7SS52

Защита сборных шин

Основной функцией устройства 7SS52 является защита сборных шин, она обладает следующими характеристиками:

• Оценка дифференциальных токов, с торможением от сквозных токов

• Селективная защита сборных шин с числом секций не более 12 и присоединений не более 48

• Встроенная "ступень проверки" (определение токов всех секций сборных шин без использования модели коммутации)

• Очень малое время отключения (стандартное15 мс)

• Селективное определение коротких замыканий, применяется с передачей сигнала отключения на противоположный конец линии.

• Определение и устранение повреждений между трансформатором тока и выключателем, с помощью измерения тока

• Отключение только после того, как все три модуля определения повреждения распознают повреждение сборной шины (2 измерительных процессора и процессор контрольной ступени)

• Никаких особых требований к трансформаторам тока (гарантированная устойчивость срабатывания, даже когда трансформаторы тока насыщаются уже после 3 мс)

• Селективное выходное реле отключения на каждую питающую линию в устройствах управления ячейкой.

Принцип действия

Реле защиты 7SS52 выполняет полную цифровую обработку и аналого-цифровое преобразование измеренных величин.

Устройства управления имеют достаточно мощные контакты для прямого отключения.

Для каждой секции сборных шин и для всех трех фаз два независимых процессора выполняют алгоритм защиты, используя переменную выборку данных.

Помимо всего, осуществляется контроль дополнительным процессором, благодаря чему возрастает степень защиты от нежелательных действий. Все три процессора должны независимо прийти к решению об отключении, до того как будет выдана команда отключения.

Состояние коммутационного аппарата определяется по состоянию его как замыкающих, так и размыкающих блок-контактов.

Для повышения достоверности обоих контролируется продолжительность переходного процесса возникающего при коммутации этими блок-контактами. Также контролируется наличие напряжения, коммутируемого этими контактами.

В случае исчезновения оперативного напряжения, последнее состояние коммутационного аппарата запоминается и выдается на индикацию информация о повреждении на присоединении.

Распределение токов нагрузки по соответствующим системам сборных шин контролируется программно с использованием модели коммутации. Она прилагается к обеим защитам сборных шин и защите от отказов выключателя.

Встроенная функция защиты от отказов выключателя представляет собой двухступенчатый процесс с разделенными фазами (повторная команда на отключение выключателя присоединения, команда на отключение секции шины). Внешнее реле защиты от отказов выключателя может выдавать команды отключения через модель коммутации в 7SS52.

Защита от отказов выключателя

Защита 7SS52 включает встроенную защиту от отказов выключателя (УРОВ), обладающую следующими свойствами:

• Пять выбираемых режимов работы защиты от отказов выключателя:

1. Ток в присоединении не исчезает, защита шин контролирует исчезновение тока в отключенном присоединении. Если по истечении заданной выдержки времени направление тока меняется на противоположное (процедура разбалансирования), что изменяет дифференциальный ток соответствующей секции защиты шин. Для этой функции используется отдельная уставка.

2. После выдачи команды отключения линейным терминалом спустя заданную выдержку времени последует выдача защитой 7SS52 сигнала отключения, направленного на выключатель соответствующей питающей линии. Если этот повторный сигнал также будет безуспешным, согласно режиму 1, описанному выше, начнется процедура разбалансировки.

3. Наряду с внешней независимой защитой от отказов выключателя, можно также использовать модель разъединителей из 7SS52 для выборочного отключения секции сборной шины с неисправным выключателем.

4. Ток в присоединении не исчезает, защита шин контролирует исчезновение тока в отключенном присоединении. Если по истечении заданной выдержки времени, ток не станет ниже установленного предельного значения, выдаются команды отключения присоединения с помощью модели разъединителей внутри 7SS52.

5. После выдачи команды отключения линейным терминалом, после установленной выдержки времени последует выдача защитой 7SS52 сигнала отключения, на выключатель соответствующей питающей линии. Если этот повторный сигнал также будет безуспешным, произойдет отключение, описанное в п.4.

• Возможно использование выдержек времени для однофазного и многофазного пуска.

• Определение повреждения выключателя, следующего за повреждением шины, с помощью сравнения измеренного тока с установленным значением.

• Для всех режимов работы защиты от отказов выключателя для каждого присоединения предусматривается выходной контакт, передающий команду отключения, для удаленного отключения.

Чувствительная защита от замыкания на землю

В заземленной сети, однофазные токи короткого замыкания ограничены значениями номинальных токов. Возможно использование независимой характеристики для обеспечения защиты сборных шин в подобных случаях. Эта характеристика представляет собой отдельные параметры для пороговой величины срабатывания, а также для ограничения работоспособности. Активация характеристики осуществляется с помощью двоичного входа в центральном устройстве, т.е. с помощью распознавания изменения напряжения.

Защита от повреждений на конце линии

Расположение трансформатора тока обычно ограничивает диапазон измерений защиты сборных шин. Когда выключатель включен, область, расположенная между трансформатором тока и выключателем, может быть оптимально защищена с помощью защиты установленной на противоположном конце линии. При повреждении, в зависимости от места установки трансформатора тока, происходит мгновенное и селективное отключение секции сборной шины или телеотключение выключателя на противоположном конце линии.

Резервная защита

В качестве дополнительной, в каждый линейный терминал, включена двухступенчатая резервная защита, действующая независимо от защиты сборных шин. Эта резервная защита дополняется средствами защиты от отказов выключателя. Параметризация и обработка может быть произведена либо в центральном терминале, либо в каждом локальном с помощью оперативной программы DIGSI

Модель коммутации

Модель коммутации используется для защиты сборных шин и для защиты от отказов выключателя.

Модель коммутации характеризуется следующими особенностями:

• Включает до 48 ячеек и 12 секций сборной шины

• Встроенная характеристика коммутационного аппарата с двумя устойчивыми состояниями (в случае утраты питания состояние сохраняется).

• Контролируется время переключения коммутационного аппарата (время переходного процесса).

• С помощью присваивания "NOT open = closed", (если не открыт, то закрыт) во время переходного процесса аппарат воспринимается в замкнутом состоянии.

• Тщательного согласования дополнительных контактов аппаратов с основными контактами не требуется.

• Графическое конфигурирование осуществляется с помощью меню в оперативной программе DIGSI.

• Светодиодные индикаторы в терминалах показывают фактическое состояние шинных разъединителей.

• Динамическая визуализация подстанции осуществляется в центральном устройстве с помощью DIGSI.

Команда отключения/сброс

Формирование отключающих команд защитой 7SS52 обладает следующими характерными особенностями:

• Селективное отключение присоединения осуществляется терминалом присоединения

• Уставки определяются для токовой разрешающей команды отключения (для осуществления селективного отключения только для питающих цепей)

• Устанавливается минимальное время для команды отключения.

• Сброс команды отключения зависит от тока.

Запись неисправностей

Дискретизированные измеренные значения фазных токов, дифференциальных токов и токов торможения секций сборных шин и ступени проверки осциллографируются после принятия решения 7SS52 об отключении или после появления внешней

команды на дискретном входе. Может быть установлено время записи предшествующего и послеаварийного режимов. В 7SS52 хранится до 8 осциллограмм повреждений. Записи повреждений могут быть переданы в персональный компьютер, соединенный с центральным устройством, с помощью управляемой меню оперативной программы DIGSI. После чего, с помощью графической программы SIGRA можно легко проанализировать записи повреждений.

Силовые реле отключения, двоичные входы, сигнальные реле и светодиоды

Терминалы снабжены силовыми командными реле для прямого отключения выключателя. Для каждого терминала присоединения доступны 9 (7SS523) или 8 (7SS525) служебных контактов.

Для сигнализации и индикации событий в центральном устройстве доступны 16 сигнальных реле и 32 светодиода.

Несколько самостоятельных сигнальных устройств могут быть объединены вместе.

Центральной устройство имеет двоичные входы сконфигурированные на:

• Сброс жидкокристаллического дисплея

• Временную синхронизацию

• Блокирование функций защиты

Двоичные входы терминалов присоединения воспринимают сигналы:

• Состояние разъединителя включен /выключен

• Запуск с разделенными фазами защиты от отказов выключателя

• Вывод защиты от отказов выключателя

• Сброс команды ОТКЛЮЧЕНИЕ

• Состояние блок - контактов выключателя

• Присоединение неисправно

• Проверка отключения выключателя

Функции измерения и контроля

В защите 7SS52 предоставляется целый ряд функций измерения и контроля для обеспечения ввода в эксплуатацию и поддержания технического состояния. Эти функции включают:

• Измерение и отображение на экране фазных токов питающих линий в центральном и распределенных терминалах.

• Измерение и отображение (на встроенном жидкокристаллическом дисплее или на компьютере) дифференциальных и тормозных токов всех измерительных систем во всех терминалах

• Контроль дифференциальных токов выборочно по шинам и раздельно по фазам с блокировкой/сигнализацией выборочно по шинам

• Контроль дифференциальных токов ступени проверки с сигнализацией/блокировкой

• Проверка отключения по фазам, включая контроль состояния выключателя линии (центральным или терминалом присоединения)

• Удаление присоединения из процесса обработки измерений токов сборной шины в рабочем режиме или во время технического обслуживания через центральное устройство или терминал присоединения

• Блокировка защиты от отказов выключателя или команды отключения при испытаниях защиты

• Память аварийного состояния блок – контактов ("Блокировка переключения ").

• Циклические испытания приема и обработки измеренных величин и испытания исправности цепи отключения, включая цепи катушек командных реле.

Регистрация событий

Защита 7SS52 обеспечивает полную информацию для анализа эффективности защиты, действий при к.з. или любых других ненормальным режимах, и для контроля состояния реле во время нормальной работы.

До 200 оперативных событий и 80 сигнализаций, длительностью 1мс, могут храниться в двух независимых буферах:

• Рабочие показания

Эта группа включает события во время работы электростанции/ подстанции, например, переключение разъединителя,неполадки в работе разъединителя (превышение предельного времени переключения, потеря оперативного напряжения, и т.д.) или индикация событий/аварийных ситуаций

• Отключение короткого замыкания или повреждение выключателя

Наладка

Персональный компьютер может быть подключен к защите через интерфейс, расположенный на лицевой панели или на тыльной стороне центрального терминала. Возможно использование программы оперативного обслуживания для свободной и удобной настройки, записи повреждений и вычислений, а также для пуско-наладочных работ. Все уставки защиты от отказов выключателя и защиты сборных шин, а также уставки дополнительных функций, таких как резервная защита, должны быть представлены в параметрическом виде только в центральном устройстве. Уставки в устройстве управления присоединения необязательны. Все устанавливаемые параметры могут быть считаны в центральном устройстве с помощью встроенной клавиатуры и дисплея. Клавиатура, экран (7SS523) и передняя сторона панели в терминале присоединения служат для ввода, отображения оперативных значений и диагностирования. Все параметры записываются в энергонезависимую память для обеспечения сохранности даже при потере питания.

Конфигурация, визуальное отображение

Конфигурация 7SS52 осуществляется средствами графического редактора, включая операционную программу DIGSI. Для частого использования терминалов присоединения можно воспользоваться символьной библиотекой. Графическая конфигурация позволяет наглядно представить состояние положения разъединителя, выключателя и измеряемых величин.

Самоконтроль

Аппаратное и программное обеспечение постоянно контролируется и любое нарушение нормальной работы тут же обнаруживается и сигнализируется. Самоконтроль увеличивает надежность и пригодность к работе 7SS52. Осуществляется контроль следующих узлов:

• Цепи трансформатора тока

• Аналого-цифровое преобразование

• Все внутренние источники напряжения

• Память для хранения программ

• Продолжительность работы программы с помощью контрольной функции

• Состояние разъединителя

• Цепи отключения

Максимальный срок эксплуатации и надежность

Гарантия на аппаратное обеспечение устройств 7SS52 составляет 20 лет при проектировании цифровой защиты в компании Siemens. Количество используемых компонентов уменьшается при использовании мощного микропроцессора вместе с высоко-интегрированными компонентами, в результате чего, повышается надежность. При разработке программного обеспечения использовался опыт, полученный компанией Siemens в производстве более чем 140,000 устройств цифровых защит. Самые современные технологии производства вместе с эффективным контролем за качеством обеспечивают высокую надежность и долгое время эксплуатации.

Контроль аккумулятора

Внутренний аккумулятор используется при исчезновении оперативного напряжения для резервирования питания таймера и микросхем памяти, используемых для сохранения статистики переключений, индикации состояния и повреждений, регистрации повреждений, в случае потери напряжения питания. Процессор проверяет емкость аккумулятора через равные интервалы времени. Если обнаружено снижение емкости аккумулятора, генерируется аварийный сигнал. В связи с этим нет необходимости в обычной замене. Все уставки хранятся в перепрограммируемом Flash-ПЗУ, и поэтому они не теряются, если происходит отказ аккумулятора или источника напряжения.  

Местная и удаленная связь  

Центральное устройство 7SS52 предоставляет несколько последовательных коммуникационных интерфейсов для различных задач:

• Лицевой интерфейс для соединения с персональным компьютером

• Системный интерфейс для взаимодействия с системой управления через протокол IEC 60870-5-103.

Другие протоколы находятся в процессе разработки.

• Интерфейс обслуживания расположенный на тыльной стороне (всегда имеется в наличии) для соединения с персональным

компьютером либо напрямую, либо через модем

• Подготовлен для Ethernet (UCA)

• Синхронизация времени через IRIG-B/DCF/системный интерфейс

Синхронизация времени

Часы центрального устройства 7SS52 с питанием от аккумулятора могут быть синхронизированы через:

• DCF 77 сигнал (последовательный)

• GPS вспомогательный сигнал (последовательный)

• Короткие импульсы через двоичный вход

• Системный интерфейс в системе управления подстанцией, например, SICAM

Дата и время каждой синхронизации фиксируется с точностью до миллисекунды. Синхронизация терминала присоединения

7SS52 осуществляется центральным устройством.