Микропроцессорные устройства РЗА подстанционного оборудования классов напряжений 110-220 кВ

1.

Учебная программа:
Микропроцессорные устройства РЗА подстанционного
оборудования классов напряжений 110-220 кВ

2.

Научно-образовательный центр «ЭКРА»
Лекция №3
Дифференциально-фазная защита (ДФЗ)
Занятие №3
Аналоговые сигналы, пусковые и измерительные органы.
Описание и проверка.

3.

Аналоговые сигналы
Таблица - Первичная/вторичная величина датчиков аналоговых входов
Номер
сигнала
050201
050202
050203
050204
050205
050206
050207
050208
050209
050210
Наименование параметра
(диапазон),размерность [шаг]
Первичная величина датчика аналогового входа Ia В1
( 0.001-1000000.000 ) ,А [шаг 0.001]
Вторичная величина датчика аналогового входа Ia В1
( 1-5 ) ,А [шаг 0.1]
Первичная величина датчика аналогового входа Ia В2
( 0.001-1000000.000 ) ,А [шаг 0.001]
Вторичная величина датчика аналогового входа Ia В2
( 1-5 ) ,А [шаг 0.1]
Первичная величина датчика аналогового входа 3I0//
( 0.001-1000000.000 ) ,А [шаг 0.001]
Вторичная величина датчика аналогового входа 3I0//
( 1-5 ) ,А [шаг 0.1]
Первичная величина датчика аналогового входа Ua
( 0.001-1000000.000 ) ,В [шаг 0.001]
Вторичная величина датчика аналогового входа Ua
( 0.001-1000000.000 ) ,В [шаг 0.001]
Первичная величина датчика аналогового входа Uни
( 0.001-1000000.000 ) ,В [шаг 0.001]
Вторичная величина датчика аналогового входа Uни
( 0.001-1000000.000 ) ,В [шаг 0.001]
Текущие значения входных токов и напряжений можно наблюдать через меню
терминала Текущие величины / Аналоговые входы
По
умолчанию
Основное
меню
Меню
Подменю
Аналоговые
входы
[001911]
001001
Ia
Ток выключателя, фаза А, А/°
1000.000
Текущие
величины
[001901]
001002
Ib
Ток выключателя, фаза В, А/°
001003
Ic
Ток выключателя, фаза C, А/°
001004
Ia РП
Ток ремонтной перемычки, фаза А, А/°
001005
Ib РП
Ток ремонтной перемычки, фаза В, А/°
5
001006
Ic РП
Ток ремонтной перемычки, фаза C, А/°
1000.000
001007
3I0//
Ток нулевой последовательности
параллельной линии, А/°
5
001008
Ua
Напряжение «звезды», фаза А, В/°
001009
Ub
Напряжение «звезды», фаза В, В/°
001010
Uc
Напряжение «звезды», фаза С, В/°
001011
Uни
001012
Uик
5
1000.000
110000.000
100.000
110000.000
173.203
НОУ НОЦ ЭКРА
001013
Содержание сообщения и диапазон
изменения параметра
U
Напряжение «разомкнутого треугольника»,
фаза НИ, В/°
Напряжение «разомкнутого треугольника»,
фаза ИК, В/°
Напряжение на линии, В/°
3

4.

Аналоговые сигналы
Цепи тока
Цепи напряжения
НОУ НОЦ ЭКРА
4

5.

Аналоговые сигналы
Окно испытательной установки Ретом-61. Режим Ручное управление
Проверка
аналоговых сигналов
номинальными
величинами
Терминал в режиме
теста
Примечание: в данном уроке могут приводится примеры из занятий по НВЧЗ.
Некоторые виды проверок высокочастотных защит (НВЧЗ, ДФЗ) идентичны.
НОУ НОЦ ЭКРА
5

6.

Аналоговые сигналы
Показание датчиков тока и напряжения. Меню программы мониторинга Текущие величины / Аналоговые входы
Окно векторной
диаграммы
выводится нажатием
на инструмент
НОУ НОЦ ЭКРА
6

7.

Пусковые органы
Уставки защиты находятся в меню Регулируемые параметры/ДФЗ/Уставки ПО
При проверках необходимо соблюдать последовательность действий:
1. Записать необходимую уставку
2. Подключить контрольный выход
3. Изменять величины тока или напряжения, фиксируя значения срабатывания и
возврата
4. Наблюдать за показаниями величин в меню «Текущие величины»
НОУ НОЦ ЭКРА
7

8.

Пусковые органы
В режиме Теста терминала необходимо подключить контрольный выход для проверки дискретного сигнала пускового органа в меню
Регулируемые параметры/Тестирование
Терминал в режиме теста
НОУ НОЦ ЭКРА
8

9.

Пусковые органы
Нажать Enter, выбрать номер дискретного сигнала из выпадающего списка или ввести номер сигнала на клавиатуре
НОУ НОЦ ЭКРА
9

10.

Пусковые органы
Выбор ПО I2 блокирующий, номер 012007 (ток обратной последовательности)
НОУ НОЦ ЭКРА
10

11.

Пусковые органы
После нажатия клавиши F2 производится подключение контрольного выхода к дискретному сигналу.
Запись осуществляется без ввода пароля
НОУ НОЦ ЭКРА
11

12.

Пусковые органы
Подключаемый дискретный сигнал отобразится в поле «Текущее значение»
Примечание: проверка дискретного сигнала «012008 ПО I2, отключающий»
производится аналогичным образом
НОУ НОЦ ЭКРА
12

13.

Пусковые органы
В меню Регулируемые параметры/ДФЗ/Уставки ПО меняется уставка «Iср ПО I2, блокирующий»
НОУ НОЦ ЭКРА
13

14.

Пусковые органы
Значение числа изменяется с 1,25 на 2 А
НОУ НОЦ ЭКРА
14

15.

Пусковые органы
Значение числа изменяется с 1,25 на 2 А
НОУ НОЦ ЭКРА
15

16.

Пусковые органы
После нажатия клавиши F2 выпадает окно для ввода пароля
НОУ НОЦ ЭКРА
16

17.

Пусковые органы
После ввода правильного пароля осуществляется запись уставки в терминал
НОУ НОЦ ЭКРА
17

18.

Пусковые органы
Измененная уставка отображается в поле «Текущее значение»
НОУ НОЦ ЭКРА
18

19.

Пусковые органы
Испытания проводятся с помощью Ретом-61 в режиме «Ручное управление»
Значение шага
выставляется в 0,001 А
Цепи сигнализации
Контрольный выход подключается на
Вход дискретный №1 в Ретом-61
НОУ НОЦ ЭКРА
19

20.

Пусковые органы
Проверка ПО I2 (ток обратной последовательности)
Плавно увеличивается
значение тока фазы А
НОУ НОЦ ЭКРА
20

21.

Пусковые органы
Проверка ПО I2 (ток обратной последовательности)
Контрольный выход
замкнут.
В поле «Iср.»
зафиксировано
срабатывание при
5,991 А
Плавно увеличивается
значение тока фазы А
Примечание: проверка
ПО I2 токами фаз B и C
производится
аналогичным образом
НОУ НОЦ ЭКРА
21

22.

Пусковые органы
Наблюдение за показанием тока I2 в программе мониторинга. Меню Текущие величины/Текущие аналоговые величины
НОУ НОЦ ЭКРА
22

23.

Пусковые органы
Проверка ПО I2 (ток обратной последовательности)
Контрольный выход
разомкнут.
В поле «Iв.»
зафиксирован возврат
при 5,719 А
Коэффициент возврата
составил 0,95
Плавно уменьшается
значение тока фазы А
Примечание: проверка
дискретного сигнала
«012008 ПО I2,
отключающий»
производится
аналогичным образом
НОУ НОЦ ЭКРА
23

24.

Пусковые органы
Проверка ПО I2 (ток обратной последовательности)
Выбор проверки
«Симметричные
составляющие»
НОУ НОЦ ЭКРА
24

25.

Пусковые органы
Проверка ПО I2 (ток обратной последовательности)
Плавно увеличивается
значение тока I2
Контрольный выход
замкнут.
В поле «Iср.»
зафиксировано
срабатывание при
1,995 А
НОУ НОЦ ЭКРА
25

26.

Пусковые органы
Проверка ПО I2 (ток обратной последовательности)
Плавно уменьшается
значение тока I2
Контрольный выход
разомкнут.
В поле «Iв.»
зафиксирован возврат
при 1,906 А
Коэффициент возврата
составил 0,96
Примечание: проверка
дискретного сигнала
«012008 ПО I2,
отключающий»
производится
аналогичным образом
НОУ НОЦ ЭКРА
26

27.

Пусковые органы
Проверка ПО 3I0 (ток нулевой последовательности)
1. Уставка ПО 3I0, блокирующий
2. Контрольный выход «012009 ПО
3I0, блокирующий»
Примечание: проверка дискретного
сигнала «012010 ПО 3I0, отключающий»
производится аналогичным образом
3. Срабатывание при 3,750 А
Возврат при 3,570 А
Коэффициент возврата 0,95
Наблюдение в меню
«Текущие аналоговые величины»
при срабатывании
НОУ НОЦ ЭКРА
27

28.

Пусковые органы
Проверка ПО Iл (линейный ток)
1. Уставка ПО Iл, блокирующий
2. Контрольный выход «012011 ПО
Iл, блокирующий»
Примечание: проверка дискретного
сигнала «012012 ПО Iл, отключающий»
производится аналогичным образом
3. Срабатывание при 3,001 А
Возврат при 2,856 А
Коэффициент возврата 0,95
Наблюдение в меню
«Текущие аналоговые величины»
при срабатывании
НОУ НОЦ ЭКРА
28

29.

Пусковые органы
Проверка ПО Iл (линейный ток)
ПО Iл реагирует на разность
токов фаз A и B
ПО Iл не реагирует на ток
фазы C
НОУ НОЦ ЭКРА
29

30.

Пусковые органы
Проверка ПО DI (приращение тока)
1. Уставка ПО DI2л, блокирующий
2. Контрольный выход «013003 ПО
DI2, блокирующий»
Примечание: проверка дискретных
сигналов «013004 ПО DI2, отключающий»,
«013002 ПО DI1, отключающий»,
«013001 ПО DI1, блокирующий»
производится аналогичным образом
3. Шаг тока выставляется на 20%
больше уставки
НОУ НОЦ ЭКРА
30

31.

Пусковые органы
Проверка ПО DI (приращение тока)
4. Производится резкое изменение тока
на величину шага. Контрольный выход
срабатывает на 1 секунду. ПО DI
реагирует на величину и скорость
изменения тока. В режиме теста
органы DI работают с временем
возврата в 1 секунду. Необходимо
зафиксировать 10 срабатываний
подряд
5. Шаг тока выставляется на 15%
больше уставки. Также производится
10 срабатываний
6. Шаг тока выставляется на 11%
больше уставки. Также производится
10 срабатываний. При значениях менее
11% от уровня уставки, 10
срабатываний подряд не наблюдается
НОУ НОЦ ЭКРА
31

32.

Пусковые органы
Проверка коэффициента K фильтра токов
1. Уставка коэффициента K задается в
меню Регулируемые параметры/ ДФЗ/
Уставки ОМ, ОСФ
2. Подается номинальное
значение трехфазного тока 5 А
НОУ НОЦ ЭКРА
32

33.

Пусковые органы
Проверка коэффициента K фильтра токов
3. В меню терминала выбрать
Тестирование / ДФЗ/ Чередование фаз/
Прямая последовательность
В меню Текущие аналоговые величины
зафиксировать показание (I1+kI2).
Примем показание за «(I1+kI2)прям.»
4. В меню терминала выбрать
Тестирование / ДФЗ/ Чередование фаз/
Обратная последовательность
В меню Текущие аналоговые величины
зафиксировать показание (I1+kI2).
Примем показание за «(I1+kI2)обр.»
5. Коэффициент фильтра токов прямой и обратной последовательности вычисляется по формуле
k=
(I1+kI2)обр.
5,003
=
= 8,12
(I1+kI2)прям. 0,616
НОУ НОЦ ЭКРА
33

34.

Измерительные органы
Проверка ИО М0, разрешающий (мощность нулевой последовательности)
Для срабатывания ИО М0 разр. необходимо соблюдение трех условий:
1. Срабатывание тока нулевой последовательности 3I0
2. Срабатывание напряжения нулевой последовательности 3U0
3. Угол напряжения 3U0 по отношению к току находится в пределах от 160° до 340° (зона срабатывания)
Середина зоны срабатывания задается углом максимальной чувствительности φмч.
Проверка мощности осуществляется три раза. Два условия устанавливаются в сработанное состояние, третьим добиваются
срабатывания контрольного выхода.
НОУ НОЦ ЭКРА
34

35.

Измерительные органы
Проверка ИО М0, разрешающий (мощность нулевой последовательности)
1. Уставки для тока и напряжения
задаются в меню Регулируемые
параметры/ ТНЗНП/ Уставки РМ
2. Напряжение 3U0 может
вычисляться от аналоговых входов
звезды или треугольника. Настройка
задается в меню Регулируемые
параметры/ ТТ, ТН/ ТН.
Применяются следующие формулы
расчета при выборе:
- «от звезды» - 3U0= Uф √3
- «от треугольника» - 3U0= Uни
3. Контрольный выход «011001 ИО M0, разрешающий»
НОУ НОЦ ЭКРА
35

36.

Измерительные органы
Проверка ИО М0, разрешающий (мощность нулевой последовательности)
4. Производится проверка по току нулевой
последовательности. Подается номинальное
напряжение, превышающее уставку по 3U0, с углом
максимальной чувствительности =250°. Плавно
увеличивается значение тока любой фазы до
срабатывания контрольного выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Iср.» зафиксировано срабатывание при 0,999 А
Значение тока уменьшается. Контрольный выход разомкнут.
В поле «Iв.» зафиксирован возврат при 0,956 А
Коэффициент возврата составил 0,96
НОУ НОЦ ЭКРА
36

37.

Измерительные органы
Проверка ИО М0, разрешающий (мощность нулевой последовательности)
5. Производится проверка по напряжению нулевой
последовательности. Подается номинальный ток,
превышающий уставку по 3I0, в поле фазного
напряжения выставлен угол максимальной
чувствительности =250°. Плавно увеличивается
значение напряжения любой фазы до срабатывания
контрольного выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Uср.» зафиксировано срабатывание при 2,31 В
Наблюдение в меню «Текущие аналоговые величины» при срабатывании
Значение напряжения уменьшается. Контрольный выход разомкнут.
В поле «Uв.» зафиксирован возврат при 2,18 В
Коэффициент возврата составил 0,94
НОУ НОЦ ЭКРА
37

38.

Измерительные органы
Проверка ИО М0, разрешающий (мощность нулевой последовательности)
6. Производится проверка по углу напряжения нулевой
последовательности. Подается номинальный ток,
превышающий уставку по 3I0, номинальное
напряжение, превышающее уставку по 3U0, с углом 0°.
Плавно увеличивается значение угла напряжения до
срабатывания контрольного выхода.
Значение угла напряжения увеличивается от 0°.
Контрольный выход замкнут. В поле «ср.» зафиксировано
срабатывание при φ1=161°.
Значение угла напряжения увеличивается. Контрольный
выход разомкнут. В поле «в.» зафиксирован возврат при
φ2=341°
Вычисляется угол максимальной чувствительности по
формуле:
φмч =
φ1+φ2 161°+341°
=
= 251°
2
2
НОУ НОЦ ЭКРА
38

39.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
Характеристика срабатывания Zот
При проверке Zот подаются ток и
напряжение. Вычисление параметра
срабатывания осуществляется по формуле
Z=U/I. Для удобства ток принимается
равным 1 А, тогда значение напряжение
будет показывать уровень срабатывания Z.
Необходимо проверить Rуст, Xуст, Rнагр,
φнагр и φ1. В процессе испытаний
осуществляется уменьшение модуля или
изменение угла напряжения.
НОУ НОЦ ЭКРА
39

40.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
1. Уставки для реле сопротивления
задаются в меню Регулируемые
параметры/ ДФЗ/ Уставки РС
2. Уставки реле сопротивления для
нагрузочного режима в меню
Регулируемые параметры/ ДЗ/
Уставки РС
3. Контрольный выход «010029 ИО ZAB, отключающий»
Примечание: проверка дискретных сигналов «010030 ИО ZBC, отключающий»,«010031 ИО ZCA, отключающий» производится аналогичным образом
НОУ НОЦ ЭКРА
40

41.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
4. Проверяется Rнагр. Подается ток 1 A. Угол
напряжения 0°. Плавно уменьшается значение
напряжения до срабатывания контрольного выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Uср.» зафиксировано срабатывание при 2,37 В
НОУ НОЦ ЭКРА
41

42.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
5. Проверяется φнагр. Подается ток 1 A. Плавно
увеличивается значение угла напряжения от 0° до
срабатывания контрольного выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «ср.» зафиксировано срабатывание при 10,2°
НОУ НОЦ ЭКРА
42

43.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
6. Необходимо загрубить уставку Rнагр.
Rнагр> Rот. Например 6 Ом.
7. Проверяется Rуст. Подается ток 1 A. Угол напряжения 0°. Плавно уменьшается значение напряжения до срабатывания контрольного
выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Uср.» зафиксировано срабатывание
при 5,02 В.
Принимается значение Z0=5,02 Ом
Наблюдение в меню «Текущие аналоговые
величины» при срабатывании
НОУ НОЦ ЭКРА
43

44.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
8. Проверяется Xуст. Подается ток 1
A. Угол напряжения 90°. Плавно
уменьшается значение напряжения
до срабатывания контрольного
выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Uср.» зафиксировано
срабатывание при 8,03 В.
Принимается значение Z90=8,03 Ом
Наблюдение в меню «Текущие аналоговые
величины» при срабатывании
НОУ НОЦ ЭКРА
44

45.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
9. Проверяется смещение (Δсм)
характеристики Zот. Подается ток 1 A.
Угол напряжения 270°. Плавно
уменьшается значение напряжения до
срабатывания контрольного выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Uср.» зафиксировано
срабатывание при 0,98 В.
Принимается значение Z270=0,98 Ом
Вычисляется смещение (Δсм) по формуле:
Δсм =
Z270 0,98
=
= 12,2%
Z90
8,03
Смещение находится в допустимых пределах (10-15)%
НОУ НОЦ ЭКРА
45

46.

Измерительные органы
Проверка ИО Zот (реле сопротивления)
10. Проверяется угол φ1. Подается ток
1 A. Угол напряжения 30°. Плавно
уменьшается значение напряжения до
срабатывания контрольного выхода.
Контрольный выход замкнут.
В поле «Uср.» зафиксировано
срабатывание при 7,33 В.
Принимается значение Z30=7,33 Ом
Наклон характеристики φ1 Вычисляется по формуле:
φ1 =