Устройство и работа

Габаритные и установочные размеры КТП типовых конфигураций с трансформаторами ТМГ и ТСЗГЛ, а также места ввода кабелей к его составным частям при нижнем подводе показаны в приложении Б.

По заказу КТП могут изготавливаться иных конфигураций (например, с отдельно стоящим трансформатором), что требует дополнительного согласования с заводом в части габаритных и установочных размеров КТП.

7.1 Силовые трансформаторы

КТП комплектуются:

- сухими трансформаторами серии ТСЗГЛ(Ф) производства УП «МЭТЗ им. В.И. Козлова»;

- масляными трансформаторами в гофробаке серии ТМГ11 производства УП «МЭТЗ им. В.И. Козлова»;

Трансформаторы серий ТМГ и ТСЗГЛ(Ф) всех мощностей, изготовленные для установки в КТП, укомплектованы катками для перемещения и предназначены для установки в КТП на катках.

По заказу КТП могут комплектоваться силовыми трансформаторами прочих производителей, что требует дополнительного согласования с заводом в части способа соединения трансформаторов с УВН и РУНН, а также общих габаритных размеров КТП.

7.1.1 Сухие трансформаторы серии ТСЗГЛ(Ф)

Трансформаторы серии ТСЗГЛ(Ф) (трансформатор сухой, защищенный, с обмотками в геофолевой литой изоляции, «Ф» - выход шин ВН на фланец) изготавливаются на основе катушек фирмы SIEMENS AG, и устанавливаются своей наибольшей стороной вдоль основной оси КТП.

Общий вид трансформаторов серии ТСЗГЛ(Ф) для подстанций серии 2КТПЦ показан на рисунках 7а и 7б.

Для КТП с трансформатором ТСЗГЛ и глухим вводом на стороне ВН, присоединение питающего кабеля выполняется непосредственно к выводам ВН силового трансформатора через отверстия с сальниковыми уплотнениями расположенными в дне трансформатора (для КТП с нижним подводом кабеля) или на крыше трансформатора (для КТП с верхним подводом кабеля).

Для КТП с трансформатором ТСЗГЛФ и выключателем нагрузки на стороне ВН, питающий кабель присоединяется к выводам шкафа УВН, который своей боковой стенкой крепится к стыковочному фланцу трансформатора, при этом шины шкафа заходят внутрь силового трансформатора. Соединение шин шкафа и выводов ВН трансформатора осуществляется под кожухом последнего. Соединение трансформаторов ТСЗГЛФ с РУНН осуществляется шинами посредством стыковки фланца трансформатора расположенного на стороне НН и переходного шинного узла к шкафам РУНН, при этом шины трансформатора заходят в кожух шинного узла.

Со стороны выводов ВН и РУНН, в стенках трансформатора, установлены сальники, для прохождения проводов цепей вторичной коммутации (от установленного теплового реле в шкафы РУНН и т.д.).

Рисунок 7а.

Общий вид трансформатора ТСЗГЛ для КТП с глухим вводом кабеля на стороне ВН.

Рисунок 7б.

Общий вид трансформатора ТСЗГЛФ для КТП с вводом кабеля через выключатель нагрузки на стороне ВН.

В стандартном варианте трансформатор комплектуется тепловым реле ТР-100, позволяющим выполнить его двухступенчатую защиту от перегрева, первая ступень которой действует на сигнал, а вторая на отключение выключателей 10кВ и 0,4кВ. Реле измеряет температуру нагрева обмоток и сердечника трансформатора с отображением ее на дисплее блока, осуществляет сравнение измеренной температуры по каждому каналу с двумя заданными уровнями: "ТРЕВОГА", "РАСЦЕПЛЕНИЕ", задание (по заказу в процессе производства) уставок по каждому из уровней компарирования. Дополнительно реле может осуществлять выдачу информации о текущих значениях температуры трех обмоток и магнитопровода, диагностической информации и состояния выходных сигналов в систему мониторинга подстанции по стандартным цифровым интерфейсам связи (RS-485). По заказу трансформатор может комплектоваться другими устройствами контроля температуры.

7.1.2 Масляные трансформаторы серии ТМГ

Трансформаторы серии ТМГ (трансформатор масляный герметичный), изготавливаются в герметичном гофробаке, и не требуют обслуживания на протяжении всего срока службы. Трансформаторы устанавливаются своей наибольшей стороной поперек основной оси КТП.

Трансформаторы мощностью 160, 250, 400 кВ·А комплектуются электроконтактным мановакуумметром, позволяющим выполнить защиту трансформатора от превышения давления в баке путем подачи сигнала на отключение выключателей 10кВ и 0,4кВ, и жидкостным стеклянным термометром, позволяющим визуально контролировать температуру масла в баке.

Трансформаторы мощностью 630, 1000, 1600 кВ·А комплектуются электроконтактным мановакуумметром и манометрическим сигнальным термометром, позволяющим выполнить сигнализацию при превышении температуры масла.

Провода от мановакуумметра и манометрического сигнального термометра выводятся на коробку зажимов, установленную на крышке трансформатора.

Для КТП с трансформатором ТМГ и глухим вводом на стороне ВН, питающий кабель присоединяется к выводам шкафа УВН типа ШВ-1, который в свою очередь соединяется с силовым трансформатором шинами.

Для КТП с трансформатором ТМГ и выключателем нагрузки на стороне ВН, питающий кабель присоединяется к выводам шкафа УВН типа ШВ-3, который в свою очередь соединяется с силовым трансформатором шинами.

Соединение трансформаторов ТМГ с РУНН осуществляется шинами, посредством переходного шинного узла к шкафам РУНН. Сверху трансформатор накрывается кожухом, защищающим его выводы ВН и НН и обеспечивающим необходимую степень защиты оболочки IP. Крепится кожух трансформатора к боковым стенкам шкафа УВН и переходного шинного узла. Сверху в кожухе имеется люк, для обеспечения доступа к переключателю напряжений.

Общий вид трансформаторов серии ТМГ для подстанций серии 2КТПЦ показан на рисунке 7в.

Рисунок 7в.

1- ролик транспортный; 2- пробка сливная; 3- зажим заземления; 4- бак; 5- табличка;

6- серьга для подъема трансформатора; 7- маслоуказатель; 8- патрубок для заливки масла;

9- ввод ВН; 10- ввод НН; 11- пробивной предохранитель (устанавливается по заказу потребителя); 12- серьга для подъема крышки трансформатора; 13- переключатель;

14- мановакуумметр;

15- коробка зажимов; 16- гильза для термометра;

17- манометрический термометр

Общий вид трансформатора серии ТМГ

7.2 Шкафы УВН

Способы соединения шкафов УВН с силовыми трансформаторами описаны в п.7.1.

Главные цепи УВН выполняются по заказу медными или алюминиевыми шинами. Шкафы УВН выполняются в виде шкафов двухстороннего обслуживания. С лицевой и задней стороны шкафы закрываются дверями, с боковых сторон съемными панелями. Двери шкафов имеют замки, открываемые только с помощью специальных ключей, отличных от ключей шкафов РУНН.

УВН изготавливаются следующих исполнений:

ШВ-1 - шкаф «глухого ввода», служит для присоединения высоковольтного питающего кабеля к силовому масляному трансформатору; Общий вид шкафа ШВ-1 показан на рисунке 7г.

ШВ-3 - шкаф с автогазовым выключателем нагрузки NALF с предохранителями (производства АВВ). Общий вид шкафа ШВ-3 показан на рисунке 7д.

Однолинейные схемы соединений УВН приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Однолинейные схемы главных цепей шкафов УВН
Назначение шкафа	Глухой ввод	С выключателем нагрузки
Тип шкафа	ШВ-1	ШВ-3
Габаритные размеры, мм (ширина х глубина х высота)	466 х 1000 х 2200	800 х 1000 х 2200
Масса, кг, не более	130	300
Мощность силового трансформатора	160-1600 (для ТМГ11)	160 - 1600

Ввод питающего кабеля в шкафы УВН осуществляется через два отверстия диаметром 60 мм, расположенные в дне шкафа (при нижнем подводе) или в крыше (при верхнем подводе).

Для разгрузки оболочки шкафа УВН от избыточного давления при возникновении внутри шкафа дугового короткого замыкания, на крыше установлен клапан разгрузки.

В дверях шкафа ШВ-3 с фасадной и тыльной сторон предусмотрены смотровые окна для визуального положения главных и заземляющих ножей. Со стороны силового трансформатора установлен сальник для прохода проводов цепей вторичной коммутации. Питание оперативных цепей шкафа осуществляется от оперативных цепей РУНН. Схемой шкафа предусмотрены отключение выключателя нагрузки при перегорании предохранителей с последующим отключением вводного выключателя со стороны НН, отключение вводного выключателя со стороны НН при отключении выключателя нагрузки, сигнализация светодиодными лампами положения главных ножей, выдача сигналов о положении главных и заземляющих ножей в АСУ сухими контактами.

В шкафу ШВ-3 предусмотрены следующие блокировки:

- блокировка, исключающая возможность включения заземляющих ножей при включенном выключателе и включение выключателя при включенных заземляющих ножах;

- блокировка, исключающая открытие двери при включенном аппарате в начале питающего кабеля;

- блокировка на включение заземляющих ножей выключателя нагрузки при включенном автоматическом выключателе на вводе в РУНН, исключающая возможность подачи напряжения от шкафов РУНН через трансформатор на включенные ножи выключателя нагрузки.

По заказу шкафы УВН могут изготавливаться с отличными от указанных в таблице 7.2 схемных решений и другими коммутационными аппаратами.

Рисунок 7г.

Общий вид шкафа ШВ-1 (глухого ввода к трансформатору ТМГ).

Рисунок 7д.

Общий вид шкафа ШВ-3

7.3 Шкафы РУНН

Шкафы РУНН выполнены в виде шкафов двухстороннего обслуживания. Конструкция шкафов обеспечивает удобство и безопасность доступа для проверки, регулировки, технического обслуживания блоков, аппаратов. Главные цепи РУНН выполняются по заказу медными или алюминиевыми шинами. Шкафы РУНН по своему функциональному назначению делятся на:

- Шкафы выключателя рабочего ввода на секцию от трансформатора (левый - схемы №14, 16, 18; правый – схемы №15, 17, 19).

- Шкафы выключателя резервного ввода на секцию (кабельный ввод снизу, сверху на секцию от ДЭС и т.д., схема №12).

- Шкафы секционного выключателя (схема №13,11.).

- Шкафы управления.

- Шкафы отходящих линий.

- Шкафы автоматизированных конденсаторных установок.

Шкафы РУНН представляют собой сборочную единицу, собранную на сварном каркасе и полностью готовую к установке на объекте и стыковке друг с другом.

Функционально шкафы разделены на отсеки выключателя, релейный отсек (в шкафах вводов и секционирования, где устанавливается аппаратура автоматики, защиты, управления и учета электроэнергии), отсек шин и кабелей (где расположены шинные ответвления для присоединения шин и кабелей, а также устанавливаются трансформаторы тока), отсек сборных шин, отсек шинок управления, сигнализации и питания цепей вторичной коммутации, отсек клемного блока в шкафах ввода, секционирования и управления (для подключения контрольных кабелей, объединяющих цепи автоматики шкафов).

С фасадной и тыльной стороны шкафы закрываются дверями. Двери шкафов имеют замки, открываемые только с помощью специальных ключей. Для разгрузки оболочки шкафов от избыточного давления при возникновении внутри шкафа дугового короткого замыкания, на крыше установлен клапан разгрузки. Во всех шкафах располагаемых в середине щита РУНН, с левой стороны устанавливается металлический лист позволяющий локализовать возникающие повреждения в объеме одного шкафа. Шкафы выключателей рабочих и резервных вводов, секционного выключателя, и шкафов отходящих линий имеют форму секционирования 3а.

Шкафы, имеющие крайнее положение в щите РУНН, закрываются с одной стороны торцевой панелью. Сборные шины шкафов располагаются в отдельном отсеке, расположенном под крышей шкафа, и изготавливаются таким образом, что шины левого шкафа заходят в рядом стоящий от него справа шкаф. Соединение сборных шин на объекте должно производиться при снятых крышах шкафов.

7.3.1 Шкафы выключателя рабочего ввода на секцию от трансформатора и шинные узлы.

Шкафы выключателей рабочих вводов поставляются на объект с установленным шинным узлом для стыковки с трансформатором. Общий вид шкафа рабочего ввода с установленным шинным узлом показан на рисунке 7е. С фасадной стороны шкафа расположены:

- отсек клемного блока, состоящий из двух рядов зажимов установленных на металлическом листе, между которыми разводятся и присоединяются жилы контрольных кабелей, объединяющих цепи автоматики шкафов. Для крепления контрольных кабелей под рядами зажимов предусмотрены специальные скобы;

- отсек вводного выключателя, в котором размещен непосредственно сам выключатель ввода. В двери отсека выполнена прорезь, которая позволяет при закрытой двери отсека управлять выключателем кнопками механического включения и отключения выключателя, визуально контролировать состояние выключателя «включено-отключено» и его положение «вкачено-контрольное-выкачено», взводить привод выключателя рукояткой ручного взвода, выставлять и изменять уставки полупроводникового расцепителя, устанавливать выключатель в «контрольном» положении и в положении «выкачено». Для полного извлечения выключателя из шкафа, необходимо установить выключатель в положение «вкачено», открыть дверь отсека, установить выключатель в положение «выкачено» и снять выключатель с направляющих;

- отсек релейного блока, на двери которого устанавливается микропроцессорный блок релейной защиты БМРЗ-0,4ВВ, счетчик для учета электроэнергии, вольтметр с переключателем позволяющие контролировать все фазные и линейные напряжения на секции, светодиодная лампа желтого цвета «вызов к шкафу», кнопка электрического отключения вводного выключателя. За дверью отсека, на металлическом листе, располагается непосредственно сам релейный блок с рядом промежуточных клеммных зажимов;

- отсек шинок управления, в котором располагается ряд клеммных зажимов, через которые по шкафам разводятся шинки питания, управления и сигнализации.

Рисунок 7е.

1- шкаф выключателя рабочего ввода; 2- узел шинный стыковки с трансформатором; 3- отсек сборных шин; 4- клапан разгрузки; 5- отсек клеммного блока; 6- отсек вводного выключателя; 7- отсек релейного блока; 8- отсек шинок управления; 9- торцевая панель; 10- сальник для прокладки цепей питания к УВН и силовому трансформатору; 11- отсек шин.

Общий вид шкафа выключателя рабочего ввода (левого, схема №14) с установленным шинным узлом.

В верхней части шкафа, под крышей и клапаном разгрузки, располагается отсек сборных шин (главных распределительных шин).

С тыльной стороны шкафа расположен отсек шин, в котором располагаются три трансформатора тока для организации цепей защиты и учета электроэнергии. Трансформатор тока для организации цепей защиты от однофазных замыканий размещается на нулевой шине узла шинного. Со стороны силового трансформатора в кожухе шинного узла устанавливается сальник для прокладки в гофрированном рукаве цепей питания теплового реле силового трансформатора и шкафа УВН.

Места ввода контрольных кабелей при нижнем подводе показаны в приложении Б. При верхнем подводе кабелей, клапан разгрузки располагается ближе к фасаду, а в задней части крыши устанавливаются сальники для вывода контрольных кабелей.

7.3.2 Шкафы выключателя резервного ввода на секцию.

В части конструкции шкафа и назначения отсеков, шкафы выключателя резервного ввода на секцию во всем кроме ниже изложенного полностью идентичны шкафам выключателя рабочего ввода на секцию. Общий вид шкафа резервного ввода показан на рисунке 7ж.

Рисунок 7ж

1- шкаф выключателя резервного ввода; 2- отсек сборных шин; 3- клапан разгрузки; 4- отсек клеммного блока; 5- отсек вводного выключателя; 6- отсек релейного блока; 7- отсек шинок управления; 8- отсек шин и подключения кабелей.

Общий вид шкафа выключателя резервного ввода (схема №12).

В отсеке релейного блока, на двери, устанавливается микропроцессорный блок релейной защиты БМРЗ-0,4АВ, счетчик для учета электроэнергии (по заказу), светодиодная лампа желтого цвета «вызов к шкафу», кнопка электрического отключения вводного выключателя. За дверью отсека, на металлическом листе, располагается непосредственно сам релейный блок с рядом промежуточных клемных зажимов.

С тыльной стороны шкафа расположен отсек шин, в котором располагаются трансформаторы тока для организации цепей защиты и учета электроэнергии, и шинные выводы для подключения силовых кабелей от резервного источника.

Места ввода силовых и контрольных кабелей при нижнем подводе показаны в приложении Б. При верхнем подводе кабелей, клапан разгрузки располагается ближе к фасаду, а в задней части крыши устанавливаются сальники для вывода силовых и контрольных кабелей.

7.3.3 Шкафы секционного выключателя.

В части конструкции шкафа и назначения отсеков, шкафы секционного выключателя во всем кроме ниже изложенного полностью идентичны шкафам выключателя рабочего ввода на секцию. Общий вид шкафа секционного выключателя показан на рисунке 7з.

Рисунок 7з.

1- шкаф секционного выключателя; 2- отсек сборных шин; 3- клапан разгрузки; 4- отсек клеммного блока; 5- отсек секционного выключателя; 6- отсек релейного блока; 7- отсек шинок управления; 8- отсек шин.

Общий вид шкафа секционного выключателя (схема №13).

В отсеке релейного блока, на двери, устанавливается микропроцессорный блок релейной защиты БМПА-0,4, светодиодная лампа желтого цвета «вызов к шкафу», кнопка электрического отключения вводного выключателя. За дверью отсека, на металлическом листе, располагается непосредственно сам релейный блок с рядом промежуточных клеммных зажимов.

С тыльной стороны шкафа расположен отсек шин, в котором по заказу могут располагаться трансформаторы тока, служащие для контроля величины нагрузки проходящей через секционный выключатель после работы АВР. В этом случае на дверях релейного блока устанавливаются амперметры.

7.3.4 Шкафы управления.

Шкаф управления предназначен для управления работой, сигнализации и контроля параметров и режимов работы КТП.

В зависимости от наличия и количества резервных вводов, КТП комплектуется соответствующим шкафом управления. Шкаф управления может устанавливаться как в одном ряду с РУНН, так и отдельностоящим. Общий вид шкафа управления показан на рисунке 7и.

В части назначения отсеков, шкафы управления полностью идентичны остальным шкафам КТП.

На верхней фасадной двери шкафа устанавливается:

- микропроцессорный блок БМЦС;

- вольтметры с переключателем, позволяющие контролировать одно линейное напряжение на каждом рабочем и резервном вводе и на секциях;

- амперметры, позволяющие контролировать нагрузку на секциях:

На нижних дверях шкафа установлены:

- мнемосхема КТП;

- органы управления (пакетные переключатели) выключателями рабочих, резервных вводов и секционного выключателя;

- светодиодные лампы сигнализации положения выключателей;

- органы управления (пакетные переключатели) режимами работы КТП (местное/дистанционное управление; АВР СВ включено/отключено; АВР АВ включено/отключено; лампы сигнализации включено/отключено).

В релейном блоке устанавливается аппаратура, необходимая для организации нормальной работы шкафа управления, звонок для организации звуковой сигнализации при отклонениях от нормальных режимов работы КТП, соединительная коробка для подключения магистрального кабеля связи интерфейса ВОЛС или RS-485.

Рисунок 7и.

1- шкаф управления; 2- отсек сборных шин; 3- клапан разгрузки; 4- отсек клемного блока; 5- отсек релейного блока; 6- отсек шинок управления;

Общий вид шкафа управления (располагающегося в щите,

для КТП без резервных вводов).

7.3.5 Шкафы автоматизированной конденсаторной установки.

Шкаф автоматизированной конденсаторной установки предназначен для компенсации реактивной мощности потребителей электроэнергии питающихся от КТП.

Шкафы могут устанавливаться как в одном ряду с РУНН, так и отдельно стоящими. Общий вид шкафа автоматизированной конденсаторной установки показан на рисунке 7к.

Основные технические характеристики шкафов указаны в таблице 7.3.5, по заказу шкафы могут изготавливаться с техническими характеристиками, отличными от указанных в таблице.

Автоматика шкафа построена на базе регулятора реактивной мощности типа PROPHI, который помимо функций автоматики позволяет:

- измерять с последующим отображением на дисплее следующих параметров компенсируемой сети: U, I (в фазе установки трансформатора тока), f, Q, P, S, cos ?;

- измерять значения токов конденсаторов;

- установку времени разряда по каждой КБ;

- задавать время паузы коммутации конденсаторных батарей;

- определять количество секций подключенных конденсаторов;

- осуществить аварийное отключение при перегреве;

- осуществлять связь с АСУ через RS-485 и т.д.

Рисунок 7к.

1- шкаф автоматизированной конденсаторной установки; 2- отсек сборных шин; 3- клапан разгрузки; 4- регулятор реактивной мощности PROPHI; 5 конденсаторные модули; 6- отсек шинок управления;

Общий вид шкафа автоматизированной конденсаторной установки (располагающегося в щите).

Таблица 7.3.5.

Параметр	Значение
Номинальная мощность, квар	100		200	300		400	500	600
Минимальная ступень регулирования, квар	10		10	10		25	25	25
Номинальное напряжение, В	400
Автоматическое регулирование компенсации реактивной мощности с регулированием в диапазоне	0,8 – 1,0
Количество ступеней регулирования	До 12
Степень защиты	IP 31
Мощность устанавливаемых конденсаторов, квар	5,10,25	10,25,50			25,50

Для защиты шин секции КТП от коротких замыканий в шкафу автоматизированной конденсаторной установки может устанавливаться автоматический втычной выключатель (Compact NS) или блок рубильник-предохранитель (WEBER AG).

Модули конденсаторные комплектуются конденсаторными контакторами производства BENEDICT AG и цилиндрическими металлопленочными конденсаторами производства EPCOS AG. Для защиты конденсаторов в модулях устанавливаются блоки рубильник-предохранитель производства WEBER AG.

Пример обозначения автоматизированной конденсаторной установки мощностью 300 квар и минимальным шагом регулирования 25 квар на напряжение 0,4 кВ: АКУ 0,4-300-25У3.

7.3.6 Шкафы отходящих линий.

В части назначения отсеков, шкафы отходящих линий полностью идентичны остальным шкафам КТП. Общий вид шкафа отходящих линий показан на рисунке 7л.

Конструктивно, шкаф от отсека сборных шин разделен вертикально на две половины, которые в свою очередь разделены на ячейки. С фасадной стороны располагаются ячейки автоматических выключателей, а с тыльной стороны ячейки их шинных выводов, к которым подключаются силовые кабели.

В шкафах отходящих линий могут устанавливаются автоматические выключатели типа ВА5Х-35, ВА5Х-39, ВА5Х-41, Compact NS(250,400,630) выдвижного и втычного исполнения. По заказу шкафы могут быть укомплектованы выключателями других типов.

Типовым решением предусмотрена установка выключателей с ручным приводом, при этом включение и отключение выключателя осуществляется выносной рукояткой, установленной на двери ячейки, а состояние положения (включено-отключено) автоматического выключателя определяется положением его рукоятки. На двери ячейки устанавливается желтая светодиодная лампа, сигнализирующая об аварийном отключении выключателя.

В шкафах могут устанавливаться выключатели с электромагнитным или электродвигательным приводом, в этом случае оперирование выключателем осуществляется кнопками «включить», «отключить» расположенными на дверях ячейки, а для определения состояния положения (включено-отключено) автоматического выключателя устанавливаются две светодиодные лампы. На двери ячейки также устанавливается желтая светодиодная лампа сигнализирующая об аварийном отключении выключателя.

При указании в заказе, в ячейках шинных выводов выключателей могут устанавливаться трансформаторы тока в одной (или трех) фазах, а на дверях соответствующих ячеек автоматических выключателей амперметры.

Рисунок 7л.

1- шкаф отходящих линий; 2- отсек сборных шин; 3- клапан разгрузки; 4- ячейки автоматических выключателей; 5- ячейки шинных выводов; 6- отсек шинок управления; 7- резервная ячейка.

Общий вид шкафа отходящих линий (располагающегося в щите).

Стандартный шкаф отходящих линий ШНЛ-615 имеет свободную зону для размещения ячеек автоматических выключателей высотой 1500 мм. Количество устанавливаемых в шкафах отходящих линий, в зависимости от типа автоматического выключателя, определяется в соответствии с таблицей 6.2.

Таблица 6.2. Размеры модулей силовых ячеек.

Тип устанавливаемого выключателя	Высота модуля, мм
ВА5Х-35	300
ВА5Х-39	400
ВА5Х-41	600
Compact NS 250	300
Compact NS 400,630	300

Над свободной зоной для размещения автоматических выключателей располагается резервная ячейка, в которой дополнительно может быть установлен автоматический выключатель отходящей линии на ток до 250 А включительно, либо может быть установлена аппаратура цепей защиты, сигнализации и автоматики.

7.4 Цепи защиты и автоматики

7.4.1 Общие сведения по вторичным цепям

7.4.1.1 Оперативный ток цепей управления, защиты и автоматики постоянный напряжением 220 В либо переменный напряжением 230 В, 50 Гц. Первый случай подразумевает наличие внешнего источника постоянного оперативного тока 220 В. Во втором случае питание оперативных цепей осуществляется от схемы АВР переменного оперативного тока, выполненной от основных и аварийных источников питания (двух основных вводов, аварийных вводов и источника бесперебойного питания, установленного в шкафу управления).

7.4.1.2 Схема управления каждого выключателя (основных и аварийного вводов, секционного выключателя) запитана от индивидуального автомата оперативного тока.

7.4.1.3 Цепи сигнализации выполнены на постоянном токе 220 В. Для исполнения на переменном оперативном токе цепи сигнализации запитаны через понизительный трансформатор и выпрямительный мостик от цепей оперативного переменного тока.

7.4.1.4 Цепи дистанционного управления аварийной станции (АС) выполнены на напряжении 24 В постоянного тока и питаются от цепей автоматики АС.

7.4.1.5 Цепи независимых расцепителей выключателей отходящих линий выполнены на напряжение, соответствующее напряжению оперативных цепей 2КТПЦ. Их можно использовать для дистанционного отключения, а также для отключения от защиты минимального напряжения.

7.4.1.6 Для выполнения функций управления, автоматики, защиты и сигнализации, а также для связи с автоматической системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) в 2КТПЦ установлены микропроцессорные устройства:

- в шкафах вводов рабочего питания – БМРЗ-0,4ВВ (блок микропроцессорный релейной защиты ввода 0,4 кВ);

- в шкафах аварийных вводов – БМРЗ-0,4АВ (блок микропроцессорный релейной защиты аварийного ввода 0,4кВ);

- в шкафу секционного выключателя – БМПА-0,4 (блок микропроцессорный противоаварийной автоматики 0,4кВ);

- в шкафу управления – БМЦС (блок микропроцессорный центральной сигнализации).

Правила эксплуатации микропроцессорных блоков, их устройство, функциональные возможности и принципы работы изложены в руководствах по эксплуатации (РЭ) на конкретные блоки.

7.4.1.7 Блоки БМРЗ, БМПА, БМЦС, в зависимости от типа последовательного канала для связи с АСУ, могут быть исполнены (по заказу) или с электронно-оптическими преобразователями (ПЭО-ТТЛ), обеспечивающими связь 2КТПА с АСУ ТП по оптоволоконному кабелю, или с каналом связи типа RS-485 c передачей информации по экранированной витой паре проводов.

Протокол связи – Modbus MT является совместимым подсемейством стандартного протокола Modbus RTU.

7.4.1.8 Питание блоков БМРЗ, БМПА осуществляется от оперативных цепей соответствующего присоединения напряжением постоянного или переменного тока. Блок БМЦС и блок питания ПЭО-ТТЛ запитаны от цепей сигнализации 220 В постоянного тока.

7.4.2 Управление, сигнализация, измерение

7.4.2.1 Управление и контроль за работой 2КТПЦ производится со шкафа управления или через АСУ ТП.

7.4.2.2 На фасаде шкафа управлениям нанесена мнемосхема 2КТПЦ и установлена аппаратура управления (переключатели, кнопки), сигнализации (блок БМЦС, лампы, указатели положения) и измерений (вольтметры, амперметры).

7.4.2.3 Управление через АСУ ТП возможно только при установке переключателя SAС2 (местное "М"/дистанционное "Д") в положение "Д".

7.4.2.4 Если переключатель SAC2 установлен в положение "М", то включить выключатели основных и аварийных вводов и секционный выключатель вручную можно переключателями 1SA – 5SA со шкафа управления, кнопками на блоках БМРЗ и БМПА. Если SАC2 в положении "Д", то включить выключатели можно только через АСУ.

7.4.2.5 Отключить выключатели вводов и секционный выключатель вручную можно независимо от положения SАС2 со шкафа управления (1SA – 5SA), кнопками с блоков и кнопкой “Отключить”, установленной на двери соответствующего выключателя. Отключить через АСУ можно только при положении "Д" SAC2.

Внимание! Отключение выключателей 1Q – 5Q кнопками, установленными на самих выключателях, приведет к формированию сигнала "Аварийное отключение выключателя".

7.4.2.6 Функции центральной сигнализации 2КТПА выполняет установленный на шкафу управления блок БМЦС. Он обеспечивает прием сигналов от 2КТПЦ, их отображение, выдачу дискретных сигналов обобщенной сигнализации, фиксацию и хранение информации о времени приема сигналов и передачу этой информации на АСУ ТП.

7.4.2.7 Сигналы предупредительной и аварийной сигнализации, поступающие от 2КТПЦ на шкаф управления, или обобщены, формируя шинки, или индивидуально подводятся к входам БМЦС.

Шинки ЕНА – "Аварийное отключение выключателя 1Q –5Q", ЕНР1 – "Неисправность цепей управления", ЕНР2 – "Сработала автоматика", ЕНР3 – "Отказ 1АК – 5АК" подключены к каналам импульсной сигнализации "КИС-1" – "КИС-4" (токовые входы), которые обеспечивают повторность действия сигнала независимо от наличия или отсутствия на входе других сигналов. Остальные сигналы подключены к потенциальным входам.

7.4.2.8 Индикация состояния входов осуществляется с помощью светодиодов, расположенных на фасаде блока БМЦС. Каждому входу (каналу) соответствует индивидуальный индикатор, возле которого нанесена надпись наименования сигнала.

Прохождение предупредительных и аварийных сигналов сопровождается миганием соответствующего индикатора и звуковой сигнализацией.

7.4.2.9 Квитирование сигналов производится соответствующей кнопкой на фасаде БМЦС, дистанционно через вход "Квитирование", от АСУ. Снятие сигналов зависит от выбранного программно метода индикации "И1 – И4". Предпочтение отдается методу "И3": при первом нажатии кнопки "Квитирование" снимается звуковой сигнал, при повторном нажатии световой индикатор из мигающего свечения переходит в режим непрерывного свечения или гаснет, в зависимости от того присутствует или исчез поступивший на вход сигнал.

7.4.2.10 Положение выключателей "Включено" и "Отключено" сигнализируется на шкафу управления светодиодными лампами соответственно зеленого и красного цвета.

Информация о положении выключателей на АСУ выдается через блоки БМРЗ-0,4ВВ, БМРЗ-0,4АВ и БМПА-0,4.

7.4.2.11 Положение тележки выключателя также сигнализируется на блоке БМЦС. Информация о положении тележки выключателя на АСУ выдается через блок БМЦС.

7.4.2.12 На дверцах шкафов вводов, секционного выключателя и ячейках автоматов отходящих линий установлены светодиодные лампы желтого цвета “Вызов”, ориентирующие операторов на то присоединение, на котором появился предупредительный или аварийный сигнал.

7.4.2.13 На шкафу управления установлен переключатель сигнальных ламп SAC1, служащий для их отключения при убытии обслуживающего персонала из помещения 2КТПЦ. При этом работоспособность схемы сигнализации и передача информации на АСУ ТП сохраняется.

7.4.2.14 Прерыватель напряжения формирует шинку мигания (+)ЕР. Эта шинка обеспечивает мигание зеленой лампы (положение выключателя "Отключено"), когда выключатель отключился аварийно (от защиты, по АВР, самопроизвольно).

7.4.2.15 Переключатель SN на ПУ позволяет с помощью вольтметров контролировать напряжение на основных вводах и секциях РУНН.

7.4.2.16 На шкафах вводов установлены вольтметры, позволяющие контролировать пофазно напряжение на секциях РУНН.

7.4.2.17 При использовании в качестве резервного источника энергосистемы на ПУ устанавливается вольтметр для контроля напряжения на аварийном вводе.

7.4.2.18 Для учета электроэнергии в шкафах основных вводов могут быть (по заказу) установлены счетчики с возможностью передачи информации на АСУ.

7.4.3 Автоматика

7.4.3.1 В нормальном режиме работы 2КТПЦ напряжение от обоих трансформаторов через включенные выключатели рабочих вводов подается на обе секции подстанции. Секционный выключатель отключен.

Положение выключателя аварийного ввода (если аварийных вводов два, то аналогично и второго) зависит от типа источника аварийного питания.

Если в качестве аварийного источника используется комплектная автоматизированная станция (АС), то выключатель аварийного ввода должен быть включен (при этом получают питание собственные нужды АС), а исполнительные команды с блока БМРЗ-0,4АВ при срабатывании автоматики подаются на пуск и останов АС и соответственно на включение и отключение выключателя генератора.

Если в качестве аварийного источника используется энергосистема, то выключатель аварийного ввода отключен и исполнительные команды с БМРЗ-0,4АВ подаются на этот выключатель.

7.4.3.2 В 2КТПЦ предусмотрено два алгоритма работы автоматики, реализованные на блоках БМРЗ-0,4ВВ, БМРЗ-0,4АВ и БМПА-0,4:

- двустороннее автоматическое включение резервного питания секций, выполненное на секционном выключателе (в дальнейшем АВР СВ) при исчезновении напряжения на одном из вводов, т.е. отключение выключателя ввода (ВВ) и включение секционного выключателя (СВ), с последующим автоматическим возвратом схемы в исходное положение при восстановлении напряжения на этом вводе;

- автоматическое включение резерва выполненное на аварийном вводе (в дальнейшем АВР АВ), т.е. запуск и включение выключателя аварийной станции (АС) или включение выключателя аварийного ввода (при питании от энергосистемы) при исчезновении напряжения на обоих вводах рабочего питания, а также возврат схемы в исходное положение при восстановлении напряжения на одном или двух вводах.

Функциональные схемы алгоритмов АВР СВ и АВР АВ см. в "Руководствах по эксплуатации" на блоки БМРЗ-0,4 и БМПА-0,4.

7.4.3.3 Включение и отключение АВР производится на шкафу управления переключателями соответствующими переключателями или через АСУ (если переключатель SAC2 в положении "Д").

Текущий режим АВР СВ и АВР АВ индицируется лампами на шкафу управления "Отключено" – светодиодными лампами зеленого цвета, "Включено" – светодиодными лампами красного цвета.

7.4.3.4 Алгоритм работы АВР АВ зависит от типа аварийного источника, их количества и режима работы, если подключено по одной АС на каждую секцию.

В каждом конкретном случае алгоритм задается на блоке БМРЗ-0,4АВ программными ключами:

S51 – тип резервного источника (АС/"ЭC);

S52 – количество аварийных источников (1/2);

S53 – режим работы аварийных источников с включенным или отключенным секционным выключателем

7.4.3.5 Алгоритм возврата АВР СВ может быть выполнен с перерывом питания (если параллельная работа вводов не допустима) и без перерыва. Алгоритм работы задается на блоке БМРЗ-0,4ВВ программным ключом S37.

7.4.3.6 Уставки времени срабатывания АВР СВ и АВР АВ выставляются на блоках БМРЗ-0,4ВВ и БМРЗ-0,4АВ в соответствии с проектным заданием.

7.4.3.7 Вывод из работы АВР АВ, ремонт аварийной станции или выключателя аварийного ввода не влияют на работу АВР СВ.

Вывод из работы АВР СВ, вывод в ремонт любого из выключателей основных вводов не влияют на работу АВР АВ.

7.4.3.8 Срабатывание любого из АВР или срабатывание автоматики возврата после АВР сопровождается сигналом на БМЦС "Сработала автоматика".

7.4.4 Защита

7.4.4.1 Установленные на основных и аварийных вводах микропроцессорные блоки БМРЗ кроме функций автоматики имеют в своем составе следующие защиты:

а) Первая ступень максимальной токовой защиты (символ на дисплее блока " I>>") выполнена с независимой времятоковой характеристикой и имеет две уставки:

- чувствительную "Б I>>" – работает, если введена функция блокировки МТЗ при пусках и самозапусках электродвигателей;

- грубую "АI>>" – работает всегда, независимо от ввода или вывода указанной блокировки.

Первая ступень МТЗ имеет две выдержки времени "Т1>>" и "Т2>>", первая действует на отключение секционного выключателя, вторая на отключение выключателя ввода и на отключение выключателя трансформатора со стороны высокого напряжения.

Примечание: ввод и вывод функции блокировки МТЗ при пуске и самозапуске электродвигателей производится на блоках программным ключом (S31). Эта функция имеет дополнительный дискретный выход, который может быть использован в схеме защиты трансформатора со стороны 6(10) кВ (программный ключ S17).

б) Вторая ступень МТЗ (символ "I>") – защита от перегрузки. Имеет независимую или обратнозависимую времятоковую характеристику (задается программно). Эта ступень МТЗ действует на отключение выключателя ввода и (или) на сигнал (задается программно).

в) Токовая защита нулевой последовательности (символ "3I₀") выполнена с независимой времятоковой характеристикой, имеет две независимые выдержки времени. На вводе основного питания защита подключена к трансформатору тока установленному в нейтрали силового трансформатора, на аварийном вводе – в трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности. Защита "3I₀" функционирует аналогично первой ступени МТЗ.

в) Дальнее резервирование (ДР) при отказе защит и выключателей отходящих от шин РУНН линий.

ДР действует с меньшей выдержкой времени на отключение секционного выключателя, с большей на отключение выключателя ввода.

Принцип действия ДР, методика расчета уставок и введение параметров в БМРЗ см. "Руководство по эксплуатации на БМРЗ-0,4".

7.4.4.2 В БМРЗ-0,4АВ предусмотрена функция отключения выключателя аварийного ввода первой ступенью МТЗ или токовой защитой нулевой последовательности с фиксированной выдержкой времени 0,1 с. Ввод и вывод этой функции производится программными ключами соответственно S10 и S20. Данная функция действует только при отключенном положении выключателя генератора АС (но при этом питаются собственные нужды АС).

7.4.4.3 В принципиальных схемах управления основных и аварийных вводов 2КТПЦ предусмотрен запрет действия дальнего резервирования и блокировки МТЗ при пусках и самозапусках электродвигателей в случае параллельной работы вводов основного питания и аварийных источников. Это обосновано тем, что при параллельной работе источников питания нарушается работоспособность этих функций из-за изменения распределения активной и реактивной мощности между источниками питания.

Режим параллельной работы вводов возможен при "ручном" переходе с одного питания на другое (без погашения).

7.4.4.4 Выбор конфигурации защит и ввод уставок производится кнопками, расположенными на фасаде блоков БМРЗ, с ПЭВМ и через АСУ.

7.4.4.5 Действие любой из защит основных или аварийных вводов действует на запрет АВР СВ и АВР АВ.

7.4.4.6 На каждой секции 2КТПЦ предусмотрена групповая защита минимального напряжения (ЗМН), выполненная на электромеханических реле. Защита предназначена для отключения выключателей неответственной нагрузки (по выбору) перед срабатыванием АВР АВ для предотвращения перегрузки АС.

Подстанция 2КТПц

Устройство и работа