала на любом входе соответствующий све-
тодиод начинает мигать. После квитирования сигнала светодиод
(кроме светодиодов “Аварийное отключение” и “Предупредитель-
ная сигнализация”) горит ровным светом, поскольку на соответст-
67
вующем ему входе “дежурит” напряжение. После устранения неис-
правности это напряжение исчезает и светодиод гаснет. Светодиоды
“Аварийное отключение” и “Предупредительная сигнализация”
гаснут сразу после квитирования сигнала, поскольку выходные
реле, подающие сигнал на шинки ЕНА (ШЗА) и ЕНР (ШЗП) настро-
ены на импульсное действие, чтобы обеспечить повторность дейст-
вия сигнализации. В какой-то степени этот недостаток компенси-
руется тем, что местная сигнализация в ячейке работает независи-
мо от этого светодиода — горит лампа вызывной сигнализации,
мигает лампа аварийного отключения. Указанный недостаток мож-
но устранить, запрограммировав выходные реле, подающие сигнал
на шинки ЕНА (ШЗА) и ЕНР (ШЗП), на длительное действие, но
тогда не будет обеспечена повторность действия сигнализации. Вы-
бор — за потребителем.
Второй недостаток—применение для сбора сигналов дополните-
льного напряжения 48 В, генерируемого самим блоком. Лишнее
оперативное напряжение усложняет эксплуатацию и снижает на-
дежность сигнализации.
Оба недостатка устранены в блоке БМЦС.
Описание привязки терминала SEPAM-2000 к схеме центральной
сигнализации, выполненной с использованием устройства БМЦС.
Устройство центральной сигнализации БМЦС. Блок БМЦС пред-
назначен для обработки дискретных сигналов постоянного тока. Он
имеет четыре токовых входа, реагирующих на ступеньки тока 50 мА
(аналог реле РИС) с номинальным током 1,5 А (они называются
КИС — каналы импульсной сигнализации — и мотут принять по 30
сигналов) и 32 входа напряжения (потенциальных). При необходи-
мости любой из входов может быть запрограммирован на прием сиг-
налов с индивидуальной выдержкой времени. Наличие сигнала на
любом из входов индицируется на индивидуальном светодиоде,
имеющем поле для расшифровывающей надписи. Блок снабжен по-
следовательным каналом связи RS-485 или интерфейсом с уровня-
ми ТТЛ (по заказу), используя которые блок можно включить в АСУ
верхнего уровня. С помощью кнопок, расположенных на лицевой
части блока, осуществляется управление его работой (квитирова-
ние, съем сигналов и др.). Входы программируются на прием сигна-
лов по фронту или спаду сигнала, с выдержкой или без выдержки
времени или по другим параметрам. На выходе блока установлено
пять выходных реле, которые программным способом можно вклю-
чить в любой комбинации на срабатывание от одного или группы
входных сигналов. Напряжение питания блока — постоянное 220 В,
прием сигналов осуществляется на этом же напряжении. Блок имеет
68
Образование шинок сигнализации
Лампа опробования мигания
Образование шинки темного света и шинки мигания
Звуковой сигнал
Контроль цепей сигнализации
Цепи питания устройства ЦС
Сигнализация аварийного отключения
Предупредитель- ная сигнализация
Сигнализация неисправности терминалов
Резисторы диагностики
Срабатывание защиты шин Индивидуальные сигналы
Неисправность дуговой защиты
Земля на шинах 1с.ш.
Другие сигналы
В схему сигнализации верхнего уровня
Рис. 6.2. Схема центральной сигнализации с блоком БМЦС
69
самодиагностику, при его отказе отпадает нормально притянутое
выходное реле КЗ. Предусмотрены широкие возможности по пред-
ставлению информации, способам ее квитирования и т.д., которые
реализуются при программировании блока. Ниже рассматривается
только один из возможных вариантов работы блока.
Использование БМЦС в схемах центральной сигнализации. Как пра-
вило, в РУ устанавливают один блок БМЦС, например в релейном
отсеке трансформатора напряжения, секционного разъединителя
или в отдельном шкафу. Питание блока выполняют от шинок ± ЕН
(± ШС) 220 В, шинки центральной сигнализации также организуют
на напряжении 220 В (рис. 6.2). Шинки прокладывают через все ре-
лейные отсеки секции.
Сигнализация аварийного отключения выключателей и преду-
предительная сигнализация выполняются с помощью шинок ЕНА
(ШЗА) и £7/Р(ШЗП). Между этими шинками и шинкой +£Я(ШС)
включаются параллельно контакты соответствующих сигнальных
реле терминалов (012м 013для SEPAM-2000) через индивидуальные
резисторы сопротивлением 3,9 кОм (см. рис. 5.1, листЗ). Шинки
ЕНА (ШЗА) и £ЯР(ШЗП) подключают к входам КИС. Предупреди-
тельная сигнализация выполнена с местной выдержкой времени,
поэтому оба входа программируют на работу без выдержки времени.
Постоянно включенные на шинки сопротивления Rin R2обеспе-
чивают диагностику шинок, которая выполняется в БМЦС. Входы
КИС реагируют на ступеньки тока, это обеспечивает повторность
действия сигнализации и работу схемы, полностью аналогичную ти-
повым схемам с реле РИС.
Выходные реле сигнализации аварийного отключения выключа-
телей и предупредительной сигнализации в терминалах (012 и 013
для SEPAM-2000) программируют на длительное действие. Это
обеспечивает правильный алгоритм работы установленных на
входах КИС светодиодов. После поступления сигнала светодиод
начинает мигать, а после квитирования загорается ровным светом
и гаснет только после исчезновения источника сигнала (устране-
ния неисправности, квитирования ключа управления). При этом
сохраняется повторность действия сигнализации — при поступле-
нии нового сигнала светодиод вновь начинает мигать. Если же ука-
занные выше выходные реле в терминалах запрограммировать на
импульсное действие, то после поступления сигнала светодиод на-
чинает мигать, а после квитирования—гаснет, несмотря на неустра-
ненную неисправность.
Сигнализацию неисправности терминалов и потери оперативно-
го тока присоединений выполняют через шинку ЕА (ВШ), на кото-
70
рую включают контакты выходных реле самодиагностики термина-
лов CDG. Повторность действия этого сигнала не предусматривают.
Выдержка времени на прием этого сигнала (для предотвращения из-
лишнего срабатывания при кратковременном снятии оперативного
тока) создается в самом блоке БМЦС.
Общесекционная сигнализация (“земля” на шинах, неисправ-
ность и срабатывание дуговой зашиты, срабатывание АЧР и др.)
выполняется непосредственно от сигнальных контактов этих
устройств на индивидуальные входы БМЦС.
При поступлении какого-либо сигнала на блоке БМЦС начинает
мигать светодиод соответствующего входа (аварийное отключение,
предупредительная сигнализация, неисправность терминала, “зем-
ля” на шинах и т.д.) и подается звуковой сигнал через выходное реле
блока К1. В блоке предусмотрена возможность ограничения длите-
льности подачи звукового сигнала, через заданное время контакт К1
размыкается. Замыкаются также контакты выходных реле блока для
подачи сигнала на дистанцию. Выходные реле блока можно запрог-
раммировать, например, так, чтобы при аварийном отключении за-
мыкался контакт К4, а в случае предупредительных сигналов — кон-
такт К5. В сигнализацию на дистанцию включают также контакт
реле самодиагностики блока КЗи контроля напряжения в цепях сиг-
нализации KL1.
Местная сигнализация положения выключателя, неисправно-
стей и действия защит выполнена по типовой схеме с помощью
вспомогательных контактов выключателя, контактов реле термина-
ла KQQ1, 023и CDG, сигнальных ламп положения, вызывной сигна-
льной лампы HL1 и шинок сигнализации (см. рис. 5.1, лист 3).
Прибыв на подстанцию, персонал прежде всего направляется к
блоку БМЦС, с помощью которого он получает общую информа-
цию о состоянии подстанции и составляет план дальнейших дейст-
вий. Например, мигает светодиод “Предупредительная сигнализа-
ция” . Дежурный квитирует этот сигнал кнопкой, расположенной на
блоке (светодиод загорается ровным светом), затем включает пере-
ключатель “темного” плюса SAC1 (он имеет три положения: отклю-
чено, включено и опробование мигания, в последнем мигает конт-
рольная лампа HL, рис. 6.2). Загораются все сигнальные лампы по-
ложения выключателей и на одной из ячеек — лампа “Вызов”.
Следовательно, отсюда и пришел сигнал. Дальнейший поиск источ-
ника сигнала выполняется через дисплей терминала этой ячейки.
Аналогичным образом с помощью блока БМЦС можно выпол-
нить и сигнализацию на оперативном щите управления подстан-
71
цией, заменив типовую панель центральной сигнализации, или на
главном щите управления электростанцией.
Описание привязки терминала SEPAM-2000 к схеме центральной
сигнализации, выполненной с использованием реле РИС. Ниже при-
водятся схемы для случаев, когда защита заменяется на цифровую, а
сигнализация остается старой, выполненной по типовым схемам
разработки ТПЭП, ЭСП и ТЭП. Поэтому на рисунках приняты ста-
рые обозначения.
Сигнализация аварийного отключения. Для всех типовых схем вы-
полняется одинаково с использованием замыкающего контакта
реле сигнализации аварийного отключения 012, установленного в
терминале, или замыкающего контакта повторителя реле фиксации
KQQ1 и размыкающего вспомогательного контакта выключателя
(рис. 6.3, а и б). Реле 012 программируется на длительное действие.
В терминале SPAC-801.01 аналогичное реле Л2 5 жестко запрограм-
мировано на импульсное действие, но его тоже можно использо-
вать, поскольку длительность его замкнутого состояния (1с) значи-
тельно больше времени срабатывания РИС.
В схемах с центральным осведомлением (участковыми табло,
рис. 6.3, в), применяемых на подстанциях с большим количеством
присоединений и технологических щитах управления, для органи-
зации цепей сигнализации аварийного отключения необходимо до-
полнительно к терминалу SEPAM-2000 установить реле РПБ с вы-
держкой времени на возврат и реле РПО или предусмотреть эти реле
в составе терминала при его заказе.
Предупредительная сигнализация на подстанциях без постоянного
дежурного персонала (рис. 6.4). Цепи предупредительной сигнализа-
ции из ячеек выключателей собирают с помощью контактов выход-
ного реле предупредительной сигнализации 013 терминала SEPAM,
включенных на шинки +ШС и ШЗП(рис. 6.4, а). Выдержка време-
ни этого сигнала предусмотрена в самом терминале, поэтому в ком-
плекте ЦС используют цепи предупредительной сигнализации без
центральной выдержки времени. При поступлении сигнала в комп-
лекте ЦС выпадает блинкер “Предупредительная сигнализация в
РУ”, подается звуковой сигнал и формируется сигнал для передачи
на верхний уровень управления. Цепи сигнала неисправности за-
щиты образуются с помощью контакта реле СОбтерминала и имею-
щегося в ячейке указательного реле КН, которые включают на шин-
ки +ШС и ВШ. Реле КН включено с “подрывом” своим контактом,
это обеспечивает повторность действия сигнализации.
В ряде случаев применяют отдельную шинку контроля цепей
управления ШКЦ с центральной выдержкой времени, на которую
72
Рис. 6.3. Варианты выполнения сигнализации аварийного отключения при испо-
льзовании реле РИС
73
Вызов
в РУ
Неисправность
реле
защиты
Реле времени
предупредительной
сигнализации
Местная
лампа в ячейке
Табло на ГЩУ
(для присоединений,
управляемых
с ГЩУ)
Сигнал
“Неисправность
цепей управления ”
через шинку ШКЦ
Сигнал
“Неисправность
цепей управления **
через шинку ШКЦ
Рис. 6.4. Схемы предупредительной сигнализации на подстанциях без постоян-
ного дежурного персонала
74
К переклю-
чателю
опробова-
ния ламп
и реле РИС1
К переклю-
чателю
опробова-
ния ламп
и реле РИС2
Предупре- дительный сигнал (вызов) Сигнализация без выдержки времени
Обрыв цепей управления Сигнализация с выдержкой времени
Неисправ- ность защиты
В схему местной сигнализации в ячейке, на панели РЗА
Рис. 6.5. Предупредительная сигнализация и сигнализация срабатывания защит
для подстанций с постоянным дежурством персонала. Схема для присоединений,
управляемых с ГЩУ
можно включить размыкающие контакты существующих или пре-
дусмотренных в терминале реле РПО и РПВ (рис. 6.4, бив). Однако
аналогичный сигнал поступит при обрыве цепей от контактов вы-
ходного реле терминала 013 на шинку ШЗП(рис. 6.4, а), а при пол-
ной потере оперативного тока — от контактов CDG на шинку ВШ.
Поэтому шинку ШКЦ можно вообще не использовать.
На подстанциях с постоянным дежурством персонала схема ЦС
выполняется с установкой на ГЩУ световых сигнальных табло
СТ1- СТЗ^нс. 6.5).
Предупредительная сигнализация без центральной выдержки
времени обеспечивается включением контакта реле 013 SEPAM на
СТ1, работающее через шинки ННЗПм 2ШЗП. Для обеспечения по-
стоянного горения табло указанный контакт программируется на
75
длительное действие. Сигнализация обрыва цепей управления дей-
ствует через это же реле, но при необходимости ее выделения можно
подключить размыкающие контакты реле РПО к РПВ через отдель-
ное табло на шинки ЗШЗПк 4ШЗП, при этом она будет работать с
центральной выдержкой времени. На эти же шинки подключают и
сигнал неисправности защиты, контакт CDG, табло СТЗ.
Выполнение местной сигнализации в ячейке показано на
рис. 5.1, лист 3.
76
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок. — 6-е изд., перераб. и доп.
М.: Главгосэнергонадзор России, 1998.
2. Электротехнический справочник/Под общ. ред. П. Г. Грудинско-
го, А. В. Нетушила, Г. Н. Петрова и др. Т. 3. Кн. 2. — 3-е изд., пе-
рераб. и доп. М.; Л.: Энергия, 1966.
3. Лезнов С. И., Фаерман А. Л. Устройство и обслуживание вторич-
ных цепей электроустановок. М.: Энергия, 1979.
4. Голубев М. Л. Вторичные цепи на подстанциях с переменным
оперативным током. М.: Энергия, 1977.
5. Голубев М. Л. Зашита вторичных цепей от коротких замыканий.
М.: Энергоиздат, 1982.
6. Лабок О. П. Сигнализация на электроподстанциях. М.: Энергия,
1973.
7. Камнев В. Н. Монтаж и обслуживание вторичной коммутации. —
3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш, шк., 1969.
8. Рыбак X. А. Обслуживание релейной защиты, электроавтоматики
и вторичных цепей подстанций. М.: Энергия, 1976.
9. Беркович М. А., Комаров А. Н., Семенов В. А. Основы автомати-
ки энергосистем. — 2-е изд. М.: Энергоиздат, 1981.
10. Ьарзам Б. Системная автоматика. — 3-е изд., перераб. М.: Энер-
гия, 1973.
11. Шабад М. А. Делительные защиты, установленные на электро-
станциях небольшой мощности, работающих в энергосистеме.
М.: Энергия, 1967.
12. Слодарж М. И. Режимы работы, релейная защита и автоматика
синхронных электродвигателей. М.: Энергия, 1977.
13. Беляев А. В. Противоаварийная автоматика в узлах нагрузки с
синхронными электродвигателями большой мощности. — Л.: Ка-
федра РЗА электрических станций, сетей и энергосистем ПЭ-
ИПК. 2007.
14. Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и под-
станций / О. А. Гильчер, А. Е. Гомберг, Л. Ф. Колесников и др.;
под ред. Э. С. Мусаэляна. М.: Энергия, 1979.
15. Опыт проектирования и перспективы использования микропро-
цессорных защит / А. В. Рожкова, С. Я. Петров, А. А. Рудман и
др. И Энергетик. 2003. № 4. С. 27 - 28.
77
16. Рекомендации по модернизации, реконструкции и замене длите-
льно эксплуатирующихся устройств релейной защиты и электро-
автоматики энергосистем. РД 153-34.0-35.648-01. М.: СПО ОРГ-
РЭС, 2001.
17. Беляев А. В. Вторичная коммутация в распределительных устрой-
ствах, оснащенных цифровыми РЗА. Ч. 1 и 2. [Библиотечка элек-
тротехника. Приложение к журналу “Энергетик”. Вып. 2 (86) и
3 (87)]. — М.: НТФ “Энергопрогресс”, “Энергетик”, 2006.
18. Беляев А. В. Устройства цифровой релейной защиты требуют
адаптации к российским условиям // Новости электротехники.
2001. №4 (10).
19. Сборник руководящих материалов Главтехуправления Минэнер-
го СССР. Электротехническая часть. Ч. 1. — 4-е изд., перераб. и
доп. М.: СПО ОРГРЭС, 1992.
20. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распреде-
лительных сетей. — М.; Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние,
1985.
21. Цифровые терминалы РЗА: вопросы переходного периода. Реко-
мендации по итогам семинара “Актуальные проблемы РЗА и АСУ
Э” / А. А. Антоненко, Е. Г. Богданов, А. В. Беляев и др. // Ново-
сти электротехники. 2007. № 3 (45).
22. Беляев А. В., Широков В. В., Емельянцев А. Ю. Цифровые тер-
миналы РЗА. Опыт адаптации к российским условиям // Новости
электротехники. 2007. № 1 (43); № 2 (44).
23. Цифровые устройства РЗА. Ограничение доступа к логике. /
И. В. Белоусенко, А. В. Беляев, А. Ю. Емельянцев и др. // Ново-
сти электротехники. 2008. № 1 (49). С. 44 — 47.
24. Правила технической эксплуатации предписали установку дуго-
вой защиты // Новости электротехники. 2001. № 4 (10).
С. 18 - 20.
25. Кузнецов Р. С. Аппараты распределения электрической энергии
на напряжение до 1000 В. М.: Энергия, 1970.
26. Обозначение вторичных цепей. Руководящий материал 10260тм.
Т. 1. М.: Энергосетьпроект, 1981.
27. Камнев В. Н. Чтение схем и чертежей электроустановок. М.:
Высш, шк., 1990.
28. ОСТ 160.800.464—87. Устройства комплектные на напряжение
до 1000 В для электрических станций и подстанций. Техническая
документация, передаваемая предприятию-изготовителю. Тре-
бования к комплектности, содержанию и оформлению. М., 1987.
29. Правила составления рядов зажимов для низковольтных комплек-
тных устройств подстанций. Руководящий материал 8205тм-Т1.
М.: Энергосетьпроект, 1979.
30. Новые графические и буквенные обозначения элементов в элект-
рических схемах вторичных соединений. № 1198тм. М.: Энерго-
сетьпроект, 1982.
78
Содержание
Часть 1
Предисловие..................................................3
ГЛАВА ПЕРВАЯ. Типовые схемы вторичной коммутации
в распределительных устройствах
с электромеханическими РЗА................................7
ГЛАВА ВТОРАЯ. Этапы выбора и внедрения
цифровых терминалов РЗА..................................24
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Разработка логической схемы
и схемы вторичной коммутации цифровых устройств РЗА......37
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Пример типовой логической схемы
терминала SEPAM-2000 ................................... 42
ГЛАВА ПЯТАЯ. Пример типовой схемы
вторичной коммутации с терминалом SEPAM-2000 ........... 55
ГЛАВА ШЕСТАЯ. Центральная сигнализация
в схемах с цифровыми РЗА.................................63
Список литературы...........................................77
Часть 2
Предисловие
ГЛАВА СЕДЬМАЯ. Пример типовой логической схемы
с терминалом SEPAM-80
ГЛАВА ВОСЬМАЯ. Пример типовой схемы
вторичной коммутации с терминалом SEPAM-80
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ. Защита шин в схемах с цифровыми РЗА
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ. Устройства сбора информации,
не передаваемой через цифровые РЗА
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. Выбор напряжения питания
вторичных цепей
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ. Маркировка вторичных цепей
ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ. Правила составления рядов зажимов
Приложение 1. Буквенные коды наиболее распространенных
элементов в электрических схемах
Приложение 2. Условные обозначения логических схем
Приложение 3. Пример задания на рабочее Программирование
(наладку) терминала SEPAM-2000 отходящей линии с АПВ
Приложение 4. Пример задания на рабочее программирование
(наладку) терминала S ЕРАМ-81 отходящей линии с АПВ
Список литературы
79
Библиотечка электротехника
Приложение к производственно-массовому журналу “Энергетик ”
БЕЛЯЕВ АНАТОЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
Вторичная коммутация в распределительных устройствах,
оснащенных цифровыми РЗА (часть 1)
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
115280, Москва, ул. Автозаводская, 14/23
Телефоны: (495) 675-19-06, тел./факс: 234-74-21
Редакторы: Л. Л. Жданова, Н. В. Ольшанская
Худож.-техн. редактор Т. Ю. Андреева
Корректор Е. П. Севостьянова
Сдано в набор 12.08.09. Подписано в печать 23.09.09.
Формат 60x84'/| в - Печать офсетная.
Печ. л. 5,0. Заказ ЕЭТ/09(129)-2009
Макет выполнен издательством “Фолиум”: 127238, Москва, Дмитровское ш., 58.
Отпечатано типографией издательства “Фолиум”: 127238, Москва, Дмитровское ш., 58.
Журнал “Энергетика за рубежом”
— приложение к журналу “Энергетик”
Подписывайтесь на специальное приложение к жур-
налу “Энергетик” — “Энергетика за рубежом”. Это
приложение выходит один раз в два месяца.
Журнал “Энергетика за рубежом” знакомит читателей
с важнейшими проблемами современной зарубежной
электроэнергетики, такими, как:
— развитие и надежность энергосистем и
энергообъединений;
— особенности и новшества экономических и рыночных
отношений в электроэнергетике;
— опыт внедрения прогрессивных технологий в энерге-
тическое производство;
— модернизация и реконструкция (перемаркировка)
оборудования электростанций, электрических и теп-
ловых сетей;
— распространение нетрадиционных и возобновляе-
мых источников энергии;
— энергосбережение, рациональное расходование
топлива и экологические аспекты энергетики.
Подписку можно оформить в любом почтовом от-
делении связи по объединенному каталогу “ПРЕССА
РОССИИ”. Том 1. Российские и зарубежные газеты
и журналы.
Индексы журнала “Энергетика за рубежом”
— приложения к журналу “Энергетик"
87261 — для предприятий и организаций;
87260 — для индивидуальных подписчиков.
08 авторе
Анатолий Владимирович Беляев
— кандидат технических наук, ч
доцент кафедры “Релейная защита
и автоматика электрических
станций, сетей и энергосистем’’
Петербургского энергетического
института повышения квалификации
руководящих работников
и специалистов Минпромэнерго РФ
(ПЭИПК). Работает в ДОАО
“Оргэнергогаз ” (г Санкт-Петербург)
в должности начальника отдела РЗА
и АСУ-Э. Автор более 50 печатных изданий по вопросам
РЗА и АСУ-Э, в том числе книг “Выбор аппаратуры, защит и
кабелей в сетях 0,4 кВ”, “Противоаварийная автоматика в
узлах нагрузки с мощными синхронными
электродвигателями ”.
Цифровые защиты не только открывают
новые возможности, но и создают новые проблемы,
решить которые можно только совместными усилиями
релейщиков и производителей этих защит