При реконструкции тяговой подстанции "Олехновичи" Белорусской ж.д. впервые в СНГ вторичные цепи РУ27,5 кВ были выполнены исключительно на основе интеллектуальных микропроцессорных терминалов (МТ) типа БМРЗ, являющихся совместной разработкой ООО "НИИЭФАЭНЕРГО" и ООО НТЦ "МЕХАНОТРОНИКА". МТ данного типа по своим характеристикам наиболее адекватны требованиям, предъявляемым со стороны электротяговых сетей, существующих на территории СНГ.

   Для подстанции "Олехновичи" были использованы МТ четырех типов, разработанные специально для присоединений 27,5 кВ:

- БМРЗ - ФКС  блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидеров контактной сети;

- БМРЗ-ФВВ  блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера выключателя ввода;

- БМРЗ-ФПЭ  блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера продольной электрификации;

- БМРЗ-ТСН  блок микропроцессорный релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации фидера трансформатора собственных нужд.

   В БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ имеются отличия от других блоков типа БМРЗ, основные из которых заключаются в следующем.



   Введены специфические "железнодорожные" защиты: токовая отсечка и ненаправленная дистанционная защита, работающие на половине периода сигнала; четыре ступени направленной дистанционной защиты контактной сети; защита от подпитки со стороны контактной сети. Использование защит, измерительные органы которых обеспечивают работу на половине периода частоты сети, было обусловлено необходимостью снижения до минимума времени срабатывания этих защит, поскольку контактный провод при протекание токов короткого замыкания быстро нагревается и теряет свойство упругости.

   Дополнены функции автоматики: адаптация уставок 2-й и 3-й ступеней дистанционной защиты по коэффициенту гармоник; ускорение этих ступеней дистанционной защиты по соотношению токов двух смежных фидеров; функция автоматического повторного включения (АПВ) БМРЗФКС дополнена возможностями: 1) блокировки АПВ при отсутствии напряжения и 2) ускорения первого цикла АПВ при наличии напряжения в фидере; логическая защита шин обеспечивает отключение ФКС, через которые возможна подпитка короткого замыкания от смежной подстанции; сигнал на резервирование отказа выключателя (УРОВд) формируется только по наличию тока в фидере после команды отключения по защитам.Введены функции управления: в БМРЗФКС – двумя разъединителями; в БМРЗФПЭ – одним разъединителями; в БМРЗТСН – контактором на стороне 0,4 кВ. Ввод уставок осуществляется в первичных величинах тока, напряжения и сопротивления.

   Введены дополнительные функции диагностики состояния оборудования: расчет выработанного ресурса выключателей; контроль цепей управления разъединителями; контроль цепей измерительных трансформаторов напряжения; контроль наличия напряжения на шинах включающих катушек.

   Расширены возможности цифровой регистрации аварийных процессов – сохраняется до восьми осциллограмм последних аварийных отключений с записью всех аналоговых сигналов и 16 дискретных; длительность осциллограммы 2,5 с; предыстория 0,5 с.

    Реализован протокол обмена MODBUS, использующийся для создания распределенной автоматизированной систем управления тяговой подстанцией (АСУТПР).

    БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ выполняют функции не только РЗА и управления, но также функции:

 - местной и дистанционной сигнализации;

 -  измерений текущих и аварийных значений параметров нагрузки;

  - регистрации всех пусков и срабатываний защит;

 -  осциллографирования аварийных режимов;

 -  диагностику основного оборудования;

 -  хранения накопленной информации и передачи ее по последовательному каналу связи.

    Кроме того, БМРЗ функционального ряда 27,5 кВ выполняют функции РЗА не только соответствующих присоединений, но и необходимые функции РЗА более высоких уровней:

- распредустройства в целом (защита от внутренних коротких замыканий), всего устройства тягового электроснабжения (УРОВ, защита от подпитки),  а также межподстанционной зоны (автоматическое восстановление нормальной схемы питания после ликвидации аварии).

    Это позволяет на основе БМРЗ как контроллеров нижнего уровня строить полнофункциональные автоматизированные системы управления устройствами тягового электроснабжения. При этом нетребуются дополнительные устройства релейных защит, и автоматики, телеизмерений, диагностики, регистрации и т.д.

    На тяговой подстанции "Олехновичи" в качестве защит фидеров контактной сети используются БМРЗ-ФКС. Эти МТ включают в себя:

- две токовые отсечки, одна из которых реагирует на ток основной гармоники, вторая – на нефильтрованную кривую полного тока;

- четырехступенчатую дистанционную защиту (ДЗ), в которой первая ступень может быть как направленной, так и ненаправленной, с блокировкой по току или напряжению, две направленные ступени с блокировкой по углу (реализация характеристики "замочная скважина"), ступень, защищающая при соединение от коротких замыканий через большие переходные активные сопротивления (характеристика вытянута вдоль оси активных значений). При пропадании напряжения от ТН27,5 кВ (изза отключения автомата ТН) первые три ступени переводятся в режим токовых реле с теми же выдержками времени.

    Уставки по току задаются при программировании БМРЗФКС особо;

 -  защиту минимального напряжения (ЗМН);

 -  квазитепловую защиту фидера;

 -  резервирование при отказах выключателя (УРОВ);

 -  логическую защиту шин (ЛЗШ);

 -  двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);

 -  защиту смежного фидера контактной сети (токовая отсечка и вторая ступень ДЗ).

    Для защиты фидеров ДПР были применены БМРЗ-ФПЭ, позволившие осуществить:

 - токовую отсечку; трехступенчатую МТЗ, причем первые две ступени имеют независимую выдержку времени, а выдержка времени третьей ступени может быть как зависимой, так и независимой на выбор; защиту минимального напряжения;

 -  УРОВ;

 -  логическую защиту шин;

 -  двукратное АПВ.

    Другие защиты, входящие в МТ БМРЗФПЭ (защита нулевой последовательности и т.д.), не используются.

    На выключателях вводов 27,5 кВ использованы МТ БМРЗФВВ, содержащие в себе:

 -  двухступенчатую МТЗ с блокировкой по напряжению;

 -  две ступени ДЗ ("замочная скважина");

 -  защиту минимального напряжения;

 -  УРОВ с возможностью включения выходного реле в цепи РЗА защит высокой стороны на пряжения силового трансформатора;

 -  логическую защиту шин;

 -  защиту от подпитки коротких замыканий на стороне высокого напряжения от смежных подстанций через контактную сеть.

    ТСН подстанции защищены МТ БМРЗ-ТСН, включающие:

 -  токовую отсечку;

 -  двухступенчатую МТЗ;

 -  защиту минимального напряжения;

 -  УРОВ;

 -  логическую защиту шин.

    Все БМРЗ осуществляют осциллографирование аварийных режимов и моментов запуска защит. Считывание осциллограмм возможно через порт RS232 с помощью портативного компьютера или посредством шины RS485 со щита управления подстанцией. Последний оборудован контроллером подстанции (микроРС) с сенсорным дисплеем и модемом для подключения к линия ТУ/ТС систем телемеханики "ЛИСНА" или АСТМУ. Кроме того, распредустройство 27,5 кВ оборудовано защитой от замыканий внутри ЗРУ, воздействующей на все присоединения стороны тягового напряжения.

    Применение МТ БМРЗ в качестве защит присоединений тяговых подстанций переменного тока привело к необходимости усовершенствовать методику расчета уставок некоторых присоединений. В частности, приходится учитывать, что при повреждениях на линиях ДПР осуществляется запуск дистанционных защит вводов тягового напряжения.

    Первый год эксплуатации устройств подтвердили преимущества использования МТ, а именно:

 -  более высокое быстродействие защит, обеспечившее возможность снижения временной ступени до 0,3 с, а в некоторых случаях до 0,25 с точность и стабильность значений уставок защит;

 -  глубокое резервирование защит, в особенности фидеров контактной сети, ранее не имевших реального резерва;

 -  повышение селективности работы устройств РЗА;

 -  удобство эксплуатации;

      В целом применение МТ на подстанции позволило:

 -  увеличить надежность защит тяговой подстанции, всей системы тягового электроснабжения переменного тока и, как следствие, бесперебойное электроснабжение электроподвижного состава и других потребителей;

 -  уменьшить время наладки релейных защит, автоматики, измерений и телемеханики присоединений;

 -  снизить эксплуатационные затраты;

 -  подготовить базу для создания автоматизированной системы диагностики оборудования тяговой подстанции, определения расстояния до мест повреждения на контактной сети и линиях ДПР.

    Встроенные функции измерений и цифрового осциллографирования аварийных процессов позволили уточнить параметры защищаемых присоединений, скорректировать методику расчета уставок защит.

    Одновременно необходимо отметить недостатки, программно заложенные в БМРЗ, и произвести их коррекцию:

 -  необходимо дать возможность вводить уставки по току на БМРЗ-ТСН, начиная с меньших значений (не более 0,5 А), так как устанавливать трансформаторы тока с коэффициентом трансформации менее 200/5 на стороне 27,5 кВ нельзя изза того, что они не проходят по критериям динамической и термической устойчивости;

 -  необходимо дать возможность вводить уставки по току и сопротивлению на БМРЗ-ФКС для защиты смежного фидера, отличные от уставок собственного присоединения;

 -  необходимо предоставить возможность вносить уставки по времени в БМРЗ-ФКС для резерв ных токовых защит, отличные от уставок дистанционных;

 -  необходимо разработать алгоритмы и приступить к выпуску МТ для защиты именно фидеров ДПР;

 -  необходимо ввести в БМРЗ-ТСН, БМРЗ-ФПЭ и БМРЗ-ДПР блокировку работы защиты от минимального напряжения при пропадании напряжения от ТН27,5 кВ изза отключения автоматов.

    Выявленные недостатки в проектных схемах управления и РЗА присоединений были в основном устранены в процессе наладки оборудования тяговой подстанции "Олехновичи".В настоящее время в процессе наладки находится информационнодиагностический комплекс (ИДК) тяговой подстанции "Олехновичи", в котором МТ отводится роль датчиков текущих и аварийных значений электрических величин. Информационнодиагностический комплекс включает в себя следующие функции:

 -  определение расстояний до места повреждения на фидерах контактной сети и ДПР;

 -  определение остаточного ресурса выключателей присоединений, основанного на использовании заводских характеристик выключателей;

 -  блокировка АПВ фидеров контактной сети во избежание пережога контактного провода приповреждениях на стоящем ЭПС;

 -  определение временных характеристик силовых выключателей;

 -  диагностика правильности действия РЗА в режиме тревоги;

 -  диагностика состояния разъединителей с моторными приводами;

 -  диагностика состояния контура заземления подстанции;

 -  диагностика состояния цепей обратного тока;

 -  измерение величин оперативных напряжений постоянного и переменного тока;

 -  контроль изоляции оперативных цепей постоянного и переменного тока относительно земли (контроль последних цепей осуществляется для подстанций, работающих с изолированной средней точкой ТСН);

 -  определение потерь электроэнергии в тяговых трансформаторах, ТСН, фидерах контактнойсети;

 -  регулирование величины напряжения на стороне тягового напряжения с помощью РПН;

 -  регистрация и архивация величин напряжений на стороне 27,5 кВ;

 -  регистрация и архивация величин токов силовых трансформаторов, ТСН, фидеров контактной сети, линий ДПР и СЦБ;

 -  автоматизированное определение оптимального числа включенных в работу тяговых трансформаторов и ТСН;

 -  систему технического учета электроэнергии, потребляемой тяговой подстанцией в целом и ее присоединениями.

    В дальнейшем намечается развитие функций информационно-диагностический комплекса.

    В настоящее время Белорусской ж.д. приобретены МТ типа БМРЗ для защиты фидеров контактной сети и вводов тягового напряжения для десяти подстанций переменного тока, систем электроснабжения 27,5 и 2х25 кВ (всего 103 устройства).

    Одновременно на этих же подстанциях будут внедреныинформационнодиагностические комплексы 27,5 и 2х25 кВ, между которыми существуют некоторые отличия. Монтаж и наладку указанных терминалов и комплексов планируется завершить в текущем годе.


Рекомендуйте эту статью другим!



molnia 1
июнь 29, 2016 1001

Электрическая молния. Определение, разновидности, воздействие

Молния – это электрический разряд скоплений электрического заряда в нижних слоях…
ВОЛС. Основные характеристики и сферы применения 4
июнь 16, 2014 5215

ВОЛС. Основные характеристики и сферы применения

В ВОЛС (волоконно-оптические линии связи) для передачи сигнала используются волны в…
kach energ 1
апр 13, 2017 966

Измерение качества электроэнергии, параметры качества, влияние, нормы

Электрическая энергия является таким же товаром, как и продукты в магазине. А поэтому…
рис. 2.28
окт 29, 2016 784

Повторитель напряжения на основе операционного усилителя

Схема повторителя (рис. 2.28) легко может быть получена из схемы неинвертирующего…
рис. 3.88
март 06, 2017 1311

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), принцип работы, типы

Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) предназначены для преобразования цифровых сигналов…