Диагностика обрывов вторичных цепей РЗА. Часть 2

Продолжаем тему диагностики вторичных цепей на обрыв. В первой части мы посмотрели методы, которыми можно проверить дискретные цепи и цепи привода. Сегодня в основном поговорим об измерительных цепях.

Диагностика токовых цепей

Особенность токовых цепей состоит в том, что в них нет событий (появления или исчезновения значимого сигнала). Измерения идут постоянно, вне зависимости от наличия повреждения в первичной сети. Большую часть времени в этих цепях присутствует периодический сигнал, который не дает вам значимую информация для диагностики обрыва. И даже если сигнал исчезает, то это не обязательно означает обрыв. Возможно просто нагрузка в сети упала до нуля.

Таким образом, проконтролировать единичную токовую цепь на обрыв практически невозможно. Вы, конечно, сейчас напишите мне 100500 относительно честных способов контроля таких цепей (типа, измеряй ток I2, сравнивай с I1), но на практике, для ступенчатых защит, контроль обрыва токовых цепей не применяют. Здесь Цифровая подстанция действительно может дать фору обычной.

Другое дело дифференциальные защиты, где, при отсутствии повреждения “в зоне”, ток в защите всегда примерно равен нулю. Если вы сможете выбрать уставку алгоритма диагностики токовых цепей ниже максимального тока небаланса, но выше начальной уставки срабатывания ДЗТ, то сможете фиксировать обрывы токовых цепей . Что и делается на практике, причем как в микропроцессорных РЗА, так и в схемах с электромеханикой.

Диагностика обрывов вторичных цепей РЗА. Часть 2

Из книги «Дифференциальная защита шин 110-220 кВ». И.Р. Таубес. БЭ. 1984 г.

Например, в схемах ДЗШ уставка начала характеристики срабатывания выбирается выше, чем рабочий ток самого нагруженного присоединения. При обрыве любой токовой цепи срабатывает сигнализация и ДЗШ выводится из работы. Это делается для того, чтобы не было ложного отключения при внешнем КЗ. Дальше у вас есть какое-то время на поиск обрыва и восстановление нормальной схемы.

Кстати, с появлением терминалов РЗА со второй группой токовых входов, под керн 0,5, появилась возможность контроля токовых цепей по избыточной информации, аналогично дискретным.

Диагностика обрывов вторичных цепей РЗА. Часть 2

Заодно уменьшится количество электронных устройств, которые выполняют практически одни и те же функции. Правда у релейщиков и асушников могут возникнуть вопросы по объединению функций в одном устройстве. А там и служба телемеханики подтянется)

 

Диагностика цепей напряжения

Обрыв цепей напряжения можно проконтролировать анализируя сумму фазных напряжений и напряжений разомкнутого треугольника. Раньше для этого использовалось реле КРБ-12, сейчас алгоритмы цифровых защит. Интересно, что чистыми математикой и логикой нельзя определить обрыв нулевого провода, для этого нужно создавать несимметричную систему напряжений, например, при помощи внешнего резистора. 

Диагностика обрывов вторичных цепей РЗА. Часть 2

Из книги «Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636». А.П. Удрис. БЭ. 1988 г.

Кроме этого контролируется аварийное срабатывание автомата защиты ТН, через его блок-контакт, для случаев, где алгоритм отказывается нечувствительным к обрыву/отключению всех цепей напряжения. Для КРБ-12 это актуально

В целом цепи напряжения контролировать на обрыв проще, чем токовые  потому, что есть как минимум две вторичные обмотки ТН и аппарат защиты. При фиксации нарушения цепей напряжения выдается сигнал и происходит блокировка защит, которым для работы необходимы напряжения (например, ДЗ или направленные МТЗ). Направленные защиты могут быть переведены в ненаправленный режим, часто с изменением уставок.

 

Диагностика цепей на обрыв при помощи обтекания током

Вернемся к дискретным цепям, в которых нельзя использовать метод избыточной информации. Это все входные цепи с единичными контактами, переключателями и кнопками со стороны плюса опер. тока

Если вы можете пропускать небольшой фиксированный ток через такую  цепь, то контроль на обрыв становится реальным. Правда создать такую цепь не просто, да и сама конструкция не вызывает у релейщиков доверия (см. рисунок ниже)

Диагностика обрывов вторичных цепей РЗА. Часть 2

Зная напряжение опер. тока и номинал шунтирующего контакт резистора R вы определяете ток контроля цепи. Резкое увеличение тока в цепи означает замыкание контакта (работа с соответствии с основным алгоритмом), а исчезновение тока контроля Ik — обрыв цепи.

Минусы данной схемы очевидны: нужен внутренний источник питания цепей и схема анализа тока в каждом дискретном входе терминала. Да и установка резисторов параллельно каждому внешнему НО-контакту довольно скучное занятие. Поэтому в реальности схему применяют нечасто, хотя устройства с внутренним источником питания дискретных входов на рынке есть.

 

Лайфхак по увеличению надежности дискретных цепей РЗА

Если у вас есть терминал РЗА в большим количеством дискретных входов с изолированной точкой, как указано на рисунке ниже, то собирайте «минус» цепей оперативного тока в кольцо, а не шлейфом. Цена вопроса — один лишний провод, но при обрыве любой “сопли” вы не теряете ничего. Дешево и сердито

Диагностика обрывов вторичных цепей РЗА. Часть 2

Да, похоже на «бабушкины секреты», но, несмотря на простоту метода, применяют его немногие. Кто сказал, что хорошие вещи должны быть сложными?

 

Резюме по диагностике обрывов вторичных цепей РЗА

Как видно из описания традиционных способов мы можем контролировать следующие вторичные цепи на обрыв:

  • Токовые цепи (дифф. защиты)
  • Цепи напряжения 
  • Цепи управления приводом выключателя
  • Цепи питания устройств
  • Некоторые дискретные цепи (шинки, цепи с избыточной информацией)

Да, это не все цепи релейной защиты, но это основные цепи, которые влияют на надежность и работоспособность подстанции. Вкупе с ближним и дальним резервированием, а также периодическим обслуживанием, это дает очень хорошие показатели живучести системы в целом. 

На Цифровой подстанции объем контроля цепей на обрыв будет выше, но это не значит, что мы получим резкое увеличение надежности в этом плане. Ведь мы стартуем не с нуля. 

 

Опишите другие способы контроля стандартных цепей РЗА на обрыв в комментариях, если я что-то пропустил. Ну, и поставьте лайк этой статье, если она вам понравилась)

Удачи!

  • Аноним

    Схема завода дополнительного минуса хороша! Действительно используется «классический принцип кольца». Но тогда появляется вообще возможность и контролировать обрывы, с выводам на сигнал об этом повреждении.
    1. способ. контролировать токи в начальном узле по правилу Кирхгофа, если будет разрыв где-то в цепи,то относительное соотношение токов в двух отходящих ветвях не будет поровну, исключение если так сложилось, что произошёл разрыв, в так называемой, точке потока раздела для кольцевой сети.
    2. можно контролировать токи только 2 отходящих ветвей относительно друг-друга. Принцип тот же, но не будет как бы опорной (эталонной) величины от суммарного тока.

    Первый способ лучше: позволяет определить произошёл разрыв и теоретически с точность между какими двум шкафами, терминалами.

    Для контроля токов, с целью соблюдения надёжности и целостности цепи, для измерения токов лучше использовать ТТ пост. тока, например на — датчиках Холла и проч.

    Терминалы потребляют по 20…40 Вт в режиме ожидания и по 30…60 Вт в режиме срабатывания. Если нет срабатывания и принять среднее значение 30 Вт, то с 10% точностью измерения токов, в кольце может контролироваться 20 терминалов (600 Вт или в дуге по 300 Вт). Чисто терминалов в кольце теоретически можно делать из нечетного числа терминалов, тогда разорвавшиеся дуги как бы всегда разновелики.

    Кроме разрывов также можно, что собственно более важно — контролировать образование КЗ в этой же цепи, так как токи будут однозначно разными. Но это требует более углублённого исследования … к сожалению мало времени, есть и другие дела, поэтому кто хочет отдаю идеи займитесь и вложите эти исследования …
    Как говорится, «пока верстался номер». Гипотеза: Контролировать наличие КЗ можно следующим образом: сравнивать суммарный ток с сумму токов ветвей. Когда нет КЗ токи равны, а вот если КЗ, то появятся или должны появиться уравнительные токи в кольце, а в суммарном может их не быть, нужно исследовать…

    • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/131488400583096/ Дмитрий Василевский

      Как-то сложно. Дискретов в терминале может быть сколько угодно и обрыв тоже может произойти в любом месте цепи. Токов там тоже практически нет потому, что современный дискретный вход потребляет около 2,5 мА. Да и нельзя предсказать на 100% какие входы будут в сработанном состоянии.
      Минусы различных терминалов нельзя объединять, у каждого свой опер. ток. А КЗ вообще отключаются автоматом, здесь никакой дополнительной диагностики не требуется.
      Смысл кольца на минусе в том, чтобы не зависеть от единичного обрыва. Не более того

      • Аноним

        Не совсем так. По требованиям помехоустойчивости ток должен быть не менее 8 мА, хотя конечно есть и по 1,5 мА и ещё меньше. 220В/2 МОм …

    • http://vk.com/id215009996 Иван Филин

      Коллега, зачем такие сложности? Мало того что такой единичный обрыв может произойти, когда рак на горе свиснет, так вы еще предлагаете городить схему диагностики. При таком единичном обрыве и наличие обходного провода, диагностика проста, старый и надежный дедовский метод, все проверки начинаются с внешнего осмотра шкафа, монтажа, ячейки, протяжки клеммных соединений и т.д., тщательный осмотр выявит обрыв. Пишу как эксплуататор.

  • Аноним

    Вероятность обрыва шлейфа минуса на дискретных входах выглядит довольно маленькой, разве что чьи-то шаловливые кусачки помогут)
    С другой стороны решение действительно простое и дешевое.

  • http://vk.com/id215009996 Иван Филин

    1) Не давно делал блокировку диф.защиты трансформатора по току небаланса с сигналом, в терминале Siprotec 4 7UT612 ,в логике СFC. Проектом не было предусмотрено, поэтому решили сделать сами.
    2) На счёт лайфхака, идея не плохая, но очень-очень маловероятная.

Комментарии для сайта Cackle

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.