Zabezpieczenia ziemnozwarciowe. Kryteria, dobór oraz własności

Transkrypt

1 Zabezpieczenia ziemnozwarciowe Kryteria, dobór oraz własności

2 Dr inż. Andrzej Juszczyk AREVA T&D sp. z o.o. Zabezpieczenia ziemnozwarciowe. Kryteria, dobór oraz własności. andrzej.juszczyk@areva-td.com Zabezpieczenia ziemnozwarciowe w ofercie. W związku ze skomplikowanymi zjawiskami zachodzącymi podczas zwarć doziemnych oraz różnymi typami sieci, Schneider Electric opracował szereg kryteriów zabezpieczeniowych, dostępnych w przekaźnikach serii MiCOM. Wszystkie poniższe uwagi dotyczą zabezpieczeń Schneider Electric, gdyż zła konstrukcja (również oprogramowanie) przekaźnika zmienia własności kryteriów zabezpieczeniowych. Do wyboru w przekaźnikach MiCOM są następujące kryteria zabezpieczeniowe: Kryterium Sieć izolowana Sieć kompensowana Sieć z rezystorem Nie zalecane zabezpieczenia zabezpieczenia kierunkowe kątowe czynno lub biernomocowe (Io cosϕ lub Io sinϕ) Yo> - admitancyjne Go> lub ukierunkowane dla długich linii (duża pojemność) Bo> kierunkowe susceptancyjne spełnieniu warunków czułości działania(ale bez silników powyżej 1MW ). Dla sieci gdzie występują silniki powyżej 1MW należy stosować kryteria korzystające z napięcia Uo Dopuszczalne przy ustawieniu czasu opóźnionego odpadu na wartość 0,1s nastawieniu kąta na wartość 90 (Io sinϕ) oraz czasie odpadu 0,1s Doskonałe przy spełnieniu warunków czułości działania dla zwarcia metalicznego (które najczęściej bardzo łatwo spełnić) Nie nadaje się Bardzo dobre jako podstawowe. uzupełnienie go kryterium Yo> tworzy doskonały układ zabezpieczeń Nie nadaje się Nie zalecane Doskonałe, pewne i szybkie, ale w parze z m Go>. Można ustawić szybszy czas działania niż Go> eliminując w ten sposób wszelkie problemy zakłóceniowe. Doskonałe, ale przy sprawnym wymuszeniu składowej czynnej (załączenie Wymagane jako dodatkowe do innych kryteriów ze względu na bezpieczeństwo (przepalenie się bezpiecznika w obwodach Uo) Zalecane (przy ustawieniu czasu opóźnionego odpadu na wartość 0,1s i ustawieniu kąta na wartość 30 ) ustawieniu kąta na wartość 30 Doskonałe, pewne i szybkie. Może być podstawowym m jeśli spełnione są warunki czułości dla zwarcia metalicznego. Ze względu bezpieczeństwa (brak Uo) powinno być uzupełnione Io> Bardzo dobre. Może być jako podstawowe. Ze względu bezpieczeństwa (brak Uo) powinno być Typ przekaźnika P120, P121, P122, P123, P124, P125, P126, P127, P125, P126, P127, P139, P141, P142, P143, P125, P126, P127, P139, P141, P142, P143, RPox- 259, RER259, P142, P142, rezystora) uzupełnione Io> Nie nadaje się Nie zalecane Po> - mocowe Nie nadaje się Nie zalecane Nie nadaje się P125, P126, P127 1/3

3 Ocena kryteriów pod względem skuteczności działania w sytuacjach niekorzystnych dla przekaźników: Kryterium Zwarcia oporowe Zwarcia metaliczne Łuk przerywany Uchyby kątowe Mała czułość Bardzo dobre Nie wrażliwe na metodę nastawy. zabezpieczenia zabezpieczenia kierunkowe kątowe czynno lub biernomocowe (Io cosϕ lub Io sinϕ) Yo> - Go> lub kierunkowe dla długich linii (duża pojemność) Bo> kierunkowe susceptancyjne Ograniczona czułość na konieczność wysokiej nastawy w celu poprawnego działania podczas zwarć metalicznych. Ograniczona czułość na konieczność wysokiej nastawy w celu poprawnego działania podczas zwarć metalicznych czułość rozruchowym Uo> czułość rozruchowym Yo> czułość rozruchowym Uo> Problemy z selektywnością podczas trudnych zwarć, szczególnie Problemy z selektywnością podczas trudnych zwarć, szczególnie warunkiem wprowadzenia prawidłowych nastaw. selektywność bez konieczności wprowadzania nastaw (nastawa fabryczna) warunkiem wprowadzenia prawidłowych nastaw (stosowanie podstawowych reguł) Zależy od konstrukcji przekaźnika. Można skuteczność opóźnienia odpadu. Mała odporność Można skuteczność opóźnienia odpadu Mała odporność, ale lepsza od kątowego. Można skuteczność opóźnienia odpadu warunkiem gdy od 3 (dla Uo=100V) Bardzo dobra selektywność. Szczególnie, gdy od 3 (dla 3Uo=100V) (najczęściej nastawa fabryczna zapewnia uzyskanie takiej czułości) Bardzo dobra selektywność. Szczególnie, gdy od 3 (dla 3Uo=100V) Po> - mocowe Bardzo mała czułość Dobra selektywność Wrażliwe na te zjawisko Wrażliwe na uchyby, szczególnie Wrażliwe na uchyby szczególnie Nie wrażliwe Mało wrażliwe Mało wrażliwe Mniej wrażliwe od kątowych i czynnomocowych 2/3

4 UWAGI: - Wybór kryteriów powinien być wynikiem analizy konkretnej sieci. - Zastosowanie odpowiednich kryteriów dla danej sieci zapewnia 100% potwierdzoną przez użytkowników skuteczność działania, jeżeli tylko: - Jest dostateczny poziom Uo, zezwalający na działanie kryteriom zabezpieczeniowym (zwarcia oporowe), - czasy opóźnienia działania nie są zbyt długie (możliwość gaśnięcia łuku przed odmierzeniem czasu opóźnienia i ponowny zapłon po dłuższym czasie), - Przekładnik Ferrantiego jest prawidłowo zamontowany - Kierunkowość jest dobrze ustawiona (kierunkowość nie dotyczy Io>, Yo>, Go>) - Próg Uo może być przy dobrze dobranych kryteriach ustawiony dość nisko: 5V dla uziemienia przez rezystor, 10V dla sieci, 15V dla sieci izolowanej ( wartości wtórne 3Uo) co daje bardzo wysokooporowe zwarcia dla tych sieci. - Nie należy stosować długich czasów opóźnienia niż wynika to z konieczności stopniowania czasowego. Długie czasy opóźnień były kiedyś stosowane w celu uzyskania selektywności działania. Obecnie powodują wręcz odwrotny skutek. Czasy opóźnienia 0,2s są dostateczne długie ze względu na selektywność działania skutecznych kryteriów (admitancyjne). Stosowanie krótkich czasów zmniejsza prawdopodobieństwo zgaszenia łuku i jego ponownego zapłonu. - Szybkie eliminowanie zwarć doziemnych powoduje brak degradacji innych kabli (zwarcia podwójne, naruszenie izolacji a potem po wygrzaniu następne doziemienie w innym kablu) zwłaszcza ach z izolowanym punktem gwiazdowym, gdzie przepięć jest bardzo duży. - Zaleca się, jeżeli jest to tylko możliwe, stosowanie najprostszych kryteriów. Najlepiej bezkierunkowych. Jeżeli nie zapewnia się przy pomocy tych kryteriów działania w każdych warunkach, to należy ustawiać je jako rezerwowe, najlepiej z krótszym czasem działania (np. 0,1s), niż bardziej wyrafinowane zabezpieczenia (szczególnie gdy korzystają z kierunku). - W wielu kryteriach nastawy wpływają na selektywność działania, dlatego dla weryfikacji nastaw oraz kierunku zaleca się stosowanie wbudowanych rejestratorów zakłóceń, które mogą być wyzwalane przez bardzo nisko nastawione zabezpieczenia Io> działające z krótkim czasem opóźnienia (nie powiązane oczywiście z przekaźnikami wyjściowymi). Przy takim nastawieniu podczas zwarcia doziemnego na jakiejkolwiek linii następuje wyzwolenie rejestratorów zakłóceń w każdej linii. Najbardziej cenne źródło informacji stanowią przebiegi z linii niedoziemionych. Powyższa rejestracja pozwala na doskonałe zweryfikowanie nastaw (Yo, Bo, Go, Io>, Io_czynne, Io_bierne) oraz wprowadzenia korekcji kątowej uchybów przekładników Ferrantiego. Korekcja kątowa wszelkich uchybów jest dostępna w przekaźnikach P139 oraz P141, P142, P143. W przypadku braku wiedzy dotyczącej obróbki sygnałów pochodzących z rejestratorów zakłóceń firma ALSTOM służy w tej materii pomocą. 3/3

5 Schneider Electric Energy Poland Sp. z o.o. Zakład Automatyki i Systemów Elektroenergetycznych Świebodzice, ul. Strzegomska 23/27 Tel. +48 (74) , Fax +48 (74)