Пятница, Декабрь 15, 2017

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА НА ПОДСТАНЦИЯХ 10 кВ С КРУ ПРОИЗВОДСТВА ГДР

Закрытые трансформаторные подстанции (ЗТП) с ячейками произ­водства ГДР предназначены для электроснабжения потребителей, рас­положенных в сельской местности. Номинальное рабочее напряжение ячеек 10 кВ. В случае применения я»еек на напряжение 6 кВ необходи­мо заменять трансформаторы напряжения.

Выпускаются следующие варианты исполнения ячеек:

ввода линий 10 кВ (с воздушным или кабельным вводом);

линии 10 кВ (отходящей);

понижающего трансформатора 10/0,4 кВ (с выключателями нагруз­ки и плавкими предохранителями, аналогичными ВНП);

секционного разъединителя;

разрядников;

секционного выключателя. Первичные схемы подстанций. Поставляется несколько вариантов

комплектов ячеек, рассчитанных на различные первичные схемы. Два ва­рианта первичных схем с указанием типов релейной защиты и автома­тики приведены на рис. П1,а, б. В ячейках вводов 10 кВ с выключа­телями Bl, B2 и в ячейке секционного выключателя ВЗ установлены двухступенчатые максимальные токовые защиты с независимой от тока выдержкой времени. На отходящих линиях 10 кВ Л1, Л2 уста­навливаются либо выключатели нагрузки с предохранителями (Л1), либо масляные выключатели с двухступенчатой максимальной токовой защитой (Л2). В схеме на рис. П1,а выполняется устройство АВР одно-

выключателя

Рис. П1. Первичная схема подстанции без секционного (а) и с секционным выключателем (б)

Рис. П2. Схема максимальной токовой защиты

стороннего действия, на рис. П1,б-АВР двустороннего действия на секционном выключателе ВЗ, для чего установлены четыре трансфер-* матора напряжения (ТН1-ТН4). Устройства АВР осуществляют авто- _, магическое восстановление нормальной первичной схемы подстанции по- ' еле появления напряжения со стороны ввода (на ТН1 или ТН2). Схе­ма подстанции по второму варианту более надежна благодаря секцио­нированию шин 10 кВ.

Двухступенчатая максимальная токовая защита, выполненная на реле типа RSZ3w3 с насыщающимися трансформаторами тока. Защита предусматривается во всех ячейках с масляным выключателем и пред­ставляет собой двухступенчатую токовую защиту с независимой харак­теристикой, причем первая ступень является токовой отсечкой. Схема защиты приведена на рис. П2. Номинальный ток реле равен 5 А, дли­тельно допустимый по термической стойкости - 8 А, в течение 10 с

допускается ток 50 А.

Вспомогательная энергия (оперативный ток) для управления релей­ной аппаратурой берется от встроенного в реле или отдельного насы­щающегося трансформатора тока НТТ типа w3. Энергия для работы электромагнита отключения выключателя берется от отдельно стоящего

НТТ (на рис. П2 - 1НТТ).

В состав комплектного реле типа RSZ3w3 входят следующие эле­менты, расположенные в одном кожухе:

три однофазных мгновенных электромагнитных токовых реле пер­вой ступени (отсечки), включенных на фазные токи (1РТ-ЗРТ); при срабатывании любого из них получает питание промежуточное

реле РП;

три однофазных электромагнитных с вращающимся якорем токо­вых реле второй ступени, включенных на фазные токи (4РТ-6РТ); при срабатывании любого из них запускается реле времени РВ;

реле времени РВ для создания выдержки времени второй ступени

от 0,2 до 6 с;

НТТ для управления релейной аппаратурой (на рис. П2-2НТТ);

промежуточное реле РП клапанного типа с четырьмя переключаю­щими контактами.

Номинальный ток токовых реле 5 или 10 А в зависимости от схемы соединения секций токовой катушки; чаще применяют соединение, рас­считанное на 5 А.

Ток срабатывания отсечки плавно регулируется в пределах от 4-до 10-кратного значения номинального тока. Если первая ступень (от­сечка) не используется, то ее можно вывести из действия, сняв на реле типа RSZ3W3 перемычки 6-7 и 8-9. Вместо указанных перемычек

можно ввести внешнее ускорение при включении от ключа управления или устройством АПВ.

Для второй ступени максимальной токовой защиты ток срабатыва­ния плавно регулируется в пределах от однократного до двукратного значения номинального тока. Коэффициент возврата примерно 0,85.

При срабатывании токовых реле первой или второй ступеней сра­батывает сигнальное реле. Оно может сработать при срабатывании то­кового реле второй ступени раньше, чем сработает реле времени.

Насыщающийся трансформатор 1НТТ имеет три первичные [1НТТ1, 1НТТ2, 1НТТЗ} и одну вторичную обмотку (///ТТвтор), причем обмот­ка 1НТТ1 имеет в 2 раза больше витков, чем обмотки 1НТТ2 и 1НТТЗ. Аналогично выполнен трансформатор 2НТТ. Предусмотренная фирмой схема включения обмоток 1НТТ и 2НТТ с указанием полярности по­казана на рис. П2. Такая схема включения рассчитана на отключение всех видов междуфазных к. з. и однофазных к. з. в сетях с заземлен­ной нейтралью, т. е. в сетях с большим током замыкания на землю. Поскольку в нашей стране сети напряжением 10(6) кВ не имеют глухо заземленных нейтралей на стороне 10(6) кВ, обмотки 1НТТЗ и 1НТТЗ, включенные в нулевой провод трансформаторов тока, можно из схемы исключить.

Разные числа витков обмоток 1НТТ обусловливают различную чув­ствительность электромагнита отключения ЭО выключателя в зависи­мости от вида к. з. При схеме включения 1НТТ, показанной на рис. П2, наибольшая чувствительность будет при к. з. между фазами А и С, наименьшая - между фазами 5 и С. Для повышения чувствительности электромагнита отключения выключателя обмотки 1НТТ и 2НТТ целе­сообразно включить, как показано на рис. ПЗ, т. е. на разность фазных токов. При этом, однако, не осуществляется дальнее резервирование

Ряс. ПЗ. Рекомендуемая схема включения обмоток 1НТТ и 2НТТ

понижающих трансформаторов со схемой соединения обмоток треугОль-ник - звезда с выведенной нейтралью Д/ ^

Обмотки 2НТТ на рис. ПЗ включены в фазу В для обеспечения

равномерной нагрузки трансформаторов тока. Если трансформатор тока фазы В не используется, то обмотки 1НТТ и 2НТТ включаются одина­ково, т. с. в один и те же фазы А и С.

После срабатывания токовых реле второй ступени получает пита­ние реле времени РВ. Оперативное питание реле времени РВ и проме­жуточное реле PIJ осуществляется от вторичной обмотки 2ЙГ7'втор. Реле времени через заданное время запитывает через свой контакт про­межуточное реле РП, которое при срабатывании своими контактами РП1-РП4 дешунтирует электромагнит отключения ЭО. Оперативное питание электромагнита отключения осуществляется от вторичной об­мотки /Л/ГГвюр.

Необходимо обратить внимание на то, что чувствительность защиты

в целом может определяться не током срабатывания реле, а чувстви­тельностью ЭО (при некоторых видах к. з.). Для повышения чувстви­тельности защиты, и в том числе ЭО, примерно в 2 раза рекомендуется схема включения НТТ по рис. ПЗ. В худшем варианте двухфазного к. з. (и-С) вторичный ток проходит через в два раза большее число витков обмоток 1НТТ, чем при включении 1НТТ по схеме рис.-П2.

При срабатывании реле первой ступени (отсечки) промежуточное реле РП срабатывает без участия реле времени РВ непосредственно от контактов реле отсечки 1РТ-ЗРТ. Дешунтирование ЭО происходит'

без выдержки времени.

Организация оперативного питания цепей вторичной коммутации* ячеек. Для обеспечения вторичных цепей КРУ оперативным переменным током служат шинки управления и сигнализации, которые проходят-через все ячейки КРУ. На чертежах завода-изготовителя эти шинки названы «магистральными линиями». Подача напряжения 110 В на • «магистральные линии» может быть осуществлена от любых трансфор­маторов напряжения, но для организации автоматического восстановле­ния нормальной первичной схемы после АВР (см. ниже) необходимо использовать ТН обоих вводов. Для питания электродвигателей завода пружин приводов выключателей используется переменное напряжение 220 В, которое берется из распределительного устройства 0,4 кВ (преду­смотрено заводом-изготовителем).

Схемы организации шинок управления и сигнализации для первич­ной схемы рис. П1,а приведены на рис. П4 и П5 соответственно. Для первичной схемы с секционным выключателем (рис. П1,б) схемы вто­ричной коммутации выполняются аналогично. Для удобства пользова­ния чертежами завода-изготовителя на рисунках сохранены, в основном, условные обозначения, применяемые в ГДР.

При работах по обслуживанию таких ячеек следует обращать вни­мание на то, что заводским монтажом предусмотрена установка всех перемычек, которые когда-либо могут использоваться, поэтому часть перемычек надо снимать. Например, в схеме организации питания шинок управления надо снимать перемычки, показанные штриховыми линиями (рис. П5). Если указанные перемычки не снять, то трансформаторы на­пряжения различных вводов окажутся объединенными по вторичным цепям, что может привести к повреждению этих трансформаторов на­пряжения.

Схема рис. П4 работает следующим образом. При работе подстан­ции реле d7 и d5 «Ввода I» подтянуты, реле d5 «Ввода 2» обесточено. Питание шинок управления осуществляется от ТН <Ввода I». При исчезновении напряжения на этом вводе поочередно отпадают реле d7 111

Рис. П4 Схема организации шинок управления (шинок обеспеченного питания|

Рис. П5. Схема организации шинок сигнализации

и d5 «Ввода I». Контактами реле d7 включается реле d5 «Ввода 2» и шинки управления переключаются на ТН «Ввода 2». Аналогично работает схема рис. П5.

Если есть ячейки, в которых не используются реле d5 или d6 то эти реле рекомендуется демонтировать (вытаскивать).

Устройство АВР. Схема АВР (рис. П6) универсальна. В ней, кроме основных цепей пуска и включения резервного ввода, предусмотрены цепи автоматического восстановления первичной схемы подстанции при появлении напряжения на отключенном вводе без вмешательства опе­ративного персонала (при этом неважно, сколько времени не было на­пряжения), а также предусмотрено быстрое отключение выключателя резервного питания при его включении на устойчивое к. з.

Рассмотрим работу схемы АВР, выполненной для первичной схемы подстанции без секционного выключателя (рис. П1,а).

Схемы АВР обоих вводов одинаковы. Будем называть ввод, у ко­торого включен выключатель, рабочим (В2), а другой резервным (BI). При исчезновении напряжения на питающем (рабочем) вводе (В2) и трансформаторе напряжения ТН2 этого ввода отпадают следующие ре­ле: е8 (минимальное реле напряжения, контролирующее напряжение на вводе) и d4—d7. При наличии напряжения на резервном вводе (BI) реле е8 этого ввода подтянуто. Если устройство АВР введено в работу ключом Ы9, то получает питание реле d28 по цепи: шинка управления, размыкающий контакт а/ (вспомогательный контакт выключателя «чу­жого» ввода), контакты ключа Ы9, переключающий контакт реле d24 (реле подготовки цепей автоматического восстановления первичной схе­мы подстанции), размыкающий контакт реле dl (запрещающий АВР' при неисправностях в цепях оперативного напряжения, при работе за­щиты и при неисправности выключателя), контакт электрического со­единителя Ь5, замыкающий вспомогательный контакт а/ «своего» вы­ключателя, контакт электрического соединителя Ь5, замыкающий кон-' такт реле е8 «чужого» ввода, размыкающий контакт реле е8 «своегЬ» ввода, размыкающий контакт реле dl, обмотка реле d28, шинка управ-' ления.

Реле d28 своими контактами включает реле d24 и-подготавливает •• цепь отключения выключателя. Реле d24 получает питание по цепи:

шинка управления, переключающий контакт реле d24, замыкающий кон такт реле

Рис, П6. Схема АВР

d28,контакты ключа 6/9. диод п1, резистор r2R, обмотка реле d24, шинка управления. Через переключающий контакт реле d24 полу­чает питание реле (153 по цепи: шинка управления, переключающий контакт реле d24. замыкающий контакт реле dll «чужого» ввода (реле обратного переключения), обмотка реле d53, шинка управления. После срабатывания реле d53 срабатывает промежуточное ррле dl5. Затем получает питание электромагнит отключения рабочего ввода по цепи:

шинка управления, переключающий контакт реле dll, замыкающий кон­такт реле dl5, контакт электрического соединителя 65, замыкающий кон­такт а1, дополнительный резистор, электромагнит отключения, контакт электрического соединителя Ь5, шинка управления. Одновременно реле d28 и dl5 своими замыкающими контактами создают цепь включения выключателя другого (резервного) ввода: шинка управления, размыка­ющий контакт а1 основного ввода, замыкающий контакт реле dl5. рас­положенного в ячейке секционного разъединителя, контакты ключа Ы9, контакты реле d24, d1, e8, контакты реле dl5, d28 другого ввода, кон­такты конечных выключателей а3.2 и а3.1, контролирующие положение масляного выключателя, размыкающий контакт а1, обмотка катушки включения, замыкающий контакт а1, контакт электрического соедини­теля Ь5, шинка управления.

После отключения выключателя рабочего ввода включается выклю­чатель резервного ввода, затем все реле рабочего ввода, кроме реле d24, возвращаются в исходное положение.

При восстановлении напряжения на рабочем вводе (В2) и ТН2 схе­ма АВР восстановит нормальную первичную схему подстанции, т. е. произведет обратное переключение вводов (с кратковременным погаше­нием подстанции). При восстановлении напряжения срабатывают реле e8 и d4 (рис. П5, П6). Реле d4 обесточит обмотку реле d24. Возврат реле d24 произойдет с задержкой, так как параллельно его обмотке включен конденсатор К2. За это время успеет сработать реле dll по цепи: шинка управления, переключающий контакт реле d24, размыкаю­щий контакт реле dl, замыкающий контакт реле e8, переключающий контакт реле d24, обмотка реле dll, шинка управления. Реле dll через свой замыкающий контакт запитывает реле d53 другого ввода. Реле d53 с выдержкой времени включает реле dl5, которое создает цепь отключения резервного ввода. После отключения резервного ввода включится выключатель основного ввода по цепи: шинка управления, размыкающий контакт а! резервного ввода, замыкающий контакт реле dl5 ячейки секционного разъединителя, замыкающий контакт реле dl], контакты конечных выключателей а3.1 и а3.2, контакт электрического соединителя Ь5, размыкающий контакт а1, обмотка катушки включения, замыкающий контакт dl, контакт электрического соединителя Ь5, шинка управления. С выдержкой времени возвратится в исходное состояние реле d24 и своими контактами обесточит реле dll. После этого все реле схемы АВР возвращаются в исходное состояние.

АПВ на подстанциях с ячейками производства ГДР. Во всех ячей­ках линии 10 кВ с масляным выключателем предусмотрено устройство АПВ, выполненное на реле d24, d65, d44, d51, d57 (рис. П7). Преду­смотрено два электромагнита отключения: релейного отключения и ди­станционного отключения.

Первый цикл АПВ — механический — начинается сразу после от­ключения выключателя (пуск от вспомогательных контактов выключа­теля). Выдержка времени не устанавливается, она определяется време­нем работы схемы и равна примерно 2 с. Второй цикл АПВ — элек­трический — с заданной выдержкой времени (реле d51}. После второго никла АПВ вводится ускорение максимальной токовой защиту.

Рис. П7. Схема АПВ

Работа схемы АПВ. При отключении выключателя от максимальной токовой защиты (реле е2 на рис. П2) при введенном в работу устрйй-' стве АПВ (ключ Ы9} через размыкающий вспомогательный контакт at i получает питание реле пуска устройства АПВ d24 по цепи: шинка уп--* равления, зажимы 129—130 (должна стоять перемычка 129—130), ключ ^ Ы9, контакт штепсельного соединения Ь5, размыкающий контакт а1, контакт электрического соединителя Ь5, размыкающий контакт d57 (имеет выдержку времени на отпадание), контакт электрического со­единителя 65, замыкающий контакт а1 (готовность к отключению), кон­такт электрического соединителя 65, обмотка реле d24, шинка управле­ния. Затем срабатывает промежуточное реле d44 и реле времени вто­рого цикла АПВ d51 (реле d44 и d51 включены параллельно).

Включение выключателя (первый цикл АПВ) происходит по цепи:

шинка управления, перемычка 129—130, замыкающий контакт реле d44, размыкающий контакт реле d24, вспомогательные контакты выкатной тележки а3.1 и а3.2, контакт электрического соединителя 65, размыкаю­щий вспомогательный контакт выключателя а1, катушка электромагни­та включения, замыкающий вспомогательный контакт электромаг­нита отключения, контакт электрического соединителя 65 шинка управ­ления.

При устойчивом к. з. выключатель вновь отключается от защиты и собирается указанная цепочка на включение выключателя, но выключа­тель не может включиться, так как не готов к действию его привод. Реле d51 с заданной выдержкой времени включает электродвигатель завода пружин привода выключателя, и после завода пружин привода выключатель включается второй раз. Если второй цикл АПВ тоже ока­жется неуспешным, то больше пусков АПВ не произойдет благодаря реле d57, которое срабатывает после замыкания замыкающего контакта реле времени второго цикла АПВ (d51) и, имея выдержку времени на возврат, не дает срабатывать реле пуска АПВ (d24). После второго включения выключателя вводится ускорение максимальной токовой за щиты (реле е2 на

Рис. П8. Схема обогрева ячеек (заводская)

рис. П2, цепочка ускорения находится в цепях сиг­нализации, которые здесь приведены не полностью).

Реле АЧР используется при необходимости блокировки (запрета) АВР при аварийном понижении частоты в энергосистеме, как это требует­ся «Правилами» [2]. Если в такой блокировке нет необходимости, то сле­дует включить параллельно реле d44 и d5l и установить перемычку между зажимами 129 и 130.

Обогрев ячеек (рис. П8). Оборудование ячеек предназначено для установки в помещениях с соблюдением следующих климатических ус­ловий: максимально допустимая температура кратковременно (3 ч в день) — +40°С; наибольшее среднее значение за 24 ч — +35 «С; ми­нимальное значение без отопления — —10 °С; минимальное значение с отоплением — —25 или —40 °С в зависимости от числа ячеек в КТП (до —25 °С не более 14 ячеек; до —40 °С не более 9 ячеек).

Для нормальной работы распределительного устройства при темпе­ратуре наружного воздуха от —10 до —40 °С в ячейки встроены нагре­вательные элементы. Они расположены в нижней части ячеек, на левой боковой стенке релейного отсека в ячейках с масляными выключателями и на нижней стенке релейного отсека в ячейках с выключателями на­грузки.

Нагревательные элементы разделены на две группы: основные на­гревательные элементы (основная нагрузка) и дополнительные элементы (расчетная нагрузка).

Работа с обогревом не допускается при температуре выше +15°С В диапазоне температур от —10 до +15°С можно работать как с обо­гревом, так и без него. Устройство обогрева включается ключом Ь20 с наступлением заморозков, при этом включаются основные элементы. Дополнительный обогрев включается автоматически при снижении тем­пературы ниже уставки срабатывания датчика температуры (рекомен­дуется устанавливать уставку от —5 до —10 °С).

Для питания схемы управления целесообразно использовать три фазы R, S, Т (рис П8). При этом нагрузка распределяется равномерно по фазам.

Работа схемы обогрева. При вклю- /у ченин обогрева ключом Ь20 подается питание к основным подогревателям г5, г18. Если температура окружающего 7» воздуха выше уставки срабатывания датчика температуры и включена авто­матика обогрева ключом Ь63, то подает­ся питание к промежуточному реле а40, а реле с2 (магнитный пускатель) оказы­вается обесточенным. При понижении температуры воздуха ниже уставки сра­батывания датчика температуры контакт реле а40 отпадает, а реле с2 получает питание и подключаются резервные обо­греватели г19, г6.

Практика показывает, что при экс­плуатации электрообогревателей по ука­занной схеме они повреждаются, поэто­му рекомендуется их включать по схеме, изображенной на рис. П9. Электрообо­греватели г5, г6 и г19, г18 включаются последовательно через ключ Ь20 и кон- У такт электромагнитного пускателя с2. При этом ключ постоянно замкнут, на датчике устанавливается —10 «С

Рис. П9. Рекомендуемая схема обогрева ячеек

Ячейки «трансформаторов^ Эти ячейки предназначены для подилю- • чения силовых трансформаторов. Предусмотрена защита трансформа­тора с помощью высоковольтных предохранителей (рис. П1). При пере- , горании одного из предохранителей обеспечивается отключение выклюю чателя нагрузки. Завод-изготовитель поставляет ячейки с предохрани-^ телями различных типов и с различными номинальными токами (напри­мер типа HH-Sicherunq или Siba — ФРГ или типа HS (Wb-Hb) — ГДР и др.). Поставляемые предохранители должны соответствовать мощности устанавливаемого трансформатора (табл. 1), ч-io не всегда выполняется.