ИНСТРУКЦИЯ
 ПО НАЛАДКЕ, ПРОВЕРКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ДЗ-503

СОСТАВЛЕНА электроцехом Донтехэнерго

СОСТАВИТЕЛИ инженеры И.П.Гриценко, Е.П.Титков, В.И.Ткачев

УТВЕРЖДЕНА Заместителем главного инженера Союзтехэнерго А.Д.Герр (Решение электротехнической секции НТС Союзтехэнерго от II/IV 1979 г. N 3)

Инструкция составлена на основании технического описания завода-изготовителя, материалов институтов "Энергосетьпроект" и ВНИИР, опыта наладки и эксплуатации защит ДЗ-503 в энергосистемах Донбассэнерго, Днепроэнерго, Киевэнерго, в Белглавэнерго и экспериментальных и наладочных работ Союзтехэнерго.

В Инструкции изложена методика наладки защиты ДЗ-503 при новом включении, приведены рекомендуемый объем и сроки эксплуатационных проверок и даны указания оперативному персоналу по обслуживанию защиты.

Инструкция рекомендуется для персонала служб релейной защиты энергосистем и наладочных организаций, занимающегося наладкой и эксплуатацией устройств релейной защиты.

ВВЕДЕНИЕ

Дистанционная защита ДЗ-503 предназначена для защиты протяженных линий электропередачи 330-500 кВ и может быть также использована в качестве резервной защиты автотрансформаторов.

Защита обеспечивает селективное отключение междуфазных повреждений и двухфазных замыканий на землю в электросетях любой конфигурации, а также срабатывает при однофазных КЗ с сокращением зоны действия отдельных ступеней.

Наладка и эксплуатация защиты ДЗ-503 в отличие от ранее выпускавшихся защит ДЗ-501 и ДЗ-502 проще; защита имеет большие чувствительность и быстродействие, потребляет меньшую мощность от измерительных трансформаторов.

Панель защиты ДЗ-503 общего назначения предназначена для работы в закрытом помещении при температуре окружающей среды от -20 до +40 °С и от -20 до +45 °С в тропическом исполнении.

Панели дистанционной защиты ДЗ-503УЧ и ДЗ-503ТЧ выпускаются промышленностью в двух исполнениях - с номинальной частотой переменного тока 50 и 60 Гц. Технические данные панели с номинальной частотой переменного тока 60 Гц в основном соответствуют данным панели с частотой 50 Гц. Имеются только отличия в технических данных трансреакторов комплектов аппаратов 1-4, элементов фильтров высших гармонических составляющих напряжения и фильтра напряжения обратной последовательности устройства блокировки при качаниях.

В Инструкции изложена методика проверки защиты ДЗ-503УЧ при новом включении и в процессе ее эксплуатации.

На основании опыта эксплуатации защиты и экспериментальных работ Союзтехэнерго разработаны рекомендации по повышению надежности устройства блокировки при качаниях.

1. ПРИНЦИП ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАЩИТЫ

Дистанционная защита ДЗ-503 представляет собой трехступенчатую направленную защиту с независимыми измерительными органами в каждой ступени, обеспечивающими большую надежность и свободу выбора характеристик реле сопротивления каждой ступени.

Каждая из ступеней защиты содержит три реле сопротивления (рис.1.1, 1.2 - см. вклейку), включенные на междуфазные напряжения и разность фазных токов линии.

Рис.1.1. Схема цепей переменного тока защиты ДЗ-503

Рис.1.2. Схема цепей постоянного тока защиты ДЗ-503

Вторая ступень защиты выполнена с двумя выдержками времени. Кроме того, предусмотрено оперативное ускорение второй ступени.

Защита снабжена устройствами блокировок при качаниях и повреждении в цепях напряжения. Схема цепей сигнализации защиты приведена на рис.1.3.

Рис.1.3. Схема цепей сигнализации защиты ДЗ-503:

а - цепи сигнализации; б - резервные контакты

     
1.1. Реле сопротивления

В основу реле сопротивления (PC) положена схема сравнения абсолютных значений величин с включением реагирующего органа на разность токов рабочего и тормозного контуров [Л.1], что позволяет существенно снизить токи точной работы реле. Последнее особенно важно для PC дистанционных защит, устанавливаемых на протяженных ВЛ.

Схема сравнения выполнена без балластных сопротивлений на выпрямленном токе, что позволяет не применять специальных мер для защиты нуль-индикатора (НИ) от больших кратностей положительного и отрицательного сигналов. Эту функцию выполняют выпрямительные мосты ВМ1 и ВМ2, ограничивающие сигнал на входе НИ уровнем напряжения на двух открытых диодах. Такое ограничение напряжения позволяет также уменьшить и время действия НИ.

В качестве НИ используется магнитоэлектрическое реле (МЭР) М-237/054.

Характеристики PC I, II и III ступеней защиты представляют собой окружности, проходящие через начало координат, с возможностью смещения до 0,1 в III квадрант плоскости реле II и III ступеней защиты и до 0,5 в I квадрант плоскости реле III ступени защиты.

Смещение характеристической окружности PC III ступени защиты в I квадрант может потребоваться для отстройки от сопротивлений нагрузки, а смещение характеристической окружности PC II или III ступеней защиты в III квадрант - для обеспечения резервирования действия I ступени защиты и защиты шин.

Реле сопротивления I и II ступеней защиты снабжены контурами подпитки, обеспечивающими четкое действие защиты при КЗ в начале линии. При наличии смещения в III квадрант плоскости Z контуры подпитки PC II ступени защиты отключаются с помощью перемычек 1-3; 5-7; 9-11 на цоколе реле. В случае применения I ступени защиты с выдержкой времени (резервная защита автотрансформатора) в PC I ступени защиты контуры подпитки также могут быть исключены из схемы отсоединением одного из проводов на разъеме 5.

1.2. Устройство блокировки при качаниях

Устройство реагирует на напряжение обратной последовательности, компенсированное током обратной последовательности (), и на ток нулевой последовательности 3.

Выделение величины осуществляется с помощью фильтра напряжений обратной последовательности (ФНОП) и устройства токовой компенсации. На вход ФНОП подается сумма напряжений , одно из которых () пропорционально напряжению в сети, а второе () - току линии. Напряжение вводится в схему с помощью трансреакторов.

Схема активно-емкостного ФНОП приведена на рис.1.4.

Рис.1.4. Активно-емкостный ФНОП с токовой компенсацией:

а - схема; б - потенциальная диаграмма при подведении к фильтру системы напряжения и токов прямой последовательности; в - потенциальная диаграмма при подведении к фильтру системы напряжения и токов обратной последовательности; г - векторные диаграммы, поясняющие принцип действия токовой компенсации (двухфазное КЗ в зоне действия защиты)

Применение токовой компенсации позволяет повысить чувствительность устройства блокировки. Как видно из векторных диаграмм, приведенных на рис.1.4,г, с помощью трансреакторов компенсируется часть сопротивления линии, благодаря чему повышается чувствительность устройства блокировки (к пусковому органу подводится более высокое напряжение).

В качестве реагирующего органа устройства блокировки при качаниях применено реле М-237/054. В нормальном режиме в обмотке этого реле протекает тормозной ток 150-250 мкА, что обеспечивает более надежную работу МЭР.

Для устранения вибрации реле 4P1 вследствие наличия переменной составляющей в выпрямленном токе служит конденсатор 4C12. Однако применение этого конденсатора уменьшает скорость нарастания напряжения на обмотке реле 4P1, т.е. увеличивает время срабатывания устройства блокировки при качаниях. Поэтому в схему устройства введена цепочка 4С10-4R22, которая совместно с емкостью 4C12 и сопротивлением цепи реле 4P1 образует перекомпенсированный делитель напряжения (С10R22>C12R). Применение такого делителя напряжения позволяет увеличить скорость нарастания напряжения на обмотке реле 4P1, т.е. обеспечить требуемое время срабатывания устройства блокировки при качаниях.

1.3. Оперативные цепи защиты

Контроль выходных цепей дистанционной защиты осуществляется контактами промежуточных реле 4РП1 и 4РП2 (см. рис.1.2). Быстродействующие ступени защиты (I и II ступень защиты с меньшей выдержкой времени) вводятся в работу на время около 0,4 с, а медленнодействующие ступени защиты (II ступень защиты с большей выдержкой времени и III ступень) - на время возврата блокировки при качаниях.

Ввод в работу медленнодействующих ступеней защиты устройством блокировки при качаниях необходим для отстройки защиты от излишних срабатываний в случаях возникновения асинхронного хода с большим периодом качаний, возможного на слабых связях между ОЭС.

Для исключения ввода защиты при развивающихся качаниях, когда возможно срабатывание от небаланса пускового органа блокировки, предусмотрен пуск реле 4PB1 от контактов повторителя PC II ступени защиты (5РП3). Если к моменту истечения выдержки времени реле 4PB1 развились качания, перешедшие в асинхронный ход, и устройство блокировки оказалось готовым к повторному действию, блокировка при возникновении несимметрии разрешит сработать быстродействующим ступеням защиты в момент, когда произойдет возврат реле 2PC (при асинхронном ходе реле 2РС будут периодически срабатывать), что недопустимо.

Для исключения ложного действия быстродействующих ступеней защиты при асинхронном ходе установлено реле 5РП2, с помощью которого осуществляется запрет возврата устройства блокировки. Время возврата реле 5РП2 должно быть больше максимального цикла качаний или асинхронного хода (0,5-1,0 с), время его срабатывания должно быть меньше минимального цикла качаний (0,1 с).

Для изменения режима работы панели защиты и осуществления ее связей с другими устройствами релейной защиты и автоматикой служат выводы 1-21.

Выводы 5, 6, 7, 8, 19 ряда выводов панели защиты предназначены для изменения режима работы I ступени защиты.

Выводы 9, 10, 13-18 предусмотрены для подключения выходных цепей панели защиты к выходным реле токовых защит и устройств АПВ.

Резервные контакты (см. рис.1.3) реле-повторителей II и III ступеней защиты (5РП3 и 3РП1) могут быть использованы для ускорения действия этих ступеней защиты с помощью устройств ВЧТО, пуска автоматических осциллографов линии и совместной работы с высокочастотной приставкой.

Технические данные защиты приведены в приложении 1.

2. ВНЕШНИЙ ОСМОТР И ПРОВЕРКА ИЗОЛЯЦИИ

2.1. Подготовительные работы

Проверяется соответствие проекта техническим данным панели и директивным материалам. Необходимые изменения в схеме защиты согласовываются с МС РЗАИ или ЦС РЗАИ.

Центральная служба РЗАИ энергосистемы задает уставки и условия работы защиты в объеме, указанном в разд.2 протокола проверки защиты (приложение 2).

На основании заданных уставок защиты производится расчет вторичных уставок реле сопротивления и оценка чувствительности ступеней защиты (токи точной работы реле сопротивления приведены в приложении 1).

Уставки в цепях тока PC I ступени защиты выбираются с учетом следующих соображений:

а) если значения токов КЗ на границе зон близки к значениям токов точной работы реле, для увеличения чувствительности реле (уменьшения тока точной работы) следует стремиться установить большую уставку в цепи тока;

б) если значения токов КЗ значительно превышают значения токов точной работы реле, для уменьшения нагрузки на трансформаторы тока и обеспечения надежной работы I ступени защиты по "памяти" при близких трехфазных КЗ следует принимать меньшее значение уставки в цепи тока.

Расчет уставок реле по сопротивлению срабатывания производится по формуле

,                                                        (2.1)

где - значение первичного сопротивления срабатывания защиты соответствующей ступени, Ом/фазу;

и - соответственно коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения.

Выбор положения переключателей "" при расчетном значении сопротивления уставки , выбранной уставке в цепях тока (КРС-I) и отсутствии смещения производится по формуле

.                                                     (2.2)

При наличии смещения выбор положения переключателей "" производится по формуле (2.3) для КРС-II и формуле (2.4) для КРС-III:

;                                               (2.3)

     
,                                               (2.4)

где - уставка PC по сопротивлению смещения; знак "+" в выражении (2.4) соответствует смещению характеристики PC в III квадрант, а знак "-" - в I квадрант плоскости Z .

При расчете смещения следует учитывать, что с вводом смещения диаметр окружности может изменяться до 12%. Поэтому нельзя задавать значение , равное , с одновременным смещением, так как при вводе смещения увеличится, а скомпенсировать это увеличение изменением количества витков трансформаторов напряжения невозможно (=100%).