Проект реконструкции ГПП «Радиоаппаратура» и применение современных цифровых средств релейной защиты (Выбор устройств релейной защиты)

5. Выбор устройств релейной защиты

5.1. Выбор микропроцессорных блоков защиты

Релейная защита является важнейшей частью автоматики электроустановок и энергосистем, основная задача которых состоит в том, чтобы обнаружить повреждение или ненормальный режим в электрической системе и по возможности быстро выдать управляющий сигнал на отключение поврежденной части системы или сигнализировать о возникновении ненормальных режимов.

Механические реле, несмотря на простоту исполнения и относительную дешевизну, обладают рядом существенных недостатков. Микропроцессорные блоки защиты по сравнению с механическими реле обладают меньшим временем срабатывания, более гибкой системой настройки, более широкой функциональностью, простотой использования и т.д. Все это позволяет считать выбор микропроцессорных блоков приоритетным по сравнению с механическими реле.

В данном дипломном проекте мы выбираем защиту типа Micom P127. Данные микропроцессорные блоки позволяют осуществлять направленную максимальную токовую защиту, защиту от повышения/снижения напряжения, а также выполнять автоматическое повторное включение.

Micom P127 выполяняет следующие функции:

·  направленная/ненаправленная ЗНЗ;

·  направленная/ненаправленная МТЗ;

·  защита по мощности;

·  обнаружение обрыва провода;

·  защита минимального тока;

·  МТЗ обратной последовательности;

·  защита от термической перегрузки;

·  защита от снижения напряжения;

·  защита от повышения напряжения;

·  защита от повышения напряжения нулевой последовательности;

·  АПВ (4 цикла);

·  УРОВ;

·  контроль и управление выключателем;

·  логика блокировки;

·  датчик начальной нагрузки;

·  селективная логика;

·  мгновенный выход;

·  программируемая логика «И»;

·  2 группы уставок;

·  измерения;

·  регистрация повреждений;

·  регистрация событий;

·  регистрация осциллограмм;

·  средства тестирования;

·  самодиагностика;

·  подключение к сети передачи информации;

·  порт на лицевой панели RS232;

·  программная поддержка (Micom S1).

Схема подключения данного блока защиты представлена на рисунке 5.1.

5.2. Расчёт уставок РЗиА

Защита характеризуется двумя параметрами – током срабатывания и выдержкой времени. Различают ток срабатывания защиты I_c.з. – ток в первичной цепи, при котором защита приходит в действие, и ток срабатывания реле (уставка реле) I_c.р. – ток в реле, при котором реле срабатывает. Ток срабатывания защиты определяется по выражению ([3]):

                      I_c.з.=k_отсk_запI_рабmax/k_в;                                                 (5.2.1)

ток срабатывания реле

I_c.р.=k_отсk_запk_схI_рабmax/k_вk_т,                                                 (5.2.2)

где k_отс – коэффициент отстройки (k_отс=1,1..1,2); k_сх – коэффициент схемы, учитывающий схему соединения трансформаторов тока и реле ( при включении реле на фазные токи k_сх=1); k_т – коэффициент трансформации трансформаторов тока; k_в – коэффициент возврата токового реле; k_зап – коэффициент самозапуска принимается.

Приведём пример расчёт релейной защиты для камеры 1/2 ЗРУ СЭЗ ввод№1.

Присоединяемая мощность 9100 кВА.

Ток максимального режима

.

Трансформатор тока

ТЛК-10-5,6    600/5 А.

Ток срабатывания защиты

Ток срабатывания реле

Коэффициент чувствительности

.

К_ч>1,5, что соответствует требованиям ПУЭ.

Время срабатывания защиты t_сз:

время срабатывания последующего комплекта защиты t_сзп=0,46 с,

t_сз=t_сзп+∆t=0,46+0,2=0,66, с;

∆t=0,2 – ступень селективности.

Ток срабатывания токовой отсечки

Расчёт остальных камер ЗРУ аналогичен вышеприведенному, поэтому для наглядности приведём расчёт в табл. 5.2.1.

Таблица 5.2.1. Расчёт релейной защиты камер ЗРУ 10 кВ ГПП «Радиоаппаратура».

№ камеры ЗРУ	Прис. мощн. S, кВА	Ток max реж. Ip, А	КТ	Iсз, А	Iср, А	Imin, кA	Kч	tсз	I(3)max, кA	Iтосз, кА
1/1	20000	1100	2000/5	2520	6,3	-	-	1,9	-	-
1/2	9100	500,9	600/5	1148	9,6	9	7,8	0,66	11,2	11,5
1/3	2700	148,6	150/5	340,5	11,35	7,39	21,7	0,66	8,83	8,5
1/4	2900	159,6	200/5	365,8	9,15	7,39	20,2	0,66	8,83	8,5
1/5	1280	70,5	75/5	161,5	10,8	7,63	47,2	0,66	9,17	9,6
1/6	40000	2202	2000/5	5046	12,6	-	-	2,1	-	-
1/8	6300	346,8	400/5	794,8	9,9	8,2	10,3	1,7	10,01	10,5
1/9	5205	286,5	300/5	656,6	10,9	8,07	12,3	0,7	9,75	10,2
1/10	2500	137,6	150/5	315,4	10,5	6,69	21,2	0,3	7,83	8,2
1/11	6300	346,8	400/5	794,8	9,93	8,61	10,83	1,4	10,61	11,1
1/12	3390	186,6	200/5	427,6	10,7	8,61	20,1	0,7	10,61	11,1
1/13	1260	69,28	75/5	160,0	10,8	1,086	15,67	0,26	1,105	9,6
1/14	630	34,7	50/5	79,5	7,95	9,25	116,3	0,7	11,45	12,06
1/15	6300	346,8	400/5	794,8	9,93	9,2	11,6	1,7	11,5	12,07
1/16	840	46,18	75/5	133,6	8,91	-	-	0,06	-	-
1/18	9293	510,9	600/5	1172	9,77	7,73	15,14	0,66	9,3	11,76
2/2	5120	281,9	300/5	646	10,8	6,99	10,8	0,26	8,45	8,8
2/3	6300	346,8	400/5	794,8	9,94	7,51	9,45	1,5	9,2	9,9
2/4	6550	360,6	400/5	826,4	10,3	7,51	9,09	1,7	9,2	9,9
2/5	5730	315,4	400/5	722,8	9,0	7,51	10,4	1,2	4,81	5,05
2/6	1260	69,36	75/5	159	10,6	8,06	50,7	1,7	10,02	10,5
2/7	3910	215,2	300/5	493,2	8,22	7,36	14,9	0,26	9,06	9,51
2/8	1260	69,28	75/5	159	10,6	1,94	12,2	0,7	2,02	2,121
2/9	9100	501	600/5	1148	9,57	1,148	9,57	0,66	10,6	11,2
2/10	8093	445,5	600/5	1021	8,5	5,47	5,4	0,9	6,92	7,26
2/11	5205	286,5	300/5	656,6	10,9	7,42	11,3	0,7	9,06	9,513
2/12	10920	601,1	600/5	1377	10,7	1,377	11,5	0,06	8,64	11,5
2/13	3390	186,6	200/5	427,6	10,7	7,85	18,4	0,7	9,69	10,17
2/14	630	36,7	50/5	84,1	8,4	5,87	70	0,26	6,8	7,14
2/15	20000	1100	1500/5	2520	8,4	-	-	2,1	-	-
2/17	6300	346,8	400/5	795	9,93	8,07	10,1	1,7	10,03	10,53
2/18	2900	159,6	200/5	365,8	9,14	7,39	20,2	0,66	8,83	9,271
2/19	2700	148,6	200/5	340,5	11,35	7,39	21,7	0,66	8,83	9,271
Продолжение табл. 5.2.1.
№ камеры ЗРУ	Прис. мощн. S, кВА	Ток max реж. Ip, А	КТ	Iсз, А	Iср, А	Imin, кA	Kч	tсз	I(3)max, кA	Iтосз, кА
2/20	9293	511,6	600/5	1172	9,77	7,73	6,59	0,66	9,3	9,7
2/23	840	46,18	75/5	133,6	8,91	-	-	0,06	-	-
3/1	20000	1100	2000/5	2520	6,3	-	-	1,9	-	-
3/2	2700	148,6	150/5	340,6	11,4	7,39	21,7	0,66	8,83	9,271
3/3	1260	69,28	75/5	160,0	10,8	6,24	39,0	0,26	7,17	7,3
3/4	1260	69,28	75/5	160,0	10,8	7,36	46,0	0,26	9,06	10,0
3/5	6300	346,8	400/5	79,4	9,93	8	10,1	1,7	9,73	10,0
3/6	5000	275,2	300/5	651,5	10,8	7,18	11	0,07	8,5	8,7
3/7	160	8,8	10/5	20,2	10,1	0,186	9,2	0,06	0,215	0,23
3/8	6300	346,8	400/5	797,7	9,93	8,65	10,9	1,5	10,67	10,8
3/9	40000	2202	2000/5	5046	12,6	-	-	2,1	-	-
3/11	2300	126,6	150/5	290,1	9,67	8,44	29,1	0,26	10,35	10,5
3/12	875	58,3	75/5	133,6	8,91	-	-	0,06	-	-
3/13	2130	117,2	150/5	268,6	8,95	7,19	26,8	0,26	8,52	9,0
3/14	1260	69,28	75/5	159	10,6	7,0	44,0	0,26	8,24	8,5
3/15	1000	55,5	75/5	127,2	8,5	5,27	41,4	0,26	5,88	6,1
3/16	1260	69,36	75/5	159	10,6	7,65	48	1,7	9,2	9,5
3/17	6300	346,8	400/5	794,8	9,93	8,87	11,16	1,7	11,01	12,07
3/18	2740	150,8	200/5	345,6	8,64	9,1	26,3	0,26	11,18	11,3
3/19	2900	159,6	200/5	365,7	9,14	7,39	20,2	0,06	8,83	9,27
4/2	6300	346,8	400/5	794,8	9,94	8,06	10,14	1,7	9,4	9,9
4/3	4620	254,3	300/5	582,8	9,71	7,12	12,2	0,26	9,4	9,9
4/4	6300	346,8	400/5	795	9,93	7,34	9,32	1,7	8,94	9,4
4/5	630	34,7	50/5	79,8	7,98	6,08	76,2	0,7	7,09	7,445
4/6	1130	62,2	75/5	142,5	9,5	7,07	49,6	1,7	8,52	8,95
4/7	160	8,8	10/5	20,2	10,1	0,186	9,2	0,06	0,215	0,23
4/8	2300	126,6	150/5	290,1	9,67	1,42	4,89	0,7	1,47	1,54
4/9	20000	1100	2000/5	2520	6,3	-	-	1,9	-	-
4/11	6300	346,8	400/5	794,7	9,93	7,87	9,9	1,5	9,74	10,23
4/12	875	58,3	75/5	133,6	8,91	-	-	0,06	-	-
4/13	5000	275,3	300/5	630,9	10,51	6,68	10,6	0,26	7,95	8,35
4/14	1260	69,28	75/5	159	10,6	4,95	31,1	1,7	5,59	5,87
4/15	2100	115,6	150/5	265	8,83	5,72	21,6	1,7	6,58	6,91
4/16	1260	69,28	75/5	159	10,6	4,53	28,49	0,26	5,08	5,33
4/17	630	36,7	50/5	84,1	8,41	8,37	99,5	0,7	10,46	10,98
4/18	2900	159,6	200/5	365,7	9,14	2,2	6,01	0,66	3,11	3,27
4/19	2700	148,6	150/5	340,5	11,35	2,2	6,01	0,66	3,11	3,27

5.3. Выбор шкафов оперативного тока

На электрических станциях и подстанциях применяют многочисленные вспомогательные электрические устройства и механизмы, служащие для управления, регулирования режима работы, сигнализации, релейной защиты и автоматики. Все эти оперативные устройства и механизмы питаются электроэнергией от специальных источников, которые принято называть источниками оперативного тока. Соответствующие электрические цепи, питающие названные устройства и механизмы, называют оперативными цепями оперативными цепями, а системы питания – схемами оперативного тока. Оперативные цепи и их источники питания должны быть надёжны, так как нарушение их работы может приводить к отказам и серьезным авариям в электроустановках.

В качестве источника оперативного тока принимаем Шкафы оперативного тока (ШОТ), изготавливаемых ИНОСАТ. ШОТ характеризуется следующими параметрами:

·  входное напряжение 220; 380 В;

·  номинальный выходной ток 10,20,30 А;

·  вид системы заземления TN-S;

·  номинальная емкость аккумуляторных батарей 30-500 А×ч;

·  рабочий диапазон температур от -10 до +40 ^оС;

·  габаритные размеры 222х650х710 мм;

·  исполнение напольное;

·  степень защиты по ГОСТ 14254-96 IP21-IP54;

·  срок службы не менее 25 лет.

Условия эксплуатации:

- высота установки над уровнем моря не более 1000 м;

- окружающая среда – атмосфера типа II по ГОСТ 15150-69, при этом должна быть взрывоопасной, пожароопасной, не содержащей токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, снижающих параметры изделия.

Особенности конструкции:

1.  Емкость батареи по С10 подразумевает разряд в течение 10 часов до напряжения 1,8 В/элемент при температуре батареи 25^оС.

2.  При использовании батареи емкостью до 50 А×ч – использование