Мы производим оборудование для качества электроэнергии!

Защищаемые объекты

батарея статических конденсаторов (БСК) 110-220 кВ.

 Терминал «ТОР 300 БСК 555»

Цепи тока

IA, IB, IC – фазные токи в выключателе

IA,N, IBN, IC,N – фазные токи стороны в нейтрали

?IA, ?IB, ?IC – фазные токи небалансной защиты

3I0,N – ток нулевой последовательности в нейтрали

Цепи напряжения

UA, UB, UС – фазные напряжения

UНИ, UИК – напряжения цепи разомкнутого треугольника

Цепи постоянного тока и напряжения

IЭМО1, IЭМО2, IЭМВ – постоянные токи электромагнитов

UЭМ1, UЭМ2 – постоянные напряжения электромагнитов

Дискретные входы

74 шт.

Выходные реле

77 шт.

 Терминалы обеспечивают осциллографирование с частотой дискретизации до 2000 Гц и хранение в энергонезависимой памяти до 200 записей.

Дифференциальная токовая защита автотрансформатора

Функция дифференциальной токовой защиты (ДТЗ) предназначена для защиты БСК от многофазных замыканий и замыканий на землю и действует на отключение без выдержки времени. Защита реагирует на дифференциальный ток, равный сумме токов, измеренных на вводе выключателя и в нейтрали. В качестве тормозного тока используется максимальный из токов плеч. Обеспечивается цифровое выравнивание токов.

В состав ДТЗ входят два отключающих органа: дифференциальная токовая отсечка (ДТО) и дифференциальный орган с торможением. ДТО имеет грубую уставку и предназначена для мгновенного отключения внутренних замыканий с большим током КЗ. Дифференциальный орган с торможением имеет характеристику срабатывания, состоящую из трех участков (см. рисунок) и обеспечивающую отстройку от токов небаланса при сквозных токах нагрузки и анормальных режимов. Тормозная характеристика (ТХ) срабатывания обеспечивает высокую чувствительность к замыканиям.

Предусмотрен быстродействующий контроль исправности токовых цепей, который предотвращает излишнее отключение от ДТЗ при неисправности токовых цепей. Для этого осуществляется загрубление ДТЗ по начальному дифференциальному току или блокирование действия ДТЗ на отключение.

Небалансная защита

Небалансная защита предназначена для защиты при внутренних повреждениях БСК, в том числе при пробое конденсаторов, и реагирует на ток небаланса, который протекает в цепи проводника, соединяющего средние точки полуветвей в каждой из фаз батареи. Содержит две ступени: сигнальную и отключающую. Предусмотрена функция пофазной компенсации токов небаланса.

Защита от перегрузки

Защита от перегрузки предназначена для предотвращения перегрузки БСК токами, включающими в том числе токи высших гармоник.

УРОВ

Устройство резервирования отказов выключателя выполнено с контролем по току с использованием реле тока с малым временем возврата (не более 20 мс). При отказе выключателя УРОВ осуществляет действие на отключение смежных выключателей соответствующей стороны через цепи ДЗШ. Предусмотрена возможность выполнения УРОВ с автоматическим действием на свой выключатель (действие «на себя») для проверки его исправности, или с контролем действия на электромагнит отключения по факту пропадания сигнала РПВ из автоматики управления выключателя.

 МТЗ

Максимальная токовая защита стороны предназначена для резервирования основных защит при внутренних замыканиях. МТЗ содержит три ступени. Первая ступень выполнена с автоматическим ускорением.

 ТЗНП

Токовая защита нулевой последовательности предназначена для защиты БСК от замыканий на землю. В устройстве также предусмотрена ТЗНП нейтрали, которая обладает повышенной чувствительностью к замыканиям на землю вблизи нейтральной точки.

 ТЗОП

Токовая защита обратной последовательности предназначена для резервирования действия быстродействующих защит при несимметричных КЗ в БСК.

 Автоматика управления выключателем

АУВ имеет автоматическую блокировку повторного включения БСК в течение пяти минут с момента отключения выключателя для обеспечения саморазряда батареи.

Сравнение результатов моделирования и эксперимента включения БСК 110кВ

Для типовой БСК 110 кВ частота собственных колебаний находится в диапазоне 200 – 600 Гц, постоянная времени затухания – от 10 до 50 мс, а кратность броска тока при включении – от 5 до 12 (в зависимости от режима питающей сети). Аналогичные процессы протекают и при коротких замыканиях, в том числе и внешних.
Данные факторы приводят к необходимости дополнительной отстройки классических токовых защит, что неизбежно сказывается на их чувствительности или быстродействии.
Оценка чувствительности классических решений защит БСК, проведенная в ходе выполнения НИОКР, показала:

  • применяемые токовые защиты, работающие на основе анализа токов ввода в БСК, обеспечивают защиту от коротких замыканий на ошиновке ввода и лишь частично – защиту от коротких замыканий в БСК;
  • широко применяемая балансная защита обладает необходимой чувствительностью при всех видах коротких замыканий в БСК и частично — при замыканиях внутри конденсаторов, однако возможен отказ  небалансной защиты в случае накопления «симметричных» повреждений конденсаторных элементов или повреждении трансформаторов тока, установленных в перемычке БСК ;
  • ни одна защита не обладает достаточной чувствительностью к повреждениям (коротким замыканиям) в зоне токоограничивающих реакторов, в том числе на нейтральных выводах фаз БСК;
  • отсутствует резервирование защиты от внутренних повреждений в БСК, что является нарушением пп. 3.2.14, 3.2.15 действующего ПУЭ;

Для решения выявленных проблем в НТЦ «Механотроника» были разработаны дополнительных функции защиты БСК, проведено их программное макетирование и имитационное моделирование их работы.
Также предложены способы значительного повышения чувствительности токовых защит за счет учета особенностей переходных процессов в БСК при цифровой обработке сигналов в устройстве релейной защиты.
Необходимо особо отметить, что решение почти всех вопросов было проведено НТЦ «Механотроника» без необходимости изменения первичного оборудования существующих БСК, без установки дополнительных измерительных трансформаторов и датчиков.
Защита токоограничивающих реакторов и их ошиновки от однофазных коротких замыканий на землю требует особого подхода и возможна только при условии установки дополнительного трансформатора тока нулевой последовательности в месте заземления БСК. В ООО «НТЦ «Механотроника» разработан    и    реализован    высокочувствительный    алгоритм    продольной дифференциальной защиты нулевой последовательности с торможением (ДЗТ), который обеспечивает защиту всей БСК, в том числе и токоограничивающих реакторов, от коротких замыканий на землю — наиболее вероятного вида повреждений.
Производителям БСК и проектным организациям следует учитывать данную особенность и рассмотреть для ответственных объектов возможность установки дополнительного трансформатора тока нулевой последовательности в месте заземления БСК.
Для выполнения диагностики и контроля состояния батареи в ООО «НТЦ «Механотроника» разработан уникальный алгоритм, осуществляющий накопление информации о частичных пробоях и отключениях отдельных секций конденсаторных элементов. Принцип относительных измерений и длительный мониторинг данных позволяют достичь высокой чувствительности. Данный алгоритм обеспечивает возможность раннего предупреждения о необходимости технического обслуживания БСК, что позволяет избежать тяжелых повреждений оборудования.

Начальник отдела РЗА – зам. ГК,
Пирогов М. Г.

Главный специалист отдела РЗА
Чепелев В. Н.

Батареи статических конденсаторов (БСК)

Выбор высоковольтных конденсаторов является очень ответственным моментом в надёжности энергосистеме, поэтому наша компания может предложить лучшее решение, специально подготовленное под нужды заказчика.

Высоковольтные конденсаторы, предоставляемые нашей компанией разработаны и выпускаются в соответствии с новейшими технологиями. Они оснащены полностью пленочным диэлектриком и имеют пропитку из экологически безопасной диэлектрической жидкости, не содержащей атомов хлора. Каждый элемент конденсатора защищен индивидуальным предохранителем, и имеет внутренней разрядный резистор. Все конденсаторы обладают низкими потерями и имеют небольшой вес.

Конденсаторные группы, поставляемые нами, предусматривают облегчение работ при их установке и в процессе эксплуатации. Также учитываются специальные требования, накладываемые условиями транспортировки. Сборка конденсаторных батарей выполняется на металлических конструкциях. На месте установки требуется лишь смонтировать конструкции и выполнить окончательные электрические соединения.

В состав стандартной БСК, как правило, входят:

  • Трехфазная батарея статических конденсаторов;
  • Однофазные демпфирующие реакторы;
  • Трансформатор тока небаланса;
  • Реле небаланса;
  • Металлоконструкции, шины, изоляторы, гибкие связи, аппаратные зажимы, метизы.

Основные технические характеристики:

  • Номинальное напряжение от 6 кВ до 500 кВ
  • Тип: NOKIAN — I06C8060W
  • Сетевое напряжение: 2000 В переменного тока, +10% /-15
  • Частота сети: 50 / 60 Гц 
  • Номинальная мощность: до 2000 кВАр 
  • Максимальное значение температуры окружающего воздуха от -50 до +55С

Предоставляемые компанией конденсаторы нашли применение по всему миру, начиная от жаркой Африки, заканчивая вечно холодным заполярьем, проявив надёжность и получив положительный отзыв заказчиков.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип:

с пропиткой и полностью пленочным диэлектриком 50 Гц или

Номинальная частота: 50 Гц или 60 Гц
Средние потери: 0.1… 0.2 Вт / кВАр
Диэлектрическая жидкость: не содержит пхб
Полностью пленочный диэлектрик:  полипропилен
Температурный режим: МЭК 60871-1
Соответствие стандартам: МЭК. ВS., ANSI / IEEE, CSA VDE, ГОСТ
Стандартный цвет: серый (RAL7035)
Стандартные
изоляторы:

75 кВ BIL
утечка по поверхности 90 мм
95 кВ BIL
утечка по поверхности 300 мм
150
кВ BIL
утечка по поверхности 440 мм
175 кВ BIL утечка по поверхности 600 мм

Диапазон мощностей: 100… 1000 кВАр

Диапазон напряжений:

1000 … 14000 В (с внутр. предохранит.)
свыше 14000 В (без внутр. предохр.)

Преимущества батарей статических конденсаторов

Основные технико-экономические преимущества конденсаторов в сравнении с другими компенсирующими устройствами состоят в следующем:

  • возможность применения, как на низком, так и на высоком напряжении;
  • малые потери активной мощности;
  • долгий срок службы;
  • простота эксплуатации (ввиду отсутствия вращающихся частей);
  • простота производства и монтажа;
  • возможность установки конденсаторов как в сухом не отапливаемом помещении, так и на улице.

Если для предприятия нужны конденсаторные батареи с иными характеристиками, мы готовы к конструктивному рассмотрению требований заказчика.Продукция сертифицирована. Сертификат соответствия действителен на территориях стран СНГ.

Назначение: для компенсации реактивной мощности в сетях 6,3-110 кВ, частотой 50 Гц

Обозначение типономинала

Номи-нальное напря-жение, кВ

Максимальное напряжение, кВ

Номинальная емкость фазы, мкФ

Габаритные размеры, мм

Масса,

кг , не более

Тип конденсатора

Нормативный документ

УКТ-10,5-8100 У2

10,5

11,55

197,34

2000^1500^6000

2900

КЭПФ 11,55-430-2УХЛ1

По согласованномутехническому заданию

БСК-6-6,7 УХЛ1

6,0

7,60

592,2

2600^2000×2500

2500

КЭПФ-6,6/л/3-450-2УХЛ1

БСК-35-10 УХЛ1

35

38,5

26,86

1000x3000x2500

5000

КЭПФ-11,55-375-2УХЛ1

БСК-110-26 УХЛ1

110

126

6,84

11000x4500x2950

8750

КЭПФ 11,55-430-2УХЛ1

БСК-110-50,4 УХЛ1

110

132

13,26

11000x6600x3400

17000

КЭПФ-10-555-2УХЛ1

БСК-110-52 УХЛ1

110

126

13,69

11000 x4500x3500

16500

КЭПФ 11,55-430-2УХЛ1

В обозначении батареи: первое число после типа – номинальное напряжение в киловольтах, второе – номинальная мощность в мегаварах.Каждая установка комплектуется трансформаторами тока для контроля целостности емкости батареи (контроль тока небаланса).Возможна поставка батарей БСК в комплекте с токоограничивающими реакторами по дополнительной заявке.

Автоматика управления БСК

В современных проектах чаще всего применяют регулируемые БСК, которые изменяют мощность в зависимости от режима сети.

Конструктивно это выглядит как сборки конденсаторов определенной мощности, которые подключаются к сети через силовые контакторы. Контакторы управляются специальными регулятором реактивной мощности. Все эти элементы обычно устанавливаются в контейнер, который и является БСК. БСК подключается к подстанции через выключатель, который осуществляет защиту всей установки от КЗ, перегрузки, повышения напряжения и т.д.

Регулятор управляет выдаваемой БСК мощностью путем измерения на подстанции cos(fi) нагрузки или непосредственно реактивной мощности. Для этого он измеряет напряжение на шинах и ток через ввод. Регулятор является цифровым устройством, аналогичным терминалу релейной защиты.

Также стоит отметить, что регулятор обычно дублирует часть защит терминала, например, защиту от повышения напряжения.

В следующий раз мы рассмотрим защиту и автоматику дугогасящего реактора 6(10) кВ

На рисунке

Разработчик ООО «НТЦ «Механотроника», www.mtrele.ru

БМРЗ-152-БСК содержит все перечисленные в статье защиты

Регулятор реактивной мощности типа DCRJ.

Разработчик компания «Lovato Electric». www.lovatoelectric.ru

Блокировка от включения на неразряженные конденсаторы

Когда вы отключаете большую емкость, то на ней длительное время остается напряжение. Это происходит всегда, независимо от причины отключения (от защит, от автоматики или вручную).

Если вы попробуете включить неразряженный конденсатор в сеть, то напряжение сети (текущая полуволна) может совпасть по знаку с оставшимся напряжением на БСК. При этом произойдет перенапряжение, со значением до 2*Uном. Это плохо.

Для того, чтобы это избежать делают блокировку включения выключателя БСК на время не менее 5 минут, чтобы конденсаторы успели разрядиться через встроенные резисторы.

Интересно, что данную блокировку часто не предусматривают в алгоритмах цифровых терминалов РЗА, что заставляет реализовывать ее в гибкой логике. Это не всегда удобно.

Ссылка на основную публикацию