Автор: Овчаренко Н.И.
Теги: электротехника электроэнергетика электроника электричество релейная защита журнал энергетик
ISBN: 0013-7278
Год: 1999
Текст
s
iё
а
C!,I
::'
а
\0
Н. И. Овчаренко
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ
КОМПЛЕКСЫ
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЕЙ
прппОЖEl1пЕ к ЖУРl1Апу
а rlE"'И
"6п6ппотеl/ка зпектоотеХl1пка"
вперво;; пOпOBпI.,e 2000 r.
1. Аржанников Е. А.. Чухин А. М. Автоматизированный
анвлиз аварийных ситуаций знерrосистем.
2. Алексеев Б. А.. Борозинец Б. В. Определение местных
переrревов в турбоrенераторах по продуктам пиролиза
изоляции в охлаждающем rазе.
З. УдрисА. П. Панель релейной звщиты типа ЗП3 16З6
для ВЛ 11 O 220 кВ.
4. Шуин В. А.. ryceHKoB А. В. 3ащиты от замыканий на
землю в электрических сетях 6 1 О кВ.
5. Бажанов С. А. Инфракрасная диаrностикв электро-
оборудования распределительных устройств.
6. Шабад М. Д. Автоматизация рвспределительных
электрических сетей с использованием цифровых
реле.
подпИСЬ/ВАЙТЕСЬ
на "Библиотечку электротехника"
в России подписку должны оформить
в любом почтовом отделении связи.
Издание можно найти в объединенном каталоrе
rоскомсвязи РФ "Подписка 2000"
(Российские и зарубежные rазеты и журналы)
Индексы "Библиотечки электротехника"
приложения к журналу "Энерrетик";
88983 для предприятий и орrанизаций;
88982 для индивидуальных подписчиков.
"Библиотечка электротехника" включена также
в подписные каталоrи друrих стран CHr
по AorOBopaM с АО "AreHTcTBo по распространению
зарубежных изданий" (АРЗИ). .
Справки, rAe принимается подписка в ЭТИХ rocYAapcTBax,
по телефонам АРЗИ в Москве: (095) 280 8З 65, 280 94 б5.
Бn&nnоте'lка эnектротеХ.inка
пРWlOжение к журналу "Энерzетик"
Основана в июне 1998 r.
Выпуск 7(10)
Н. И. Овчаренкй
МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ
КОМПЛЕКСЫ
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
МОСlcва
НТФ "ЭнерroПРOl"есс". "ЭнерrетиlC"
1999
удк 621.311.078(075.8)
ББК 31.27-05
0-35
rлавный редактор журнала "Энерrетик" А. Ф. дьяков
РЕДАКUИОННЫЙ СОВЕТ
"Библиотечки электротехника"
В. А. Семенов (председотель), И. И. Батюк (зам. председотеля),
Б. Д. Алексеев, К. М. Антипов, r. д. Безчастнов, А. Н. Жулев,
В. Д. Забеrалов, В. Х. Ишкин, Ф. Л. KoraH, В. И. Кочкарев,
Н. В. Лисицын, л. r. Мамиконянц, Л. Ф. Плетнев, В. И. Пуляев,
Ю. В. Усачев, М. Д. Шабад
Овчарснко Н. И.
О-ЗS Микропроцессориые комплексы репейиой защиты и автоматики
распределительиых электрических СС1ей. М.: НТФ "Эиерrопроr-
реес", 1999 64 с.; ил. [Библиотечка элсктротеJUiнка, приложеиие к
ЖУрllалу "Эllеprетнк"; вып. 7(10)].
Изложены принuипы действия и выполнение микропроuессорных ннтеrpи-
роваНIIЫХ аnтоматическю( УС1-ройств, используемых R системах собсТRеННhl
нуЖд 3JIСКlpИ'IССКИХ станций И D распределитеЛЬНhl)( )Jlекtpи'.еских сетях,
выпускаемых НnФ"Радиус"(r. Москва), нти "МехаНОТРОlIика" (r. с. Петер..
БУРI) и COUMec1HbJM предприятием "ДББ Реле ЧебоксаРbJ".
ISSN 00 13-7.278
@ НТФ "Энерroпроrpeсс" . "Энерreтик". 1999.
Предисловие
Особенности процессов производсmа, передачи, распределения
и потребления электроэнерrии обусловили развитие технических
средств автоматическоrо управления ими еще в начальной период
становления электрознерrетики.
В настоящее время они образуют высокосовершенные комп
лексы взаимодействуюших автоматических устройств управления
нормальными режимами и противоаварийноrо управления злект
роэнерreтичеекими системами (ЭЭС) и системами злектроснаб
.жен ия.
Прежде Beero возникла и непрерывно совершенствовалась Tex
Ника автоматическоrо обнаружения коротких замыканий (КЗ) и
быстродействующеrо отключения поврежденных злектроэнерreти
ческих объектов техника релейной зашиты (РЗ).
Первыми и простейшими устройствами автоматическоrо oт
ключения КЗ были леrкоплавкие электрические вставки предо
хранители. Они и до сих пор остаются техническими средствами
защиты от КЗ разветвленных промышленных и бытовых электри
ческих сетей низкоrо (ниже 1000 В) напряжения.
К техническим устройствам собственно РЗ относятся появивmи
еся затем злектромаrнитные расцепители механизмов отключения
выключателей, дейетвуюшие (срабатывающие) на их отключение
при КЗ максимальные первичные и вторичные (включаемые в
электрическую цепь через трансформаторы тока) измерительные
реле тока с контактным выходом. На их основе и выполнялись TOKO
вые cTyneH'laTbIe устройства РЗ систем электроснабжения.
Техни'.ески высокосовершенные вторичные элсктромехани
чески е измерительные реле тока и напряжения ВЫJ;1ускаются и в
иастоящее время Чебоксарским электроаппаратным заводом (ДО
ЧЭдЗ).
В эксплуатации находится большое количество и более сложных
электромеханических KOH,dKTHbIX измерительных реле с двумя
входными воздействующими величинами напряжением и током.
На их основе функционируют токовые направленные и дистанци
онные устройства РЗ систем электроснабжсния.
3
Технические средства РЗ радикально изменилисЬ С появлением
полупроводниковых диодов, транзисторов и тиристоров. Были
разработаны и серийно выпуекались бесконтактные полупровод
ни ковы е измерительные реле и устройства р3 с более высокими
nOЮ:l3зтелями, ПрСЖде Бсеrо ИХ ЧУ8ствительности и избирательносТИ
(селективности) действия.
Важным достижением аналоrо дискретной бесконтактной тех-
ники РЗ явилось создание Всероссийским научно исследователь
СкИМ институтом (ВНИИР) унифицированных измерительных реле
и уетрой<:тв РЗ на анмотовых и дискретных интеrpальных микро
электронных элементах (микросхемах). Заоодом АО ЧЭАJ выпуска-
ются комплексы микросхемных измерительных реле и устройств РЗ
серий Я РЕ220] и ЯРЕ2202. Они характеризуются не толькотехниче-
ским совершенством, но и Функuионируют ПО новым принципам.
Подлинно технической революuией В РЗ явилось внедренис 11
технику противоаварийноrо управления ЭЭС и системами электро
снабжения. метОДОВ и бурно раЗ1lивающихся технических средств
обработки информации uифРОВОЙ вычислительной техникой.
Появивп",еся в последнее время инrerрированные микропроцес
сорные автоматические устроЙства протиооавариЙноro упраВЛСtlИЯ
системами электроснабжения ВЫПОЛняют не только Функш", за-
шитноru UТКЛЮ'lения РЗ. но и функuии автоматики: автоматиче
сКой частотной разrрузки (АЧР). автоматики повторното (АПВ) и
резервноrо (АВР) ВКЛючениЙ. Они являются интеЛлектуальными
инФормаuионными техническими средствами а1lтомзтическоrо
управления. обладающими свойствами ИЗменения насТРОЙКИ в
соотВетствии С аварийной ситуаuиеЙ (адаптзпии), самuтестирова-
Ния и самодиаrностики и даже самосuвершенствования, блаюдаря
rибкому проrраммированию.
Широкие информаuиuнные и сервисные функции, совмести-
Мость и связь с персональной ЭВМ оператора-ДИСПСТ'lера и с более
ВblсокИМ уровнем иерархической автоматизированной системы
упраllllения (АСУ) электроснабжением обеспечивают современный
yp01leHb реалИЗ3llИИ, высокую эффективность и надежность ФУНК-
ционирования ПРОТИВ03варийной автоматики (ПА).
В данной брОIllЮре описьшаются разработанные объединенным
предприятием АОО "АББ Реле Чебоксары". научно теХНИ'lеским
центром (HTU) "Механотроникз" и научно-технической фирмой
(НТФ) "Радиус" инrerРИРОRaнные микропроцессорные устройства
РЗ и автоматики распределительных электрических сетей напряже-
нием 0,4 10 кВ.
Замечання н пожелання просьба напраБJIЯТЬ IЮ lЩIIесу:
109280 Москва, ул. Автозаводская, 14/23.
Редакцня журнала "ЭнерrentК".
4
1. Микропроцессорные комплексы
релейной защиты и автоматики
1.1. ДОСТОИНСТВА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Лрименение методов и технических средств обработки информа
ции цифровой вычислительной техникой в релейной зашите и aвтo
матике (РЗД) [31 привело к созданию интеrрироваНIIЫХ комплексов,
выполняющих все функuии традиционных устройств РЗД и облада
юших широкими информационными свойствами и сервисными
возможностями, существенно повышаюшими надежность и эффек
тивность функuионирования технических средств автоматическоrо
управления ЭJlектроэнерrетическими установками.
Перспективные цифровые микропроцессорные комплсксы РЗД
созданы в научно---произволственной фирме (НПФ) "Радиус"
(r. Москва), научно тсхническом центре (нти) "Механотроника"
(r. с. Петсрбурr) в виде различных ,юдификаций мноrофУНКIIИО
нальных микропроцесеорных устройств РЗД распределительных
электрических сетей, типов "Сириус" , БРМЗ, БМ ДЧР и др.
Совместным предприятием "ДББ Реле Чебоксары" изrотавлива
ютея и поставляются на деiicтвующие Эllерroобъскты наиболее пер
спективные современные микропроцессорные устройства и систе
мы РЗД, управления и сиrнализапии (РЗДУС):
микропроцеесорные Рl серий SPA 100, SPA 300;
комплексные устройства РЗД серии SPAC 800;
устройства РЗ линий (ЛЭП), траllсформаторов, шин, reHepaTopoB
и друrих объектов на базе терминалов RE 500.
Разрабатьшаютея и ИЗI.отаВЛИllаютея и друrие типы МИКРОПрOllес
сорных УСТРОЙСТlI, ПОЗ1lOляющих осуществлять комплексное OCHa
щение электрических станций (ЭС), полстанций (ПС), промыш
ленных предприятий и друrих энерrообъектов всех уровней напря-
жения от 0,4 кВ устройствами РЗД (в том числе комплексами ДСУ
ТП). Основанные на последнихдостижеlIИЯХ инФормаЦlfонныхтех-
нолоrий они IIОJlIiОСТЫО отвечают специфическим требованив\!
российской Эllерrетики, доступны nобслуживании илеrко интеl.РИ
5
руются В автомаТИ1lIJюванные системы РЗА, управления и контроля
подстаНl1ИЙ и электрической 'шсти стаlll1ИЙ любоrо уровня.
Цифроиые МИКРОПРОl1ессорные комплСксы являются интеллек
тумьными теХНИ'lССКИМИ срсдствами. Им присущи важные поло
жительные спойстиа. отсутствующие у аналоrовых устройстп:
мноrофУНКl1ИОНальность и малые размеры: одно цифровое изме
рительное реле "lамсняет несколько 3HaJlOrOBbIX;
дистаНUИOllные изменсния И проперка успшок с пульта управле
ния опсратора;
адаптаllИЯ к режиму ЭЭС автоматическая корректировка ycтa
вок РЗЛ при изменении схемы и режима работы ээt;
непрерывная самодиаrностика и высокая аппаратная надеж
ность;
реrистраuия и запоминание параметров аварийных рсжимоп;
дистанuионная передача оператору информации о состоянии и
срабатываниях УС1РОЙСТВ РЗЛ;
сокращение спеuиальноrо теХНИ'lескоrо обслуживания перио
дических проверок настройки и исправности устройств РЗА.
1.2. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЧАСТИ
в uифропых мноrофункuиональных комплсксах используются
новые принuипы действия аитоматичсских устройств, реализусмые
nporpaMMHo соврсменными микропроuессорными комплектами
больщих интеrральных схсм. На МИКрОПрОl1ессорах (М П) с орraни
чески присущими им арифметическими и лоrическими свойствами
впервыс реализованы алП)ритмы функuионирования измеритель
ной 'шсти РЗЛ на оснопе ортоrональных соспtаляющих синусоиnа
льных напряжений и токов.
Проrраммные алrоритмы адаптивной фильтрации напряжений и
токов элсктромаrнитных псреходных "роиессоп при КЗ ПОЗВОЛЯЮТ
выдлятьb ПРИНУЖnСНные синусоидальные напряжения и mки и их
ортоrональные составляющие за минимальное Время.
На осноие ортоrональных состаВЛЯЮщих осущсствимы быстро
дейстяующис мноrОФункuиональные измерительные преобразова
тели режимных параметров ЭЭС в сиrналы информаuии {I]. испо
льзусмые измерительной частью интсrpированных микропроцес
сорных комплексов.
На рис. I приведсны структурные схемы uифровоrо измеритсль
Horo релс мзксимальноrо Тока и ero проrpаммы, иллюстрирующие
микропроцсссорную реализацию КОМПЛСКСОD РЗАУС [11. Из сину
соиnальноrо (отфильтрованноro) 8XonHOro тока ero дискретных
после аналоrо uифровоro преобразования MrHoDeHHbJx значений
/р(пТ) выборок. следующих во времсни С интеряалом дискретиза
6
и р < {пТ}
l/pJ{I1T)
Z,.(1l 7)
[ps{пT)
Рис. 1. Структурная схема «(1) и алroрН'Т'fll (6) цифровоrо ИJМ РНТf"ьноrо репе макси-
Ma...1hHOro l"(}kЗ н схема НJж.'ркrеJ1ьноrо реле ..o..1нoro сопроrнВJJeННЯ (6)
7
ции, например, T lO з с (21 выборка за период ТП промышленной
частоты), проrраммной операцией uez формируются ортоrональ
ные синусная 1." (п Т) и косинусная 1." (11 Т) составляющие тока,
Возведением их в квадрат (операuиями перемиожения ZX) и CYM
мированием (операuией SM) вычисляются дискретные значения
квадрата амплитуды тока 1 т (п Т). Производится сравнение двоич
Horo uифроноrо кода квадрата амплитуды тока с установленным
значением уставкой реле 1 ;т'
По результатам сравнения, а именно при 1:.. > l;т формируется
дискретный сиrнал (лоrическая единица) срабатывания измерите
льноrо реле.
Вся nporpaMMa выполняется за вычислительное время МП, MeHЬ
шее интервала ТдискретИ3ации BxonHoro тока. Поэтому информа
ция на выходе реле (наличие или отсутствие дискретноrо СИПtала
лоrической единиuы) обновляется после каждоrо интервала диск
ретизации, Т.е. каждую миллисекунду(при T 10-3 с). ИзмеРИ1'ель-
ное реле практически безынерционно, а ero точность определяется
разрядностью аналоrО-ЦИфРOfюrо преобразоватсля (АЦП).
Структурная схема измерительноrо реле полноrо сопротиl\Ления
(рис. 1, в) ИЛЛюстрирует проrраммную микропроцессорнуlO реали
зацию измеритеЛl,НЫХ реле с двумя входными fЮЗДСЙСТВУЮIUИМИ ос-
ЛИ'lИнами напряжением и. и током 1.. По ИХ дискретным (после
АЦП) MrHoВCHHblM значениям и р (1I Т), 1.(11 т) формируются И возво-
дятся в квадрат ортоrональные состаВЛЯlOщие ир,(пТ) и 1.,(пТ);
вычисляются дискретные значения квадратов амплитуд напряже-
ния и;т(пТ) и тока l т(пT). Их "астное после операции деления
определяет дискретное значение квадрата аБСОЛlOтноrо значения
сопротивления Z ;(пТ), которое сравнивается суставкой Z;, Изме-
рительное реле сопротивления минимальное, поэтому дискретный
потенuиальный сиrнал о срабатывании реле (выходДа) формирует-
сяоперацией сравнения при Z (IIT) $ Z;. Сиrнал выдаL"ТСЯ (или не
выдается) в каждый интервал дискретизации Таналоrо-цифровоrо
преобразователя MrHoBeHHblx значений напряжения и Тока.
Такой алrоритм используется и для определения расстояния до
места К3.
В цифровых направленных измерительных реле сопротивления С
круrовой иболес СJIOЖНЫМИ характеристиками срабатывания Про-
rpaMMHo реализуются соответствующие алroритмы обработки двух
и более сравниваемых величин, сформированных из тока и напря
жения 11, 2).
Цифровые измерительные реле промышленной частоты и реле
yrла СЛRиrа фаз nporpaMMHo реШlИ1УЮТСЯ с ИСПолЬЗоваНием тайме
ров микропроцессоров и СЧL"ТЧИКОВ ИХ тактовых импульсов.
8
2. Микропроцессорные устройства
релейной защиты и автоматики
НПФ "Радиус"
Научно производствснная фирма "Радиус" НИИ "Зенит" по
ставляет МИКРОПРОllессорное интеrрированнос устройство типа
"Сириус" , выполняющее функции:
трехступенчатой токовой РЗ от мноrофазных КЗ е вычислением
расстояния до места повреждения;
защиты от однофазных замыканий иа землю;
защиты от несимметричных режимов и потери фазы;
исполнения IJОЗДСЙСТВИЙ на отключение от дуroвой защиты кру
и rазовой защиты трансформатора;
устройстuа реJСРlJирования отказа выключателя (УРОВ) в дей
ствии на ОТКЛЮ'lение кз;
автоматики повторноrо включения (АПВ);
фиксирования и хранения общирной информации о дсвяти
последних аварийных ситуациях R системе элекrроснабжения, о
запусках и действиях устройства и произведенных отключениях и
включсииях.
Несколько типоисполнений микропроцессорных фиксирующих
ИНдикаторов (ИМФ) обеспечивают автоматический Поиск повреж
денною присоединения при однофазном замыкании на землю или
обрывах провода, определсние расстояния до места междуфазноrо
КЗ, фиксирование значений составляющих нулевой последователь
ности (НП) напряжений и токов, неоБХОДИМbJХДЛЯ расчетов paCCTO
яний до места однофазноrо повреждения.
Микропроцессорный анализатор режимов работы электрической
сети "Марс" выдает информаllИЮ о действующих значсниях фазных
и междуфазных напряжений и токов, частоте напряжения, cocтaB
ляющих ОП И НП и отдельных raрмонических состаВЛЯЮlUих
напряжений и ТОКОIJ (со 2 й по II ю raрмоники); информаllИЮ об
активиой, реактивной и полной мощностях каждой фазы и коэф
фициенте мощности. В устройстве при меняются 16-СИМI!ОЛЬНЫЙ
9
электролюминесцентный знакоеинтезирующий иидикатор и кла
виатура из 20 кнопок
Фирма производит и микропроцессорные автоматические
устройствамя испытаний и диаrностики воздушных выключателей
низкоrо напряжения (Н Н) и встроенных в них простых техничсских
средств Р3: тепловых и электромаrнитных расцепителей. вторичных
электромаrнитных и полупроводниковых измерительных реле.
Такими являются автоматические устройства серий "Сатурн" и
"Уран".
В комплектных распределительных устройствах (КРУ) ycтaнaв
ливаются устройства серий "Сириус" и ИФМ 10. .
Интеlрuрованное мн"роnроцессорное устройство РЗА "Сиpuус"
обладаетособенносп,ми, обусловливаЮЩ.IМИ ero информационные
и технические достои нства:
использование в РЗ от однофазных замыканий на землю (033)
rармонических составляюших тока НП. обсспе'lИваюших независи
мость ее действия от степени компенсации eMKoCТHoro тока ОЗ3;
вычислсние расстояния до места КЗ;
сохранение работоспособности устройства в течение HeKOТoporo
времени (не менсе 0,5 с) после пропanания напряжения источника
питания:
возможности дистанционноrо ввода уставок и переноса инфор
мации о действиях устройства в ПЭВМ;
расширенный диапазон рабочих температур (от 20 до +50 .С);
возможность дополнения устройства МПlOвеннодействующей
селективной РЗ от потери фазы.
Трехступснчатая токовая Р3 имеет уставки проrpаммных изме
рительных реле максимальноrо Тока первой ступени 10 200 А,
второй ступени 5 50 Л и третьей ступени I 20 Л. Минимальные
токи срабатывания ОП '2 и.НП 'о чувствитсльных Р3 от несиммет
ричных режимов и однофазных замыканий на землю составляют
0,1 А. Устройства РЗ имеютсоответствуюшие выдержки времени иа
срабатывание.
Проrpаммирусмые двукратное ЛПВ, ускорение действия РЗ при
включснии И запрет ЛПВ при отключении выключателя ключом
или кнопками, расположенными на корпусе устройства, управле
ния им; УРа В, действуюшее на отключсние выключателей (ввода
или сею\ии шин), фиксирование неуспсшноrо действия АПВ,
отображение информаllИИ влфаВИТНО I\ИфРОВЫМ индикатором И
светодиодами о состоянии и действии устройства составляют набор
выполняемых им функций ПА.
Нanежност", ФУНКI1Ионирования сложноrо интеrрированноrо
устройства обеспечивается постоянным самотестированием с Bыдa
10
'""О
X
y .
Откл. 8и
o OJ 88ВВ
Сирнус@)
:/'111061(11:
Тнщ-2А, 1.fc
о п K 311111.11111"
О CjНIDtI"' 'I1Jtи' .IIlЩIIIIN
О РО8(1lf7а IIP"6
О AI(ljNI1I1tJ МtrIJ{JII6НН
ctfpO&
о НNСп.н8юед;
О Ап4 Cpaltl41t1" О АО4 tfI1Iнюpc6lllIO
6ИА. IfA. КA. B/(Jf. RS 212 С
@>уpg,@>дyz.@>ruз.@>.п. (0\ I
DI1КА. ()тк.I. o.кJl. gAlIfA
а}
//n..
"""-
4'I/f'1JI.
/11141}'"
ОРЦ-2
6/Jле" RS2Лс
1}
Рис. 2. ВнешниМ ВНд (о) н Ф1НКUНОН-ЛЬН8R схема (6) микроnpoц сорноrо ycтpoiicтu.
S8щиты н аВ'1РМ8П11Ut .IСирнус"
11
чей СИПJaла об отказе ero действия. Наработка на отказ составляет
25 тыс. ч.
Устройство РЗА "Сириус" выполняется в корпусе размерами
350 х 350 х 150 мм и имеет массу 10 Kr (рис. 2, а).
На рис. 2, б приведена структурная схема устрuйства. Ero вычис-
лительная '.асть состоит И3 платы rлавноrо МП ПРU-I. БсrlOмоra-
тельный МП ПРU-2 расположен на плате аналоrо-цифровоrо пре-
образователя АUП предварительно обработанных аналоrовыми
активными частотными фильтрами мrнояенных напряжений.
Напряжения пропорциональны фазным токам 1., I h , 1, и току нуле-
вой последовательности 3/() первичных измерительных трансфор-
маторов ТА (см. рис. 3) и трансформатора тока (ТТ) нулевой после-
довательности ТАо. Токи преобразуются в напряжения вторичными
измерительными трансформаторами TAL. наrруженными балласт-
ными резисторами (рис. 2, б).
Аналоro-цифровой преобразователь, полключенный к указан-
ным напряжениям аналоrовым мультиплексором (на рис. 2, б не
показан), с интервалом дискретизации T Tn/12 1,66 с выдает
дискретные в двоичном коде MrHoBeHHbJe зна'rения напряжений
и(пТ), аналоrичные дискретным MrHOBeHHbJM значениям тока
ip(пT), показанным на рис. 1, а (1 3 выборок за период ТП промыш-
ленной частоты).
Микропроцессор ПРU-2 выполняет функции цифровых частот-
ных фильтров принужденных составляюlUИХ напряжений, пропор-
циональных токам электромаrнитноrо переходноro процесса КЗ,
выделяет их ортоrональные синусную и,(пТ) и Косинусную
и,(пТ) составляющие (см. рис. 1) и симметри'IНУЮ составляющую
обратной последовательности и ВЫ'lИсляет сумму rармоник (7-й и
близких к ней) тока нулевой последовательности.
Через каждые три интервала дискретизации, т.е. периодически
через время ЗТ т,,/4 5 мс, необходимое для выделения указан-
ных составляющих [1], результаты вычислений передаются в rлав-
ный процессор ПРU-I.
rлавный процессор, сuдержащий ПЗУ с проrраммами функцио-
нирования, ОЗУ лискретных зна'lений указанных напряжений и их
составляюших и друryю оперативную информацию, производит
возведение в квадратортоrональных составляюших и их СУММИРОIJа-
ние (см. рис. 1, а), вычисляет квадраты амплитуд наиБОЛhшеrо из
фазных токов, тока обратной последовательности и сумму квадра-
тов амплитуд rармоник тока нулевой послсдовательности.
Затем они сравниваются с установленными значениями (устав Ка-
ми) токов срабатыВ<lНИЯ РЗ. При преIJышении ими уставок запуска-
ется таймер необходимuй задержки срабатывания первой ступени
(отсечки) токовой защиты от КЗ или ее второй и третьей ступеней и
12
a-MIf
:
I
I
I
I
I
I -шr
I
I
I
. . с
Т'
к
r "'I
L .J
I
q"
Q2'
'"
.вАс
Рис. З. Схема подключения MHKponponeccopHoro устроАсп.а 1UЦИ1"bl н автоматики
КСириус.
дрyrих РЗ. При этом уставки автоматически несколько снижаются
для 06еспе'Jения IIbIcOKoro (близкоrо к единице) коэффициента воз
врата измерительных реле максимальноrо тока, что является олной
из особенностей микропроцессорноrо устройства.
13
rлавныii процессор ПРЦ 1 выполняет лоrИ'lеские алrоритмы
УРОВ (рис. 3). АПВ выключателя. частотноrо nOBTopHoro ВКЛю
чения (ЧАПВ). КООРllинацию И выполнение сиrналов управления
выключателем и отображения информации.
При запуске. срабатывании и наборе задержек и выдержек BpeMe
ни РЗА процессор nepenporpaMM"pyeT так называемый сторти:свой
WD тзймер (см. рис. 2. 6), который 11 обычном (ждушем) режиме
устройства ПРОИЗIIОДИТ ero периодическое теСТИРО1J3ние и Mor бы
приводить к отказам действия РЗА на отключеНие и включение
выключателя.
rлавный процессор ПРЦ I может обмениваться информацией с
ПЭВМ (по интерфейсу RS 232C) или по DOлоконно оптической
линии связи (ВОЛС) с вышестоящими уровнями иерархической
автоматизированной системы технолоrическоrо управления
(АСУ ТП) (рис. 3).
На структурной схеме устройства (рис. 2, 6) показаны плата rаль
ванической (оптронной) развязки входных (выходных) цепей и МП,
исполнительные (выходные) электромаrнитные реле с rермети
зированными маrнитно ynравлясмыми контактами, панель yn
рамения и исто'шик питзния постоЯнноrо ИЛИ ncpCMeHHoro (по
бестрансформаторной схеме) тока.
Панель управления содержит кла"иатуру (четыре кнопки) и жид
кокристалличеекий (ЖК) лисплей. с платой управления, ключи
задания nporp3MMhJ работы (конфиrураuии) устройства И светодио
ды еиrН'U1изации о ero действии. Настройка КОНфИl-урации ()суще
ствлястея с клавиатуры, от ПЭВМ или rlO ВОЛС от АСУ ТП.
На рис. 3 приведсна схема подключения МИКРОllроцессорноrо
устройства РЗА "Сириус" штепсельными разъемами к пеРIJИ'lНЫМ
измерительным трансформаторам тока ТА, ТАо, к цепям внешних
входных сиrналов (набор KOHTaKТUII К с обозначениями их функuио
налl>НОro назна'IСНИЯ). цепям отключения и сиrнализаци", к ПЭВМ
и ВОЛ С (через оптрон VE), "сточнику питания.
На рис. 3 показаны исполнитеЛl>ные электромаrнитные реле KLc
обозначениями их ФУllкuионзльноrо liaзна'lения, UСflИ возбужде
IjИЯ релеотключенноrо РПОи включенноro РПВсостояний выклю
чателя Q от ero вспомоrатеЛl>НЫХ контактов Q. /. Q.2 через обмотки
электромаl-НИТОВ включения УАС и отключения УА Т выключателя,
светодиоды VD.
Автоматическое устройство поиска nовреждеННОlО присоединенин
ИМФ 10предетавляетсобой напраWlенную РЗ нулеllОЙ последова
тельности с действием на сиrнал. Применяется 1J сетях с изолиро
ванной или нсдокомпенеироваllНОЙ нейтралью, поскольку фУIIК
ционирует на ОСflове определснии фазы eMKOCTHoro тока Н П про--
мышленной Частоты в контролируемом присоединении не меньШе
0,25 А. Устройство рассчитано lIа 10 присоединеllИЙ ЛЭП Л/ +
+Л/О. Оно подключается к соединеНIIЫМ по схеме разомкнутоrо
14
Jl
Рис. 4. ФуикцноналЬНaJI схема NIЩКInpoцесСОJUlOro )'стройсп.а поиска ПОlрежценнOПJ
IIрисоедннеННR ИМФ 10
треуroльника обмоткам трсхоБМОТО'lНОro трансформатора напря
жения (ТН) TV n и к измерительному трансформатору тока нулевой
послеДОllательности ТАо кабельной или специальной ДЛЯ присоеди
нений кру конструкции.
УстройстlJO обеспечивает вывод на алфавитно цифровой индика
тор АЦИ (рис. 4) слеДУЮlllей информации:
номер повреЖденноrо присоединения;
время и день возникновения 033;
действующие зна'.ения первичных напряжений и тока ИП ло
вреЖденноrо присоединения;
фазы токов НП во всех присоединениях.
Информация запоминается 1) девяти последних 033.
Устройство выполнено на микропроцессоре ПРЦ типа
K1810BM88, который ПРОИJВОДИТ фиксацию в те'.ение двух перио
дов 1;, промышлеllИОЙ частоты через указЗliНЫЙ интерв<VI T 1;,/12
дискретных MrlloBeHHblx значений напряжения зu n и токов
3/ 0Лl + З1 0Jf1О (рис. 5) нулеllОЙ последовательности поступаюших от
аналоrО ЦИфрОllOrо преобразователя АUП (рис. 4). Напряжения и
токи ВТОРИ'IНЫХ измерительных трансформаторов ВИТ предвари
тельно фильтруются активными ашшоrовыми частотными фильтра
ми А ЧФ и через аналоrовый мультиплексор М П поступают последо
ватеJlЬНО 110 времсни на АЦп.
Процессор ПРU производит их окончательную фильтрацию.
корректировку фаз токов, необходимую, в связи с указанным по
следоnатсльным ПОСТУlUlением их MrHoBeHHbIx значений в АUП,
определение уrлов сдвиrа фаз между комплексными напряжением
Зll О и токами З10Лl'" 3lолю и выявляет поврежденное Присое
динение. фаза тока НП в котором противоположна фазам токов
неповрежден ных присоединений.
Запуск устройства ПРОИЗВОI1ИТСЯ при превышении появившимся
напряжением ЗU О НЛ устаноменноro элементом задания уставок
ЭЗУзначения ЗUОу, а током значения З/Оу'
IS
ТА! lI oA ,
:=]1
::JI
:=]1 O#ITA"I+-
::JI Л алs
31 <-ТА.l0
:=]1
:JI
:JI Jl ОЛ11I 111111'
:JI 05щuи О. U/IЛ/ Л.
TVL
KLI
OтKIl7
КL2
'\СtШНl-'U1UЦUК
----<-tф, ПатlIllUe
JU.
0#1 Tv"
(1)
Сll2нuлиЗl1ЦUfl
epaQ.",
=22 (=110J4
Рис. 5. Схема подключении устройства ИМФ 10 и цеПJIМ первичных измерll1'e.llWl.WX
трансформаторов
Срабатывание устройства СИ1Нализируется замыканием KOH
такта КL2(рис. 5) ИЫХОДllOrо реле ВР(рис. 4), а номерЛЭП, на KOTO
рой произошло однофазное замыкание на землю, высвечивается на
алфавитно uифроROМ индикаторе АЦИ
Проuессор периодически про изводит тестирование устройства и
при еl0 неисправности возбуждает выходное реле сиrнализации
КLI об отказе.
Вывод информации на JfflДикатор АЦИ производится четы
реХКНОПОЧIfОЙ клавиатурой КЛ. Индикатор высвсчииает абсолют
ные значения (модули) и фазы токов НП и друryю обширную
информацию.
При ПОДКJlIO'Iении устройства особое внимание обращается на
правилыlOСТЬ полярности обмоток первичных TV o , ТАо и вторичных
TVL, TAL измерительных трансформаторов (начала обмоток на
рис. 5 обозна'lены точками), поскольку устройстl!O функционирует
по прИНUИI1У сравнения фаз [1].
16
з. Микропроцессорные комплексы
релейной защиты и автоматики
НТЦ "Механотроника"
3.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ
Научно техническим цснтром "Механотроника" совмсстно с
ЛЭМЗ и "Электромаш" выпускаются комплекты мноrофункцио
налЬНЫх МИКрОПрОllеесорных блоков РЗА типа БМРЗ 04, спеllИ
альных РЗ синхронных электродвиrателсй БМРЗ де, автомати
чсской ',астотной разrрузки и ',acTOTHoro АПВ типа БМ АЧР с
мноrОФунк!!иональным цифровым реле частоты БМ МРЧ.
МНОZQФункциОНОАЬН"'Й JНикропрОЦi?ССОрный блок БМРЗ 04 наибо
лее универсален и выполняет функции:
направленной трехфазной или ненаправленной двухфазной
трехступенчатой токовой РЗ с комбинированным пуском по Ha
пряжению с нсзависимой и обратнозаl!ИСИМОЙ от тока выдержкой
времени;
направленной РЗ от однофазных замыканиR на землю;
зашиты от несимметрии наrрузки и обрыва фазы;
лоrической РЗ шин;
резервирования отказа выключателей (УРОВ);
автоматики nOIlTopHoro ВКЛlO'lения (АЛ В);
автоматики включения резервных выключателей (АВР);
автоматики оrраничения снижения напряжения (РЗ минималъ
Horo напряжения);
исполнения воздействий автомаТИКИ оrраНИ'lения снижениR и
повышений частоты и частотноrо АЛВ;
определения места повреЖдения и осциллоrрафирования элект
рических вели'IИН в аварийных режимах;
выполнения команд от внешних устройств ynрааления;
электродуrовой защиты и самодиаl"НОСТИКИ.
БлОК защит синхронных электродвиzатеАi?Й БМРЗ де содержит
новую по принuипу действия РЗ ОТ возможноrо после отключения
17
КЗ в сети выпадения ero из синхронизма. защиты любых электро
двиraтелсй от несимметрии и повторноrо пуска при переrpеве.
ФуНКJlиональные и информаJlионные возможности БМРЗ ДС:
настройка путем проrраммирования;
мсстный и дистанционный ввод пара метров настройки;
отображение установленных значений параметров срабатывания
защит;
сиrналИЗ3JlИЯ срабатывания РЗ и о неltсправностях на панели
блока и в АСУ ТП. учет качества пусков РЗ;
отображение напряжений и токов ОП;
измерение потребляемой СД активной мощности;
контроль и индикация ПОЛОжения выключателя СД;
запись nYCKOBOro тока СД. учет количсства ero пусков;
информация. хранение и отображение информации о запусках РЗ
прн пусках СД и срабатьшаниях РЗ при трех последних аварийных
ситуаииях;
ОСJlиллоrрафирование напряжений и токов последнеrо КЗ;
непрсрывный самоконтроль исправности и возможность провер
ки оператором бсз отключения блока;
дВухсторонний обмен информацией с ПЭВМ и АСУ ТП.
Микропро,(ессорные блоки БМ МРЧ и БМАЧР выполняют функ
иии измеритсльно выIислитсльнойй и исполнительной частей aBTO
матики оrраНИ'lений снижения и повышения частоты с контролем
снижения напряжения и частотноro АП В и обеспечивают:
предотвращсние снижения частоты 110 OnacHOro уровня по yc
ловию наступления нсобратимоrо лавинообразноrо ее падения
("лавины частоты"). Т.е. функиионирование автоматики частотной
разrpузки катеrории АЧРI;
восстаН01lJlение нормальноrо уровня частоты автоматикой час
тотиой разrрузки катеrории АЧРII;
предотвращенис быстроrо снижения частоты автоматикой,
ФУНКllИонирующей по скорости ее падСНИIJ АЧРIII;
АП Б ОТКЛЮЧенных А Ч РI А Ч PIII потрсбителей элсктроэнерrии
после восстановления частоть!.
Они такЖе ВЫПОЛНIJЮТ информационные и ссрвисные функции И
обладают самодиаrностикой.
3.2. мноrоФункционАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
Микропроцессорный КОмплекс типа БРМЗ 04 ВЫПОЛНяет раз
личные функции РЗА. управления и сиrнмизаJlиИ и облапает. как
указьшалось. обширными информационными и сервисными СВОЙ
ствамн. Он содержит ступенчатую токовую направленную РЗ от
18
междуфазных К3, заЩИ1Уотзамыканий на землю, отнесимметрии и
обрыва фазы, защи1У минимальноrо напряжения и RЫПОЛНЯет
функиии УРОВ, ЛПВ и исполнительной части ЛЧР и ЧЛПВ.
Трехступенчатая токовая защита с контролем по напряжению и
направлению мошности К3 и ускорением действия имеет неззвиси
мые выдержки времени DT/ первой (реле максимальноrо тока КА /)
и DT2 второй (реле К(2) С1)'пеней и обратно зависимые от тока xa
рактеристики выдержек времени DТЗтретьсй (реле тока КАЗ)ступе
ни (рис. 6). Характеристики определяются Rычислениями времени
срабатывания в секундах по соотношениям:
международная инверсная L типа (рис. 7, а)
'L O,14Кy/I(/P//y)0.02 1); (1)
международная длительно инверсная N типа (рис. 7, б)
'N 120Xyf[(JP//y) 1);
(2)
полоrая, аналоrичная характеристике ИНдУКЦионноrо реле РТ 80
(рис. 7, в)
,.
n
1
20{((/pf/y) 1)1.8 +Ту)'
(3)
крутая, аналоrичная характеристике электромаrнитною реле
прямоrодействия РТМ (рис. 7, z)
'. 1 , (4)
30[(/pf/y)3 +Ту!
rде /р, lу ток на входе И установленный ток срабатывания; Ку
_ установленный коэффиuиент; Ку 0,05 .,. 1,0, изменяется через
AK 0,05; Ту установленная постоянная IJЫДСРЖКИ времени;
Ty 0,1.,. 1,0 с, изменяется череЗАТ 0,1 с.
Характеристики устанавливаются ключами SG/O, SG/J, а клю
чом SG9 вводится независимая от тока выдержка времени DT4
(рис. 6).
Измерительная 'Iacть РЗ реализуется проrраммными опера
ииями:
трех однофазных нзмерительных реле максимальноro тока КА / +
+ КАЗ, подключаемых (ключами SG/<- SGЗ) 'Iерез максиселектор
тах ко RТОРИ'IНЫМ измерительиым трансформаторам тока TAL,
наrруженным балластными резисторами R;
onHOro измерительноro реле минимальноrо напряжения KV2 с
миниеелектором min трехфазною напряжения вторичных TpaHC
форматоров TVL;
19
1:5
TVL
(/. I
и 1
VИТJ
GЛIN(AЛ8111'»>
DW2
1
О/1/К6.
2
" 'PU/II II«I .
Рис. 6. Ф)1IJЩIЮ......... ""ема то...... .",..В.aТOII...... мпропроцесеорноro """"АC11I8 3IDIIIIW . 88IOМ811IIDI БРМЗ 114
t;h.
'ии
tK,c
,ои
K 0,05
,0
t,.c
lио
'f".c
100
10
10
1(,<1.0
К,'0,8
I
к:0.5
K.f1.D
к:0.8 коо,l
K,to,s 1
.(;00,1 Koo.l
т,.1I&
,
r;s,o.
"",2,0.
0.1
rro,s.
0.01
КО/М
7i"o,lc
К:Щ
0,11 1101J1GI!1Лi 0.11# "OI116191/1,o.ll05225J.f Н//у
а) If) "'
Рис. 7. ХарактермC'11tКJI еыдержек аремен:и-rpen.eJt C1)'1leHH мm:ponpoцессорной токоваЯ зa.u:uпы:
фильтра ZV2 и реле KVl напряжения обратной последователь
ности;
двух измерительных реле КWнапраllJlения мошности, опредепя
юших, как указывалось, уrлы сдвиrа фаз между напряжениями и
токами ll.1" L. и 11.<. L" включенных по 90 rрадусной схеме (1 J, с
выходом "ерез поrическую операцию ИЛИ (на схеме не показана).
Функционирование РЗ традИ'lионное. Все три c-тynсни MOryт
контролироваться (лоrические опсрации DXJ DХЗ) через ключи
SG4 SG6 по минимальному напряжению (ключ SG7) или (опера
ция DW1):
по напряжению обратной последовательности (ключ SG8);
по напраllJlению мощности К3 (ключи SGIЗ, SGI4).
Первая (КА/) и вторая (КА2) ступсни с токами срабатывания,
обозначенными как I)}, 1}) соответственно и устанавливаемыми в
пределах 1,5 -;- 100 А (через О, I А), дсйствуют [операция DW2
(ИЛИ» на отключсние выклЮ'.атсли. Третья ступень (КАЗ) с током
срабатывания 1), устанавлиuаемым в пределах 0,5 -;- 50 А (через
0,1 А), действует в зависимости от положения ключа SG/7Ha oт
ключение или на сиrнализацию о перезаrрузке.
На схеме (рис. 6) показаны особенности проrpаммной РЗ:
цепь (DWЗ и клю', SGI6) формирования сиrналов КNlтактами
repKoHa KL, запускаюшеrо лоrический алrоритм зашитноrо отклю
чения шин раСllредустройства;
формирование (операция DX4) сиrнала о запуске первой и втo
рой ступеней зашиты;
цепь запрета (блокировки) АПВотпервой (КА /) ступени зашиты;
дистанционное упраllJlение настройкой (переключение про
rpaMM) измерительной и поrической 'шстей;
Рис. 8. ФунkWt:Онam.JIIR схема апroрR1М3 uroматмЧf'CКОro n08TopHOro ВКЛIO'IfНИ.
22
."
р""".
L AII '
Рис. 9_ Функциональная схема алroркnta звтоr.tR"ПfЧескоro включения реJeрВИОro
аыключатеJUI
иепь YCKopeHHOro отключения (УО).
Защита от замыканий на 3е,,'L1Ю функuионирует с контролем или
только напряжения, или напряжения и тока, или напряжения, тока
и направления мощности нулевой последовательности (устанавли
ваетея nporpaMMHo) с ОДНОЙ или двумя независимыми выдержками
времени срабатывания. Характеризуется низким током (от 0,05 А) и
напряжением (от 5 В) срабатывания.
Защита от неt:uм."етричнои пере рузки и обрыва фазы является
традиuионной токовой защитой обратной последовательности.
Выполнение функции резервирования отказа ВЫКJlючателя (УРОВ)
предусмотрено только в БРМЗ ввода в КРУ и сеКUИОНllоrо BЫ
ключателя.
Автоматика п08торною tnUЮ'lения выключателя (ШВ) запуска
ется, как обычно [11, при несоответствии положения КIIюча управ
ления и состояния выключателя. Пуск производится дискретным
сиrналом (лоrической единиuей) от токовой РЗ ТЗ или (операuия
DW/) от реле РПО ОТКЛюченноrо положения ВЫКЛЮ'lателя (рис. 8)
н при rотовности ДПВ к действию (операuия DX/).
При ВКIIЮ'lенном КЛЮ'lе SG / релейный формирователь F / вьшает
дискретный импульсный сиrнал, который, поступая на вход Sтриr
repa ST/, запоминается им при отсутствии запрещающеrо сиrнала
иа входе Rобшей блокировки ДПВ (операuия DW3), еrоблокиров--
ки от первой ступени (КА / ) защиты, запрета при действии УРОВ
ми иеисправности БМРЗ.
23
Через операцию DX2 при наличии единичноrо лоrическоrо
сиrнала об отключенном выключателе от РПО запускается таймер
мп DП и, спустя время срабатывания nepBoro цикла АП8/, фор
мирователь FJ через DW4 импульсным воздействием повторно
включает выключатель.
При необходимости (включен SG2) срабатывание АП8/ запо
минается триrrером SТ2(через F2, DXJ) 8Тороrо ЦИКла АПВ2, если
На ero входс R отсутствует один ИЗ указанных запрещающих сиr
налов или сиrнал запрета АП82 ПО напряжению нулевой по--
следовательности ЗU О (операции DWJ, DW5, ключ SG4). При этом
сиrналом формирователя F2, ПОСтупающим через DW2 на вход R,
триrrер ST/ возвращается в исходное состояние.
Через установленное оремя таймера DТ2при наличии сиrнала на
входе DX40 новом отключении ВЫКЛЮ'18теля (от РПО) формирова
тель F4 через DW4 оыдает импульсное воздействие на включение
ОЫКЛЮчателя оторой раз. Формирователь F5через DW5возвращает
триrrер ST2 в исходное состояние И через DW2подтверждает возврат
триrrера SТl.
Время срабатывания устанаоливается от 0,5 с через 0,1 с, а время
rотовности к новому действию составляет 120 с.
АвтOJкатика 8КАючеllUR pe3f'pBHOlO вЫКАючаmf'JIЯ (АВР) имеет oco
бенность обеспечивает повторное яключение рабочеrо и отклю
чение резервноrо ОЫКЛЮчателей после восстановления напряжения
на рабочем оводе. Поэтому проrраммно реализуются как традици
онный пусковой ортан как минимальноrо (измерительныс реле
KVI KVJ на рис.9), так и макеимальноrо напряжений (реле
KV4---- KV6) с переключением TVL с TV секции на ТVрабочеrо ввода.
Второй особенностью является формирование сиrнала раЗреше
ния A8P(repKoHoM KLJ), которое не происходит при несимметрич
ном напряжении на рабочем вводе (неотключенное дв азное КЗ),
контролируемом операцией еоопадения (инверсией) DХ3(И НЕ)
срабатывания IIсех трех реле максимальноrо напряжения, и при Ha
личии однофазноro замыкания на землю, контролируемоrо измери
тельным реле напряжен!!!!.....КV7 нулевой последовательности (при
включенном SG2) через DWI (ИЛ И НЕ).
При наличии сиrналов разрешения АВР и от реле включеиноrо
положения РП81 рабочеrо выключателя, срабатывания всех трех
реле KVI КJtЗ минимальноrо напряжения И отсутствии сиrналов
блокировки А8Р и неисправности БМРЗ проrраММIIОЙ операцией
DX 1 (при включенном SG 1) запускается таймер DT / выдержки Bpe
Мени срабатывания АВР. Ero лискретный сиrнал, поступая на оход
S, триrrера ST/, запоминается им при отсутствии на вхоле R(опера
ция DW/) указанных запрещающих еиrналов. При нали'lИИ сиrнала
от реле отключенноrо положения РПО резервноrо выключателя че.
24
' C
1 11
r Q
., '" /If
У!
С
С
С "
ю
МАС
00- ель
,
2
Z JC УЕ
ко
I МАС
.1 'С'
I
I ТА IC
I , IC M
I к" сл. ..
М88
I УС ни
1
I KL8 кир
.. KLII
I -5- ,.,
L .... ,л> ка KLI2
, KL1J
УАТ lQ.f , KL2 KL8
УАС : Q.z , ка ка
KL11,.
ttQ6 KL1S
"RxTx" "RхТх"NЛ
ItS--212 N/1Kf'/ иеI11> ка8 .,,,
п:J8Н
ЕЛ
УС 7"
"S +85
АС!!
ВЛ
ки
KL2
4058 KLJ-NLG
'S8 KL7
.2.., 6
. .
Рис 10. Схема подключеllИЯ микропроцеССОРllОro устроИствз .J.I1ЦИ1Ъ1 И 88ТО\о181"И1О1
БРМЗ 04
25
рез оперauию DХ2формирователь Еl возбуждает [еркон KLl, воз
действующий иа ВКlIючение резервноro ВЫКlIючателя (АВРвкл.).
Сиrнал ВКlIючения запоминается триrrсром ST2, подrотавливаю-
щим (операция DX4) формирование ВО1действия на отключение
резсрвноrо ВЫКlIючателя (АВР оmКJ1.). ОТКlIючение происходит
после срабатывания onHoro из реле (KV4) максимальноro напря-
жения: Jапускается таймер DT2 и при наличии сиrнала от рсле
ВКlIюченноrо положения секционноro ВЫКlIючателя РПВ2 (опе
рацИЯ DX5) с выдержкой времени DT3 импульсным сиrналом
формирователя F2 возБУЖдается rеркои KL2. Выдаются сиrналы
информании о пуске, ВКlIючении (Пуск АВР) и ОТКlIючении
(АВРvmкл.) резервноrо ВЫКlIючателя.
Длительности Dыдержек времени постоянны и составляют 0,5 с, а
длительности импульсных воздействий возбуждения repKoHoB KL/,
KL2 равны 0,8 с.
Автоматика Оlраничения снижения напряжения представляет
собой проrpаммную РЗ минимальноrо напряжения с контролсм
напряжений двух или трех фаз с уставками измерительных реле
минимапьноro напряжения 20 80 В и ВЬ1дсржками времени
0,1 100 с, изменяемыми через I В и 0,1 с соответственно. При
пуске токовой РЗ производится запрет ее действия.
Комплект БМ РЗ состоит иJ нескольких блоков, адаптированных
к присоединениям КРУ: рабочий ввод (БМРЗ ВВ), секционный
ВЫКlIючатсль (БМ РЗ СВ), воздущная или кабсльная линия. Особым
ЯDЛяется блок специальных РЗ электродвиrатслсй БМРЗДС, со-
держащий новую по принципу действия автоматику опережающеrо
ОТКlIIО'lения синхронноro электродвиraтеля, предотврашающую ero
попадание в асинхронный режим.
На рис. 1 О приведена полная схема виешних подключений БМРЗ
к пеРВИ'IНЫМ измерительным трансформатuрам напряжения TV и
тока ТА, тока нулевой послсдовательности ТАо, цепям управления
электромаrнитами УАС ВКlIючения и УА Т uтключения и фиксации
состuяний ВЫКlIючателя Q: ВКЛЮ'lен (релс РПВ), ОТКlIючен (реле
РПО), а такжс к ПЭВМ и ВОЛС к АСУ ТП (каналы RS 232 и
RS-485). Показаны коитакты разъемов ПОДКlIючения модулсй, иJ
которых состоит БМРЗ: аналоrовых сиrнапов МАС, циФРОВОfО
прсобраJOвания МЦП, ввода-вывола МВВ, блока питания Бп.
Показаны оптorраН.!Истuрные элементы-оптроны VE lальвзниче-
ской развязки внешних цепей и микропрuцессорных микросхем.
Для IIнешнеrо подключсния поставляются соответствующие
жrуты ПРОВОДОВ.
26
3.3. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ЗАЩИТЫ
ЭЛЕктРодвиrАТЕЛЕЙ
Из указанных в 3.1 функциональных и информационных
свойств микропроцессорноrо комплекса РЗА электродвиrателей
БМРЗ ДС особо выделяется новая, реализуемая только расчетным
алrоритмом о реальном времени микропроцессорная функция опе
режающеrо автоматичеекоrо отключения (ФОО) синхронноrо
электродвиrателя (СД) при КЗ в сети, который после отключения
К3, выпалал бы изсинхронизма. Такой асинхронный режим при Ha
ЛИ'IИИ возбуждения крайне опасен дЛя мощных СД овиду не только
динамических воздействий токов, превышающих токи К3 иа ero BЫ
водах, но и возможном механическом резонансе, разрушающем СД.
Алrоритм опсрежающеrо отключения выявляет К3 в элеКТРИ'lе
ской сети и определяет сохранит ли СД синхронную УСТОИ'IИООСТЬ
после отключения К3. Дня ЭТОrо используется информация о
напряжениях и токах прямой и обратной последовательностях и об
активной мощности.
Проrн03 DOзможноrо выпаления из синхронизма производится
расчетами в темпс псреходноrо процесса и сопоставлениеМ избы
точной кинетической энерrии ротора СД с ее предельно допусти
мым ПОУСЛОIIИЯМ сохранения СИНХРОНIЮЙ устойчивости значенисм.
Задаваемые дЛЯ реализации функции опережающсrо отключения
установленные значсния (уставки) симметричных составляющих
напряжений, токов, активной мощности и допустимой избыточной
энерrии ротора OIlределяются электромеханическими данными ед
и приюдноrо механизма.
Прооеденныс испытания на физической модели РАО "fазпром"
СД мощностью 4000 кВт пока3алИ лишь 3 % излишних ero опсре-
жающих отключений при К3 в электрической сети.
Нетрадиционной является и Р3 от nORТopHoro пуска переrретоrо
СД, также функцнонирующая на основе расчетноrо алrоритма ero
теПЛОВОrо состояния. Не практиковалась ранее и РЗ приводноrо
arperaтa 01' опасных дЛя иеrо дискретных изменений наrрузки.
Защита СД от К3 и ненормальных режимоо работы (переrрузка,
несимметрия, однофазное замыкание на землю) осуществляется
устройствами. входящими в состав мноrофункциональноrо блока
БМРЗ-1I4 (см. 3.2).
На рис. 11 приведена схема подключения БМР3 де к измери
тельным трансформаТОР<lМ напряжения ТУ и тока ТА электродвиrа
теля, к электромаrнитам УАТотключения и УАСвключения выклю-
чателя 'Iерез сиrнальныс контакты Q./, Q.2ВЫКЛЮ'Jaтеля Q (на рис.
не показзн), источнику питания / 220 В (nocТOIIHHoro или пере-
MeHHoro тока), а также к ПЭВМ (канал RS-232) и воле с АСУ ТП
27
POJemXf1
/lfBB X! РПlО SОR!I
ки Ц Л" .
OтKUl1 ,
ни "
OIlK/1s2 21
ни 12
SQЩ.С 2
S
HL+ .222
1.1
ни IZ п 18
9
ка НI1Iзо8 2.J
2+ Же ,"1
ни 3НН- 2 7
(J
ки иu 10
2G
ТА К, 3HH 1 9
17
15
25
5
1/i
MlI.n X2
Цеп!.
/1'0 .1
т,о >
снв 7
/11 9
"'S8tfл 2
D5щ. 1
Нилка D Sи#
МЛ Х2 "RrT/(" "I1,Т;т.- DB 9H
цеп!. "" 11l3 21J2)
flxD 2 TXO
"-е ТАО J Нх CI/l.J1
СНО > CNO <Л3/J1/
11/ 9
Рис. 11. Схема ПOДКJIЮ'I НН1I микpuпрuцеttорноli 33l1.UП'Ь1 синхронных электро1Ulltra'J'80-
.пА БРМЭ де
28
(канал RS 485). На схеме (как и на рис. 10) обозначены модули aHa
лоrО6ЫХ сиrНaJlO1! МАС, uифровоrо преобразователя мип. BBoдa
вывода МВВ. блока питания Бll. Показаны светошюды VD/, VD2
сиrllализаuии включенноrо (РПВ) и ОТКЛЮЧСIIНОro (Р/10) положе
ний вык.lючателя.
К модулю MBB X2 розеткой РП/О.JОЛУ IJодключается жryr
lIpоволов от контактов исполнительных реле KL / + KL 14, Функuио
нальные назначения которых обозначсны:
ФОО Функuия опсрежаюшеl'О отклю'.ения;
ЗМН зашита минимальною напряжения;
ЗПД зашита IJCperpeToro электродвиrателя;
ПРДП предупредительная сиrнализаUИЯ.
KOHTaKTO реле КL/5 производится отключение выключателя
элеКТРОД6иraтеля.
3.4. АВТОМАТИКА ЧАСТОТНОЙ РАзrрузки
И nOBТOPHOrO ВКЛЮЧЕНИЯ
Микропроuессорный блок автоматической частотной разrрузки
БМ АЧР совместно с блоком мноrофУНКUИОНaJ1ЬНОro реле частоты
БМ МРЧ обсспечивают ФУНКllионирование исполнительной и
измеритеЛЬНО НЫIIИСjIИl.ельной частей автоматики оrраничения
снижения частоты аВТО\laТИКИ частотной разrpузки катеroрий
АЧРI. АЧРII и АЧРIII и 'ш<..-тотноro АПВ.
Важная особенность IИКРОllроцессорной частотной автомати
ки свойство адаптивности к возникающему дефициту мощности
Не допускает излишних отключений при снижении частоты.
Отличительными особенностями ее измерительной части
ЯВЛЯются:
IlPOl-РЗММИРОванис Восьми частотнЫХ измерительных реле С
контролем частоты, скорости ес изменения и наIJряжения;
высокая точность и стабильность уставок 110 частоте В переделах
45 + 55 ru, скорости изменения 'lacToTbI О < df/d/ S 10 [цjc, напря
жения 0,4 + 1,2 номинальнош значения, выдержек времени АУ РII и
ЧАПВ, изменяемых ВlIределахО.,. 120 с;
ОСllиллоrрафирошшие Э.lектри'.еских величин переходных про-
цессов изменений частоты:
интеллеКТУaJIЫlЫЙ интерфейс (с оператором) с кдавИЗ1Урой и
алфавитно цифРОВblМ ДИСIL1ССМ:
наличие кзна.,тов связи с ПЭВМ и АСУ;
высокоэффективная са одиаrностикз.
Действие измерительной части (БМ МРУ) основано lIа счете
тактовых импульсов в те'.ение И)МСllяюшеися (при СllижеllИИ или
повышении частоты) ллительности периода. Используется вычи
,29
тающий счетчик, в который периодически после каЖдоrо С'lитыва
ния записывается некоторое КОЛИЧеСТВО импульсов, значительно
превышаюшее их число, Р'IJмешаюшееся на интервале времени,
равном номинальной мительности периода промышленной час
тоты. В течеllие истинноrо времени периода изменения BxoHHoro
напряжения ПРОИЗводится вы'штание тактовых импульсов из счеr
чика. Разность записанноrо и остаВШеrося к концу периода в счет
чике импульсов отображает ero длительность, обратно пропорцио-
нальную частоте.
ВЫ'lисленное значение 'lacTOTbI сопоставляется С храняшимся в
памяти М П набором УLтановленных ее зна'lений, соответствуюшим
срабатываниям очередей АЧРI, АЧРII и ЧАП В. Uифровым ilИффС
реНUИРОВilнием определяется скорость изменения частоты, двоич
111 AfP
P9'll»l(g
РЛ/IJ-2ZЛil
K'Z
KLJ
КН
KL5
К'В
ка
ки
ки
ка
Жlv ml
Yлptr6лI.."
l'
IIАn8С ,.
1
" ,
'.
,
О.
РqЗl4Jl(1I
pnfO 22P9
Неы.
0"'/((1. О, 01
...
AflPl ., .
.. .
... 05
О, Н JКцт2
, D1
О О l'JJIKtlIU311..,
.
1.
flAn51 " "
1. "
« . " ,
,. ,.
, ,
,.. ,..
..ре 1 "
'8 '8
к,,.
ка5
KL1G
КU?
Рис. /2 СхС'ма подключения микропроuессорноro устройства 381"о"атмческой частот-
ноА разrp)'1КМ н частотноro а8ТОматиче коro пoвтuрноro включения (ЧАПВ)
30
ный код которой сопоставляется с установленной скоростью, cooт
ветствующсй срабатыванию АЧРIП.
Одной из особенностей М РЧ ЯШlяется проrраммированис и xpa
нение двух наборов установленных значений частоты срабатьшания
АЧР, автоматически переключаемых при изменениях режимов
работы собстuснных нужд электростаllUИЙ или систем электроснаб
жения, т.е. свойство адаптивности к режимам электрической сети.
Контактны с выходы БМ МРЧ с соответствующими обозначе
ниями их назначений показаны на схеме uнешних ПОllключений
исполнительной части автоматики частотной разrpузки и частот
Horo повторното включения, т.е. БМ АРЧ (рис. 12). Электромаr
НИ1.ные реле KL2 КL/Оуправляют uепями ОТКЛЮ'lения и включе
ния выклю',ате.lей, а KL// KL17 ВЫдают снrnалы информации О
действиях аllтоматики.
Функционирование автоматики частотной разrрузки и 'laCTOTHO
ro повторното включения поясняется функциональной схемой
алrоритма АЧРjЧАПВ (рис. 13). Предусмотрено два ето варианта А
и Б, псрсключаемые ключом SG8. По варианту А произоодится
отключение и uключсние выкпЮ'lателя двумя разными внешними
дискретными сиrналами АЧР и ЧАПВ, а по варианту Б по появ
лению и исчезновению одното дискрстноrо сиrнала А Ч Р.
При включенном ключе SG7и положении А ключа SG8дискрет
иый сиrнал (лоrИ'lеская единица) А ЧР поступает на вход S записи
триrrсра SТ/и запоминается им, если на входе RС'lитывания OTCYТ
ствует лоrичсская единица или (лоrическая операция DW/) от
ЧАПВ. ипидискретllЫС сиrналы от ключа МУместноrоупраuления и
(лоrическая операция DX /) от кнопки Кн.8"1I. включения выключа
теля оператором. При этом на третьем (инверсном) входс DW/ лоrи
ческая еllиница АЧР, На выходе DW/ и на входе R три rrepa лоrиче
ский нуль: lапоминание сиrналаАЧРразрешастся. С выхода ТрИrrе
A'''t/hflCA.
!i:Ur.:t. Функuнональная схема алroриТ1t8 аВТОМ2тическоА Ч8СТOnlОЙ pll:JJp)'JJ(Jf Н
31
ра ST/ единичныА лоrическиА сиrнал проходит В цепь АЧРоткл.
управления отключением ВЫКЛIO'Jaтеля.
Формирователь FдискретнOI'О сиrнала оrpаНИ'lенной длительно
сти (одновибратор), равноА времени разрешения частотноrо по
oтopHoro включения выключателя. I!Oздеiiствует На вход Sтриrrера
ST2 при условии (лоrическая операция ОХ2) налИ'lИя дискретных
сиrналов о rотовности nOBтoplforo ВКЛlO'lения и от реле РПОотклю
ченноrо положения выключателя. Сиrнал формироватсля F за
поминается триrrером Srl только после прскрашсния деАствия
очередеА автоматической частотной разrрузки исчезновения ло
rическоА единицы А Ч Р. Лоrичсский нуль А Ч Р, превращенный в
поrическую единиuy инверсным входом DW/. поступающую на
вход R считывания ST/, возвращает ero в исхuднuе состояние. На
выходах SТ1, DW2и на входе Rтриrrсра SТ2нули: запоминанне сиr
нала формирователя Fразрешастся. Выходная лоrическая единица
Srl запускает таАмер DT oTc'leTa выдержки времени срабатывания
ЧАПВ, воздействующеro на включсние отключенноrо действием
АЧРвыклю',ателя. По обратным связям через о W2триrrep SТ2еди
ницей ЧАПВ, 1J0ступающеА на ero ВХОД считывания R возвращается
в исходное состояние, а через DW/ дублируется воздействие на
возврат триrrера SТ1. При положении Б ключа SG8 сиrнал АЧР
проходит прямо в цепь управления отключением UЫJ(Jlючатсля, а
ЧАПВс выдержкой DТпроизводится после исчезновения лоrиче
ской единицы А ЧРсо входа Rтриrтeра ST2.
3.5. YnРАВЛЕНИЕ ВblКЛЮЧАТЕЛЕМ ОТ БРМЗ
Функциональныс схемы nporpaMMHoro управления выключате
лем от БРМЗ приведены на рис. 14. Лоrические операции DW/,
DW2 и О W3 (рис. 14, а) разрешают запоминание (вход Sтриrrера ST
памяти) сиrналов на отключение выключателя от обозначенных на
схеме цепеА РЗА (OW2) и по внешним сиrналам, u частности от
электродутовой зашиты ЭДЗ и от АСУ ТП (DW/). ОперациеА DX/
разрешается отключение оператором кнопкоА MeCTHoro управления
МУ, расположенной на панели БРМЗ, при наличии двух лоrических
единиц: разрешения MeCTHoro управления и сиrнала На включенис.
Запоминание сиrнала ОТключения запрещается (ВХОД R) при ОТКЛЮ
ченном выключателс (реле отключеШlOrо положения РПО) или при
неисправности БРМЗ (операция DW4). Воздействие на отключение
выдается соответствующими электромаrнитными реле KL 1, KL2.
Лоrической операцией DW2(рис. 14, б) производится формиро
взние сиrнала автоматичеСКОfО Включения БЫКЛЮ'lателя аВТомаТИ
кой БРМЗ и от АСУ ТП, однако он запоминается (вход Sтриrrера
ST) только, если нет сиrнала запрета (лоrическоА единицы на ин
32
Откл.U7АС/l
Откл.оm,?Д3 7
DWI"
нrз
QЗ30Л1КА.
зв",
ЗИН опrкл.
/lPDIJ"тKA.
6I1Fщ.llтк)1.
AIJP 11mкл.
/l. ек А8Р
A P откл.
РЛD
OтKtJlliMPJ
DW:1
,
2
DWZ.
,
.
.,
.
I
.
Ки........ .......
.,, л., у"Lи:- Л . 2
g)
K".иIACV
11м.
А
IIАЛВ
А6Р8кл.
pn/J
Отклl
Н (JСЛРI1'НI'&I1М /iH/'J
OтKa GИР:J
А8ШП
DW.!
,
:1
'}
Рис. 14. ФУН1(цнонал.ные схемы упрвапеИIUI O11UJ1OЧекием (о) и luючеНИеМ (6) 8ЫUIO-
чателА устроАсnом БI'М3-04
33
версном входе), формирусмоrо операuией совпадения ОХ /) лоrиче
ских единиu от кнопки MecTHoro управления МУи реле включенно
ro состояния выключателя РПВ и лоrическоro нулн от РПО. От
кнопки МУ запоминание сиrнала ВКЛЮЧеНИЯ ПРОИСХОДIIТ через
лоrическую операuию DХЗ (налИ'lIfе двух лоrических единиu (aнa
ЛOl.ично отключению см. DX/ на рис. 14, о) через DW2.
Запрещение запоминания сиrнала включения выключателя (вход
R снятия памяти Т на рис. 14, б) происходит при ero включенном
состоянии (лоrическан единиuа от РПВ на входе DWЗ), неисправ
ности ИЛИ отказе БМРЗ, отключенном автамаТИ'lеском выключате
ле шин питания АВ ШП.
Схема упраWlения не допускает мноrОКрзтноrо включения BЫ
){JIючателя: сиrнал на отключение Оmкл./ (рис. 14, о) через DW4,
DWЗ (рис. 14, б) поступает на вход R запрещения запоминания
сиrнала (триrreр ST) на включение и удерживается после ОКонча
НиН "роиесса ОТКЛЮ'Iения выключателя: если сиrнал на включение
Не исчезает, то с Jадсржкой ОТ(на 1 с) он фиксируется опсраl{ией
совпадения (ОХ4) лоrических сиrналоВ на ВКЛЮ'lение и зафиксиро
83HHoro по uепи обратной связи, охватывающей DW4, DX4. сиrнала
об отключении выключателя.
4. Микропроцессорные комплексы
релейной защиты и автоматики
000 "АББ Реле-Чебоксары"
4.1. ВИДЫ, НАЗНАЧЕНИЯ И ОС06ЕННОСТИ
Предприятием 000 "АББ Реле Чебоксары", объединенным с
МСЖllународным кониерном АВВ, созданы и поставляются микро
ПРОllессорные КОМПЛектные реле РЗА типов SPA 100, SPA 300 и
унифицированные КОМIIJIСКСЫ РЗАУС (тсрминалы) серий SPAC 800
ДЛЯ распределительных сетей, особенно комплектных распредели
тельных устройств (КРУ) и трансформаторных подстанuий (КТР).
Основанныс на последнихдостижсниях информационной техноло
rии они являются наиболее совершенными, отвечаюшими COBpe
менным требованиям комплексами РЗАУс.
Как цифровые микропроuессорные устройства Р3А SPA 100 и
SPA 300 итермииалы SPAC 800 интеrрируются В иераРХИ'lескуюси
стему аlJтоматизированноrо управления. Они обладают всеми YKa
занными выше. свойственными микропроuессорным реле особен
ностями их функuиональных характеристик, В частности высокими
(близкими к сдиниuе) коэффициентами возврата nporpaMMHbIx
измерительных реле, информаuионными и сервисными Функuиями
и высокой належностью, обеспечиваемой автоматическим само..
контролем rотовиости к действию.
Микропроцессорные реле типов SPA 100 и SPA 300 выпускаются
в корпусах шириной 142 мм, высотой 162 мм и rлубиной 250 мм, а
терминалы SPAC 800 шириной 320 мм, высотой 290 мм и rлуби..
ной 225 мм. Они имеют современное оформление (особенно терми
налы) передних панелсй е дисплсем и разъемы на тьшьной стороне
корпусов (рис. 15).
4.2. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ РЕЛЕ
Реле серий SPA 100 и SPA 300 (рис. 15, а) предназначены для oey
шествления основной и резервной РЗ, автоматики оrраничения
снижений напряжения (АОСН) и частоты (АЧР) и повторноro
включения (АПВ, ЧАП В) Электроэнерrетичееких объектов, aIJTOMa
35
...
о..
I"'""........ .
.:.. .-..:.-.
, -.; ..
БJ
Рш:. 15. UИФРО''''' рея. сеР"И SPA (о) . термииал П\IIа SРЛС (6)
а)
тическоrо управления устройствами реryлировзния ПОД наrрузкой
(УРПН) трансформаторов и контроля синхронизма. Они выполня
ют функции токовых ступен'штой (ненапраW1енной или напраDЛе"
ной) и дифференциальной РЗ от КЗ, несимметричных режимов и
переrрузок, РЗ от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) в систе
мах напряжениями 6 35 кВ и однофазных КЗ (ОКЗ) в сетях напря
жением 0,4 кВ и указанных видов автоматическоrо управления.
Характеристики множества типоисполнений МИКрОПрОllессор
ных РЗА типов SPA 100 и SPA 300 приведсны в табл. 1. Приняты
обозначения уетанаW1иваемых параметров срабатывания РЗ:
первой (отсечка). второй и третьей (МТЗ) ступеней токовых РЗ,
различаемых по уменьшению токов срабатывания /)). /). /) и возра
станию времени срабатывания (t)) ---+ O,t), (t) > (t)) (IJ;
трехфазной РЗ 3/, двухфазной 2/;
РЗ минимальноrо тока 1(:
первой и второй ступеней токовых дифференциальных РЗ 3/).,
3/). и РЗ нулевой последовательности 10», 10). различаемых по убы
ванию тока срабатываиия;
первой и второй ступеней защиты максимальноrо lJ), lJ) и мини
MaJIbHOro и«, и( напряжений;
.lащиты напряжения нулевоi1 последовательности }), );
запрета действия РЗ от ОЗЗ ПО току второй ПIРМОНИКИ 121 (%);
РЗ от несимметРИЧНhlХ режимов работы "'1;
РЗ от тепловых переrрузок электродвиrателей 10. 1: х '" 1:/,,,,,;
автоматики управления (реryлятора наПl1'яжения) УРПН TpaHC
форматоров: рабочиi1 диапа.юн аВТОрСlулирования напряжения
(и,<; С1Упснь (зона) нечувствительности ",u.,; минимальное напря
жение и( и максимальныi1 ток /) запрета деi1ствия блокировки aB
томаТИkИ;
автоматики разrрузки по частоте и напряжснию (четыреХС1Упен
чатоi1защиты от снижения частоты и напряжения)J\, и(, dl/df);
реле контроля синхронизма: разность частот "'/и yrол сдвиrа фаз
Щ напряжений.
Токи и напряжения срабатывнияя указаны в долях или KpaTHO
стих номинальных значений I,'ОМ' lI.'OM' частот в repuax, уrла сдви
ra фаз в rpaдycax.
4.3. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ТЕРМИНАЛЫ
Микропроцессорные комплексы РЗАУС терминалы серии
SPAC 800 (рис. 15, б) ЯW1яютея интеллек1Уальными автомати
ческими устройствами с rибким. обеспсчивающим адаптаllИЮ
проrраммированием. Кроме основных прямых операций по J1ис
таНЦИОflllOМУ оперативному и автоматическому УПраRJ1ению BЫ
ключателями КРУ, о"и выполняют комплекс ИНфОР lаЦИОННhlХ И
37
Табп и ца 1. ТнпоиспопнеННII МИКРОПрОIIССС:ОрнЫХ устройств БРА
Тип репе П3pdИС'ТРЫ Крпкая kapBJ(,1'C:pltL1MK8 ЦИфfl()RЫ)( реле НаJНilчеинс
НВC'1p(Iи....t
SPAJ 110 10).10» д8е IfcнallpaвneHJible Ci)'nCHH Р3 от озз. Реле тока
Диапа.юи ,'('тавок /п) == (0,1 .. О.8)/но...
(0» = 11.0 .. 4.0)1.... 10). ,о)до 100 с
SPAJ 111 Irhi. (0» Две Jiснаправлснные Сi)'f1енИ Р3 (одна Реле тсжа
ЧУВСТВ.trt ЛLН3Я) от 033.
ДuаnаЗОIl устаеок lo} == (0,002 ... 0.5)/"0'"
(0» = (0,01 .. 2.U)I....lu).10)ДO IOс
SPAJ 131 31),31) ТрсхфltЗная Дву)(ступеН'lat ая МТ3. Реле тока
Диапазон устанок /) (05 . 2.5)/tiDIII.
1)=(0.5 20)/ t4ow ./). "')ДО 100 с
SPAJ 135 21),21). Двухфа,ш'lЯ lI8YXCТYnCН'18тa.R МТ3. К()мfЖНН
10) С1}'лень зашиты от 033 Диа/lйJfJН устаiЮl( pOllatiHQC'
1) (0.5 ... 2.5)1....1) =(0.5 .. 17.51/.... рслеroка
10) (0.1 ... 0.8)/"".. 1). /). 10) до 100 с
SPAS 12О IO)HRn(l' Дм направлснные ступени ЗЗШИl ы от 033. Репс TOКi:i
'0»Н80О Диапазон уставо" 10) = (0,01 . 0.1 )/III)W'
1) = (О.ОI ...0.4)1..., ио) = (2 . 20 %)и....
}дo IОс. [»ДО I с
SPAU 110 ц,). ц,» Дl'ухсryneн".аrая Р} нулевой IЮCJIС!lОN,ел"'IОСТИ Реле Ha
от 033. ЛllОn(l](JН }"Ста80К ил» == (0,02 .., 1,0)и НО \lrl' пряжения
ио» = (0.02 .. 0.8)lJ".../). /)по 1000
SPAU 121 fI).1JI, Три о.пнофазны)( реле МНlC.снмалЬНОI"О/МИИИМаяь Pe.IJC Ha
IiOro Н<tпражсния ЛиnllОJfJН ,'('тоfЮК ПРЯЖСНJiЯ
l1> = (0,8 . 1.6)и.I(I ',1.J{ == (0,4 ... 1.2)U tto ...
fJAoIOc.t< J1ol00c
SPAU 130 3f1).31J1, Трсхфа JHOC pe c максиммыюrО!МIШИNМЬНОro Р JI Jia
ШШрЯЖСIIИЯ Диапазон устовок. лряжения
3f1) = (О.8 1.6)U,юw. ЗЦ = (0.4 ... 1.2)U НO \lrl'
f}IJ.olooc.l< nol20c
SPAд \20 21).21). Дьух$ПНtlи (А. (')ЛНУХСТУJl нчатая МТ3. DВyx КомБИJiИ.
SPAд 122 'o)llI.np. СТУПСН'11:I.1i1И (опии напрамсншш) РЗ от 033. РОfl8ННое .
'0»нап)), Диапою" устUИflК /) = (0.5 . S,O)/HU/l4o реле roкa
l<» 1) (О.5. 4О)1"ом. f). f}} до ЗОО с.
10) (0.0\ ... 0.25}1.... (0» = (ОЩ... 1.5)1....
ц,) (2 ... 80 '16) и.... '0) до 100 с
SPAJ 140 31).31). ТрсхфаlJi3Я .пВ СТУПСН.lатая МТ3. двухcтynеИЧа КомБИНИ
SPAJ 142 10).10» тан Р3 от озз RиalJO.IOH }'станок /) == (O.S .. роваННОС'
... 5.О)1"".. 1) = (0.5 . 4011"0" /). /)) по 300 с. реле тока
10) (0.1... 0.8)l,ю..Io>J (0.1... 10)/....
'0) ДО 300 с
SPAJ 141 31),31). Трехфа'Н<lЯ двухступенчатая МТ3. ,nвухступеll'lа К()мб'1НК
/rhi.lrhi там (одна C1Yl1eHb ".IУllствнтспьная) Р3 01' 033. рOfШНное
Диаn(l}ОН }"Ста60К 1) =< (O.S ... 5.U)/ нoм . /)} == релс тока
= (0.5 .. 40)1.... 1). /)) по 300 с.
10) - (О,I ... 0.25)1......10» = (0.2 ... 2.0)1.... 10) до
300 с
...
Тип реле П8р:.1Мtфы KPd1'Kit" 1.PUК"1:РМС'И8t3 uиФРО8ЫХ релс На]на',сние
.1dt.....P4.'t1KH
SPAJ 144 3/).3/). Т рех.фаJНёilol Jре)С(."1'У,lеНЧ.Jая МТ3. AВyxcтyrleH'ia Комбини-
3/)>1.1,,). тая РЗ от 033 JaШИТ3 ОТ нссимметри'iНoil p.l.бо ровзtltIOC
10». Al ТЫ. AuaпUJUН тоlЮК /j "" CO.S ... 5.0)/Н<N04. 1» pc1Iе тока
/)) (0.5 . 40)/tIO\t, , до)(Ю с.
10) (0.1 .. 0.8)1 .. 10» = (0.1 ... 10)1",..
М (0,1 .. 1.0)1 , .' )ЯО 300 с
SPAJ 160 3/).3/), Тре)СфаJнап П8)')Сстуленчатая МТ3. минимальная 3ащкта
31(,l1/), ТОКОВDи РЗ. ПИ))С(.l)'пеllчатая Р3 от НССИММе1рич. батареи
tЩ) ной раооты. Дu(тазон ycтoвcJК 1) == (0,4 '" 1.4)/ нoM . KOНllCH
/) (0.8. 1.2)1."..I1[) (O,OI...I.0)1.,.. саторои
111» (0.02 . 0.8)1...
SPAM 150 I&.I!)( '" ЗаWКТil теП.lОJЮlt п реrp}'ЗkИ. JЗшнта пускоflыx Защита
3/).10). РСЖИМU8 I рехфа31tЗJI OТCC'ltCa. Jaщиrll ОТ H CHM электро
111>.31(, МстрИЧllоR работы. ИIIНlIМС1.IЬНая токовая РЗ. РЗ nВИJатслсА
и..., от ОЗ1. ДиOnaJпHycтallo,," I&::=; (05 5.0)J Hg ",.
3/) (0.5 .. 20)/.,..1.) (0.1 1.0)J;ю..,
l1/ (0.1 ... 0.4)/ ..1, (1.0...10.0).
111 (0.1 . 1.0)/.".
SPAU 140 ,ди(. Ошюфазное ре..lС маКСНМaJlЬНОJ"о/минимальноrо Реле KOIrf'-
I1U(.4ft. напряжсния. fЮН1Т'UJIЬ ра.1Н()СТИ IlапряжеllНЙ. ча рОЛА CltH-
l11р( стот., фа). AIIOпOJOH }"CmOllOK lJ} == (0,5 . . I,О)lI,юч. хрони..tиа
и( (0.1 .. 0.8)lJ.... l1l1( /0.02 ... О.4){I,,,,,.
1>/1. (O,02 . 0.5) r".I1Ф{ = (5...50)'
SPAl 320 3/).3/). ТрехфаЗflая DD)':I.ступеIIЧ3Т3Я МТ3.ДВУХС1)'пснча. КQмбинн
SPAJ 321 10}. 10». тая Р3 от 033. б.l0КНРОВЗНИС по второй raрмOt!и рованное
111 lCе ДиапО7Q/l ycmOfIQK /) ::о (O.S ... 2.s)/нои' реле тока
/)) (0,5 ..20)/,o..1). Ф 00 100 с.
::;;, ( O ;;;.? "25' .>' (0.01 ... 2.0)1",..
SPM341 31),31». Т реХф;ПНaJI трсхступснчат.IЯ МТ3. ДflУХ'-"ту'lеН'lа Т ерминan
SPM 342 3/))).10). тая РЗ от 0]3, РЗ от he<:ltllo4me-rpИ'lноR работы. эаwиты
1.».11I. DВ)'''СтyJ1СН'lатая направленная Р3 от 033. ПЯ'If фидера
/0)...... КрtПнос ЛПВ Диапазон устоеок.
АЛВ, 1) (0.5 . . 5.0J1.",. /). /)) (0.5... 40)1.....
JО»/'iIlПР' 'поЗООс. 10) == (0,1 ш О'В)/нач.
l1o).YI1P.... I.» (O.I . 10)lho...I1I-== (0.1 . . I.O)/Ho""
ленне 'а} по 300 с. 1011)' 'Он» == (0.01.. 1.0)J HOM1
ц,) (2 . 80 %)и..()&!, 10) До 300 с
SPAA 348 ио). IO)Hanp. ДIJ\'хфа)tlitЯ tpex,-"'Т)'пеf...iJТclЯ МТЗ tпllC с."тулtни ТерМИllan
JD»IIJnp, II.-Юр.ш IC'IHbIC) DВ}'1СC1)'Jltllчатая IlаПраОЛСllllitЯ JaIUИТЫ
21>н.... Рl "1 ОЗ] f1ЯпtКp;tтНос ЛПВ Диапазон устаеох фИАсра
A 2n ;). 1) (0.3 ... 5.0)1.,... /) (0.5. .4О)I,ю..
1>)) = (2.0... 40)1.,.,1 ДО 300 с. 10).
)'Пр<lllJlенис 10» (0.01 .. 1.0)/..... lJ.i = (2 80 %)U нои .
It)ilОЗООс
SPAS 348 З/}напр. Дв)'хф:вная трсхст)'лсн,.зr.ul МТ3 (две ступснн Комбиtlи-
31)fj81IP' НИII('lаНJlеtlНЫС). АНУХLfУIIСН'IШИЯ нanраолснния Рl)ванное'
31>)). 10)"..... РЗ от 033 ДJIОnQ1()}I j1t.nюtJCК. 1) ::=; (0.3 .. 5,0)1.11)"', pt::т МТ3
10»...... 1» (0.5 ... 40)/",.. 1>)) (2.0 . . 40)/.... I до н 033
11o) . ;: :: :w bO'O 1 Oc'
Продоllжение таМ. J
39
Тнп pt"'c Пэpaw ТРЫ JCpaтt(811 JtlljXltl:nрж.:тиtl:а uмфро,ыJt pelle НЭ:JН8"е"мt'
Н8Сtpo"КН
SPAU 320 //{,//{(. Три однофазны реле максиммьноrо/минималь-- Комбини
11).11). Hom Н311РМЖСНИII (подие СТУПСIIИ).ll8УХС'l)'пенчз- рованное
ц,). ц,» тая Р3 нупСROJI последовательности ОТ азз репе на.
Диопu.JaН у,таfЮК 11). 11) = (0.8 l.б)U ноN . пряжсния
//{.//{( (0.4 1.2)U HON .1)110 10c.l(.DO 1004;.
ц,) = (0.02 ',O)/I. . ц,»= (0.02 O.8)U HOМ1
/),/)"o 100<
SPAU 330 ц,), ц,». Двухступсtf1lатdН Рз нупеlЮЙ ПOCJIсдоsaтельности Комбнин
3 3//{. ОТ 033. тр хфазное Оl1НОС1)'пеНчатое репс мак("и рО8..1Нное
осuи.л МdJlЬНОro/минимальноro напряжения реле Ha
лоrpaф Диапазон ycтotlOК 311) = (0.8 1.6)U"0JII' пряженюr
(по Ja.K3.J)/) щ= (0.4 1.2)U"o.... 1). t{ 00 100 с.
ц,) = (0.02 . I.O)II. . ц,» = (0.02. . O,8)II ,
1),/)"o 100<
SPAU 311 ц,). ц,». Дв)'Хступснч.!1'"dЯ Р3 ИУЛСROJI ПОU1еДОвательнQCТИ Комбиии
3Щ,//{. от 033. трехфазное ()лносryпеllчатое репс макси- рованнос
осuи.л мальноrо/минима.лЫIОro напряжения. реле Ha
лоrраф ДиапОJOнустовок 3l/{{ == (0.1 1.2)U Hoм . l1pиж.ення
(по заказу) //{= (0.4 J.2)U HON . I>,l{n.o 10c,
ц,) (0,02 1,0)/1"..., ц,» (0.02... 0,8)11"0.
1),/)"o 100<
SPAU 141 /1,/ /1.. М/.. ЛзторсryЛИРОВdнне D диапазонс. блокирование РСI"УJIЯТОР
/)1.. II{J/I.. по максимальному току и максимальному/мини ШШряжс
11)/11. мальному НdllряжеllИЮ. указание IIU1IоженИR нин РПН
pnH
Диапазон YCI11QlJrJК Ц = (0.85 I.IS)II. .
"/1.= (0.65 9.0) %. /) (1.0 2.0)и;,о".
//{ (0.7 O,95)11,, . lJ) 0.05 1.25) 11"0
SPAD346 3/).,3/).. Двухступенчатая LtИффсР Нltиальная зашита. Р.:ле .Jaши
1/),3/). ли)'хс rynенчатая Д'fффсреllUИальная 18ЩИта ОТ ты .nвук
/),10),10)). 033. тptХфd IHdH ТPCXCТYnCH'lclTdM МТ3. РЗ ОТ НСа 06мuточ.
61 снммсrpИЧ'lоА рябот... ноro тpaHC
Диопоэон ycтotlOК 1) == (0,5 S.O)/HDM' фоРМdТора
/),/))=(0.5 4O)/"u",. 'до 300 С. Д8иraтеля
/0)=(0,1 O. )I.o.' 10» (0.1 - 10)1....
/11=(0,1 1.0)1. .IO>nO 300<, 3/). - (5 .50)%.
3/). (5 30)/ иDм
SPAF 140 j(.I/(JlJ,. , Четырехступенчспая зашита ОТ t..ниження частоты Реле
SPAF 340 d}/dl. М. (о Том числе 110 скорости (,НИЖ ",IЯ). Функuня частоты
по 3IOCaJY восстанщще'IИЯ частоты. блокированне ПО мнни
осuил малЫlOму Itапражснию
лоrpаф 8 Диапазон ycmotlOК.f{ = 2S 70fu,
SPAF 340 //{ (0.3 0.9)/1..0' df/dl (0,0. 10,0) [Ц/<,
М = (0.1 __ 10) [и
ОКtJнчание там J
40
сервисных функций' имеют дистанционное управление парамеlра
мн Нltстроilки. местные дисплеи отображения и вывода инфор
мации о режимах работы и аварийных СИ1Уациях. Они оснащены
оптоэлеКТРИ'lескими преобразователями сиrналОIJ для передачи
информации по ВОЛС на более высокие уровни иеpdрхическои
системы управлсния
Автоматическое тестирование и самоконтроль С выдачей иифор
мации о неисправностях обеспечивают высокую надежнuеть их
ФУНКllионирования
Основными функциями терминалов SPAC 800 как комплексных
устройств РЗАУС являются:
местное и дНстанционное управление выключателем, в том числе
по сиrналам внешних автоматических УСТРОЙС11J с контролем rOToB
ности Ilепей управления и запретом (БЛОКИРОВКOIi) MHoroKpaTHblx
8КЛЮ'lений;
РЗ от межлуфазных К3. в том числе электродуrовая. переrрузки и
несимметри'шых режимов работы; защита от однофазных замыка
ний на землю;
автоматика резервирования отказов действия выключателей на
отключение КЗ (УРОВ);
АП В аварийно ОТКЛЮ'lавшихся выключателей;
аотоматика включения резервных источников питания (АВР);
dвruМdтика отключении при снижениях напряжения и 'lacToTbl с
включением выключателей после восстановления частоты.
специфические, информационные и сервисные свойства тер.-
миналов;
аотоматическое тестирование и самодиаrностика;
реrистрация и запоминание параметров нескольких аварийных
событий. происходящих последовательно во времени;
выдача информации о дейстuиях (срабатываниях при наличии
требований срабатывания и ИЗJ1ишних срабатываниях) и отказах
РЗА, в частности попыток АПВ;
отображение информации для персонала;
возможность анализа аварииных СИ1УdЦИИ на ПЭВМ,
совместность с системами передачи информации по волокон
НО ОПТИ'lеским линиям связи.
Выпускаются различные модификации микропроцессорных
комплексов РЗАУС (терминалов) SPAC 800 Типы исполнения
SPAC 80101,80102 и 801 03. предназна'lенных ДJIЯ РЗ кабельной
или воздушной ЛЭП. сеКllионноrо и ВВОдНоrо (в КРУ) выКЛючате
лей соотоетственно, SPAC 801 011 представляет собой терминал
ЛЭП к rpансформатору соБСl венных нужд, а SPAC 804 терминал
измерительноrо трансформатора напряжения шин (табл 2) Испол
нения SPAC 802 01 и 803 предназначены для РЗА аеИlIхронноrо и
синхронноrо электродвиrателеи COOT8CТCТDCHHO.
41
:. ТаБJlнца 2. 1'вООИС:ПOJlllO.....,..ннаоо. сернн SPAC 800
ПРШI' ННСМЫС l.ю.'lУЛИ И функини защит Функи"и блока управлении L 2210
ТНПОИСпOJlнениtl терминалОВ SPO SPCL SPCD SPCU SPCU SPCR М/Д МТЗс Защита llyro-
4О28 4О34 ЮS3 lС6 3CIS 8С27 управ. УРОН YCKOpC ДП8 ШИlI Д8Р вая ,"-
.1сltие мнем ШImI
Терминал Кабельной. 80:ШУWНОП 1И Х Х Х Х . Х
"ии SPAC 801.01 2кр
Терминал линни к КТП. ТСН . . . . х .
SP!\C 801.011
Т ерМИНа.l сеКUИОНноrо flыключвте х х . х х . х
.,,, (СВ) SPAC 801.02
Терминал секциоННoro BbIкmo'Ia'R х . х х . х . .
ля (СВ) SPAC 801.021
Терминал вводноrо выключателя . х . . . х .
SPAC 801.03
Терминал BВOBHorn ВЫ1<.lючателя х х . х х . х .
SPAC 801.031
Термина.l 8ВОДИОro выключателя . х . х х . .
SPAC 801.032
Т ермииал 8BOBнoro 8ык.'Jючатсnя . . . х . х . .
SPAC BOI.033
ТеJl'шна'1 асинхронноrО1l8Иraтeля х х х . .
(00 j МВТ) SPAC 802.01
Терминал CHIIXpoHHOfO. асИНХроН х . . . х .
НОfОД8иrателя (> S МВт) SPAC 803
Термина.'I1рзнсформатора напраже х . (два .
ния SPAC 804 молуля)
Таблица 3. Функции и теХllнческмедаШlыемоцулейзашкr
SPCJ TpeXCTYIICH-.8Тая tlеtlаl1ранлеННi:lfI МТ3 (/НОМ == I или 5 А); f).::a: (O.S ."
4О28 ... 5.0)1.".: /). 1)) = 10.5 ... 40)1"... 1 = 0,04 ... 300 с. Д.УХС1)'пенчатая HeHa
пр."'енна. от 033 (1"". = 0.2 МН I А>. 1,,) = (0.1 ... 0,8)1""., 10» = (0,1 '"
о.. 10)IHo",. I ;:::: 0.05 ... 300 СО Заwита 01' несимме1рИ'IНОЙ работы наrpузки 6/:11
- (0.1 000 I)/"()М. , == 1 ... ЗООс. ТретhЯ ступень МП и вторая ступень 33WltTW
ОЗЗ Н3рАНУ с незЭDИСИМыМи имеют 06рэтнозаиисимые Х3рC:lктсристики. в
тои ЧИСАе соотвеТСТАуюwие МЭК. и дна 'Jипа СllеltиалhИЫХ характсрИСТИК.
Заwиты имеют два набора устаоок. измеияеМhlХ внешним сиrналом или
командой 110 послсдопательной ЛиllStи связи
SPCJ Заwита теПЛО80Я Ilсреrpузки 1, (O,S о.. S)/Ho",o Зашита nycКOBoro режима
4О34 '. = (1 ... 10)/.".. 1, 0.3 '" 80 с. 3ащнта от "ежоуфа>нЫХ К3 1) =
.. (0.5 ш 20)/HO или DLlяед.tиа. f»;:::: 0.04 о.. ЗОс. ЗаwитаотзамыкаИИJl ЮtJеи
лю 10} == (0.01 ш I )/H(I t. Защита от несиммстричиых режимов работы 11.1;::::
== (0,1 ..0 0 4)/tIOM или вывсдеШl1 =: 20 о.. 120 Со Заw..,а от поииж.синяТОКЗ иа
rpУ3КИ 1( ::;;; (0.5 ш 0.8) 1" I 2 .00 БО с. 3ащиra от дтrreльнoro IIYCK8
1= 5 ... 500 с
SPCD Дву>.:ступенчатия .!IнффереИllиальиая защита 36/) (0.05 ... O,S)/HOМo , до
3О53 45 "С: 361) = (5 ... 30)1..., 1 до 40 ме. Подстрoilк. ко"ФФиuиента трансфор-
иаuии (0,4 ... 1.5)/t1C1M. Блокироеание ПО второй и ПЯТОЙ rармоникам
SPCU С1}'rtеJlИ заwиты меж..1..vфаЗНQI"О минима.'JЬНОI"О Ilзпряжеиия зц (0,4 ...
3Cl5 ш '.2)и...., 'до 30 с; 3Щ = (0.\ 0'0 1.2Щюн./0JI<J 1 с: 1, = О ... Юс
SPCU Ступени заЩlrrы М8КСИМ3ЛLНОro напряженJtя нулеоой последовwreльнос
3С6 /,\,) (0.02 ш I)U.... ио» (0,1 ... О,8)и... илн бесконе,ность
1, = 0,05 00. 100 с
SPCR Рсrистратор аиомалLНЫХ режимов реrистрирует междуфа3ttыс Itапряжения.
8С27 фазиые ТОКИ. 'Т01< н напряжение нулевой ПОСЛС'ДО8аl"СJIЬНОС1'И. 8 цифрОВЫХ
CHrHMQD I I == 12 с
Терминал SPAC 801_01 содержит микропроuеесорные измерите-
льный модуль SPCJ4D28 и блок управления L22JO.
Из..ерuтельныiJ модуль ВЫПО. няст функции РЗ (табл. 3):
трехступенчатой ненаправленной токовой с уставками по току и
времени ступеней
первой 0,5 s (1)) s 40/1<01<; f») от 0,04 с;
второй 0,5 s (1)) s 30/1<0"; 0,5 S (f») S 30 е;
третьей 0,5 S (1) S 5/ НО I<; 0,5 < (t» < 300 с;
и истинным временем срабатьшания, обратнозависимым от тока и
ВЫ'lИсляемым по одному из шести I в том 'lИсле (J) (4) !возможных
з.щаваемых аналитически соотношений;
двухступенчатой РЗ от замыкания Ila землю с устзвками по току
нулевой 110следоватсльности и времени ступеней
первой 0,02 s (/о}» S и ном ; f» от 0,05 с;
43
второй 0,01 s (/0» s 0,8/"o,,; 0,5 < (1» < 300 с;
РЗ от несимметричных режимов с уставками по разности АI
наибольшеrо и наименьшеrо фазных токов, отнесенной к наиболь
шему току, и времени 0,1 < (Al) < 1'10"; 1 s I S 300 с.
Микропроцессорный блок управления выполняет Функuни aBToмa
тики:
двухкратноrо автоматическою повторною IJключения, В том
числе частотною АПВ выключателей, отключенных АЧР;
ускорения действия RТорой ступени защиты при включеиии
выключателя оператором местном М или дистанuионном Д
(см. табл. 2) управленни;
резервноrо отключения при отказе выключателя на отключение
КЗ (УРОВ).
ТерминОА SPAC 801.02 защиты и автоматики сскuионноrовыклю
чатсля дополнительно \!ыполняет функuию защиты шин КРУ
(см. табл. 2) и автоматическоrо включения сскuионноrо выключа
теля как резервноrо (АВР), но не uыполняет АП В. Т ипоисполнение
801.021 содержит модуль SPCR 8С27 реrистраuии параметров
аномальных режимов (см. табл. 3).
Терминал SPAC 801. 03 защиты и автоматики выключателя ввода в
КРУ uыполняет, кроме указанных, функuию автоматики отключе
ния И включения по внеШНиМ сиrналзм, а именно отключение с
послсдуюшими ЛПВ или без по\!торноrо uключення, но не выпол
няет АВР. Типоисполнения 801.031 и 801.033 содержат мuдули
SPCR 8С27 рсrистраuии парамстров аномальных режимов.
Терминал SPAC 802.01 защиты и автоматикн асинхронных элект
РОДВИI'ателей содержит микропроuессорные измерительные модули
SPCJ 4О34 (см. табл. 2 и 3). выполняющие функuии защит от:
меЖ1lуфазных КЗс устаuками 0,5 s (J)) s 20/ 1In .. С автоматическим
удвоением при пуске электродвиrателя и 0,04 s (1») s; 30 с;
теплооой переrррки элеКТРОДВИI'ателя с уставками 1} х 1,_ I:l..,.;
тока 10. соотвстствующеrо полной наrpуже длительнодопуети
мому току электродвиrатсля, 0,5 ,:; /0 s 1,5/"o,,;
пускоооrо режима с уставками I < /, < 10; 0,3 < 1, < 80 с и JVIИтe
льноrо пуска времени 5 500 с;
однофазных замыканий на землю с током срабатывания
0,01 < /0 < l"uM И выдержкой времени 0,05 S I S 30 с;
нссимметричных режимuв с уставкой срабатывания по току He
симметрии А/, равному. как указывалось, разности наибольшеrо и
наименьшеrо фазных токов, отнесенной к большему току,
0,1 S Аl S 0,41"o" и временем срабатывания 20 < 1" < 120 с; при
обрыве фазы 1 с, а при нарушении чередования фаз 0,6 с.
Измерительный модуль определяет тепловые уровнИ:
дейстuия на ОТКЛЮ'Iенис е,;
44
предупредительной тепловой сиrнализаuии 0,5"; О.,,; I,OO, и
имеет устаllКИ:
допустимоrо времени заклинивания ротора (наХОЖдения элект
родвиrателя в заторможенном состоянии 2 ,,; '6х ,,; 20 с;
постоянных времени экспоненциальных процессов Harpeвa
'ь 3216хИ охлаЖдения 1 :s I<:'> 41ь электродвиrателя;
запрета ПОlIторноrо пуска О, после действия заШlffЫ от персrpузки.
Микропроцессорный блок управлеиия обеспечивает автоматический
повторный пуск электродвиrателя (ЛПВ в табл. 2) после ero отклю
"ения зашитой минимальноrо напряжения и функцию УРОВ.
ТермuнQЛ SPAC 803 зашиты и автоматики синхронных электро
двиraтелсй дополнительно содержит измерительный модуль
SPCD 3О53 (см. табл. 2), обеспечиваюший {см. табл. 3)двухступен
чатую трехфазную токовую продольнуюлифферснциальную зашиту
с начальным током срабатывания ступени с торможением
0,05 < (3А/) < 0,51"ом и уставкой диффсренuиа-,ьной отсечки
5 < (3А/)}) < 30/'оом. Зашита обладает свойством проrраммноrо ypaB
нивания номинальных вторичных токов ее Пле" при их отношении
от 0,4 до 1,5 (полстройки коэффициентов трансформации); имеет
блокировку по второй и пятой rllрмоникам вторичных токов
перlIИЧНЫХ измерительных трансформаторов тока. Время сраба
тывания зашиты не более 45 мс.
ТермuнQЛ SPAC 804 трансформатора напряжения шин КРУ BЫ
nолнен lIа микропроцессорных измерительных модулях SPCU 3CI5
зашиты междуфазноro минимальноro напряжения и SPCU IС6 за
щиты максимальноro напряжения нулевой последовательности.
Зашиты Дllухступенчатые с уставками по напряжению и временем
срабаТЫllания
первых ступеней:
0,1 < (3UЮ < 1,2и но .; 0,1 < (I)}) < 10 с;
0,1 < (и о ))) < 0,8 и"о,,; 0,05 < (Io)}) < 100 с;
вторых ступеней:
0,4 < (3 ) < l,2и но ..; 1 < (1}) < 30 с;
0,02 < (и о }) < 1,ои...; 0,05 < (10» < 100 с.
Микропроцессорный блок ynраnления терминала ПРОИЗIIОЛИТ
пуск ЛВР, СИl-нализацию lамыканий на землю, контроль исправно
сти цепей напряжения измерительноrо трансформатора, контроль
положений ТСJ,ежки КРУ и коммутаllИОННЫХ аппаратов.
45
46
хtу;ф lUJ'
X16.'
XI r.
Xfll I ФII"">Jf1
J(' :.J пит
"
'"
.,.
Ilr6J
1'"
""
1lп.",
Ж1Т'"
,",,,
'"
Z".IS
'"
" ,
.,TI.
'Т"
и
n
SGy..
8. 1f!f(1!t,li(/
k NNVV
Ри<. 16. ФУНКJtиона.1ьные с"еrd.ll1j\1ерительно 8ыиcnнl'еп,,нонH части и блока )'Правпе
КИЯ мнкропроц.ессорноro )'C1lIOBcтвa релеАиоI эащктw, ynрамеНИJI и с:иrнализaдNII
SPAC 800.01 . .
47
4.4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА
6Азовоrо ТЕРМИНАЛА SPAC 800
ИЗJlfерuтельная ФУIIIщuонаАьная часть mepMUllaAa содержит изме
рительные преобразователи ИП (рис. 16) вroРИ'lНblС (входные)
ИЗ\lеритсльные трансформаторы фазных токов TAL и тока нулевой
последовательности TALo, наrруженные на балластные резисторы
R", и вычислительныu модуль SPCJ 4D28, выполняющий функции
nporpaMMHbIx УС11JОЙСТВ защитноrо отключения.
ЛошчеСllая часть реализустся nporpaMMHbIM блоком управления
L221O(рис. 16). Он формирует алrоритмы функционирования aBTO
матики ПОБТорноrо вклю',ения выключателсй АПВ и резервиро
вания отказов ихдейетвия на отключение уров. обеспечивает взаи
модействиетоковой защиты и АПВ, а именно ускорениеседействия
УС"., до и после АПВ осущеСтвляет самодиаrностику терминала,
выполняет функции терминала, ВЫПОЛllяет функции управления
выключателем внсшними воздействиями, от ключа оператора, от
АСУ и аБтоматики оrраничений изменений режимных парамCЧJОВ.
Исполнительная часть представляет собой рслейно контактный
блок выходных электромаrнитных реле (repKoHoB), контакты KOTO
рых выведены иа штепсельные разъемы Х/5 X/Z Обмотки реле
подключаются к выходам блока управления лоrическими операция
ми И (DX2, DX5 DXN) с ключом SG/.8rотовности Непей упранле
ния. Uепи входных дискретных сиrналов заведены на разъемы
XI7 Х/9.
К контактам разъсма ХО подводятся вторичные токи первичных
измерительных трансформаторов фа.lНЫХ токов И тока нулевой
последоватсльности (на схеме ие обозначены). К соответствующим
контактам разъемов ХО подключены указанные вторичные
(входные) измерительные преобразователи токов и нанряжения.
Через максиселектор Мах наибольшее по амплитуде напряжение
на резисторах R". пропорционалhное соответствующему фазному
току, и напряжение, пропорциональное току нулевой последова
тельности, поступают в вычислительный модуль.
По соответствующим nporpaMMaM вычислительныu модуль произ
водит сравнение прсобразованных АЦП (на схеме не обозначен)
указанных напряжений с установленными значениями, определяе
мыми устаБками токов срабатывания трехступенчатой ТОКОВОЙ
защитой ТЗ (nporpaMMHbIe измерительные реле максимальноrотока
КА/ + К(3) от меЖдуфазных КЗ, двухступенчатой (реле КА5, КАб)
от замыканий на землю и JaщИТЫ (реле К(4) от нееимметричных
режимов работы и обрывов фаз.
Задержки срабатывания первых ступеней выдержки времени
второй ступени защиты от КЗ создаются таймерами микропроцес
соров ОТ/, О1'2, ОТ4, ОТ5, а обратнозависим ых от токов выдержек
времени третьей ступени защиты К3 и второй ступени защиты
48
от однофазных замыканий на землю вычисляются, как укаЗЫRалось,
ПО заданным аналитическим соотношениям: вычислительные
операции условно обозначены На схеме элементами времени DТЗ
иDТ6.
Выходные сиrналы 551 55Зи Т5/, Т52(рис. ]6) вычислитель
Horo модуля О срабатывании указанных защит постунают в блок
управления (рис. ]6). По цепям дискретных входных сиrналов 11
блок управления поступают сиrналы от фототиристорноl"O датчика
электродуrовой защиты кру и rазовоrо реле защиты трансформато
ра, автомаТИ'lеской 'Iастотной раз'l'У1КИ АЧР. ключа ввода вдейст
вие АПВ. команды от ключа управлсния включением РКВ и отклю
чением РКО, сиrналы от вспомоrатсльных сиrнальных контактов
выключателя для релейноrc фиксирования ero ВКJ1ю',енноrо РПВ и
отключенноrо РПО состояний, сиrнальноrо контакта автомати..е
eKoro ВЫКЛЮ'lателя шин питания ШП, команды переКЛlO'lения
управлсния выключателем с MecTHoro на дистанционное и сиrнал
запрета действия (блокировки).
Блок управления проrpаммными лоmчесКими операциями, за
фиксированными в ПЗУ микроЭВМ 11 условно обозначенными на
рис. 16, соответствующими лоrичеекимИ элемснтами, формирует
сиrналы управления выключнтслсм, воздсйствующис на выходные
repKoHbI ки.2, КL1.з, КL2.З и KL2.4. Сиrналы информации nocтy
пают на светодиоды VDl VD8, четырехразрядный цифровой ин
дикатор (на схеме не показан), электромаrнитные реле дискретных
выходных сиrШ\JIOВ И на оптоэлектрический преобразователь
(рис. 16) волоконно оптичеекой линии связи с вышестоящими
уровнями АСУ.
Блок упрамения осуществляет автоматическое тестироваиие и
еамодиаrностику терминала с Rыдачей сиrналов о нсисправностях.
Лоrические алrоритмы устанавливаются набором клю'rей
SOl 50З (рис. 16), расположенных, каК и ключи уставок
SOR/ 50RJOnpO'l'aMMHbIX измерительных релс, на переднсй na
нели тсрминала.
В03ДСЙСТlJие на отключсние выклю',ателя выдастся возБУЖllени
ем repKoHa КL/.2сиrналом, формируе\tЫМ поrическими операция
ми DW/, DX/ (рнс. 16), DW2 DW5 и DХЗ опсрацией ЗАПРЕТ
(рнс. 16). Черсз D W2 проходят сиrнал Т52 от псрвой (КА 1 ) и второй
(КА2) ступснсй токовой защиты (цепь 2), сиrналы от rазовой за
шиты (цень 6) и цепи /О1lнешнеrо отключения. При необхОдИМОСТИ
(ключ 50/.7) они запоминаются По обратной связи DW4 (для
отклю'.ения с "защелкой").
Сиrналы отклю сния чсрез DW5также запоминаются по обрат
ной связи через DХЗ(при ОТСУТСТl!иилоrИ'lеской СДИIIИЦЫ в цепи 25
от РПО выклю'rатсль отключен) и операцию DХ2блока выходов,
контролирующую rOТOllНOCTb IIЫХОДНЫХ цспсй (КЛЮ'I .5Оl.8)
воздсйствуюwих на ЭJlектромаrнитное реле ОТКJIЮЧСНИЯ KL/.2.
49
Операциями DX1, DW3и DW5разрешается прохожпениесиrна
лов отключения SS/ (цепь 4):
1) от второй (КА2) ступени токовой зашиты е уекорением (е He
большой З!Ulержкой DT8) лоrи'(еской единицей цепи l3инверсноro
выхода элемента памяти п5/ сиrнма от РПО, снимаюшеro YCKope
ние через I е после отключения выключателя лоrическая единица
клю'ш 50/.2 цепи 18. ускорение (ШОдится при включении вЫключа
теля от ключа упра"ления (на случай ero ВключеНИЯ на КЗ);
2) от ключа управления реле команды отключения РКQШепь
1) при отеутствии лоrической единицы на инверсном входе DX/ от
КЛЮЧа местное/дистанционное управление;
3) от противоаварийной автоматики (цепь 7 с ключом SO/.5),
в частности от АЧР (цепь 3);
4) от фототиристор ноrо датчика электродyrовой защиты (цепь
8), проходящеrо через DW4 (цепь 9) на "ход DW3 (при замкнутом
SOI.6) при условиях:
срабатывания "торой стуrlеllИ (КА2) токовой защиты (единица
SS / u цепи 4с инверсией Н Е I и замкнутым 503.2 операция DW7);
лоrический нуль, обусловленный ин"ерсией на выходе DW7,
снимаетзапрешаюшую единицу с инверсноrо входа DХ4 нли oтcyr
ствия лоrической единицы на инверсном выходе контакта Х/9:7
вхолноrо Рilзъема (цепь 19, замкнут S03./); первое ИЗ указанных
усло"ий это пуск электродуroвой зашиты по току. а второе
отсутствие ее блокировl<.И внешним сиrналом (и блокировки дрyrих
зашит инверсные входы элементо" "ремени DT/ DТб)
При этом по цепи 9черсз DWlOвыдаетея сиrнал (светодиод VD5)
одейст"ии электродуrовой защиты; светодиодзажиrается И при He
испра"ности (пробое) фототиристорноro датчика операцией DX3
(цепь 24. ЭJlемент времени DT/4) при плительном (свыше 10 е)
еДИНИ'IНОМ сиrнале в цепи 8в нормальном режиме, Korдa сиrнзл S5/
оттоковой зашиты соответствует лоrическому нулю (на выходе DU 1
и DW7лоrическая едииица); при этом 'rерез DW8, DT/2, DW9и ключ
S03.6 возбужлается выходнос реле КL1.611редупредительной еиrна
лизации.
Третья (КА3) ступень токовой зашиты от межпуфазных КЗ с of\
ратнозавиеимой оттока выдержкой времени DТ3(сиrнал T51,ltenb
23) дейстnует на сиrНaJ!изаltию о переrрузке и "а отключение,
возбуждая выходное электромаrнитное реле KL/.6 через DW9
длительно или (КЛЮ'I 502.6) в течение импульсноrо еиrllалаформи
рователя F2и соот"еТСТ8енно KL2.3; при этом '(ерез DWl3возбужда
етС>l и реле KL/. 70бщей сиrнаJlизации О срабатывании зашит.
Вторая ступень (КА5, DT5) зашиты от однофазных 'шмыканий на
землю (сиrнШ1 SS2, цепь 5) может дсйствовать на отключение (в ПО
ложении / КЛЮЧа 503.7) с Jюполнителыюй задержкой пТ/5, воз
бужпая выходное реле KL2.4, или на предупредительный сиrнал:
возбуждается реле KL/.6 и заrорается светодиод VD4.
SO
При отказе выключателя в действии на отключение К3 формиру
ется воздействие на отключение предыдушеrо неповреЖденноrо
присоединения УРОВ; возбуЖдается выходное элеКlJ'омаrнитное
реле КL/.4через DW/, DТ7и клю'. 50/./(цепь /7) или сиrналом Т52
(цепь 2) первой и второй ступеней токовой зашиты. или при BBe
денном ускорении действия Jашиты (цепь /8), или при внешнем
отключении (цепь /О, ключ 50/.3).
Автоматика повторною включения выключателя, отключениоrо
зашитой АПВили автоматической частОТНОЙ разrрузкой частот
ное повторное вкл ючени е ЧАПВ действует при отсyrствии сиrиала
ЗАПРЕТ (операllИЯ пХ5) от DW6 (ИЛИ):
первой ступени (КА / ) токовой защиты (сиmал S53 цепи ]6);
цепи /7 УРОВ;
реле РКОкоманды на отключение ключом управления (цепь /);
rазовой защиты трансформатора (цепь 6 при вклю"енном 502.4);
электродуrовой защиты (цепь 9при включенном 502.2);
внешней противоаварийнойавтоматики (цепь 7при включенном
502./);
цепи ВIIсшнеrо отключения (цепь 10 при включснном 502.3).
Автоматическое повторное включение производится по сиrналу
Пуск, формируемому при несоответсТБИИ состояния выключатс
ля отключен: лоrические еДИНИlIЫ от РПО и положения ключа
управления зафиксирована команда на вклю"еНИе выключателя.
Сиrнал Пуск формируется операцией пХ8 при нали'.ии лоrических
единиц:
на выходе :JЛемента О5/ (цепь ]3) в течение обозначенноrо на
схеме времсни заrюминания (t YCK I с) или лоrической единицы от
сиrнальноrо контакта выключателя, поступаюшсй при ero отключе
нии на РПО; ., ., I
от реле фиксаuии команды ВКЛlO',ения выключателя ключом
управления РФК(llепь 2/) сиrиал rотовности rom.;
на выхоле DWII от ключа управления АПВ (цепь /4) сиrнал
разрешения Разр.
Ключом 502.6 '.ерез DW/ / может разрешаться повторное вклю
чеиие пнешней противоаварийной автоматикой (Ilenb 7). в част
ности ключом 502.5 автоматикой частотной разrpузки (цепь 3).
Проrpаммное реле nOBTopHoro ВКЛЮ'lения АК5 HBYXKpaTHoro
действия. Второй цикл АПВ2 ВDUДИТСЯ ключом 502.7. Повторные
включения выключателя производятся с выдержками времени
таймеров DТ9(АПВ/), DТJO(АПВ2) и DП / (ЧАПВ) '.ерез DW/2.
Время rотовности АПВ к новому действию 20 с.
ПРОХОЖдеиие сиrнала АПВили сиrналадистанrlИонноrоуправле
НИSI (опера ция DW/Z) включением от DХ6('lепь 15) контролируется
операцией пХ6 наличия питания (ЦСIIЬ /1) и отсyrствия на инueрс
НОМ входе пХ6 лоrической единицы от реле блокировки от MHoro
51
кратных ВКЛЮ'Iений (РБМВ) выключателя. Формирователем F3 И
операuией DХ9сиrналов по l1епям 21 (от РФК) и 25 (на РПО) воз
БУЖдается реле KL2.5 сиrнализации об аварийном отключснии
выключатсля tJ цикле АПВ.
Воздействие на включение выключателя вьщается электромаr
иитным реле КLI.З, возБУЖдаемым на достаточнос для включсния
время формирования импульса FI при rоrollНОСТИ цепей управле
ния (операция DХ5и, какуказывалось. включснный КЛЮ'I SGI.8).
На схеме (рис. 16) показаны светодиоды VDI VD8, располо
женные на лицевой панели терминала, местной индикации и элект
ромаrнитныс реле блока выходов, формирующие внешние (обозна
ченные на схемс) сиrналы информации о фУНКllИонировании
терминала. Условно обозначен и проrраммный контроль ero
исправности.
4.5. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА ТРАНСФОРМАТОРОВ
Для понижающих двухобмоточных трансформаторов с устройст
вами переключсний ответалений ОТ обмотки IIЫСШСro нanРЯЖСllИЯ
со стороны IiСЙТРали (устройствами реryлирования под на['руз
кой УРПН) предназначаются микропроцсссорные автоматиче
ские устройства зашиты и автоматики из серии циФРОIIЫХ реле
SPA 300 COBMeCTHoro предприятия "АББ Рслс Чсбоксары", а имен
но: устройство SPAD 346С, nporpaMMHo выполняющее функции pe
лейной защиты трансформатора, и микропроцессорный автомати
ческий реryлятор коэффициента трансформации (АРКТ) ре[)'ля
тор напряжения SPAU 341С, управляющий УРПН.
Они относятся к разряду интеллектуальных аllтоматических
устройств. обладающих интеrрированными функциями И сВОйства
ми адаптации к режимам работы трансформатора, и характериэуют
ся всеми информационными и сервисными функuиями, СROЙСТlICн
ными uифровой вычислительной технике. Их взаимодсйствие на
основс проrраммнОЙ совместимости существенно повышает техни
чес кое совершенство аllтоматики упраВ..ения режимами работы и
противоаварийноrо упрааления трансформатором.
Общирная информация отображается местными жидкокристал
лическими дисплеями и передается по ВОЛС на более высокие
уровни иерархической АСУ электроснабжением, выводится По
стандартному интерфейсу на ПЭВМ оператора, имеющеrо IЮЗМОЖ
ность дистанционно изменять при необходимости настройку РЗА
трансформатора.
Выводится информация об элеКТРИ'lеских величинах в цепях РЗ.
а также векторные диаrраммы токов, информация опараметрах
настройки укаэанных цифровых реле. положении, испраlllЮСТИ И
52
rотовности к функционированию сложных электромеханических
УРПН.
Реrи<."Трируется и Jaпоминается информация об изменениях
режима работы и аварийных со<."тояниях трансформатора, о дейст
виях РЗА с возможностями последующеrо анализа событий.
Самодиаrностика и nыда'ш ииформации о неисправностях как
в автоматических уетрой<.-твах, так и в УРПН, повышает надеж
иость функционирования автоматики управления нормальиыми
режимами работы и РЗ трансформатора от опасности выхода ero
из строя при утяжеленных режимах и повреЖдениях и даже разру
шения при КЗ.
Микропроцессорное интеrрированное устройство РЗ тpaHC
форматора SPAD 346С выполняет функции:
продольной токовой дифференциальной защиты;
трехступенчатой токовой защиты от межлуфазных КЗ;
дифференциальной токовой защиты Н П от КЗ на землю;
токовой защиты НП от однофазных замыканий на землю нв
стороне высшеro напряжения;
ТОКОIЮЙ зашиты от КЗна землю на стороне с напряжением 0.4 кВ;
зашиты от несимметричной работы.
Продольная токовая дифференциальная защита, блаrодаря ее
проrpаммной реаJшзации, облад<ICТ }'Никальными, реализуемыми
толькотехническими среllствами IIИфРОВОЙ вычислительной техни
ки СВОЙстuзми. Они обеспечиuзют преодоление специфических
факторов. заrРУдliЯЮЩИХ достижения OCHoBHoro достоинства про
дольной дифференциальной защиты nысокой чувствительности,
а именно:
схема соединений обмоток rрансформатора, обуславливающая
сдвиr по фазе вторичных токов измерительных трансформаторов
тока на сторонах высшею и низшеrо напряжений;
неравенство их абсолютных значений n нормальном режиме и
при nиещних (в электрической сети за предслами защищаемой
зоны) КЗ, обусловленное численным отличием отнощения их KO
эффициентов трансформации от ко"ффициента трансформации
защищаемоrо траНСфОР lатора;
дискperнос измснение коэффициеита трансформации при пе
реключениях отuетвлепий от обмотки высщеrо напряжения aвтo
матически упраnJlЯСМЫМИ УРПН.
КомпенсаllИЯ сдвиra фаз и выравниnания абсолютных значсний
ВТОРИ'lНых токов производится nporpaMMHo соответствующими
раС'lетными алrоритмами. Соответствующие составляющие тока
небаланса вдифференциальной цепи РЗ праКТИ'lески исключаются.
Однако ток нсбаланса, обусловлснный lюrрешиостями измсритель
ных трансформаторов тока при больщих токах внешних КЗ, ocтaeT
ся на прежнсм уровне. Поэтому в цифровой ПРOJlОЛl,ной диффсрсн
53
IlИальной защите при меняется ИJвестное "торможение" .. автомати...
чески Jаrpубляющее ее при внешних КЗ.
Используется и один из прежних способов обеспечения нсдейст
вия защиты на отключенис трансформатора от броска тока HaMar
ничивания, возникающею при подклю',ении трансформаmра К
напряжению или при дискретном повышении первичиою напряже
ния после отключения внешнею КЗ. Применяется запрет дейt;твия
защиты (ее блокировка) rармонической соста1lЛяющей броска тока
намаrничивания удвоенной частоты; при КЗ втрансформаторах или
на ero вьшодах блокировка по второй raрмонике оrраничивастся
специальным алюритмом аналИJа особенностей формы кривой и
скорости нараСТdИИЯ MrHoвeHHoro дифференциальною тока.
В защите предусмотрена еще одиа блокировка по пятой rармони
кетока намаrничивания, возникающей при повышенном напряже
нии, вслсД(;твие насышения маrНИТОПРOlюда трансформатора (ею
перевозбуждении). Однако при опасныхдля изоляции трансформа
тора перенапряжениях блокировка выводится из действия.
Продольная токовая дифференциальная защита двухступенча
тая. Первая rрубая ступень имеет ток срабатывания 3!J.[ не менее
пятикратноrо номинальною тока трансформатора [,ЮМ, опрсдсляе
мый ее отстройкой от броска тока намаrни'швания. Начальный ток
срабатывания 3!J.[ вmрой чувсmительной ступени, действующей
через операцию ЗАПРЕТ от второй rармоники броска тока HaMar
ничивания, и заrpубляемой при ВНешниХ КЗ торможением, уста-
навливается на уровне половины tlOминальноrо тока.
Кусочно линейная характеристика нарастания тока срабаты
вания в фУНКIIИИ тока торможсния имеет два излома: ток срабаты
lJания, соответствующий точке второю излома, достиrает двух-
кратною номинальноrо тока трансформатора. Функции продоль-
НОЙ токовой дифференциальной Jащиты выполняет вычислитель-
но лоrический модуль U [(рис. 17) типа SPCD 3D53 (см. табл. 3).
Токовая защита НП (модуль U2типа SPCD 2D55) от однофазных
КЗ (при заземленной нейтрали сетей напряжением 110 220 кВ)
или однофазных замыканий на землю (при изолированной нейтра
ли сстей напряжением 6, 10, 35 кВ) может функционировать как
продольная дифференциальная или лвухступенчатая токовая защи
та; она подключается к нулевому проводу трехфазных измеритель-
ных ТТ ТА [ на стороне высшеrо напряжения и к одному из ТТ ТАЗ
или ТА4, установленных в нейтрали.
В продольной дифференциальной защите предуематривает
ся торможение и возможность блокировки от БТорой raрмоники
тока в нсйтрали и выдержки времени для отстройки от апсриодиче-
ской свободной составляющей тока электромаrнитною процесеа
однофюною КЗ.
Ступенчатая токовая защита от междуфазных КЗ и токовая защи-
та НП от однофазных КЗ на стороне низшеrо напряжения nporpaM-
s4
ТА'
ТА!
J1I.tr.
r .,
I ,
I ,
I I
L J
и
..... -»"'*'t...'!!О"h ;O;: ;; .... 1
;::
rTlrrnl n rтrrn rnTlrrn' ' ' 1
I OI:: '! :::t:; i? '? :::t q 1 1:= l ' I
I \..U UJ UJ UJ \..U \..U LU \..U I I I
: П п П П П П ПП : L .!..:..J : $"'.01
I I r ljij '" РОIIТ
I I
I I
U6 I
r J
l :: l
X"' -I.
1('''2 t--=т BSl
: C9- 1.8S2
.,.sh J.
X':G BSl
;;: rэ- J.8S.
!:я J.6$
I
I
I t : P
I L ............. J TS!" + I X1 '.'"
L
Рис. 17. Схема подключения ц.ифРUJЮru интеrриро_анноro )'строliства ре.яеliной 3аwип..l
,.,."сфор..,тор. 51'Д" 346С
5S
мно реализуются модулсм из (см. рис. 17) типа SPCJ 4D29
(см. табл. 3). Модуль выполняет и функцию защитноrо отключения
при несиммстричной наrpузке.
Особенностью защит являются обратнозависимые, определяе
мые аналИТИчесКИ выдержки времени. Может устанавливаться одна
из характеристик [см. рис. 6 и выражения (1) (4)].
Кроме указаиных вычислительно лоrических модулей микро
происссорное интеrрированное устройство защиты трансформато
ра SPAD З46С содержит релейно контактный модуль BXOДOB/BЫXO
дав и4, источник питания и5 и модуль и6 входных измерительных
преобразователей тока с элементами rальианической развязки. На
схеМе подключения uифровоrо реле SPAD 346Ск первичным изме
рительным трансформаторам тока ТА] ТА4 обозначены входные
дИскретные сиrналы BS 1 BS5 настройки и оперативноrо упраиле
ния проrpаммными функциями защитных отключений, сиrналы
SSI SS4 выходной информации и ОТКЛючающие воздействия
TSl TS4. Показан порт SERlAL PORT последояательноrо интер
фсйса, переда1'lИК ТХ и приемник Rx ВОЛОКОННО ОПТИ'lеской ЛИниИ
связи. Обозначены входные и выходные зажимы устройСТиа микро--
процессорных защит трансформатора.
МIIкропроuессорный автоматический реryлятор напряжения
SPAU З41С являстся интсrрированным автоматическим устройст
вом, выполняющим кроме функций собственно автоматическоrо
реryлятора коэффиuиента трансформации (АРКТ) ряд дополните
льных и набор сервисных функuий. свойственных современным
микропроцессорным ТехНИческИМ устройствам автоматичсскоrо
управления. Реrулятор функционирует по nporpaMMe, содержащей
ся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) микроЭВМ, и
отличается яысокой точно<,'Тью функциональных характеристик И
показателей, обеспсчиваемой Их определением I!ЫЧИСЛИТСЛЬНЫМИ
операциями над uифрояыми сиrналамИ.
Основными особенностями фуНКllИонирования АРКТ яиляются:
дискретность действия реryлятора и неЧУВСТRительность к изме
иениям низшеrо напряжсния, меньшим ступени реryлирования
l!.U'c 1,25... 2,5 % при переключении двух соседних ответвлений
ОТ оЬмотки ВbIсщеrо напряжения;
действие с относительно больщой выдержкой времени для прсд
отвращения персключений при кратковременных изменениях
напряжения при пусках и самозапусках электродвиrателей. удалсн
ных К3 и в друrих случаях;
необходимость повышения напряжения реryлироваиия отрица
тельным статизмом для поддержания напряжения у потребителя на
неизменном уровне за счет компенсации падения напряжения в
ЛИНИЯХ при возрастании тока наrpузки;
возмОжНость параллсльной работы трансформаторов с автомати
чССКИМИ реryляторами.
s6
Они обуслаnливаroт соответствуюшие особснности измеритеЛL
но!! '.асти автоматическоro реryлятора. а именно:
релейность дсйствия с зоной нечувствительности измерительно
ro орrзна напряжения;
высокий (близкий к единице) коэффициент отпускания (возвра
та) релейных элементов;
необходимость ввода в измерительный opraH напряжения сиr
нала по току наrpузки для указанноЙ компенсации паления Ha
пряжения в линиях установки отрицательноrо статизма.
Релейность ДСЙСТВИя с зоной не'lувствительности 6и н " > Аи.. р
очевилна, поскольку иначе происходили бы мноrочисленные пе
реключения ответвлсний обмоток то в сторону повышения, то в
сторону снижения напряжения, Т.е. автоматическое реryлироваНИе
было бы неустойчивым.
Высокий коэффициент возврата не06холим для обеспечсния
возможной точности рсrулирования путем максимальноrо прибли
жения зоны не'lУВСТВИТСЛЬНОСТИ реryлятора к ступени реryлирова
ния. Зона нечувствительности опредсляется коэффициентами
отстройки kar > 1 и возврата k. < I [4]:
6 ц.., 6 и с . р k OT / k..
Четко фиксируемые в цифровой форме, близкие к единице коэф
фициснты отстройки И Iюзврата измерительной части SPAU 341С
позволяют максимально возможно приблизить зону нечувствитсль
ности к дискретному изменению напряжения при персключениях
соседних ответвлсний обмотки высшеrо напряжения.
Вычислительный процесс определения (Iадений напряжения в
линиях 'злектроснабжения наrрузки обеспечивает их компенсацию,
необходимую, как УК3ЗЫВIIJJОСЬ, дЛЯ поддержания постоянства
напряжения электроприемников при изменениях потребляемой
ими электроэнерrии. Расчетное определение выдержки времени
действия рсryлятора, ИJменяемой в зависимости от степени 011<ЛО
нения напряжения, припает ему СВОЙСТ1!а адаптarlИИ и позволяет
оптимизировать процесс автоматическоro упраnления УРПН.
Автоматический рсryЛЯl"Ор ..ерез алфавитно цифровой дисплей И
набор свстодиодов отображает текушую информацию о режиме pa
боты трансформатора с фиксированием значений напряжений,
тока наrрузки, уrла СДВИПI фаз межлу ними, напр"жения КОМпенса
ции и сиrнала о состоянии УРПН с указанием ero положсний, т.е.
рабо'lИХ ОТ8СТ8JlСНИ!! обмотки и положений приподноrо механизма
УРПН. Автомати',еское тестированис и самодиаrностика с выводи
мой информацией о пояnляюшихся неисправносТяХ обеспе'lИвает
нздежность функционирования реryлятора.
Автоматический реryлятор SP AU 34 J С имеет модульное построе
иие (рис. 18). Осиовным Я8JIяется модуль автоматическоrо реrули
57
рования SPCU 1 DSO. Он производит все вычислительные операuии
и формирует uифровые сиrналы, преобразуемые выходным MO
дулем в управляюшие воздействия на УРПН. В соответствии С
отклонением ",и от установленноro (прсдписанноrо) напряжения,
определяемоrо с учетом рассчитываемоro в реальном времени
напряжения компенсаuии, при выходе изменяюшеrося напряже
ния на шинах подетанuии за пределы зоны нечуветвительноети
",и> ",и"" модуль реryлирования запускает nporpaMMY вычислений
первой выдержки времени, зависяшей от l!.и/l!.и ич в в COOТBeт
ствии с соотношением
'perl Т. Т тQ J28--' (5)
при фиксированном Т тах " 2S с. Если отклонение напряжения yмe
ньшается до tJ. и < ",и"., отсчет времени прекращается.
После окончания первой выдержки времени тем меньшей, чем
больше отклонение напряжения, происходит переключение ОДНОro
ответвления обмотки трансформатора. Если oAНoro переключения
недостаточно для вхожnеНИ>l напряжения в зону нечувствитель
ности, запускается отсчет второй выдержки времени 'р.,.2 Т 1 < Т.
н, при необходимости, производится переключение oтoporo oT
ветвления.
Автомати'.еский реryлятор как интеллектуальное микропроuес
сорное устройство обладает функциональными особенностями и
отличается информаuионным общением с оператором непосредет
венно или чсрез ПЭВМ и с более высоким иерархическим уровнем
а8Томатическоrо управления.
Как указывалось, он вычисляет напряжение на своем входе иа
пряженис реrулятора и р по предписанному напряжению и"р (YCTaB
ке), пропорuиональному напряжению, которое должно поддержи
В8Ться на шинах подстаннии, по ВЫ'Jисляемому падению напряже
ния 1fz 11 линиях, питаюших потребителей электроэнерrии, и по
з..1Даниому снижениЮ tJ.Uпруставки в режиме минимальной наrрузки
трансформатора. При этом учитывается и реактиВНЫЙ ток l р . ц ,
uиркулирующий между паралJ\ельно работаюшими трансформато
рами, в том числе различной мошности. В относительныхединиuах
lf.p и, пр + U.zi:. и. р ", Аиnp,
Активная U л и реактивная jU x составляющие падения напря
жения в линиях вычисляются по известным их сопротивлениям И
Токам.
Для вычисления относительноrо тока циркуляции I,).IJ1''''M aBТO
матический реrулятор кaжnоro из параJlJ\ельно работаюших TpaHC
форматоров передает (по волоконно опти'.еской связи) информа
цию о векторе тока друrим реryляторам (предусмотрена возмож
58
6С/J 1 l'JjSСТТ/Nсr иJ
,т"" ""''''' D
'SCn IS''''
IS;; 2 IT..",,,Lпт
пtt'... pf'A t
Sllft
"пtllrt
J'(.ty (i) .иA1t QOVT (i)
_ S ...AI SPCUIRS#
10
О"'" ·
SP&иIR"
.»"с. 18. МнкропрооеССОРНЫI .................... реrymпор КоэффИWleIml трансформaцIIII
SPAU 34К
о
, J\OCTh ИНДИllидуальноrо автоматическоrо управления трех транс-
форматоров). КаЖдЫЙ lIычисляет общий ток наrрузки трансфор
маторов и сраВНИRает cro по амплитуде и фазе с током naHHoro
трансформатора. В результате составляющая Т' р . о корректирует
упраWlяющие воздействия КаЖдоrо из реryляторов, обсспечива-
ющие минимизацию балластноrо тока ЦИРКУЛЯЦИИ, и пропор-
циональную номинальной мощности трансформатора ero заrpузку.
Предписанное напряжение и пр и степень ero снижения llU np
изменяются оператором дистанционно.
. Предусматривается ЗАПРЕТ (блокировка) действия реryлятора
на УРПН по максимальному и минимальному напряжению транс-
форматора, выполняемый микропроцессором.
Расположенные на передией панели модуля (см. рис. 18) автома-
'fическоrо реryлирования дисплей D и вертикальное светодиодное
табло отображают обширную информацию о настройке и режиме
работы автоматическоrо реryлятора.
Высвечиваются значения напряжения ии тока [наrpузки транс-
форматора, предписанное напряжение и пр U S и ero снижение
llи пр llU RSV . составляющие U R и их паления напряжения 1LL. зона
нечувствитсльности llU". llU s , вычисляемые выдержки премени
Тl и Т2; светодиодами фиксируются срабатывание измерительной
части на повышение (RATSE) или снижение (LOWER) напряжения,
. дейстпие блокироlIКИ по току (J) или напряжению (ио, действие
S9
:
r
!:I
;
"
i
т
1RF
RA/SC lOWER 1>
' М ': .,
: I
о< I I
L J
S'riDl,#r!
I 1
I
I
.J
х.
Рис. 19. Фу,пши.......... ехема цифро..... """'''0111'1"''''0", peryл-m,o. .1П'I1JIIIRсфоР""'"
(оит) УРПН с индикаuией по миллиампсрметру (тА) сто положе
ния; автоматическое управлснис параллсльно работающими тpaHC
форматорами (PARALLEL); функuионирование (/RF) автоматиче
ской самодиатностики; отклю',ение модуля автоматическото
(,Аито) реrУЛИРО811НИЯ при переходе на РУ',ное управление УРПН
оператором (MAN) модуль SpCN I О56; возбуждение ТСО входа
УРПН. На передней па нели расположены кнопки управления
проrpаммированием, дисплеем, переклю',ениями на параллельную
работу ИЛи на ручное управление УРПН и ключи SGFи дрyrие Ha
боры функuий (конфиrураuии).
Указанные в скобках обозначения приведены на функuиональ
ной схеме автоматическоrо реrулятора SPAU 341С (рис. 19). На ней
показаны описанный модуль U / аВfOмаТИческOI"О ретулирования с
микропроuессором U и лоrическими элементами и модуль и2
ручноrо управления; KOHCТPYKТlIВHO выделенные блок и6 (в фир
менном обозначении) 8ТОРИ'IНЫХ измерительных трансформаторов
тока и llaпр"жения с элементами rалЬRаничсской развязки и блок
питани" с входными зажимами ХО; блоки входных ЭJ,ектроматнит
ных реле и5 с зажимами Х / ИХ обмоток и выходных repKoHoB со
сборкой зажимов Х2от их контактов; показан вход под миллиампер
метр резистивноrо датчика положения УРПН (ТАР POS) и onтo
электрический преобразователь (SPA ZC) с разъемом волоконно
оптической передачи информаuии.
Реле ТСО фиксирует проиесс переключения УРПН, 8 те,.ение
котороrодействие реrулятора запрещаете", а ВLОСКвыводнтеro из
работы по внешнему запрещающему ситналу: при замыкании
контакта OIUIoro из них на 8ыходе элемента DW(ИЛИ) лоrичс
ский нуль, поступающий на один из трех входов элементов DX /, DX2
(И) и запрещающий формирование их единичных 8ЫХОДНЫХ сиrна
лов, опрсдеJ'ЯЮЩИХ управляющие воздеЙСТВИII RA/SE (поднять) и
LOWER (снизить) напряженис. Их формирование происхолит под
воздейсmием единичных лоrических сиrналов микропроuессора U
при возбуждавшемся реле Аито (автомати',еекое управление):
лотическая сдипиuа, зафиксированная элементом ее запоминания
(ТРИlтером ST), поступает на соответствую щие вх оды элементов
DX /, DX2. Эта же единиuа на инверсных 8ходах DX3 DХ6запрсша
ет формирование lюздействий RA/SE или LO WER модулем и2 PY"
НОI"O управления или внешними сиrн3JJ3ми, т.е. листанUlIOННО
(клю', SA и выходные реле). При возбуждении реле MAN на 8ыходе
ST лотический нуль, запрещающий прохожпение единичных ло
тических ситналов через DX /, DX2 и раз.тсша юш ий фОРМИРOJI<Iние
управляющих воздействий элементами DX3, DХ4при ру',ном дис
танuионном (входные реле) или местном (клю', SA) управлении.
61
Список литературы
1. Овчаренко Н. и. Элементы автоматических уетройет" энсрrосистем.
Учебник дnя вузов. 8 2-х кн. М.: ЭнерrоаТОМИ3l1ат, 1995.
2. feттa Т. r., Овчаренко Н. И. Просктировзние цифровыхэлемеНТО8авто
матичееКIIХ устрой,-'Т" :",ерrосиетем. М.: Изл-во МЭИ, 1986.
3. Шмурыв 8. я. Цифровые реле зашиты. (Библиотечка электротехника,
прможеиие кжурналу"Энерrетик"; 8ып.I(4». М.: НТФ"Энерrопроr
ресс", 1999.
4. А.,ексаилров А. М. 8h1бор уе1'ЭВОК срабатывания зашит асинхронных
электролвиrателей напряжением выше I кВ / (Библиотечка электротех-
ника, "РИJ,ожение к журналу "Энерrетик"; Вью. 2). М.: НТФ "Энсрrо.
просресс", 1998.
Содержание
Предисловие.. .... .. .. ... . ............ ..... .............. 3
1. Микропроцессорные комплексы
релейной защиты и автоматики. . ..... . ..... ....... ... 5
1.1. ПОСТОI1НстваМI1КропроuессорНыхКоМnпеКсоВ.......:......... 5
1.2. ПРИlЩ lпыдеЙСТ8I1Я и3мсритслыlйчасти.. . . . . .. _ . .. _ .. . .. .. . 6
2. Микропроцессорные устройстеа релейной зa.щип.I
и автоматики НПФ "РадИУС" ................... ..... .... 9
3. Микропроцессориые комплексы релейной защиты
и автоматики НТЦ "Механотроникз" ..................... 17
3.1. НээнзчеНI1СИОСобснности ...................__......... 17
3.2. МНОI'офункционапЫlыйкомnлексзащитыиаото атики.......... 18
3,3. МиКропроцссоорllысэаwиТыэпсктро"8I1raТслс!\............... 27
3.4. АвтомаТИIG:I частотной раЭlрузКИ и nО8Ториоro включения. . . . . . . . . 29
3.S. управпеllисВыкпючаТспеМоТ6РМ3........................ 32
4. Мнкропроцессориые KOMIL eKCbl релейиой защиты
и автоматики 000 "АББ Рел Чебоксары" . . . . . . . . . . . . . . .. 35
4.1. Випы.tlэ31.эчеНияиосо6еIIIIОСТи............................ 35
4.2. МиКропроuсссориысрсп................................ 35
4.3. МиКропроuссоориые'teрМlшапы.......................... 37
4.4. ФуИКUIIОllапьиаясхсмабаэовоrотсрмн"""аSРЛС 800........... .. 4S
4.S. Микропpouсссорнан релсйная шита
иавтоматика'lp3НСфоРМaroро.в .. .. . ..... . . . . . . .... .... . . . 52
СписоКnитературы........................................ 62
I5n&nnoтечКi!I neКYPOTeXHnКi!l
Лрu.JOжеttuе 1{ проuзводстtJеннс .\UJссовQМУЖУРналу "ЭнepzeтJU("
ОВЧАРЕН КО НИКОЛЛЙ ИЛЬИЧ
Микропроцсссорные KOMn.l1e cы Рf'лейной защиты
11 8В-':'ОИ8ТНКН распределительных электрических сетей
дДРЕС РЕДДКЦИИ:
109280. MocKfla. ул АRТО1ЭJlодская. 14/23
Тел /фo.lКt. (09S) 27S 19 06. 1CJI 27S OO 23 лоб. 22--41
PeдaKropbl. ЛJJ. ЖDaиО88. Н. 8. OЛIowaIICм.u
Xyao*. тexн решктор Т. Ю. Aiw.peeвl
Корректор З. Б. Драиокка.
Сдщов набор 17.0899 r. Подписано 11 печать 21.09.99 r.
ФuРМ8Т 60)(841116 Печать офс.СТlt3Я.
Пе.... JI. 4,0. Тираж 760 ЭК] Заказ БЭТ/7( 10)--99
Макет uыполнеll И1J.i:.&IСЛЬСТIЮМ Фоли)'м": 127238. Москва. Дмитровское Ш.. 58.
Orne".ТlHO тнnоrpaфнеА Н:Jдll;r Ы:'ва "Фолн)'w'" 127238. МОСКВ8. ДИNТpOВС"'ОС ш.. 58.
..-
-
.
НауЧНО
npоизводствениое
npeдприя.".I'ие
(сДинамика)
"едущее предприктие . России по
раэраБО'Ж'l(е. изrО'l'овпеИИJl) и
продаже современных исп:wта
еJ'!ЬНJ,JХ УС"1'8ИОВОI( дпя проверки
раэп.Иo..lиоrо зпеК'l'рооБОР)"ДО8аНИJl
. энерrе'Z'И:kе и: др)"rих энерrо
емких о'Х'расnя:х ПрОЪJышленнос'Ж'И.
о
\\\\l.t
,
ас'Х'ояще. арем" СВЫМВ 600
ИС-П.I'Ж'в.'%'еп:r.нIo1Х приборов ЕПЛ
.ссДинанихi!l.)} успеlillNО Эl(сплуа
ТИрУIO'%'СR на энерrообъехтах
Uоссии и sa ее преде.n:аки.
428000 r.Чебохсa.pu. ПоЧ'J'8М'1'. а/к 160
вnп «Дикаикка»
Тen/фахс: (8352) 448126, 420113, 456035
"I'e.neТ4Йn. 158989 КАССА
E rna:l..l. dYnamJ.cs@chtts.ru
iJW;.tp; I/dynamics. chuv.sh1.a. C01Q
-
.... I
динамика.
Основная. ПРОДУКЦИЯ
nPВДnPИЯТИI<:
РЕЛЕ томоrРАФ 41М
универсальная lC;окп..ltIтернан ИСП},J
'%'2I'.I'вl1'&И&1II СИС'l'еНlk дn,. провер:ки
CJlO1kНwx уС'.l'рОЙС'1!В репейной .!5a1l:l;on'W
и автоматики.. эпеltтрознерrежи:ке и
ка знерrое" И про певк х
предприятиях; t.,т
PETOM ll
J:lорo;rаo;rм8иыи ИСrIlo1o;rатепьКlolЙ ПpJI
fj,op д.:n:,. ароllерlCИ' npoc'rlolx репе и
.Д'Pyroro оборудования в схе.,эх
зпекo;rроснаб.еНИR pOMloIwпeK
.Io1Х предnрия"l'И*.
't,'
1--:;':' '.
- I, --,-....
, ..--
-i,IJf,, ;. '
"'11--,
!,-
!-
'.
\
\........
..
06 авторе
Николай Ильич Овчаренко
доктор технических наук,
профессор кафедры "Релейная
защита и автоматизация знерroсистем"
MOCK08cKOro знеprетическоrо института
(техническоrо университета).
Н. и. Овчаренко автор ряда научно
технических моноrрафий, учебных посо
бий и учебников по теории и технике aBTO
матики и релейной защиты электрических
станций, сетей и систем. Наиболее круп
ные иэ них: моноrрафия "Аналоrовые и
цифровые элементы автоматических
устройств энерrосистем" (1989 r.) и учеб
ник для вузов в двух книrах "Элементы aB
томатических устройств энерrосистем"
(1995 r.)
Микропроцессорные технические средства
проrраммной реализации
функций релейной защиты
и противоаварийной автоматики
распределительных электросетей
это новый уровень безопасности
и надежности систем электроснабжения.