"Новости Электротехники": "Энергетика и Электротехника

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №6(18) 2002 -
1(19) 2003

Микропроцессорный терминал релейной защиты ТЭМП 2501

Михаил Шамис, к.т.н., генеральный директор ОАО «ВНИИР»
Андрей Петров, заведующий отделом релейной защиты и АСУ
Петр Варганов, инженер-программист отдела релейной защиты и АСУ

Совершенствование и развитие релейной защиты и автоматики (РЗА) в настоящее время уже немыслимо без применения микропроцессорной техники. У проектных, пуско-наладочных и эксплуатирующих организаций сложилось устойчивое мнение о том, что микропроцессорные (МП) устройства РЗА имеют ряд неоспоримых преимуществ перед электромеханическими и статическими устройствами. Это, в частности:

обеспечение точности и постоянства характеристик;
уменьшение эксплуатационных расходов и повышение надежности вследствие непрерывной самодиагностики;
возможность измерения, регистрации, индикации режимов и событий;
возможность реализации полноценной АСУ ТП с использованием МП терминалов в качестве УСО.

ОАО «ВНИИР» разработало и освоило выпуск МП комплектных устройств РЗА – ТЭМП 2501. Устройства ТЭМП 2501 предназначены для применения в схемах вторичной коммутации на подстанциях (ПС) с оперативным переменным, выпрямленным переменным, постоянным током. Они выполняют необходимые функции защиты, автоматики, управления и сигнализации различных присоединений комплектных распределительных устройств напряжением 6–35 кВ.
Терминалы могут применяться как при строительстве современных подстанций, так и при реконструкции объектов энергетики, в том числе для замены РЗ, построенных на электромеханических реле.
Устройства защиты и автоматики ТЭМП 2501 выполнены на современном техническом уровне с применением комплектующих высокого качества и способны конкурировать как с отечественными, так и с зарубежными устройствами подобного класса.

Устройство ТЭМП 2501 содержит:

трехступенчатую ненаправленную максимальную токовую защиту (МТЗ) с ускорением 2 ступени при включении выключателя;
одноступенчатую ненаправленную токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП);
защиту от несимметричного режима работы нагрузки (обрыва фаз);
УРОВ с тремя однофазными реле тока.

Взаимозаменяемость устройств. Одним из преимуществ микропроцессорного терминала ТЭМП 2501 является реализация в одном устройстве функций автоматики (функциональных схем) для различных присоединений (линия, асинхронные электродвигатели малой и средней мощности, ввод, секционный выключатель, линия к ТСН 6/0,4 кВ), что обеспечивает взаимозаменяемость устройств одного типоисполнения.
Выбор функциональной схемы устройства, в зависимости от вида защищаемого присоединения, осуществляется аналогично вводу уставки с лицевой панели устройства или по последовательному каналу от ПК со специальным программным обеспечением.

Эффективное применение. Благодаря невысокой цене, терминалы ТЭМП 2501 могут найти эффективное применение на небольших и необслуживаемых ПС с уста-новкой в КРУН и ячейки КРУ, разработанные, как правило, по достаточно простым схемам.
Малые габариты позволяют применять терминалы и в КСО. ОАО «ВНИИР» закончило разработку типоисполнения терминала ТЭМП 2501 с передним присоединением, которым, к примеру, планируется оснащать КСО 6(10)-Э1 «Аврора» производства ПО «Элтехника».

Основные характеристики комплектного устройства защиты и автоматики ТЭМП 2501

Номинальные данные
Номинальное напряжение оперативного тока, В	110/220 пост. или перем. тока
Номинальная частота, Гц	50 + 5
Рабочий диапазон, В	88…242 пост. или перем. тока
Масса, кг	не более 4
Токовые цепи
Номинальный входной фазный ток In, А	1/5
Номинальный входной ток замыканий на землю In, А	0,2/1
Потребляемая мощность, ВА/фазу не более	0,3
Диапазон измерений
Фазные токи	0…63 x In
Ток замыкания на землю	0…21 x In
Дискретные входные сигналы
Номинальное напряжение оперативного тока, В	110/220 пост. или перем. тока
Количество принимаемых дискретных входных сигналов	8
Потребляемая мощность на один вход, Вт не более	0,8
Отключающие контакты / контакты сигнальных реле и системы самодиагностики
Количество выходных реле	10
Максимальное рабочее напряжение	300 В пост. тока / 440 В перем. тока
Длительно допустимый ток, А	5
Общие характеристики
Диапазон рабочих температур, ⁰С	от -40 до +55
Потребляемая мощность, Вт не более	15

Дополнительные функции. Кроме основных функций защиты и автоматики, МП устройства ТЭМП 2501 выполняют аварийную регистрацию и осциллографирование, регистрацию параметров, необходимых для диагностики первичного оборудования. Все регистрируемые параметры и осциллограммы сохраняются в энергонезависимой памяти и хранятся сколь угодно долго при потере питания.
Встроенные часы реального времени с энергонезависимым питанием обеспечивают точную регистрацию момента аварии даже без синхронизации от системы верхнего уровня. Это облегчает разбор аварий на удаленных и необслуживаемых подстанциях, которые, как правило, выполнены на переменном оперативном токе и при локализации повреждения на них возможна потеря оперативного питания.

Время готовности. Известным требованием к устройствам РЗА, применяемым на ПС с переменным оперативным током, является небольшое время готовности устройств при включении. Это является необходимым условием быстрого срабатывания при включении защищаемого присоединения на КЗ с одновременной подачей оперативного питания. МП терминал ТЭМП 2501 полностью удовлетворяет этому требованию, имея время готовности менее 0,17 с.

ТЭМП 2501 в схемах питания. Возможно применение терминалов ТЭМП 2501 на ПС с переменным оперативным током при использовании в схемах питания УПНС, БПТ, БПН(С), а также других устройств оперативного питания.
Помимо них могут быть применены индивидуальные комбинированные блоки питания БПК001, разработанные в ОАО «ВНИИР» и обеспечивающие питание терминала от токовых цепей и цепей напряжения. ОАО «Институт «Нижегородскэнергосетьпроект» разработало электрические принципиальные схемы для ячеек КРУ 6(10) кВ на переменном оперативном токе с применением устройства ТЭМП 2501 для выключателей ВБП-10, ВБТЭ-10, ВБКЭ-10, ВБЭК-10, BB/TEL.

Оперативный ток. При разработке МП терминала ТЭМП 2501 учитывалось и то, что использование переменного оперативного тока является наиболее экономичным решением для большого числа распределительных ПС, находящихся в эксплуатации в настоящее время. Причем на некоторых ПС, оборудованных аккумуляторной батареей, переменный оперативный ток применяется лишь на отдельных присоединениях (в основном 6 – 10 кВ). Такой вариант используется в тех случаях, когда он приводит к существенному сокращению сети постоянного оперативного тока, что повышает ее надежность.
Поэтому, в отличие от большинства МП устройств РЗА, изначально рассчитанных на работу только на ПС с постоянным оперативным током, терминалы ТЭМП 2501 работают на ПС как с постоянным оперативным током, так и с переменным оперативным током.

Совместимость с электромеханическими устройствами. Терминалы ТЭМП 2501 хорошо согласуются как с цифровыми, так и с электромеханическими устройствами РЗА. Как известно, МП устройства имеют малый ток потребления по входным цепям дискретных сигналов (несколько мА), который в ряде случаев не коммутируют контакты электромеханических реле. Применение специальных технических решений в рассматриваемых терминалах (формирование скачка тока во входных цепях дискретных сигналов при подаче на них напряжения) обеспечивает минимальный ток, коммутируемый контактами электромеханических реле.

Опыт эксплуатации. В мае 2002 года комплектное устройство защиты и автоматики ТЭМП 2501 было принято межведомственной комиссией с рекомендацией к серийному производству. К настоящему времени поставлено около 100 устройств ТЭМП 2501.
Введены в эксплуатацию терминалы ТЭМП 2501 в ОАО «Витебскэнерго», в ОАО «Пермь-Лукойл», в ОАО «Мариэнерго». На ряде объектов терминалы находятся в жестких климатических условиях с установкой в КРУН с переменным оперативным током, условия эксплуатации устройства практически соответствуют наружной окружающей среде. За время эксплуатации устройства правильно действовали на отключение во всех случаях возникновения замыканий в зоне МТЗ и отсечки, ложных срабатываний или отказов устройств не наблюдалось.

Планы. Терминал ТЭМП 2501 является первым из серии МП устройств РЗА, разрабатываемых ОАО «ВНИИР». В настоящее время закончена разработка и ведутся испытания МП комплектного устройства защиты и автоматики трансформатора напряжения 6-10 кВ. В I квартале 2003 г. будет закончена разработка упрощенного и более дешевого типоисполнения терминала ТЭМП 2501 с минимальным набором функций защит и автоматики для линий 6-10 кВ. В планах на 2003 г. окончание разработок комплектных устройств защиты и автоматики синхронных и асинхронных двигателей 6-10 кВ.

Перспективы. Работы ОАО «ВНИИР» в области цифровых технологий не ограничиваются только МП устройствами РЗА. В настоящее время закончена разработка автоматизированной системы управления для энергообъектов UniSCADA. Совместное применение АСУ ТП Uniscada и МП терминалов РЗА дает возможность эффективно решать задачу комплексной автоматизации ПС.

ТЭМП 2501

ТЭМП 2501
(с передним
присоединением)

ТЭМП 2501.