Уникальная отечественная защита дальнего резервирования для сетей 0,4 кВ, не имеющая мировых аналогов

Опубликовано: 20 марта 2007 г. в 14:00, 510 просмотров Комментировать

Во всех областях энергетики и промышленности, в том числе на предприятиях нефтегазовой отрасли, сети 0,4 кВ являются наиболее повреждаемыми и наименее защищенными.

Токи КЗ в сетях 0,4 кВ, в отличие от сетей 6—10 кВ, сильно зависят от переходного сопротивления в месте замыкания, в том числе от параметров электрической дуги. Ток КЗ рез ко снижается по мере удаления от шин КТП-0,4 кВ. 

Находящиеся в эксплуатации КТП-6(10)/0,4 кВ оснащены устройствами защиты и автоматическими выключателями, не обеспечивающими необходимое качество функций РЗА (чувствительность, быстродействие, стабильность характеристик, отстройку от режимов группового пуска и само запуска двигателей и т.д.).

При коротких замыканиях в кабельных коммуникациях и отказе защиты и отключающего аппарата, как правило, происходит воспламенение поврежденного кабеля с последующим пожаром в кабельном хозяйстве. Отсутствие эффективной защиты приводит к массовому выходу из строя (выгоранию) автоматических выключателей на вводах и отходящих фидерах РУ-0,4 кВ, питающих погружные насосы на объектах нефтедобычи.

Обычная максимальная токовая защита (МТЗ) не обеспечивает резервирования защит и выключателей отходящих линий [1]. Ее приходится отстраивать (загрублять) от токов пуска и самозапуска двигателей.

Решение проблемы сетей 0,4 кВ заключается в применении защит дальнего резервирования и повышении чувствительности МТЗ. Авторами алгоритмов дальнего резервирования, этого «выдающегося изобретения ХХI века», по словам Заслуженного энергетика России М. А. Шабада, являются Санкт Петербургские ученые А. В. Беляев и М. А. Эдлин. Алгоритм дальнего резервирования анализирует соотношение между приращениями активной и реак тивной составляющих тока прямой последовательности, оценивает приращения фазных токов и напряжения прямой последовательности, а также – абсолютных значений токов прямой и обратной последовательности и мощности обратной последовательности. Такие защиты дальнего резервирования реализованы в микропроцессорных терминалах БМРЗ-0,4 (НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА»). Заложенные в них принципы основаны на «непрерывном анализе текущих параметров сети и вычислении критериев, по которым можно однозначно идентифицировать возникновение КЗ в сети 0,4 кВ и выявить режимы пуска и самозапуска двигателей». [1]

Аварийными параметрами в алгоритмах дальнего резервирования при КЗ и условиями блокировки МТЗ при пусках и самозапусках двигателей являются соотношения между приращениями активной и реактивной составляющих тока прямой последовательности. Эта защита надежно работает и при наличии статической (не двигательной) нагрузки.

Терминалы БМРЗ-0,4 в комплекте с блоком противоаварийной автоматики БМПА выполняют сложные алгоритмы АВР в КТП-6(10)/0,4 кВ при наличии от двух до четырех вводов 0,4 кВ и секционного выключателя между двумя секциями шин. При этом возможно автоматическое восстановление схемы нормального режима после АВР.

Помимо наличия оригинальных функций РЗА терминалов БМРЗ-0,4, они имеют функции токовой защиты нулевой последовательности, местное и дистанционное управление выключателями, регистрации аварийных событий и осциллограмм, измерения электрических параметров нормального режима, а так же – интерфейсы для связи с ПЭВМ и с АСУ.

Устройства БМРЗ 0,4 вы пускаются серийно с 2000 г. Ими комплектуют свои КТП-6(10)/0,4 кВ предприятия ОАО «Новая Эра», ОАО «Завод Электропульт», ОАО «ПО «Элтехника», ООО «СевЗапТехника» (все – Санкт Петербург), «Завод им. Козлова» (г. Минск), ОАО «ЧЭАЗ» (г. Чебоксары), ОАО «Элтерм» (г. Псков), ОАО «Энергопром» (г. Озерск), заводы ГК «Электрощит ТМ Самара» (г. Самара, г. Казань) и другие производители.

Следует отметить, что БМРЗ-0,4 устанавливаются в КТП, оснащенные самыми современными автоматическими выключателями фирм ABB, Schneider Electric, SIEMENS, которые имеют цифровые модули защиты. Однако, учитывая изложенное, защитные характеристики этих модулей в данном случае малоэффективны.

КТП эксплуатируются на объектах ОАО «Газпром» и ОАО»АК «Транснефть», на заводах ОАО «Северсталь», на различных электростанциях и промышленных предприятиях. Высокая оценка уникальным эксплуатационным характеристикам БМРЗ-0,4 дана в [2].

На кафедре РЗА Петербургского Энергетического института повышения квалификации (ПЭИПК), специалисты могут на действующем оборудовании изучить работу БМРЗ-0,4 и сами алгоритмы защиты и автоматики. Подробная эксплуатационная документация БМРЗ-0,4 содержит «Методику выбора уставок», разработанную  к. т.н. А.В. Беляевым.

Таким образом, эффективно защищать сети 0,4 кВ традиционными элементами РЗА и самыми современными автоматическими выключателями – невозможно. Уникальные функции дальнего резервирования, при отказах защит и выключателей, а также блокировка МТЗ при пусках и само запусках двигателей, реализованные в терминалах БМРЗ-0,4, подтвердили свою высокую эффективность шестилетним опытом безупречной эксплуатации более 1000 изделий ЦРЗА на объектах лидеров нефтегазовой отрасли, промышленных предприятий и традиционной энергетики.

Литература:

  1. А. В. Беляев, М. А. Эдлин. Дальнее резервирование отказов защит и выключателей в сетях 0,4 кВ. Журнал «Электрические станции», № 12, 2002 г., стр. 51–55. 
  2. С. П. Петров. Подход Газпрома к электрооборудованию продиктован спецификой отрасли. Журнал «Новости Электротехники», № 2, 2006 г., стр. 63. 
  3. А. В. Беляев. Выбор аппаратуры защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Энергоатомиздат, 1992 г. 
  4. А. Л. Соловьев. Защита асинхронных электрических двигателей напряжением 0,4 кВ. Учебное пособие ПЭИПК. г. Санкт- Петербург, 2005 г., В. Г. ЕЗЕРСКИЙ, технический директор НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА».

В. Г. ЕЗЕРСКИЙ,
технический директор НТЦ «МЕХАНОТРОНИКА».

Рекомендуем почитать

Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 7
5 октября 2011 г. в 17:01
Часть 7. Уставки для алгоритма защиты синхронного двигателя от асинхронного режима. Согласно требованиям ПУЭ [18] для синхронных электродвигателей (СД) должна предусматриваться защита от асинхронного режима реле, реагирующего на увеличение тока в обмотках статора с независимой от тока характеристикой выдержки времени.
Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты
7 сентября 2011 г. в 10:31
Расчёт уставок токовой отсечки для электродвигателей. Согласно ПУЭ [1] однорелейная токовая отсечка [1], защищающая от многофазных замыканий, в обязательном порядке должна быть предусмотрена для электродвигателей мощностью менее 2 МВт.
Концептуализм в релейной защите
26 декабря 2011 г. в 11:26
Обоснование своей концепции построения «микропроцессорных устройств релейной защиты» автор начинает с фотографий их корпусов, обращая внимание читателя только на то, что каждый тип устройства «…имеет собственный корпус, существенно отличающийся от корпуса другого…» устройства, «…иногда даже того же самого производителя».
Новые терминалы и панели защит Группы Компаний «Электрощит»—ТМ Самара
23 июня 2011 г. в 15:48
НТЦ «Механотроника» разработал новые терминалы и панели защит и серьезно обновил линейку ранее выпускавшихся изделий. Теперь микропроцессорные защиты стали еще совершеннее. Некоторые из новых решений НТЦ являются настоящими «ноу-хау» и на сегодня не используются более ни кем из конкурентов.
Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 2
7 сентября 2011 г. в 12:53
В первой части данной работы [1] были рассмотрены примеры расчета уставок токовой отсечки. Во второй части приведем пример расчета уставок дифференциальных защит.

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.