ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА ЭНЕРГЕТИКИ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НАПРАВЛЕНИЕ 13.04.02 ГРУППА МЭЭ-20-2- 4 Лабораторная работа №1 ПО КУРСУ: Энергоснабжение ТЕМА: Ознакомление с многофункциональным прибором Sepam1000 S41 ПОДГРУППА: №1 СТУДЕНТ____Владимирский В.М. _____________________________ (ФИО) ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ПОДПИСЬ) Садридинов А.Б. (ФИО) ______________________________ (ПОДПИСЬ) Москва, 2021 г. 1. Введение Реле-терминал Sepam S41 является многофункциональным реле и включает в себя как МТЗ, направленную токовую защиту и защиту от ОЗЗ. В данном случае я рассмотрю одну из функций реле-терминала, защиту от ОЗЗ. На практике для защиты от ОЗЗ чаще всего используется микроэлектронное реле РТЗ-51, которое обладает большей чувствительностью относительно своего предшествующего аналога- РТЗ-50. Реле РТЗ-51 выполнено с меньшим входным сопротивлением, что позволяет достигнуть меньшую погрешность трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП). Первичный ток срабатывания реле РТЗ-51 составляет 0,6 А. Необходимо отметить, что за последнее время широкое распространение получили микропроцессорные защиты от ОЗЗ такие как: SEPAM, SPACOM, ALSTROM и SIEMENS. Выраженным преимуществом данных защит является защита от токов перегрузок, междуфазных коротких замыканий и других Микропроцессорные характеристиками ненормальных реле-терминалы относительно режимов отличаются предшествующих работы сети. улучшенными защит. Например, первичный ток срабатывания РТЗ-51 составляет 0,6 А, когда первичный ток срабатывания реле-терминала SEPAM начинается с 0,2 А, что позволяет решить проблему несрабатывания защиты при малых токах ОЗЗ. В добавок ко всему, реле РТЗ-51 требует к себе более частого и тщательного обслуживания, от которого зависит надёжность и точность срабатывания защиты. В следующих разделах и будет рассмотрен реле-терминал SEPAM, что позволит продемонстрировать некоторые особенности и преимущества современных микропроцессорных защит, а главное решить проблему селективности отключения. 2. Теоретические сведения о реле-терминале SEPAM Беря во внимание требования к защитам от ОЗЗ предлагается использование современной микропроцессорной защиты реле-терминала 2 серии SEPAM 1000+ (20, 40, 80), а в качестве датчика тока или фильтра предлагается специальный трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) CSH 120 или CSH 200. Реле-терминалы SEPAM состоят из модульной конструкции, а также имеют программное формирование защит, что образует многофункциональное программируемое устройство в системах релейной защиты. Проблему селективности позволяет решить направленная токовая защита SEPAM S41/S42. Реле-терминал реагирует на два сигнала: 3I0 и 3U0, что делает её направленной защитой. Трансформатор тока нулевой последовательности позволяет зафиксировать сигнал 3I0, в свою очередь, трёхобмоточный трансформатор напряжения с одной из обмоток «разомкнутый треугольник» выдаёт сигнал 3U0. Микропроцессорная защита от ОЗЗ реле-терминал типа SEPAM 40 серии S41, S42, имеет четыре токовых аналоговых входа и три аналоговых входа напряжения. Токовые цепи реле SEPAM подключаются к кабельному трансформатору тока нулевой последовательности (в данном случае к CSH 120 или CSH 200). А цепи напряжения реле включаются на напряжение нулевой последовательности 3U0, получаемое от обмотки трансформатора напряжения, соединённой в разомкнутой треугольник. При нормальном режиме работы напряжение на данной обмотки будет отсутствовать (за исключением напряжения небаланса, которое обычно не превышает 1 В), а при возникновении ОЗЗ выдаётся напряжение 100 В. Принцип действия направленной токовой защиты заключается в следующем: при ОЗЗ, например на линии КЛ5, собственные токи линий 𝐼𝑐об1 , 𝐼𝑐об2 , 𝐼𝑐об3 , 𝐼𝑐об4 , которые определяются ёмкостью фаз неповреждённых линий КЛ1, КЛ2, КЛ3, КЛ4 по отношению к земле, имеют условное направление к месту повреждения- от земли через ёмкости неповреждённых фаз по линиям к шинам РУ высокого напряжения и далее к трансформатору подстанции. В силовом трансформаторе подстанции токи из неповреждённых фаз входят в фазу с повреждением и по этой фазе в линию с повреждением и далее к месту 3 повреждения на линии КЛ5. На неповреждённых линиях при направлении токов 𝐼𝑐об к шинам 6 кВ реле SEPAM не срабатывает. На повреждённой линии (при направлении суммарного емкостного тока 𝐼01 от шин к месту повреждения) реле SEPAM срабатывает, если значение этого суммарного тока больше, чем её ток срабатывания (чувствительность). Однако, например, при отключении для ремонта одной или двух КЛ, тогда направленная защита из-за недостаточного значения емкостных токов не сможет сработать. Необходимо отметить, что дополнительно к линейным защитам SEPAM должна быть установлена резервная неселективная максимальная защита напряжения нулевой последовательности на реле-терминале. В данном случае неселективное действие защиты является правильным, так как срабатывая, защита предотвращает несчастные случаи и выполняет требования техники безопасности. Схема включения направленной защиты от ОЗЗ типа SEPAM и пояснение принципа действия ОЗЗ показаны на рисунках 1 и 2. К установке принимается направленная токовая защита SEPAM S41. Рисунок 1. Принципиальная схема включения направленной защиты от ОЗЗ типа SEPAM 4 Рисунок 2. Принцип действия направленной токовой защиты при ОЗЗ на линии КЛ5 Для обеспечения селективности срабатывания защиты необходимо выполнить точную отстройку уставок срабатывания релейной защиты. На рисунке 3 представлен сам терминал SEPAM S41 и трансформатор тока нулевой последовательности CSH 120/200. Рисунок 3. Реле-терминал SEPAM S41и ТТНП CSH 120/200 5 3. Настройка уставок срабатывания защит на устройстве SEPAM 40 (S42) Настройка уставок на реле-терминалах SEPAM осуществляется путём подключения ноутбука к SEPAM. Подключение осуществляется через кабель USB-miniUSB. Далее через специальную программу SFT 2841 выбирается тип защиты: максимально токовая защита, защита от ОЗЗ, направленная токовая защита. В интерфейсе программы необходимо задать номинальный ток трансформатора тока нулевой последовательности и диапазон токов, в который входит рассчитанная раннее уставка по току. Затем необходимо задать точное значение тока уставки срабатывания защиты от ОЗЗ. В итоге необходимо сохранить изменения и реле-терминал будет готов к работе. Наглядный интерфейс программы SFT 2841 приведён на рисунках 3 и 4. Рисунок 3. Выбор типа реле-терминала SEPAM в программе SFT 2841 6 Рисунок 4. Настройка параметров реле-терминала SEPAM в программе SFT 2841 4. Заключение Терминал SEPAM позволяет передавать на систему диспетчерского управления: результаты измерения и диагностические данные, дистанционную сигнализация и аварийные сигналы внутреннего состояния. А также от системы диспетчерского управления на SEPAM передаются команды дистанционного управления импульсного типа. Применяя данную релейную защиту от ОЗЗ, в итоге получаем: больше информации для управления, обеспечение максимальной эксплуатационной готовности и обеспеченную селективность защиты, а самое главное решается проблема неселективного отключения. В представленной работе была выбрана защита от ОЗЗ, рассчитаны уставки защиты и произведена виртуальная настройка реле-терминала. 5. Список используемых источников и литературы 1. Герасимов А.И. Проектирование электроснабжения цехов обогатительных фабрик: учеб. Пособие / А.И. Герасимов, С.В. Кузьмин. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2014. – 304 с. 2. А.Л. Соловьёв. Методические указания по выбору характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии SEPAM производства Schneider Electric: метод. указания с примерами / А.Л. Соловьёв. – М.: Техническая коллекция, 2006. – 73 с. 3. Серов В.И., Щуцкий В.И., Ягудаев Б.М. Методы и средства борьбы с замыканиями на землю в высоковольтных системах горных предприятий. – М.: Наука, 1985. 136 с. 8
