5.9. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКА

            5.9.1. Силовое электрооборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов устройствами релейной защиты, автоматическими выключателями или предохранителями и оснащено устройствами электроавтоматики, в том числе устройствами противоаварийной автоматики и устройствами автоматического регулирования.
            Устройства релейной защиты и электроавтоматики (РЗА), в том числе противоаварийной автоматики, по принципам действия, уставкам, настройке и выходным воздействиям должны соответствовать схемам и режимам работы энергосистем и постоянно находиться в работе, кроме устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципом действия, режимом работы энергосистемы и условиями селективности.
            5.9.2. В эксплуатации должны быть обеспечены условия нормальной работы аппаратуры РЗА
            и вторичных цепей (допустимые температура, влажность, вибрация, отклонения рабочих параметров от номинальных, уровень помех и др.).
            5.9.3. Все случаи срабатывания и отказа срабатывания устройств РЗА, а также выявляемые в процессе их эксплуатации дефекты должны тщательно анализироваться и учитываться в установленном порядке службами РЗА. Выявленные дефекты должны быть устранены.
            0 каждом случае неправильного срабатывания или отказа срабатывания устройств РЗА, а также о выявленных дефектах схем и аппаратуры вышестоящая организация, в управлении или ведении которой находится устройство, должна быть проинформирована.
            5.9.4. На панелях РЗА и шкафах двустороннего обслуживания, а также на панелях и пультах управления на лицевой и оборотной сторонах должны быть надписи, указывающие их назначение в соответствии с диспетчерскими наименованиями.
            Установленная на панелях, пультах и в шкафах с поворотными панелями аппаратура должна иметь с обеих сторон надписи или маркировку согласно схемам. Расположение надписей или маркировки должно однозначно определять соответствующий аппарат.
            На панели с аппаратурой, относящейся к разным присоединениям или разным устройствам РЗА одного присоединения, которые могут проверяться раздельно, должны быть нанесены четкие разграничительные линии и должна быть обеспечена возможность установки ограждения при проверке отдельных устройств РЗА.
            Надписи у устройств, которыми управляет оперативный персонал, должны четко указывать назначение этих устройств.
            5.9.5. Силовое электрооборудование и линии электропередачи могут находиться под напряжением только с включенной релейной защитой от всех видов повреждений. При выводе из работы или неисправности отдельных видов защит оставшиеся в работе устройства релейной защиты должны обеспечить полноценную защиту электрооборудования и линий электропередачи от всех видов повреждений. Если это условие не выполняется, должна быть
            существлена временная быстродействующая защита или введено ускорение резервной защиты, или присоединение должно быть отключено.
            5.9.6. При наличии быстродействующих релейных защит и устройств резервирования в случае отказа выключателей (УРОВ) все операции по включению линий, шин и оборудования после ремонта или нахождения без напряжения, а также операции по переключению разъединителями и воздушными выключателями должны осуществляться при введенных в работу этих защитах; если на время проведения операций какие-либо из этих защит не могут быть введены в работу или должны быть выведены из работы по принципу действия, следует ввести ускорение на резервных защитах либо выполнить временную защиту, хотя бы неселективную, но с таким же временем действия, как и постоянная защита.
            5.9.7. Сопротивление изоляции электрически связанных вторичных цепей напряжением выше 60 В относительно земли, а также между цепями различного назначения, электрически не связанными (измерительные цепи, цепи оперативного тока, сигнализации), должно поддерживаться в пределах каждого присоединения не ниже 1 МОм.
            Сопротивление изоляции вторичных цепей, рассчитанных на рабочее напряжение 60 В и ниже, питающихся от отдельного источника или через разделительный трансформатор, должно поддерживаться не ниже 0,5 МОм.
            Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром в первом случае на напряжение 1000-2500 В; а во втором случае 500 В.
            Измерение сопротивления изоляции цепей 24 В и ниже устройств РЗА на микрозлектронной базе производится в соответствии с указаниями завода-изготовителя. Если таких указаний нет, проверяется отсутствие замыкания этих цепей на землю омметром на напряжение до 15 В.
            При проверке изоляции вторичных цепей должны быть приняты предусмотренные соответствующими инструкциями меры для предотвращения повреждения этих устройств.
            5.9.8. При включении после монтажа и первом профилактическом контроле изоляция относительно земли электрически связанных цепей РЗА и всех других вторичных цепей каждого присоединения, а также между электрически не связанными цепями, находящимися в пределах одной панели, за исключением цепей элементов, рассчитанных на рабочее напряжение 60 В и ниже, должна быть испытана напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин.
            Кроме того, напряжением 1000 В в течение 1 мин должна быть испытана изоляция между жилами контрольного кабеля тех цепей, где имеется повышенная вероятность замыкания между жилами с серьезными последствиями (цепи газовой защиты, цепи конденсаторов, используемых как источник оперативного тока, вторичные цепи трансформаторов тока с номинальным значением тока 1 А и т.п.).
            В последующей эксплуатации изоляция цепей РЗА (за исключением цепей напряжением 60 В и ниже) должна испьпъваться при профилактических восстановлениях напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин или выпрямленным напряжением 2500 В с использованием мегаомметра или специальной установки.
            Испытание изоляции цепей РЗА напряжением 60 В и ниже производится в процессе ее измерения по п. 5.9.7 настоящих Правил.
            5.9.9. Вновь смонтированные устройства РЗА и вторичные цепи перед вводом в работу должны быть подвергнуты наладке и приемочным испытаниям.
            Разрешение на ввод новых устройств и их включение в работу выдается в установленном порядке с записью в журнале релейной защиты и электроавтоматики.
            5.9.10. В службе РЗА на устройства РЗА, находящиеся в эксплуатации, должна быть следующая техническая документация:
            паспорта-протоколы;
            инструкции или методические указания по наладке и проверке;
            технические данные об устройствах в виде карт уставок и характеристик;
            исполнительные рабочие схемы: принципиальные, монтажные или принципиально-монтажные;
            рабочие программы вывода в проверку (ввода в работу) сложных устройств РЗА с указанием последовательности, способа и места отсоединения их цепей от остающихся в работе устройств РЗА, цепей управления оборудованием и цепей тока и напряжения; перечень устройств, на которые рабочие программы не составляются, утверждается техническим руководителем АО-энерго или энергообъекта.
            Результаты технического обслуживания должны быть занесены в паспорт-протокол (подробные записи по сложным устройствам РЗА при необходимости должны быть сделаны в рабочем журнале).
            В службах РЗА энергосистем, в службах РЗА ОДУ (ЦДУ ЕЭС России) должны быть ‘технические данные об устройствах, находящихся в управлении и ведении этой службы, в виде карт (таблиц) или журналов (характеристик), принципиальных или структурных схем (технологических алгоритмов функционирования).
            5.9.11. Вывод из работы, изменение параметров настройки или изменение действия устройств Р3А должны быть оформлены в соответствии с пп. 6.4.2; 6.4.5; 6.4.6 и 6.4.10 настоящих Правил.
            При угрозе неправильного срабатывания устройство РЗА должно быть выведено из работы с учетом требования п. 5.9.5 настоящих Правил без разрешения вышестоящего оперативно-диспетчерского персонала, но с последующим сообщением ему (в соответствии с местной инструкцией) и последующим оформлением заявки в соответствии с п. 6.4.6 настоящих Правил.
            5.9.12. Реле, аппараты и вспомогательные устройства РЗА, за исключением тех, уставки которых изменяет оперативный персонал, разрешается вскрывать только работникам служб РЗА, электротехнической лаборатории электроцехов электростанций (ЭТЛ), эксплуатирующим эти устройства, или в исключительных случаях по их указанию оперативному персоналу.
            Работы в устройствах РЗА должен выполнять персонал, обученный и допущенный к самостоятельной проверке соответствующих устройств.
            5.9.13. На сборках (рядах) зажимов пультов управления, шкафов и панелей не должны находиться в непосредственной близости зажимы, случайное соединение которых может вызвать включение или отключение присоединения, короткое замыкание в цепях оперативного тока или в цепях возбуждения генератора (синхронного компенсатора).
            5.9.14. При работе на панелях, пультах, в шкафах и в цепях управления и РЗА должны быть приняты меры против ошибочного отключения оборудования. Работы должны выполняться только изолированным инструментом.
            Выполнение этих работ без исполнительных схем, заданных объемов и последовательности работ (типовая или специальная программа) запрещается.
            Операции во вторичных цепях трансформаторов тока и напряжения (в том числе с испытательными блоками) должны производиться с выводом из действия устройств РЗА (или отдельных их ступеней), которые по принципу действия и параметрам настройки (уставкам) могут срабатывать ложно в процессе выполнения указанных операций.
            По окончании работ должны быть проверены исправность и правильность присоединения цепей тока, напряжения и оперативных цепей. Оперативные цепи РЗА и цепи управления должны быть проверены, как правило, путем опробования в действии.
            5.9.15. Работы в устройствах РЗА, которые могут вызвать неправильное отключение защищаемого или других присоединей, а также иные не предусмотренные воздействия на оборудование, действующие устройства РЗА, должны производиться по разрешенной заявке, учитывающей эти возможности.
            5.9.16. Контроль правильности положения переключающих устройств на панелях и шкафах РЗА, крышек испытательных блоков; контроль исправности предохранителей или автоматических выключателей в цепях управления и защит; контроль работы устройств РЗА по показаниям имеющихся на аппаратах и панелях (шкафах) устройств внешней сигнализации и приборов; опробование выключателей и прочих аппаратов; обмен сигналами высокочастотных защит; измерения контролируемых параметров устройств высокочастотного телеотключения, низкочастотной аппаратуры каналов автоматики, высокочастотной аппаратуры противоаварийной автоматики; измерение тока небаланса в защите шин и устройства контроля изоляции вводов; измерение напряжения небалансов в разомкнутом треугольнике трансформатора напряжения; опробование устройств автоматического повторного включения, автоматического включения резерва и фиксирующих приборов; завод часов автоматических осциллографов и т.п. должен осуществлять оперативный персоны.
            Периодичность контроля и опробования, перечень аппаратов и устройств, подлежащих опробованию, порядок операций при опробовании, а также порядок действий персонала при выявлении отклонений от норм должны быть установлены местными инструкциями.
            5.9.17. Персонал служб РЗА организаций, эксплуатирующих электрические сети, и электротехнических лабораторий электростанций должен периодически осматривать все панели и пульты управления, панели релейной защиты, электроавтоматики, сигнализации, обращая особое внимание на правильность положения переключающих устройств (рубильников, ключей управления, накладок и пр.) и крышек испытательных блоков и соответствие их положения схемам и режимам работы электрооборудования. Периодичность осмотров должна быть установлена руководством энергообъекта. Независимо от периодических осмотров персоналом службы РЗА оперативно-диспетчерский персонал должен нести ответственность за правильное положение тех элементов РЗА, с которыми ему разрешено выполнять операции.
            5.9.18. Устройства РЗА и вторичные цепи должны быть проверены и опробованы в объеме и в сроки, указанные в действующих правилах и инструкциях.
            После неправильного срабатывания или отказа срабатывания этих устройств должны быть проведены дополнительные (послеаварийные) проверки.
            5.9.19. Провода, присоединенные к сборкам (рядам) зажимов, должны иметь маркировку, соответствующую схемам. Контрольные кабели должны иметь маркировку на концах, в местах разветвления и пересечения потоков кабелей, при проходе их через стены, потолки и пр. Концы свободных жил контрольных кабелей должны быть изолированы.
            5.9.20. При устранении повреждений контрольных кабелей с металлической оболочкой или их наращивании соединение жил должно осуществляться с установкой герметичных муфт или с помощью предназначенных для этого коробок. Указанные муфты и коробки должны быть зарегистрированы.
            Кабели с поливинилхлоридной и резиновой оболочкой должны соединяться, как правило, с помощью эпоксидных соединительных муфт или на переходных рядах зажимов.
            На каждые 50 м одного кабеля в среднем должно быть не более одного из указанных выше соединений.
            5.9.21. При применении контрольных кабелей с изоляцией жил, подверженной разрушению под воздействием воздуха, света и масла, на участках жил от зажимов до концевых разделок должно быть дополнительное покрытие, препятствующее этому разрушению.
            5.9.22. Вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть всегда замкнуты на реле и приборы или закорочены. Вторичные цепи трансформаторов тока, напряжения и вторичные обмотки фильтров присоединения ВЧ каналов должны быть заземлены.
            5.9.23. Установленные на электростанциях и подстанциях самопишущие приборы с автоматическим ускорением записи в аварийных режимах, автоматические осциллографы, в том числе их устройства пуска, фиксирующие приборы (амперметры, вольтметры и омметры) и другие устройства, используемые для анализа работы устройства РЗА и определения места повреждения на линиях электропередачи, должны быть всегда готовы к действию. Ввод и вывод из работы указанных устройств должны осуществляться по заявке.
            5.9.24. В цепях оперативного тока должна быть обеспечена селективность действия аппаратов защиты (предохранителей и автоматических выключателей).
            Автоматические выключатели, колодки предохранителей должны иметь маркировку с указанием назначения и тока.
            5.9.25. Для выполнения оперативным персоналом на панелях в шкафах устройств РЗА переключений с помощью ключей, накладок, испытательных блоков и других приспособлений должны применяться таблицы положения указанных переключающих устройств для используемых режимов или другие наглядные методы контроля, а также программы для сложных переключений.
            Об операциях по этим переключениям должна быть сделана запись в оперативный журнал.
            5.9.26. На щитах управления электростанций и подстанций, а также на панелях и шкафах переключающие устройства в цепях РЗА должны быть расположены наглядно, а однотипные операции с ними должны производиться одинаково.

Что такое реле защиты?

Для тех, кому интересно, что такое реле защиты? Littelfuse знает ответ. Реле защиты — это интеллектуальное устройство, которое принимает входные данные, сравнивает их с заданными значениями и предоставляет выходы. Входы могут быть током, напряжением, сопротивлением или температурой. Выходы могут включать визуальную обратную связь в виде световых индикаторов и / или буквенно-цифрового дисплея, средства связи, управляющие предупреждения, сигналы тревоги, а также выключение и включение питания.Схема, отвечающая на вопрос , что такое реле защиты , показана ниже.

РИСУНОК 1
Реле защиты могут быть электромеханическими или электронными / микропроцессорными. Электромеханические реле — устаревшая технология, состоящая из механических частей, которые требуют регулярной калибровки, чтобы оставаться в пределах предполагаемых допусков. Микропроцессорные или электронные реле используют цифровую технологию для обеспечения быстрых, надежных, точных и воспроизводимых выходных сигналов.Использование электронного или микропроцессорного реле вместо электромеханической конструкции дает множество преимуществ, включая повышенную точность, дополнительные функции, меньшие затраты на техническое обслуживание, меньшие требования к пространству и стоимость жизненного цикла.

Входы
Реле нуждается в информации от системы, чтобы принять решение. Эти данные можно собирать разными способами. В некоторых случаях полевые провода можно подключить непосредственно к реле. В других приложениях необходимы дополнительные устройства для преобразования измеренных параметров в формат, который может обрабатывать реле.Этими дополнительными устройствами могут быть трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, соединители напряжения, RTD или другие устройства.

Настройки
Многие реле защиты имеют регулируемые настройки. Настройки пользовательских программ (уровни срабатывания), которые позволяют реле принимать решение. Реле сравнивает входы с этими настройками и реагирует соответствующим образом.

Процессы
После подключения входов и программирования настроек реле сравнивает эти значения и принимает решение.В зависимости от потребности доступны разные типы реле для разных функций.

Выходы
У реле есть несколько способов сообщить, что решение принято. Обычно реле будет управлять переключателем (контактом реле), чтобы указать, что входной сигнал превзошел настройку, или реле может предоставлять уведомление посредством визуальной обратной связи, такой как измеритель или светодиод. Одним из преимуществ электронных или микропроцессорных реле является возможность связи с сетью или ПЛК.

В качестве примера термостат можно оценить с помощью диаграммы на Рисунке 1. Измеряемый вход — это температура, а входное устройство реле защиты — это датчик температуры. Пользователь устанавливает желаемую настройку температуры (уровень срабатывания). Реле измеряет существующую температуру воздуха и сравнивает ее с уставкой. Выходы могут использоваться для управления (включение или выключение кондиционера или печи) и визуальной индикации на дисплее термостата.

Вам все еще интересно, что такое реле защиты? Узнайте больше о защитных реле.

Испытательное и измерительное оборудование реле

Система защиты электропитания является стражем сети. Он наблюдает и защищает с помощью обнаружения, автоматического принятия решений и (способности) контроля. Интеллект компонента защиты, позволяющий определить, когда аномалия является действующей и как реагировать, определяется настройками компонента и конструкцией системы. Правильный выбор и применение компонентов защиты, таких как реле, напрямую влияет на их надежность в соответствии с планом.На текущую работу реле влияет надежность и исправность механических компонентов (в случае электромеханических реле), электронных схем или компонентов (статические реле) и программного обеспечения (числовые реле). Тестирование позволяет измерить производительность компонента (ов) защиты при вводе в эксплуатацию и его постоянную надежность на протяжении всего использования. В конечном итоге тестирование дает уверенность в том, что уязвимости электросети и ее компонентов не остаются открытыми.

Учитывая разнообразные функциональные требования к системе защиты сети, возможности тестирования требуют нового уровня сложного тестового оборудования и программного обеспечения, с помощью которого можно анализировать работу всей системы защиты (или отдельных компонентов защиты) в «реальных» ситуациях.Кроме того, необходимо, чтобы эти расширяющиеся возможности тестирования соответствовали аналогичному усовершенствованию в упрощении пользовательского интерфейса тестового прибора и управления программным обеспечением. Будьте уверены, что любой аспект тестирования реле, независимо от его сложности, можно легко решить с помощью обширной линейки оборудования для тестирования реле от Megger. Более того, тестируете ли вы устаревшие электромеханические реле или современные сетевые устройства IEC 61850, наши прочные продукты выдают необходимую вам высокую мощность, оставаясь при этом портативными для реальных испытаний.

Megger разработал первую систему тестирования реле защиты с программным управлением в 1984 году, и мы продолжаем предлагать модели, начиная с компьютерного управления (с комплексным, но простым встроенным сенсорным пользовательским интерфейсом) до ручных испытательных комплектов в портативных и лабораторных условиях. стили для любых нужд тестирования реле. Решения для тестирования реле могут быть дорогостоящими, если программное обеспечение оплачивается отдельно, но с решениями Megger программное обеспечение, необходимое для тестирования большинства реле, входит в комплект для тестирования, поэтому вы не несете дополнительных расходов.

Наше богатое наследие в производстве решений для тестирования реле и первичного впрыска основано на обширном опыте компании в области тестирования реле. Этот опыт также способствует успеху нашей всемирной системы поддержки — всегда здесь, чтобы помочь вам, где бы вы ни находились!

— обзор

IA Краткая история

Фундамент современной передачи электроэнергии был заложен в 1882 году, когда была построена станция Томаса А. Эдисона на Перл-стрит, генератор постоянного тока и система радиальной передачи, используемая в основном для освещения. Нью-Йорк.Развитие передачи переменного тока в Соединенных Штатах началось в 1885 году, когда Джордж Вестингауз купил патенты на системы переменного тока, разработанные Л. Голаром и Дж. Д. Гиббсом из Франции. Энергетические системы переменного и постоянного тока в то время состояли из коротких радиальных линий между генераторами и нагрузками и обслуживали потребителей в непосредственной близости от генерирующих станций.

Первая высоковольтная линия электропередачи переменного тока в США была построена в 1890 году и прошла 20 км между водопадом Уилламетт в городе Орегон и Портлендом, штат Орегон.Технология передачи переменного тока быстро развивалась (Таблица I), и вскоре были построены многие линии переменного тока, но в течение нескольких лет большинство из них работали как изолированные системы. По мере увеличения расстояний передачи и роста спроса на электроэнергию возникла потребность в перемещении более крупных блоков мощности, стали важными факторы надежности, и начали строиться взаимосвязанные системы (электрические сети). Взаимосвязанные системы обеспечивают значительные экономические преимущества. Меньше генераторов требуется в качестве резервной мощности на период пикового спроса, что снижает затраты на строительство для коммунальных предприятий.Точно так же требуется меньше генераторов во вращающемся резерве, чтобы справиться с внезапным, неожиданным увеличением нагрузки, что еще больше снижает инвестиционные затраты. Электросети также предоставляют коммунальным предприятиям возможности для выработки электроэнергии, позволяя использовать наименее дорогие источники энергии, доступные для сети в любое время. Энергосистемы продолжают расти, и типичные региональные электрические сети сегодня включают десятки крупных генерирующих станций, сотни подстанций и тысячи километров линий электропередачи. Развитие обширных региональных сетей и сетей в 1950-х и 1960-х годах привело к большей потребности в согласовании критериев проектирования, схем защитных реле и управления потоком энергии и привело к развитию компьютеризированных систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).

ТАБЛИЦА I. Исторические тенденции в высоковольтной передаче электроэнергии

Первое коммерческое применение высоковольтной передачи постоянного тока было разработано R.Тюри во Франции на рубеже веков. Эта система состояла из ряда генераторов постоянного тока, подключенных последовательно к источнику для получения желаемого высокого напряжения. Позже были разработаны ионные преобразователи, и в 1930-х годах в штате Нью-Йорк был установлен демонстрационный проект на 30 кВ. Первая современная коммерческая система передачи постоянного тока высокого напряжения с использованием ртутных дуговых клапанов была построена в 1954 году и соединила подводным кабелем остров Готланд и материковую часть Швеции. С тех пор за ним последовали многие другие системы передачи постоянного тока, в последнее время использующие тиристорную технологию.Проекты включают воздушные линии и подземные кабели, а также подводные кабели, чтобы полностью использовать мощность постоянного тока, чтобы снизить стоимость передачи на большие расстояния, избежать проблем с реактивной мощностью, связанных с длинными кабелями переменного тока, и служат в качестве асинхронных связей между сетями переменного тока. .

Сегодня коммерческие энергосистемы с напряжением до 800 кВ переменного тока и ± 600 кВ постоянного тока работают по всему миру. Созданы и испытаны опытные образцы систем переменного тока напряжением от 1200 до 1800 кВ. Возможности передачи электроэнергии увеличились до нескольких тысяч мегаватт на линию, а экономия на масштабе привела к повышению номинальных характеристик оборудования подстанции.Распространены блоки трансформаторов сверхвысокого напряжения (СВН) мощностью 1500 МВА и выше. Подстанции стали более компактными, так как все шире используются шины с металлической обшивкой и газовая изоляция SF ₆ . Автоматическое регулирование выработки электроэнергии и потока мощности имеет важное значение для эффективной работы взаимосвязанных систем. Для этих приложений широко используются компьютеры и микропроцессоры.

IB Компоненты системы

Целью системы передачи электроэнергии является передача электроэнергии от генерирующих станций к центрам нагрузки или между регионами безопасным, надежным и экономичным способом при соблюдении применимых требований федерального, государственного и местного уровня. правила и положения.Удовлетворение этих потребностей наиболее эффективным и безопасным образом требует значительных капиталовложений в линии электропередачи, подстанции и оборудование для управления и защиты системы. Здесь представлены некоторые из основных компонентов современной высоковольтной системы передачи электроэнергии.

Воздушные линии электропередачи передают электроэнергию от генерирующих станций и подстанций к другим подстанциям, соединяющим центры нагрузки с электрической сетью, и передают блоки основной мощности на стыках между региональными сетями.Линии передачи высокого напряжения переменного тока представляют собой почти исключительно трехфазные системы (по три проводника на цепь). Для систем постоянного тока типичны биполярные линии (два проводника на цепь). Воздушные линии электропередачи рассчитаны на заданную мощность передачи при конкретном стандартизованном напряжении (например, 115 или 230 кВ). Уровни напряжения обычно основываются на экономических соображениях, и линии строятся с учетом будущего экономического развития в местности, где они заканчиваются.

Подземные кабели служат тем же целям, что и воздушные линии электропередачи.Подземные кабели требуют меньше полосы отчуждения, чем воздушные линии, но, поскольку они проложены под землей, их установка и обслуживание дороги. Подземная передача часто в 5–10 раз дороже, чем воздушная передача той же мощности. По этим причинам подземные кабели используются только в местах, где воздушное строительство небезопасно или технически неосуществимо, где земля для проезда недоступна или где местные власти требуют прокладки под землей.

Подстанции или коммутационные станции служат в качестве соединений и точек переключения для линий передачи, фидеров и цепей генерации, а также для преобразования напряжений до требуемых уровней.Они также служат точками для компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, а также для измерения электроэнергии. Подстанции имеют шинные системы с воздушной или газовой изоляцией (CGI). Основное оборудование может включать в себя трансформаторы и шунтирующие реакторы, силовые выключатели, разъединители, батареи конденсаторов, устройства измерения тока и напряжения, измерительные приборы, ограничители перенапряжения, реле и защитное оборудование, а также системы управления.

Преобразовательные подстанции переменного / постоянного тока — это специальные типы подстанций, на которых выполняется преобразование электроэнергии из переменного тока в постоянный (выпрямление) или из постоянного в переменный (инвертирование).Эти станции содержат обычное оборудование подстанции переменного тока и, кроме того, такое оборудование, как вентили преобразователя постоянного тока (тиристоры), соответствующее оборудование управления, преобразовательные трансформаторы, сглаживающие реакторы, реактивные компенсаторы и фильтры гармоник. Они также могут содержать дополнительные элементы управления демпфированием или элементы управления устойчивостью к переходным процессам.

Силовые трансформаторы используются на подстанциях для повышения или понижения напряжения и для регулирования напряжений. Для получения желаемого напряжения и поддержания соотношения фазовых углов используются разные схемы обмоток.Обычно используются автотрансформаторы и многообмоточные трансформаторы. Силовые трансформаторы обычно оснащены переключателями ответвлений под нагрузкой или без нагрузки для управления напряжением и могут иметь специальные обмотки для подачи электроэнергии на станцию. Фазовращатели, заземляющие трансформаторы и измерительные трансформаторы — это специальные типы трансформаторов.

Шунтирующие реакторы используются на подстанциях для поглощения реактивной мощности для регулирования напряжения в условиях низкой нагрузки и повышения стабильности системы. Они также помогают снизить переходные перенапряжения во время переключения.Специальные схемы шунтирующего реактора иногда используются для настройки линий передачи для гашения вторичной дуги в случае однополюсного переключения.

Силовые выключатели используются для переключения линий и оборудования, а также для отключения токов короткого замыкания во время аварийных ситуаций в системе. Срабатывание силового выключателя инициируется вручную оператором или автоматически цепями управления и защиты. В зависимости от изоляционной среды между главными контактами силовые выключатели бывают с воздушной, масляной или газовой изоляцией (SF ₆ ).

Выключатели-разъединители используются для отключения или обхода линий, шин и оборудования в зависимости от условий эксплуатации или технического обслуживания. Выключатели-разъединители не подходят для отключения токов нагрузки. Однако они могут быть оснащены последовательными прерывателями для прерывания токов нагрузки.

Синхронные конденсаторы — это вращающиеся машины, которые улучшают стабильность системы и регулируют напряжения при различных нагрузках, обеспечивая необходимую реактивную мощность; они не распространены в Соединенных Штатах.Иногда они используются в преобразовательных подстанциях постоянного тока для обеспечения необходимой реактивной мощности, когда пропускная способность приемной системы переменного тока мала.

Шунтирующие конденсаторы используются на подстанциях для подачи реактивной мощности для регулирования напряжения в условиях большой нагрузки. Шунтирующие конденсаторные батареи обычно переключаются группами, чтобы минимизировать скачкообразные изменения напряжения.

Статические вольт-амперные реактивные компенсаторы (ВАР) сочетают в себе функции шунтирующих реакторов и конденсаторов и связанного с ними управляющего оборудования. В статических компенсаторах VAR часто используются конденсаторы с тиристорным управлением или насыщающийся реактор для получения более или менее постоянного напряжения в сети путем непрерывной регулировки реактивной мощности, передаваемой в энергосистему.

Ограничители перенапряжения состоят из последовательно соединенных нелинейных резистивных блоков из оксида цинка (ZnO) или карбида кремния (SiC) и, иногда, из последовательных или шунтирующих разрядников. Ограничители перенапряжения используются для защиты трансформаторов, реакторов и другого основного оборудования от перенапряжений.

Стержневые зазоры служат той же цели, что и разрядники для защиты от перенапряжений, но с меньшей стоимостью, но с меньшей надежностью. В отличие от разрядников для защиты от перенапряжения, зазоры в стержнях при срабатывании вызывают короткое замыкание, что приводит к срабатыванию выключателя.

используются в линиях передачи на большие расстояния для уменьшения последовательного импеданса линии для управления напряжением.Снижение полного сопротивления линии снижает реактивные потери в линии, увеличивает пропускную способность и улучшает стабильность системы.

Релейное и защитное оборудование устанавливается на подстанциях для защиты системы от ненормальных и потенциально опасных условий, таких как перегрузки, сверхтоки и перенапряжения, путем срабатывания силового выключателя.

Коммуникационное оборудование жизненно важно для потока информации и данных между подстанциями и центрами управления. Линия передачи, радио, микроволновая и волоконно-оптическая линии связи широко используются.

Центры управления, мозг любой электрической сети, используются для управления системой. Они состоят из сложных систем диспетчерского управления, систем сбора данных, систем связи и управляющих компьютеров.

Внедрение автоматизированной системы расчета и согласования релейной защиты на объектах ВИЭ — Истории успеха

Заказчик

Компания по производству возобновляемой энергии со следующими характеристиками:

• Более 60 гидроэлектростанций
• 19 солнечных электростанций
• Другие альтернативные энергетические установки: гидроаккумулирующие, геотермальные, ветровые, приливные
• Установленная электрическая мощность около 40 ГВт

Задача

• Автоматизация процесса разработки настроек реле для генераторов, устройств защиты систем среднего, высокого и постоянного напряжения переменного тока.
• Предотвращение неправильного срабатывания реле, вызванного изменениями в энергосистеме, путем согласования по расписанию

Достигнутые цели и показатели

• Высокий уровень автоматизации расчета уставок реле (автоматизировано более 80% операций)
  
• Снижение количества аварий из-за неправильного расчета и настройки уставок реле
• Устранение человеческой ошибки из-за передачи данных между отдельными программами
• Рост производительности персонала на 60%.

Внедрение

В результате проекта:

• Составление инструкций по настройке реле для ГЭС / ГАЭС.
• Разработка новых модулей расчета уставок:
  • Модуль расчета и валидации защитных устройств и устройств защиты систем переменного постоянного напряжения и кабельных линий
  • Модуль расчета защиты, согласования и проверки кабелей для сети собственных нужд СН
  Модуль расчета уставок реле генераторов
  • Прогнозирующий анализ работы реле для всей системы
• Разработка цифровых двойников для реле генераторов и устройств защиты СН, НН
• Проверка цифровых двойников реле на основе осциллографов реального аварийного процесса

Используемые в проекте сквозные цифровые технологии:

• Математическое моделирование нормальных и аварийных режимов работы устройств релейной защиты и автоматики, включая процесс электромагнитного перехода
  
• Разработка цифровых двойников для первичного и вторичного силового оборудования для ГЭС / ГАЭС.

Результат

Разработка и внедрение программного комплекса автоматизированного релейного расчета и согласования

Создание корпоративной библиотеки методик расчета реле гарантированного ПО

производителей и поставщиков релейной защиты и автоматики, релейной защиты и автоматики на everychina.com

RV8-03 ~ 08 Реле защиты от отказа нейтрали AC 10A

оборудование учебное Автоматическое оборудование Тренажер Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем Тренажер

оптическое цифровое реле защиты

, 220В / 50Гц / 850нм ИЭК61850

калибратор электроэнергии 3 участков АК высокой точности 6,8кг для прибора

Интеллектуальный тестер защиты реле калибратора газового реле Полностью автоматический

20A 250VAC Реле питания для печатных плат для бытовой и промышленной техники Wl102f

Твердотельное реле, SSR, ток от 10 до 100 А, напряжение от 24 до 480 В

Контроллер уровня защиты от переполнения и заземления для бензина и дизельного топлива

AVR Полностью автоматические стабилизаторы переменного напряжения релейного типа

Твердотельное реле серии SSR-D (DC-AC)

Отправьте запрос « РЗА » за минуту:

IED (интеллектуальное электронное устройство) передовые функции, которые делают нашу жизнь лучше

От RTU к IED…

Интеллектуальные электронные устройства (IED) в последнее время широко используются в системах автоматизации энергоснабжения, и переход от RTU к IED очевиден из-за особенности интеграции и взаимодействия устройств IED.В этой технической статье кратко объясняются расширенные функции IED, чтобы представить целостное представление об автоматизации в энергосистемах.

IED представляет собой релейную панель с множеством однофункциональных электромеханических реле, переключателями управления, обширной проводкой и многим другим в одном корпусе.

Кроме того, IED обрабатывает дополнительные функции, такие как самостоятельный мониторинг и мониторинг внешних цепей, синхронизация в реальном времени мониторинга событий, локальный доступ и доступ к данным подстанции, функции программируемого логического контроллера и целый ряд программных инструментов для ввода в эксплуатацию, тестирования и создания отчетов о событиях. , и анализ неисправностей.

Содержание:

1. Роль ИЭУ в энергосистемах
2. Расширенные функции ИЭУ:
   1. Функция защиты, включая оценку вектора
   2. Программируемая логика и управление выключателем
   3. Измерение и анализ качества электроэнергии
   4. Самоконтроль и мониторинг внешних цепей
   5. Сообщение о событиях и диагностика неисправностей
   6. Инструменты для настройки, ввода в эксплуатацию и тестирования
   7. Программируемый ЖК-дисплей

1.Роль ИЭУ в энергосистемах

— это устройства, которые могут быть подключены к ЛВС и обмениваться данными с другими устройствами по ЛВС и иметь возможности обработки. В настоящее время доступно большое количество IED, релейные IED чаще всего используются в целях автоматизации. Однако интеллектуальный счетчик, используемый для домашней автоматизации, является ИЭУ, как и программируемый логический контроллер (ПЛК), используемый для автоматизации.

Цифровые регистраторы неисправностей (DFR) и удаленные оконечные устройства (RTU) — это интеллектуальные электронные устройства с возможностью передачи и приема цифровых данных со встроенными вычислительными средствами.

Таким образом, ИЭУ стали основными строительными блоками для автоматизации энергосистем. Однако в непросто заменить все существующее RTU и соответствующее оборудование на IED , и используются разные подходы для интеграции устаревших систем с новыми системами.

Вернуться к таблице содержимого ↑

2. Расширенные функции IED

2.1 Функция защиты, включая оценку вектора

Функция защиты является основной функцией реле IED, поскольку в первую очередь это устройства IED. усовершенствование микропроцессорных реле.В новых IED произошли огромные улучшения, поскольку требуется более точные принципы измерения и меньше вспомогательного оборудования.

Вспомогательные ТТ могут быть исключены в дифференциальном реле трансформатора, поскольку новое реле имеет функцию коррекции рассогласования ТТ, поскольку исходные первичные токи трансформатора доступны для дальнейшего анализа в современном релейном ИЭУ.

Аналогичным образом, с соответствующими методами и алгоритмами численного сравнения, проблемы рассогласования ТТ, броска тока и насыщения ТТ могут быть решены без внешних устройств.

С помощью обобщенного цифрового реле (рис. 2) и объема общедоступной информации можно воссоздать большую часть современного цифрового и цифрового релейного оборудования.

Следующие модули обработки данных составляют обобщенное числовое реле:

1. Изоляция и масштабирование аналогового сигнала

Регистрируются формы сигналов тока и напряжения от измерительных трансформаторов и масштабируются до подходящего напряжения. уровни для использования в цифровых и цифровых реле.

2. Аналоговая фильтрация сглаживания

Фильтры нижних частот используются, чтобы избежать явления наложения спектров, при котором высокочастотные компоненты входов кажутся частями основных частотных компонентов.

3. Аналого-цифровое преобразование

Поскольку цифровые процессоры могут обрабатывать только числовые или логические данные, сигналы входных сигналов должны дискретизироваться с дискретным временем .

Для этого каждый аналоговый сигнал проходит через модуль выборки и хранения и передается по одному в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с помощью мультиплексора .

4. Алгоритм оценки фазора

Программный алгоритм, реализованный в микропроцессоре, оценивает амплитуду и фазу сигналов, подаваемых на реле.Это имеет большое значение в современных системах мониторинга, поскольку векторные измерения становятся неотъемлемой частью системного мониторинга.

Эта функция IED используется для вычисления вектора напряжения или тока относительно опорного вектора . IED синхронизируются по времени от общего источника GPS. Это называется блоком измерения вектора (PMU), и данные вектора накапливаются концентратором векторных данных (PDC) в соответствующем месте, в основном в центре управления.

5. Алгоритм реле и логика отключения

Уравнения и параметры, специфичные для алгоритма защиты и связанной логики отключения, реализованы в программном обеспечении микропроцессора, используемого в реле.

Микропроцессор вычисляет векторы, представляющие входы, получает статус переключателей, выполняет вычисления защитных реле и, наконец, предоставляет выходы для управления автоматическими выключателями.

Процессор может также поддерживать связь, самотестирование, отображение цели, часы и другие задачи.

Вернуться к таблице содержимого ↑

2.2 Программируемая логика и управление выключателем

Современное релейное IED исключает использование внешних программируемых логических контроллеров (PLC), поскольку IED может обрабатывать логические входы и выходы функций защиты, которые могут быть подключенными к триггерам и / или воротам IED напрямую.

На рис. 2.12 представлен пример инструментов программируемой логики. На рисунке 2.13 показан пример инструментария ПК для конфигурирования логики, программируемой пользователем.

Пример редактора логики (ВИДЕО)

В этом руководстве объясняется блокировка управляющих команд в SIPROTEC 5 с использованием редактора логики «CFC».

Программирование реле в AcSELerator QuickSet (ВИДЕО)

В этом видео объясняется, как программировать реле защиты SEL в AcSELerator QuickSet.

Вернуться к таблице содержимого ↑

2.3 Измерение и анализ качества электроэнергии

Измерительные возможности ИЭУ быстро стали приемлемыми для энергокомпаний, и значительная экономия средств была достигнута за счет объединения не- функция измерения доходов в ИЭУ .

Можно отметить, что первичные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения в целях защиты могут быть недостаточно точными для нормального измерения тока для коммерческого учета. Обычные функции измерения включают в себя измерение среднеквадратичных (RMS) значений напряжения и тока, а также реальной и реактивной мощности.

Профилирование нагрузки — это еще одна измерительная деятельность, которая может быть достигнута с помощью IED, где можно отслеживать профиль коэффициента мощности, потребляемую мощность в амперах, долгосрочное среднеквадратичное значение напряжения и т. Д., А можно использовать для профилирования нагрузки для долгосрочного планирования расширения. .

Используя ПЛК и функции измерения, многие системные требования могут быть удовлетворены без дополнительных усилий, например, управление конденсаторной батареей с помощью алгоритма мониторинга и контроля данных реактивной мощности, реализованного с использованием ПЛК и программируемых выходных контактов.

На рисунке 3 показано подключение к измерительному трансформатору тока класса защиты и измерительному трансформатору тока для фидера. Необходимые функции защиты назначаются трансформатору тока класса защиты, а измерительные функции назначаются измерительному трансформатору в соответствии с применением.

Высокоточные измеренные значения и информация о состоянии, предоставляемые реле защиты, могут передаваться по высокопроизводительной системе связи в системы автоматизации, такие как системы управления подстанциями и энергосистемами или централизованные системы анализа.

Вернуться к таблице содержимого ↑

2.4 Самоконтроль и мониторинг внешних цепей

ИЭУ имеют возможности диагностики на уровне карты для внутренних проблем с программным обеспечением самоконтроля, которое может обнаруживать до 98% проблем, такие как аппаратный сбой, сбой памяти и проблемы с питанием.

Современные ИЭУ, помимо внутреннего контроля, имеют возможности контроля интерфейса и контроля внешних цепей .

Мониторинг интерфейса включает проверку входов для IED и может быть проверен простыми методами.Например, входные токи на реле от трех фаз должны в три раза превышать ток нейтрали, если таковой имеется. Если есть отклонение, аналоговый канал любого из токов может быть неисправен. Реле может заблокировать ложное срабатывание.

Контроль внешних цепей будет включать контроль катушки выключателя на предмет любого прерывания в цепи отключения-включения, а также может указывать на отказ измерительного трансформатора.

Современные реле защиты оснащены множеством процедур контроля.Они обнаруживают сбои, как внутренние, так и внешние, во вторичных цепях, сохраняют их в журналах и сообщают о них. Эта информация используется для записи неисправности устройства и помогает определить причину ошибки, чтобы предпринять соответствующие корректирующие действия.

Вернуться к таблице содержимого ↑

2.5 Отчет о событиях и диагностика неисправностей

Релейные IED сохраняют захваченные данные в энергонезависимой памяти и в отчетах о нарушениях (срабатывание, отключение и автоматическое повторное включение), а общие отчеты о событиях, такие как изменения настроек, должны сохраняться и управляться отдельно.

Отметка времени для всех событий выполняется устройствами IED, и для этого необходима синхронизация GPS и резервная батарея для часов реального времени. После правильной маркировки времени о событиях можно сообщать в правильной последовательности, в которой они произошли, что исключает дальнейшую последовательность в диспетчерской.

Следовательно, легко выполнить диагностику неисправности после неисправности, поскольку значения будут сохранены в IED и могут быть восстановлены позже, даже в случае отключения электроэнергии.

Анализ событий реле защиты SEL (ВИДЕО)

Узнайте, как выполнять анализ событий с помощью реле защиты фидера SEL-751.

Настройка реле защиты и запись нарушений (ВИДЕО)

Вернуться к таблице содержимого ↑

2.6 Инструменты для настройки, ввода в эксплуатацию и тестирования

Удобные для пользователя Инструменты являются ключом к лучшему планированию, программированию, вводу в эксплуатацию и тестированию IED.С продуманными возможностями и прикладными функциями IED можно справиться только с помощью интуитивно понятной и простой в использовании программы для ПК.

Почти каждое устройство IED поставляется с интуитивно понятным, простым в использовании и гибким программным обеспечением , управляемым с помощью меню, для настроек и конфигураций во время ввода в эксплуатацию.

Эти удобные для пользователя программы поставляются с заводскими настройками, которые упрощают работу персонала по вводу в эксплуатацию.

Вернуться к таблице содержимого ↑

2.7 Программируемый ЖК-дисплей

Программируемый ЖК-дисплей — отличный инструмент в новом поколении интеллектуальных электронных устройств. Он используется для графической информации , а также для отображения текста и может переключаться между графическим и текстовым режимами.

На рисунке 6 показан дисплей реле IED. Топология шины и выключателя, включая изоляторы, разъединители и многие другие конфигурации, может быть запрограммирована с помощью программных инструментов в графическом режиме. Текстовый режим ЖК-дисплея используется для настройки и подробного отображения значений измерений в первичных или вторичных единицах измерения.

На ЖК-дисплее можно переключаться между текстовым и графическим режимами.

Вернуться к таблице содержимого ↑

Ссылки //

1. Power System Scada и Smart Grids от Mini S. Thomas и John D. McDonald ( Приобретите бумажную копию на Amazon)
2. Pоwеr ystеm и моделирование: исследование Ибрагима Эльношокати
3. Распределение и автоматизация.Кезунович, научный сотрудник, IEEE, С. Стернфельд, М. Датта-Баруа, член, IEEE, Д. Марагал, член, IEEE, и Т. Попович, старший член, IEEE

Релейная защита и защита системы

Защита подстанции предназначена для защиты оборудования подстанции, линий питания подстанции и линий, выходящих из подстанции. Если отказ не обнаружен и не изолирован, он может быстро распространиться на общесистемное нарушение, вызывая неожиданные сбои. Неисправность также может представлять опасность для обслуживающего персонала, работающего в этом районе, и населения, а также вызывать повреждение другого оборудования.T&D имеет большой опыт в использовании и программировании цифровых (микропроцессорных) реле для улучшения характеристик системы и мониторинга в качестве замены более ограниченных электромеханических реле. Поскольку одно цифровое реле может быть запрограммировано для выполнения функций нескольких электромеханических реле, это гибкая технология, и использование электроники, а не движущихся частей, обеспечивает большую надежность. Цифровые реле также могут обеспечивать измерения и регистрацию данных до и после отказа, чтобы помочь в определении причины отказа и того, функционировало ли защитное устройство должным образом.Кроме того, цифровые реле могут обеспечить относительно точное определение места повреждения, чтобы указать бригаде, где начать проверку линии, чтобы быстро восстановить работу.

Важными факторами для линий передачи являются надежность правильной работы защитного релейного устройства и гарантия того, что оно не будет работать со сбоями. Системы защиты трансмиссии заранее определяют место неисправности и изолируют неисправный участок. Погодные явления, такие как молния, ливень, снежная буря или сильный ветер, могут повлиять только на небольшой участок распределительной системы или отдельный распределительный контур.Релейная защита и защита системы реагируют так, что временные неисправности могут быть устранены и линия остается в рабочем состоянии. Физическая конструкция линии передачи также является фактором применения системы защиты. Надежность защиты системы достигается за счет наличия резервных реле, отказоустойчивых конструкций и тщательного тестирования схем защиты. Безопасность повышается за счет использования высококачественного оборудования, реле самопроверки и отказа от чрезмерно сложных схем защиты.

T&D также занимается разработкой систем защиты промышленных объектов и производственных предприятий.