что такое лзш в релейной защите
Проект РЗА
Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике
Направленная ЛЗШ
Сегодня на объектах малой генерации (ГТЭС, ГПЭС) для защиты шин 6-10 кВ все чаще применяется направленная логическая защита шин (НЛЗШ). Она заменяет классическую и неполную дифференциальную защиту шин (ДЗШ) генераторного напряжения.
Я снял небольшое видео о принципах построения направленной ЛЗШ и особенностях ее работы. Поговорим о том, где применяется НЛЗШ, для каких целей и почему, при всех своих преимуществах, она не способна полностью заменить ДЗШ?
Если один из потребелителей подстанции является 2 двигателя по 20МВА, Стоит учитывать подпитку при формовании схемы защиты ЛЗШ? Именно на терминалах этого фидера задавать 2 ступени МТЗ?
Тут нужно посмотреть, будет ли двигатель давать пуск МТЗ при остановке. Хотя при такой мощности я бы учел этот движок при помощи направленной ступени.
А если на подстанции имеются СТК большой мощности?
думаю, здесь тоже самое, что и для двигателей
Для аналогичных шин генераторного напряжения 10 кВ с количеством присоединений более 18 (из них на каждую секцию: по одному генератору, по два источника от системы, два секционных выключателя, остальные — фидеры) в одном из проектов мы поступили следующим образом:
— Использовали полноценный шкаф ДЗШ, охватывающий по токовым цепям все питающие присоединения (Генераторы, систему, СВ);
От терминалов отходящих фидеров заводили блокирующие сигналы ненаправленной МТЗ (по аналогии с ЛЗШ) в шкаф ДЗШ.
Я так думаю, о такой схеме Вы и говорили, имея ввиду симбиоз ДЗШ+ЛЗШ.
Да, вы правы. Это один из вариантов неполной ДЗШ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Проект РЗА
Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике
Логическая защита шин (ЛЗШ)
Сегодня логическая защита шин является неотъемлемой частью системы релейной защиты и автоматики распределительных устройств 6-35 кВ. Ее распространению способствовал переход от электромеханической элементной базы к микропроцессорным блокам РЗА. Еще 15-20 лет назад вы вряд ли бы увидели ЛЗШ в проекте.
Назначение ЛЗШ
Логическая защита шин нужна, чтобы сократить время отключения коротких замыканий на шинах 10 кВ.
При коротком замыкании на шинах 10 кВ логическая защита шин устраняет его практически без выдержки времени (0,1-0,15 с), а при замыкании на присоединении – ЛЗШ блокируется, позволяя устранить КЗ нижестоящим защитам.
Простые защиты, вроде максимальной токовой, не могут выполнить селективное отключение короткого замыкания на шинах 6-35 кВ без выдержки времени, что приводит к увеличению повреждения в распределительном устройстве, особенно на уровнях распределения “ПС” и “РТП”, где уровень токов коротких замыканий обычно высок.
Стандартное время срабатывания МТЗ ввода 6-10 кВ – 1-2 секунды, против 0,1-0,15 секунд у ЛЗШ. Выигрыш в быстродействии очевиден.
Область применения ЛЗШ
В основном логическую защиту шин применяют для радиальных распределительных сетей 6-35 кВ, особенно массово для напряжения 6-10 кВ.
Большое количество присоединений в таких сетях не позволяют эффективно использовать дифференциальные защиты шин (дорого) и неполные дифференциальные защиты шин (обычно защищают реактированые линии, которые редко применяют в распределительных сетях).
В этих условия ЛЗШ является единственной недорогой защитой, позволяющей быстро отключить короткие замыкания на шинах 6-35 кВ.
С осторожностью нужно применять ЛЗШ на подстанциях с крупными двигателями 6-10 кВ, которые могут давать подпитку внешнего короткого замыкания с уровнем тока, достаточным для пуска защит присоединений и вводов РУ. Это может привести к ложной работе ЛЗШ с неселективным отключением секции 6-10 кВ или блокировки ЛЗШ при ложном пуске защит присоединений.
В последнее время ЛЗШ, для удешевления проектов, стали применять в кольцевых сетях с многосторонним питанием (шины 6-35 кВ ПС, РП, ГТЭС и т.д.). Для этого пусковые органы защит выполняют направленными. Данный вариант нужно всесторонне рассматривать с учетом надежности системы релейной защиты и в случае особо ответственных объектов, отдавать предпочтение дифференциальной защите шин!
Структура ЛЗШ
ЛЗШ — это распределенная защита. Она не находится в одном конкретном терминале, а распределена по защитам вводов, СВ и отходящих присоединений (линий, трансформаторов, двигателей, БСК и т.д.).
Так как защита шин 6-35 кВ осуществляется вводными и секционным выключателями, то именно в терминалах ввода и СВ реализована отключающая токовая ступень (ЛЗШ), работающая с минимальной выдержкой времени (0,1-0,15 с).
Пусковые органы защит нижестоящих присоединений дают информацию о том, есть ли замыкание на присоединении, и в случае его наличия, замыкают выходные контакты своего терминала для передачи сигнала на терминалы ввода и СВ. Это выходной сигнал называется “Блокировка ЛЗШ”.
Блоки защиты присоединений соединены с блоками ввода и секционного выключателями медными шинками для передачи сигнала по схеме “выходные контакты – дискретный вход”. В настоящее время, рассматривается вопрос передачи сигналов “Блокировка ЛЗШ” посредством информационных каналов (технология МЭК-61850 GOOSE)
Принцип работы
Принцип работы рассмотрим на примере возникновения внутреннего (на шинах) и внешнего (на присоединении) замыканий.
Замыкание на шинах 6-35 кВ (в зоне действия ЛЗШ)
Замыкание на присоединении (вне зоны действия ЛЗШ)
Зона действия ЛЗШ
Зона действия ЛЗШ показана на рис. 3
Стоит отметить, что несмотря на название, ЛЗШ защищает не только сами шины, но и зону выключателей. Как и для дифференциальной защиты шин, ее зона действия определяется местами установки трансформаторов тока.
На этом об Основах ЛЗШ все! В следующий раз поговорим о возможных схемах реализации логической защиты шин в реальных проектах.
Проект РЗА
Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике
Логическая защита шин (ЛЗШ) – Схемы
В данной статье поговорим о принципах действия ЛЗШ, вариантах организации ее цепей, а также обсудим применяемые при проектировании схемы и их преимущества и недостатки
Как вы уже знаете из первой части, для работы ЛЗШ требуется, чтобы терминалы защиты вводов и секционного выключателя получали информацию о пусках защит отходящих присоединений. Для этого все терминалы защиты на подстанции должны быть соединены медными проводами или, для подстанций нового поколения, горизонтальными каналами связи.
Мы будем рассматривать стандартные схемы соединения терминалов РЗА — с использованием проводов и шинок.
Существует две основных схемы организации ЛЗШ — параллельная и последовательная. Обсудим каждую из них.
Контакты пуска защит отходящих присоединений и СВ соединены параллельно друг другу (отсюда и название схемы) и подключены к общей шинке «Блок. ЛЗШ» (ELZB).
Шинка «Блок. ЛЗШ» (ELBZ1) подключается к дискретному входу терминала защиты ввода. Такие же шинки от защит присоединения подключаются к дискретным входам терминала защиты СВ.
Логика работы при этом следующая:
Для ЛЗШ ввода
Для ЛЗШ СВ (работа в послеаварийном режиме, через один ввод и СВ)
Здесь все то же самое, только на один контакт меньше (исключается пуск защит самого СВ) и шинка своя — ELBZ2.1(2).
ЛЗШ СВ должна блокироваться от присоединений и первой и второй секции шин. Поэтому можно либо использовать два дискретных входа защиты СВ и две шинки ЛЗШ СВ (по одной от присоединений каждой секции) как показано на Рис.1, либо выполнить объединенную шинку и подключить ее к одному дискретному входу блока СВ.
В первом варианте подключение более удобное и информативное, особенно при расследовании аварии (просмотр журналов аварии защит СВ).
Второй вариант позволяет “съэкономить” вход в терминале СВ, что полезно при использовании небольших терминалов защит. Однако, помните, что чем больше контактов входит в общую цепь ЛЗШ, тем менее надежна вся система в целом. Это справедливо и для параллельной и для последовательной ЛЗШ.
Решение о применении той или иной схемы принимает проектировщик.
Здесь контакты пуска защит присоединений и СВ (для ЛЗШ ввода) идут последовательно, друг за другом, причем это уже нормально замкнутые контакты. Вся эта цепочка также подключается на дискретный вход блока защиты ввода.
В этой схеме блокировка ЛЗШ ввода формируется не по наличию, а по отсутствию напряжения на входе блока!
В нормальном режиме на входе терминала ввода присутствует «+». Если происходит пуск защит присоединения или СВ, то его контакт меняет свое положение на открытое и разрывает общую цепь. В этом случае блокируется ЛЗШ ввода (ускоренная ступень).
Последовательная схема ЛЗШ позволяет контролировать цепь на обрыв. Это ее главное преимущество перед параллельной схемой.
Если происходит обрыв цепи ЛЗШ, то блок защиты ввода фиксирует пропадание напряжения на своем входе. Если при этом не происходит пуска токовых защит ввода, то значит это обрыв, а не сигнал блокировки, и через некоторое время блок защиты ввода выдает сигнал «Неисправность ЛЗШ».
Чувствительность защит
Для ЛЗШ, как, впрочем, для любой защиты с пусковыми токовыми органами, важно согласование чувствительности смежных защит (ввода и СВ, ввода и отходящих присоединений, СВ и отходящих присоединений).
Это значит, что защита ввода не должна быть более чувствительна, чем любая из защит отходящих присоединений.
На первый взгляд, довольно странное замечание, но не забывайте, что при коротком замыкании через присоединение протекает только ток КЗ, а через ввод — ток КЗ и еще ток оставшейся нагрузки. Если вы не учтете этот ток нагрузки, то защита ввода может пуститься, а защита присоединения — нет (особенно для КЗ через переходное сопротивление или КЗ на смежном участке). В этом случае получим ложное отключение всей секции от ЛЗШ.
О том, как правильно выбирать уставки МТЗ см. здесь
Организация питания цепей ЛЗШ
Обратите внимание, что на Рис.3 представлен вариант организации ЛЗШ СВ через общую шинку и один дискретный вход.
2. Есть также вариант запитывать цепи ЛЗШ от отдельного автомата
Такой вариант позволяет использовать всего один контакт пуска защит присоединений, а не два! Таким образом вы уменьшаете количество задействованных контактов терминалов и уменьшаете общее количество цепей на подстанции.
Однако, у данного варианта тоже есть недостатки:
А какой вариант схемы применяете вы? Пишите в комментариях
Логическая защита шин
До развития микропроцессорной техники для защиты подстанций напряжением свыше 1000 вольт применялись различные системы на реле. Они потребляли огромное количество энергии для собственных нужд, были сложны в настройке и не отличались надёжностью. Сегодня эту задачу выполняют системы логической защиты шин, построенные на электронных блоках.
Релейная защита и автоматика
РЗиА – это система, предназначенная для защиты подстанции от аварийного режима работы. Она представляет собой сложнейший комплекс электрических и электронных устройств. Релейная защита и автоматика непрерывно контролируют состояние сети и, при необходимости, производят в ней различные переключения.
Любая РЗиА обладает селективностью (избирательностью). Т.е. она отключает именно тот участок энергосистемы, на котором возник ненормальный или аварийный режим работы. Соответственно, без напряжения остаётся часть потребителей, а не все сразу. Особенно это необходимо в случаях, когда отключение подразумевает нарушение тех. процессов предприятий, сопровождающихся риском возникновения ЧС или финансовых убытков.
Также релейная защита характеризуется быстродействием. Под этим свойством подразумевают время, затраченное на отключение повреждённого участка линии. Быстродействие тесно связано с селективностью. Уставка допустимого времени протекания аварийной ситуации учитывается в настройках терминала РЗиА, и от него зависит, на каком именно участке линия будет отделена от общей системы.
Дополнительная информация. Быстродействие защиты является её важнейшей характеристикой. Для правильной настройки нужна золотая середина. Если выдержки времени подобраны так, что они слишком короткие или продолжительные, то система будет отключать линии, которые в этом не нуждаются, т.е. будут происходить ложные срабатывания.
Из чего состоит ЛЗШ
Отвечая на вопрос «ЛЗШ защита что это», можно сказать, что она включает в себя сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для отключения линии при внештатном режиме работы. Все их условно можно разделить на 3 категории:
Упрощённо всё это работает следующим образом. На шинах подстанции возникает какая-либо внештатная ситуация, например, короткое замыкание. Трансформаторы тока регистрируют критическое превышение этого параметра. С них сигнал передаётся в микропроцессорный терминал, который его обрабатывает. При этом учитывается ток короткого замыкания, его продолжительность и ряд других характеристик. Затем терминал подаёт сигнал на исполнительный орган – вакуумный выключатель, который отключает участок линии, поражённый коротким замыканием.
Схемы организации ЛЗШ
Большинство комплексов логической защиты шин реализуется по последовательной или параллельной схеме. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы ЛЗШ похож в обоих случаях.
При последовательной схеме отдельные контакты следуют друг за другом. Пока все из них замкнуты, на вход блокировки ЛЗШ поступает сигнал, предотвращающий срабатывание защиты. Если хоть один контакт релейного терминала разомкнётся, то общая цепочка будет нарушена.
В случае с параллельной схемой контакты изначально находятся в нормально разомкнутом положении. Для срабатывания ЛЗШ также необходимо, чтобы один из них изменил своё состояние, т.е. замкнулся.
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ
Принцип действия логической защиты шин основан на отсечке линии при возникновении в ней тока короткого замыкания. В данном случае подразумевается, что КЗ произошло где-то за пределами подстанции. Пока линия находится в нормальном режиме работы, контакты ЛЗШ формируют сигнал блокировки. Он препятствует срабатыванию защиты, поэтому система находится под напряжением. Как только происходит КЗ или серьёзная перегрузка по току, контакты ЛЗШ размыкаются. Происходит включение защиты. Расчёт времени отключения линии напрямую зависит от интенсивности КЗ и настроек, внесённых наладчиком в терминал РЗиА.
Дополнительная информация. На воздушных линиях электропередач возможны неустойчивые короткие замыкания. Они могут быть вызваны перехлёстом проводов из-за ветра. В таком случае замыкание носит кратковременный характер, после его исчезновения линия снова включается в работу устройством автоматического повторного включения (АПВ).
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Другая цель применения ЛЗШ – это отключение напряжения при возникновении короткого замыкании на шинах. При этом речь идёт о КЗ, происходящем непосредственно на территории распределительного устройства (РУ) или подстанции. Данная ситуация имеет особенность. Замыкание происходит в непосредственной близи от трансформатора. Сопротивление шин до точки КЗ имеет минимальное значение. Ток замыкания будет крайне высоким, вплоть до десятков тысяч ампер. Терминал РЗиА, регистрируя такое большое значение, соберёт цепочку ЛЗШ быстрее, чем, если бы авария сформировалась где-то далеко от подстанции. Если по каким-либо причинам данный каскад защиты не отработает, то питание отключится тем, который стоит выше по цепи. При этом из работы выйдет вся секция. Срабатывание будет неселективным, что является нежелательным.
Надежность ЛЗШ
ЛЗШ, с точки зрения тестирования на работоспособность, имеет отличие от прочих видов защит. Она редко срабатывает при испытаниях сотрудниками измерительных лабораторий. Объясняется это тем, что ЛЗШ отводится менее значимая роль, соответственно, она имеет более длительные по времени выдержки срабатывания и просто не успевает опередить другие виды защит.
Чаще всего логическая защита шин даёт сбой вследствие КЗ трансформатора тока либо его виткового замыкания. К счастью, происходит такое довольно редко. В этом случае трансформатор просто не в состоянии корректно измерить протекающий через контролируемую им шину ток. Поэтому не может сформироваться сигнал блокировки защиты ЛЗШ, что приводит к её непреднамеренному срабатыванию.
Важно! Перед отключением проводов от трансформатора тока его выводы требуется замкнуть между собой. В противном случае в обмотке ТТ возможно наведение высоковольтного потенциала, который опасен для жизни обслуживающего персонала и может привести к повреждению оборудования.
ЛЗШ является сравнительно простой и действенной системой по обеспечению бесперебойной работы энергосистемы. Её применение ощутимо снижает негативные последствия аварийных ситуаций, а также существенно уменьшает риск их возникновения.
Видео
Логическая защита шин (ЛЗШ)
Логическая защита шин (ЛЗШ) широко используется на подстанциях распределительных сетей без синхронной нагрузки и синхронных генераторов. Принцип действия логической защиты шин заключается в следующем. На вводном выключателе секции МТЗ (максимальную токовую защиту) выполняют либо с двумя выдержками времени (при применении электромеханических защит), либо используют два комплекта МТЗ (при применении цифрового терминала). Первая ступень («быстрый» комплект) имеет выдержку времени 0,15-0,2 с и выполняет функции ЛЗШ. Она вводится в работу, если через защиту протекает ток повреждения и нет блокирующего сигнала от пусковых органов защиты отходящих от шин линий. Этот блокирующий сигнал передается от защит отходящих линий к комплекту ЛЗШ с помощью общей шинки блокировки EBZ, расположенной вдоль всех ячеек секции. Если повреждена отходящая линия, то срабатывают пусковые органы защиты этой линии и ЛЗШ на вводе блокируется (не работает), а МТЗ ввода работает с обычной селективной выдержкой времени, резервируя защиту линии. Блокировка выполняется с помощью общего выходного реле. Если повреждены шины, то блокирующий сигнал со стороны отходящих линий отсутствует и срабатывает ЛЗШ («быстрый» комплект МТЗ), отключая через 0,15-0,2 с выключатель ввода.
Недостатки ЛЗШ. На подстанциях с мощными синхронными электродвигателями (СД) или генераторами логическая защита шин не применяется из-за возможности ложных срабатываний при внешних КЗ в питающей сети и в послеаварийных качаниях, когда через ввод проходит ток подпитки от СД или генераторов или ток качаний, достаточный для пуска защиты, а блокирующий сигнал отсутствует, так как защиты СД и генераторов по принципу действия не работают в этом режиме (например, дифференциальная) или отстроены от него (например, токовая отсечка). Кроме того, ЛЗШ не работает при КЗ в ячейке после трансформаторов тока защиты отходящей линии.
(по материалам «Библиотечка электротехника» приложение к журналу «Энергетик» выпуск «Вторичная коммутация в распределительных устройствах, оснащенных цифровыми РЗА» 2006 г. Автор: Беляев А.В.)