Современные нормативные документы выдвигают ряд требований, предъявляемых к панелям защиты силовых трансформаторов. Оборудование панели защиты трансформаторов должно обеспечивать основную и резервную защиты силовых трансформаторов, ручное и (иногда) автоматическое управление РПН, измерения и индикацию электрических параметров, отображение положения высоковольтного коммутационного оборудования, аварийную и предупредительную сигнализацию, подключение к информационной сети для организации систем управления различного уровня.
Традиционно оборудование РЗиА для силовых трансформаторов строилось на электромеханических реле. Использование большого количества отдельных реле (трехфазная дифференциальная защита, трехфазная МТЗ, реле минимального напряжения и пр.) приводит к росту размеров и особенно количества монтажа оборудования РЗиА для силовых трансформаторов, что снижает надежность такой системы РЗиА. Реле монтируются на четырех, пяти и более стойках, загромождая рабочее место дежурного персонала, затрудняя отслеживание работы защит. Соединение оборудования на электромеханических реле с современными системами сбора информации и системами управления затруднено.
Применение микропроцессорной техники позволяет уместить тот же или даже больший объем функций в два-три шкафа, поскольку новейшие устройства РЗиА совмещают в себе широкий диапазон функций не только защит, но и контроля, управления, телемеханики. При этом надежность всей системы возрастает за счет существенного снижения количества ее элементов.
Структурная схема панели защиты трансформатора с устройствами Sepam торговой марки Merlin Gerin (Шнейдер Электрик) приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная схема панели защиты трансформатора 110/10 кВ с устройствами РЗиА типа Sepam
АО "Шнейдер Электрик" предлагает оборудование РЗиА торговой марки Merlin Gerin для реализации всех функций панелей защиты трансформаторов, требующихся в соответствии с действующими нормативными документами. На базе этих устройств типа Sepam реализованы панели защиты силовых трансформаторов, которые: • выполнены как комплектное многофункциональное устройство; • обеспечивают все требования нормативных документов к релейной защите и автоматике силовых трансформаторов; • обеспечивают защиту трансформаторов любой конфигурации (двух-, трехобмоточных, с расщепленной вторичной обмоткой, автотрансформаторов); • реализуют контроль и управление устройством РПН; • просты в сопряжении с внешним оборудованием; • наглядны в работе; • обеспечивают информационную связь с внешним оборудованием контроля и управления; • могут выпускаться с дополнительными опциями под заказ.
Рисунок 2 - Панель защиты трансформаторов 110/6 кВ с устройствами РЗиА типа Sepam
Разработанное "Шнейдер Электрик" оборудование на базе устройств типа Sepam реализует обширный ряд функций в различных областях РЗиА в полном соответствии с требованиями ПУЭ и прочих действующих нормативных документов.
Защита оборудования является основной и самой важной функцией панели защиты трансформаторов, которая обеспечивает: • продольную дифференциальную защиту без выдержки времени (основную) с отстройкой от бросков тока намагничивания и токов небаланса; • максимальную токовую защиту (резервную), работающую отдельно от основной и при необходимости имеющую блокировку по напряжению; • ускорение МТЗ при включении на КЗ; • защиту от перегрузки по току; • защиту от понижения уровня масла (на сигнал); • защиту от повышения температуры масла (на сигнал); • газовую защиту (на сигнал + на отключение); • газовую защиту устройства РПН (на отключение с возможностью перевода на сигнал); • защиту от перегрева по математической модели; • защиту нулевой последовательности;
• резервирование отключения КЗ с приемной стороны трансформатора.
При этом панель защиты трансформаторов обеспечивает сигнализацию срабатывания каждого вида защиты, сигнализацию при возникновении ненормальных режимов, раздельный вывод из работы основной и резервной (резервных) защит (для проверки работы защит), а также испытательные блоки и прочее оборудование для проверки защит.
Измерение основных электрических параметров также является одной из важнейших функций панели защиты трансформаторов, которая включает в себя: • стационарные показывающие приборы; • измерение тока в каждой фазе; • измерение линейных и фазных напряжений; • контроль изоляции; • измерение активной и реактивной мощности; • измерение частоты; • автоматическую регистрацию аварийных процессов; • автоматическую регистрацию токов отключения; • класс точности первичных измерений 0,5.
Функции управления и автоматики включают в себя: • отключение выключателя (выключателей) с приемной стороны трансформатора; • автоматическое включение обдува трансформатора; • автоматическую блокировку РПН по току; • автоматическое управление РПН (опция); • пуск УРОВ; • постоянно действующий контроль исправности цепей питания; • контроль исправности цепей включения (опция).
Разработанные "Шнейдер Электрик" панели защиты трансформаторов выполняют целый ряд функций телемеханики, а именно: • сбор информации о режиме работы, изменениях при аварийных режимах; • сбор информации о состоянии основного коммутационного оборудования; • контроль за выполнением распоряжений по производству переключений; • телеуправление; • телесигнализация для отображения на диспетчерских пунктах положения и состояния основного коммутационного оборудования; • телесигнализация для ввода информации в вычислительные машины и устройства обработки информации; • передача аварийных и предупредительных сигналов; • телеизмерения основных электрических параметров.
Рисунок 3 - Шкаф панели защиты трансформаторов 110/6 кВ с устройствами РЗиА типа Sepam (вид сзади при открытой двери)
Оборудование (рисунки 2, 3), соответствующее этому перечню требований, было поставлено и внедрено фирмой Шнейдер Электрик на целом ряде подстанций, в том числе на предприятиях магистральных нефтепроводов, причем панели защиты силовых трансформаторов состыкованы с системами контроля и управления соответствующими подстанциями, а также с центральной системой управления магистральных нефтепроводов.
Для внедрения на предприятиях России производство описанных панелей защиты трансформаторов на базе устройства РЗиА типа Sepam торговой марки Merlin Gerin налажено на базе корпорации "ЭлКор".
Разработанное совместно с ОАО "Особое конструкторское бюро комплектных устройств" оборудование защиты силовых трансформаторов полностью соответствует современным требованиям и реализовано на базе микропроцессорных устройств, легко обеспечивающих стыковку с АСУ ТП посредством протокола Modbus или DNP 3,0 (IEC 60870 5 103).
Оборудование РЗиА для защиты силовых трансформаторов выполняется под заказ с учетом всех требований и нужд заказчика, всех особенностей конкретной подстанции. Для этого предоставляются комплексные услуги по техническому сопровождению проектов и выработке технических реализаций, шеф-монтажу микропроцессорного оборудования при вводе в эксплуатацию, обучению персонала, гарантийному и послегарантийному обслуживанию.