ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

Расчет уставок релейной защиты линий 6- 10 кВ с микропроцессорными защитами c зависимыми характеристиками

К настоящему времени на линиях 6-10 кВ в эксплуатации имеются микроэлектронные и микропроцессорные устройства релейной защиты различных производителей - это устройства отечественного производства, такие как РС80М, УЗА, МРЗС, “Диамант”, и устройства зарубежных производителей: “Areva”(“Alstom”), “Microelettrica scientifica”, “Siemens”, “ABB” и др.

В отличие от электромеханических реле (РТ-85, РТВ и др.), имеющих одну характеристику зависимости времени срабатывания от величины тока, устройства релейной защиты (УРЗ) на микроэлектронной и микропроцессорной основе имеют несколько характеристик. Устройства отечественного производства, как правило, имеют одну независимую характеристику и от 2 до 5 типов зависимых характеристик. Устройства зарубежных фирм имеют одну независимую характеристику и до 11 типов зависимых характеристик. Функции t=f(i) зависимых характеристик описываются математическими формулами, выполненными:

  •  по стандарту МЭК;
  •  по стандарту ANSI/IEEE (отечественные производители не используют);
  •  по фирменной разработке (аналоги РТ-80, РТВ и др.).

Расчет уставок релейной защиты линий 6-10 кВ с микропроцессорными защитами c зависимыми характеристиками

Н.М. Флегинский, г. Полтава

На этапах проектирования и ввода в эксплуатацию УРЗ встает проблема выбора подходящего типа характеристики и расчета уставок защиты. Методика расчета уставок РЗ, описанная в [1], не предлагает способа выбора типа характеристики и ориентирована на ручной расчет что с учетом необходимости согласования с последующей и предшествующей защитами весьма трудоемко. Думаю, именно поэтому часто не используются зависимые характеристики, хотя они обеспечивают лучшее согласование и селективность.

Автором создана компьютерная программа “Расчет уставок релейной защиты линий  6-10 кВ с микропроцессорными защитами с зависимыми характеристиками” являющаяся составной частью «Комплекса программ для МСРЗА» [2]. Программа решает следующие основные задачи:

  •  расчет тока срабатывания максимальной токовой защиты (МТЗ);
  •  расчет уставок токовой отсечки (ТО);
  •  согласование с последующей и предшествующей защитами;
  •  выбор типа зависимой характеристики УРЗ;
  •  расчет оптимальной уставки (коэффициента) времени выбранного типа характеристики УРЗ.

Программа предлагает выбрать варианты исполнения последующей защиты и предшествующей защиты (рис. 1). При этом возможны варианты с независимой характеристикой или с зависимой характеристикой с функцией t=f(i), описанной математической формулой или заданной по точкам.




Рис. 1. Выбор вариантов исполнения последующей и предшествующей защиты


Расчет проводится для защиты линии с МТЗ с независимой или с зависимой характеристикой и ТО. На рис. 2 приведен расчет уставки тока срабатывания МТЗ. Первые три строки – это исходная информация к расчету. Ниже идет расчет по форме как в ручном расчете. Там, где некоторые коэффициенты надежности задаются двумя значениями, рассчитанные токи срабатывания тоже даны двумя величинами. При расчетах учитывается диапазон и дискретность уставок УРЗ, в том числе и при использовании многодиапазонных реле, например, РС80М.



Рис. 2. Расчет тока срабатывания МТЗ


Выбор зависимой характеристики МТЗ линии может производиться как аналитически, так и графическим методом. При аналитическом выборе  для каждого типа характеристики рассчитывается коэффициент, названный мной рейтингом. Рейтинг характеристики определяет насколько хорошо возможно согласование с последующей и предшествующей защитами, каков возможный запас по отстройке. Рейтинг характеристики зависит от того насколько ее кривизна и наклон вписываются в условия, определяемые параметрами рассчитываемой сети и характеристиками последующей защиты и предшествующей защиты.

На рис.3 представлен перечень характеристик (по стандарту МЭК) устройства REJ 525 “ABB” с рассчитанным рейтингом. Наивысший рейтинг  у характеристики типа “сильно инверсная”. Ниже на рис. 3 расположено меню выбора типа характеристики, в котором характеристики отсортированы по рейтингу. Две характеристики, не имеющие решения, в меню отсутствуют.

В случае если нет характеристики с явно превосходящим рейтингом, желательно воспользоваться графическим методом выбора.




Рис. 3. Перечень характеристик УРЗ с рассчитанным рейтингом и меню выбора.


Особенностью выбора типа характеристики по рейтингу является то, что можно произвести несколько расчетов линии с разными типами УРЗ (с неодинаковыми характеристиками), сравнить рейтинги их характеристик и выбрать наиболее подходящий тип УРЗ.

Для возможности  выбора зависимой характеристики графическим методом   программа создает файл с характеристиками данного УРЗ, имеющими рейтинг больше 0. По каждому типу характеристики рассчитываются две кривые: одна с уставкой, обеспечивающей согласование с последующей защитой, а вторая с уставкой, обеспечивающей согласование с предшествующей защитой. Этот файл можно открыть в открыть в Excel и построить диаграмму. Анализ диаграммы на рис. 4 показывает:

  • наивысший рейтинг - 8.2 у “сильно инверсной” характеристики. “Коридор”, в пределах которого защита линии согласована, самый широкий (между кривыми 1 и 2);
  •  следующий рейтинг - 5.5 у “чрезвычайно инверсной” характеристики. “Коридор” значительно уже (между кривыми 3 и 4);
  •  самый низкий рейтинг - 0.5 у “нормально инверсной” характеристики. “Коридор” в сущности отсутствует – кривые 5 и 6 совпали, то есть согласование возможно на одной единственной уставке.



Рис. 4. Диаграмма выбора типа характеристики графическим методом


К вопросу выбора уставки времени МТЗ надо отметить следующее: у отечественных УРЗ уставка времени равна времени срабатывания при 10-кратном токе от тока срабатывания УРЗ. У зарубежных производителей называется не уставка времени, а коэффициент времени и составляет например у “ABB” величину от 0.05 и до 1. Коэффициент времени  не привязан к времени срабатывания при каком-то токе, проходящем через УРЗ. И к этому надо привыкнуть, так как психологически привыкли связывать величину уставки времени с временем срабатывания. А это надо объяснить еще и оперативному персоналу.

Выбор уставки (коэффициента) времени производится аналитически. Программа вычисляет допустимые пределы, в которых может быть выбрана уставка (коэффициент) времени по условиям согласования с последующей и предшествующей защитами и по техническим возможностям УРЗ - по диапазону и дискретности уставок. С целью облегчения выбора программа рассчитывает некоторую оптимальную уставку (коэффициент) времени – она может оказаться в середине допустимого диапазона, но если диапазон большой - предлагает выбрать ближе к нижнему пределу диапазона, чтобы не увеличивать время отключения тока КЗ.

После выбора уставки (коэффициента) времени программа создает файл для построения диаграммы (в Excel) для анализа селективности выбранной характеристики. На рис. 5 на диаграмме даны кривые срабатывания последующей (1) и предшествующей (5) защит, даны кривые срабатывания линии на уставках, обеспечивающих согласование с последующей (2) и предшествующей (4) защитой, и дана кривая срабатывания линии на выбранной уставке (3). Диаграмма позволяет наглядно оценить правильность выбранных уставок, как по времени, так и по току.




Рис. 5. Диаграмма селективности защиты линии с примыкающими защитами


В базе данных программы имеются данные следующих устройств релейной защиты на микроэлектронной и микропроцессорной основе:

Украина:                 Россия:                     Alstom: :                          Siemens:

- РС80М                   - БМРЗ                      - Micom P121-123          - 7sj611

- УЗА-АТ                 - БЭМП               Areva:                              Microelettrica Scientifica:

- МРЗС                     - Орион                     - Micom P124:               - DIN, IM30-AB

- Диамант                 - Сириус             ABB:

- РЗЛ.01                    - ТЭМП                    - REF5, REJ525

По программе могут выполняться расчеты и других типов устройств релейной защиты, если формулы, описывающие функцию t=f(i), выполнены по стандартам МЭК или ANSI/IEEE, либо используются формулы фирменной разработки уже имеющиеся в составе программы.

По данной программе были выполнены расчеты по РП-6 кВ «Полтавпиво», питающегося от ПС Полтавских МЭС, проводились контрольные расчеты в Одесских городских электросетях.  

Выводы

  • Созданная компьютерная программа “Расчет уставок релейной защиты линий  6-10 кВ с микропроцессорными защитами с зависимыми характеристиками” позволяет автоматизировать процесс выбора характеристики и расчета уставок.
  • Разработан способ, позволяющий для рассчитываемой линии 6-10-35 кВ выбрать оптимальный тип зависимой характеристики устройства релейной защиты на микропроцессорной основе путем расчета специального коэффициента, который я назвал рейтингом характеристики.
  • По рейтингу можно подобрать и тип устройства защиты с более подходящими характеритиками.

Литература

    • Рекомендации по выбору уставок защит электротехнического оборудования с использованием микропроцессорных устройств концерна ALSTOM. Том 2, «Энергомашвин» – Киев, 2000, стр. 10-39.
    • Флегинский Н.М. Комплекс программ для местной службы РЗА. «Энергетик», 1992, 11, стр. 15-16.

    По вопросам приобретения программы обращайтесь к разработчику
    Флегинский Николай Михайлович
    slfleg(@)e-mail.pl.ua
    http://msrza.narod.ru

7 Сентябрь, 2010              29217              ]]>Печать]]>
0 / 0 ( Нет оценки )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы