Шкафы защиты автотрансформаторов типов Ш2101, Ш2102, Ш2103
Общие сведения
Шкафы защиты автотрансформаторов типов Ш2101, Ш2102, Ш2103 содержат комплекс защит автотрансформатора (АТ) с высшим напряжением 500 кВ и выше, предназначенный для использования в качестве основной защиты трех фаз АТ (или трехфазной группы АТ) и ошиновок всех его сторон, а также резервной защиты АТ и смежных с ним присоединений.
Шкафы Ш2101 имеют исполнения в зависимости от значения номинального среднего напряжения АТ: А (110 - 330 кВ) и Б (500 кВ).
В состав шкафа исполнения А входят:
дифференциальная токовая защита АТ (ДЗАТ);
дифференциальная токовая защита регулировочного трансформатора (ДЗРТ);
дифференциальная токовая защита ошиновки низшего напряжения (ДЗС НН);
устройство контроля изоляции вводов высшего напряжения АТ (КИВ ВН);
защиты от неполнофазного режима на сторонах высшего и среднего напряжения (ЗНР ВН и ЗНР СН);
защита от перегрузки (ЗП);
защита от замыканий на землю на стороне НН АТ;
блок питания;
цепи автоматического ускорения резервных защит при включении выключателя (ЦАУ);
цепи отключения выключателей;
испытательные блоки.
В состав шкафа Ш2101 исполнения Б входят все перечисленные выше устройства, а также устройство контроля изоляции вводов среднего напряжения (КИВ СН).
В состав шкафа Ш2102 входят:
дистанционные двухступенчатые защиты на сторонах ВН и СН АТ (ДЗ ВН и ДЗ СН);
токовые направленные защиты нулевой последовательности на сторонах ВН и СН АТ (ТНЗНП ВН и ТНЗНП СН);
реле тока УРОВ (шкафа исполнения А);
блок питания;
цепи оперативного ускорения резервных защит;
испытательные блоки.
Предусмотрено исполнение шкафа Ш2102, отличающееся выполнением ТНЗНП СН в зависимости от значения номинального среднего напряжения АТ: А(110 - 330 кВ) и Б (500 кВ).
В состав шкафа Ш2103 входят:
резервная дифференциальная токовая защита АТ (РДЗАТ);
дифференциальные токовые защиты ошиновок ВН и СН АТ (ДЗО ВН и ДЗО СН);
максимальная токовая защита на стороне НН АТ (МТЗ НН);
защита реактированного ответвления на стороне НН АТ;
блок питания;
цепи газовых защит;
цепи отключения выключателей;
испытательные блоки.
Структура условного обозначения
Ш21ХХ-ХХ Х2 ХХХ Х4:
Ш21 - шкаф защиты АТ;
ХХ - порядковый номер разработки: 01, 02, 03;
ХХ - номинальный переменный ток: 27 - 5 А (Ш2101, Ш2103);
20 - 1 А (Ш2102);
Х - номинальное напряжение переменного тока: Е - 100 В, 50 Гц;
И - 100 В, 60 Гц;
2 - номинальное напряжение оперативного постоянного тока 220 В;
Х - номинальное среднее напряжение (СН) АТ: А - 110-330 кВ,
Б - 500 кВ;
Х - минимальная уставка по сопротивлению срабатывания
дистанционной защиты (ДЗ) стороны высшего напряжения (ВН):
В - 5 Ом/фазу, Г - 10 Ом/фазу;
Х - минимальная уставка по сопротивлению срабатывания ДЗ
стороны СН: В - 5 Ом/фазу, Г - 10 Ом/фазу;
Х4 - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения
(4) по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89.
Условия эксплуатации
Высота над уровнем моря не более 2000 м.
Верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха 40°С для исполнения УХЛ4.
Нижнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха минус 5°С (без выпадения инея и росы) для исполнения УХЛ4.
Верхнее значение относительной влажности воздуха 80% при температуре 25°С для исполнения УХЛ4 и 98% при температуре 35°С (без конденсации влаги) для исполнения О4.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих изоляцию и металлы.
Место установки шкафа должно быть защищено от попадания брызг воды, масел, эмульсий и других жидкостей, а также от прямого воздействия солнечной радиации.
Для климатического исполнения О4 обеспечена стойкость к поражению плесневыми грибами.
Группа механического исполнения М39 по ГОСТ 17516.1-90 в диапазоне частот от 10 до 100 Гц с ускорением не более 0,5 g.
Рабочее положение в пространстве вертикальное с допустимым отклонением до 5° в любую сторону.
Степень защиты оболочки шкафа IР20 по ГОСТ 14254-96.
По способу защиты человека от поражения электрическим током шкаф соответствует классу 1 по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Конструкция шкафа по безопасности обслуживания соответствует ГОСТ 22789-94 и является пожаробезопасной.
Шкафы для внутригосударственных и экспортных поставок соответствуют ТУ 16-656.063-85. ТУ 16-656.063-85
Технические характеристики
Типоисполнения и основные параметры шкафов приведены в таблице.
Таблица
| Типоисполнение | Номинальный переменный ток защит Iном, А | Номинальное напряжение переменного тока Uном, В | Номинальная частота тока, Гц | Номинальное напряжение оперативного постоянного тока, В |
| Ш2101-27 Е2 А УХЛ4 | 1 и 5 | 100 | 50 | 220 |
| Ш2102-20 Е2 АВВ УХЛ4 | 1 | |||
| Ш2102-20 Е2 БГВ О4 | 1 | 50 | ||
| Ш2101-27 И2 А О4 | 1 и 5 | 60 | ||
| Ш2102-20 И2 АВВ О4 | 1 |
Уставки регулирования начального тока срабатывания дифференциальных защит (относительно номинального тока защит) ДЗАТ, ДЗРТ, РДЗАТ: минимальная - 0,15
максимальная - 0,5
Уставки регулирования начального тока срабатывания дифференциальных токовых защит ошиновок высшего, среднего и низшего напряжений ДЗО ВН, ДЗО СН, ДЗО НН (относительно номинального тока защит): минимальная - 1,9
максимальная - 0,4
Время срабатывания дифференциальных защит при двукратном и более токе срабатывания, с, не более: по выходам блоков тиристоров: для ДЗО ВН, ДЗО СН, ДЗО НН - 0,013
для ДЗАТ, ДЗРТ, РДЗАТ - 0,023
по контактным выходам цепей отключения шкафов, предназначенным для -
действия на отключение выключателей: для ДЗО ВН, ДЗО СН, ДЗО НН - 0,030
для ДЗАТ, ДЗРТ, РДЗАТ - 0,038
Уставка срабатывания КИВ ВН (КИВ СН) по выходам с действием: на сигнализацию, % от номинального тока - 5+0,75; 7,5+1; 10+1,5
на отключение кратно к уставке по выходу на сигнализацию - 3+0,3
Диапазон токов 10-процентной погрешности в работе реле сопротивления ДЗ от (не более) до (не менее), А: для I ступени: при Zус*=5 Ом (исполнение 1) - 0,3-10,0
при Zус*=10 Ом (исполнение 2) - 0,15-5,0
для II ступени: при Zус*=10 Ом (исполнение 1) - 0,1-5,0
при Zус*=20 Ом (исполнение 2) - 0,05-2,5
Уставка чувствительного органа ПОБ ДЗ (пускового органа блокировки при качаниях дистанционной защиты) по приращению тока обратной последовательности, А, не более - 0,04 (0,08)
Примечание. Значение приращения тока в скобках соответствует исполнению 1.
Zус* - заданная уставка на сопротивление срабатывания.
Минимальные уставки по сопротивлению срабатывания измерительных органов дистанционной защиты (ДЗ) Zус, Ом, реле сопротивления: I ступени - 5+0,75 или 10+1,5
II ступени - 10+1,5 или 20+3
Диапазоны уставок токовых органов токовой направленной защиты нулевой последовательности, А: на сторонах высшего и среднего напряжений автотрансформатора (ТНЗНП ВН и СН исполнения Б): I и II ступени - 0,05-0,2
III ступени - 0,025-0,1
на сторонах среднего напряжения автотрансформатора (ТНЗНП СН исполнения А): I ступени - 0,15-0,6
II ступени - 0,1-0,4
III ступени - 0,05-0,2
Коэффициент возврата ТНЗНП, не менее: органов тока - 0,9
органа направления мощности - 0,8
Коммутационная способность контактов реле цепей отключения при коммутации цепи постоянного тока с t=0,005 с при напряжении 24-250 В или токе до 2 А, Вт - 50
Коммутационная износостойкость контактов реле цепей отключения с нагрузкой, указанной выше, циклы ВО - 1500
Мощность, потребляемая цепями переменного тока шкафа Ш2101 при подведении к нему номинальных значений тока и напряжения, не более: по входам каждой из защит с номинальным током 1 А: ДЗАТ, ДЗРТ, ДЗО, НН, В·А/фазу - 1
ЗП, В·А - 0,5
по входам каждой из защит с номинальным током 5 А: ДЗАТ, ДЗРТ, ДЗО, НН, В·А/фазу - 3
по общему входу ЗП и ДЗО НН, В·А - 6
по входам защиты от замыканий на землю на стороне НН, В·А - 2
Мощность, потребляемая шкафом Ш2102 при подведении к нему номинальных значений тока и напряжения, не более: по входу ДЗ, В·А/фазу: по цепям переменного тока в симметричном режиме, на каждую из двух сторон (ВН и СН) АТ - 5
по цепям напряжения переменного тока, подключенным ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, на каждую из двух сторон (ВН и СН) АТ: соединенным в "звезду" - 4,5
соединенным в "разомкнутый треугольник" - 2
по входу ТНЗНП ВН (ТНЗНП СН), В·А: по цепи фаза - ноль переменного тока - 5
по цепям напряжения переменного тока, подсоединенным ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным в "разомкнутый треугольник" - 3
Мощность, потребляемая цепями переменного тока шкафа типа Ш2103 при подведении к нему номинальных значений тока и напряжения, В·А/фазу, не более: по входам РДЗАТ с номинальным током, А: 1 - 1
5 - 3
по входам ДЗО ВН, ДЗО СН - 1
Мощность, потребляемая цепями напряжения оперативного постоянного тока каждого из шкафов Ш2101, Ш2102, Ш2103, Вт, не более: в нормальном режиме - 130
в режиме срабатывания - 190
Испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц, выдерживаемое электрической изоляцией в состоянии поставки в течение 1 мин без пробоя и перекрытия, В, не менее: для электрически связанных цепей постоянного тока напряжением до 24 В и цепей телеизмерения относительно корпуса - 500
для всех остальных цепей относительно корпуса - 1500
Испытательное напряжение переменного тока частотой 50 Гц, выдерживаемое электрической изоляцией в состоянии поставки в течение 1 мин без пробоя и перекрытия, приложенное между всеми независимыми цепями, В, не менее - 1500
Масса шкафа, кг, не более - 270
Гарантийный срок - 2,5 года со дня ввода шкафа в эксплуатацию, но не более 3 лет со дня отгрузки предприятием-изготовителем потребителю или с момента проследования через государственную границу при поставке на экспорт. Габаритные и установочные размеры шкафов приведены на рис. 1-3.
Габаритные и установочные размеры (без предельных отклонений - максимальные) шкафа типа Ш2101.
Дверь условно снята
а - вид спереди; б - вид сзади
1 - блок питания; 2 - блок перегрузки;
3 - блок дифференциальных защит; 4 - блок регистратора;
5 - блок защиты вводов; 6 - блок испытательный типа БИ6;
7 - блок испытательный типа БИ4; 8 - выходные реле типа РП21;
9 - блок тиристоров; 10 - указательные реле типа РУ21;
11 - лампа "Срабатывание"; 12 - лампа "Неисправность";
13 - переключатель "Работа" - "Вывод";
14* - кнопка "Вызов ПУ";
15* - кнопка "Сброс МС"; 16 - миллиамперметр типа М4233;
17 - выравнивающие трансформаторы
*Расположены с внутренней стороны двери.
Габаритные и установочные размеры (без предельных отклонений - максимальные) шкафа типа Ш2102.
Дверь условно снята
а - вид спереди; б - вид сзади
1 - блок питания; 2, 6 - блоки токовой защиты;
3-5 - блоки дистанционной защиты; 7 - испытательные блоки;
8 - клеммы приборные "Останов секундомера";
9 - клеммы приборные "Пуск секундомера";
10 - переключатель "Работа" - "Вывод";
11 - реле; 12 - лампа "Срабатывание";
13 - лампа "Неисправность"
Габаритные и установочные размеры (без предельных отклонений - максимальные) шкафа типа Ш2103.
Дверь условно снята
а - вид спереди; б - вид сзади
1 - блок питания; 2 - блок основных защит;
3 - блок регистратора; 4 - блок резервных защит;
5 - блок переключающих устройств;
6 - счетчик "Циклы контроля"; 7 - кнопка "Вызов ПУ";
8 - кнопки "Сброс МС";
9 - микротумблер "Автоматический контроль";
10 - автоматический выключатель;
11 - испытательный блок типа БИ6;
12 - испытательный блок типа БИ4;
13 - выходные реле типа РП21; 14 - блок тиристоров;
15 - лампа "Срабатывание"; 16 - лампа "Неисправность";
17 - указательные реле типа РУ21;
18 - переключатель "Работа" - "Вывод";
19 - выравнивающие трансформаторы
Шкаф представляет собой металлоконструкцию на основе гнутого перфорированного профиля. Обслуживание шкафа двухстороннее, что обеспечивается наличием двух дверей.
На раме, прикрепляемой с помощью болтов к каркасу шкафа, установлены кассеты, в которых расположены блоки измерительных органов и логики защит, блок питания, органы контроля и сигнализации. Конструкция блоков и кассет соответствует конструктиву БУК-б.
Электрическая связь с блоками осуществляется посредством разъемов. Межблочный электрический монтаж в пределах кассеты выполнен способом накрутки.
В шкафу Ш2101 установлены пять кассет А1 - А5, из которых А1, А2, А4 - однорядные, А3, А5 - двухрядные. В средней части шкафа Ш2101 расположены испытательные блоки, через которые защиты подключаются к цепям переменного тока и напряжения. В нижней части шкафа расположены блоки тиристоров и выходные реле; на специальных плитах, укрепленных на боковых стенках шкафа, установлены блоки трансформаторов. На передней двери шкафа расположены: указательные реле, миллиамперметр с переключателем для измерения тока небаланса КИВ ВН и КИВ СН, лампы "Срабатывание" и "Неисправность", кнопка сброса местной сигнализации "Сброс МС" и кнопка управления "Вызов ПУ".
В шкафу Ш2102 установлены шесть кассет А1 - А6, из которых А1, А4 - однорядные, А2, А3, А5, А6 - двухрядные. На металлической плите, размещенной в нижней части рамы, расположены испытательные блоки, автоматический выключатель, через которые защиты подключаются к цепям переменного тока и оперативного постоянного напряжения, и измерительные клеммы для подключения миллисекундомера.
На двери шкафа установлены: переключатель выбора режима работы шкафа (два положения - "Работа" и "Вывод"), лампы "Срабатывание" и "Неисправность", два указательных реле.
В шкафу Ш2103 установлены пять кассет А1 - А5, из которых А1, А3, А5 - однорядные, А2, А4 - двухрядные. В средней части шкафа Ш2103 расположены: счетчик циклов автоматического тестового контроля, автоматический выключатель для снятия оперативного постоянного напряжения, выключатель для блокировки системы автоматического тестового контроля, кнопки сброса местной сигнализации "Сброс МС" и вызова управления "Вызов ПУ", испытательные блоки. В нижней части шкафа расположены блоки тиристоров и выходные реле. На передней двери шкафа находятся указательные реле, лампы "Срабатывание" и "Неисправность".
Действие дифференциальной токовой защиты АТ (ДЗАТ) основано на времяимпульсном принципе в сочетании с торможением от токов пяти защищаемых сторон. Входные трансформаторы защиты обеспечивают выравнивание токов сторон в диапазонах 0,08 - 1 А для сторон ВН и СН и 5 - 15 А для стороны НН. Возможна работа ДЗАТ вместе с высоковольтными трансформаторами тока (ТТ), имеющими разную конструкцию с замкнутым магнитопроводом, с ТТ, имеющими зазоры в магнитопроводе, с каскадными ТТ, имеющими зазоры в магнитопроводах каскадов и конденсатор для емкостной компенсации тока намагничивания. Для повышения надежности ДЗАТ дополнена органом дифференциальной отсечки с временем срабатывания 5 мс и уставкой 6 Iном.
ДЗРТ и РДЗАТ выполнены на тех же принципах и на базе тех же блоков, что и ДЗАТ, но отличаются от последней меньшим числом блоков.
Дифференциальные защиты ошиновок сторон ВН, СН, НН выполнены по одинаковой схеме и отличаются только входными трансформаторами тока, имеющими диапазон выравнивания 0,08 - 1 А для ДЗО ВН и ДЗО СН и 0,6 - 5 А для ДЗО НН.
ДЗО НН допускает торможение от пяти сторон, ДЗО ВН и ДЗО СН - от четырех. Для ДЗО ВН предусмотрена возможность работы вместе с ТТ, имеющими разную конструкцию. Каждая фаза защиты состоит из основного и резервного органов, работающих по схеме "ИЛИ" и имеющих разные принципы действия. Для повышения быстродействия и улучшения отстройки от токов небаланса в основном органе защиты используется свойство запаздывания тока небаланса относительно переднего фронта тормозного тока при внешних коротких замыканиях (КЗ) и совпадение передних фронтов дифференциального и тормозного токов при внутренних КЗ. Принцип действия резервного органа основан на различии в частотах следования полуволн выпрямленного дифференциального тока при КЗ в зоне защиты и при броске намагничивающего тока или внешнем КЗ. Для повышения надежности предусмотрено раздельное питание шкафов Ш2101, Ш2102, Ш2103 от разных аккумуляторных батарей, при этом, в случае потери питания от одной из батарей, АТ защищен достаточно полным набором защит, имеющих свою цепь отключения.
В шкафах для повышения надежности применяется комплекс автоматических систем функционального (ФК) и тестового (ТК) контроля. Система ФК осуществляет непрерывный контроль исправности основных измерительных органов. При появлении неисправности система ФК автоматически блокирует выход неисправной защиты раньше, чем защита успеет сработать. Факт исправности каждой защиты запоминается соответствующими элементами местной сигнализации, одновременно посылается общий сигнал о неисправности шкафа обслуживающему персоналу. При построении системы ФК использован ряд принципов: контроль дублированием каналов измерительного органа, действующих на отключение через схему "И", контроль с помощью разных параллельных каналов, один из которых носит, как правило, вспомогательную функцию и достаточно прост. Система ТК осуществляет периодическую проверку работоспособности всех измерительных органов шкафов. Запуск системы ТК производится автоматически с периодом 1 или 2 мес. Система ТК осуществляет проверку в два этапа. На первом этапе автоматически выводится из действия и проверяется шкаф Ш2103, который затем вводится в работу, после чего выводятся шкафы Ш2101, Ш2102 и осуществляется их проверка. По завершении проверки и при условии исправности шкафы Ш2101, Ш2102 вводятся в работу. В каждом шкафу система ТК производит поочередно групповую проверку срабатывания всех измерительных органов. Запуск органов осуществляется без отключения их от датчиков либо наложением на входную переменную величину измерительного органа дополнительного сигнала, величина которого достаточна для срабатывания, либо подачей постоянного сигнала на специальный вход ТК органа. Каждый измерительный орган считается исправным, если во всех контролируемых системой ТК точках появляются правильные логические сигналы, и, кроме того, отключающий сигнал приходит на цепи отключения (последнее только для тех защит, которые должны действовать на отключение АТ). Если при ТК обнаружен отказ какого-либо из проверяемых устройств, дальнейшая проверка прекращается, и с выдержкой времени 1 - 2 мин срабатывает внешняя сигнализация о неисправности шкафов. Система ТК снабжена счетчиком числа циклов проверки, расположенным в шкафу Ш2103, позволяющим операторам контролировать ее действие.
В комплект поставки входят: шкафы Ш2101, Ш2102, Ш2103, типоисполнения которых зависят от заказа - по 1 шт. каждого типа;
эксплуатационные документы - по ведомости эксплуатационных документов (ЭД); комплект запасных частей для пусконаладочных работ по перечню предприятия-изготовителя - по одному комплекту на шкаф каждого типа.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
