9.1. Общие принципы построения.
9.1.1. Релейная защита и автоматика (РЗА) должна проектироваться в соответствии с ПУЭ и настоящими нормами, руководствуясь более жесткими требованиями, содержащимися в указанных документах.
При новом строительстве, ТПВ и РК должны применяться современные устройства РЗА отечественного или иностранного производства, рекомендованные к применению в ОАО «ФСК ЕЭС».
9.1.2. Отключение любого поврежденного элемента сети (линий, подстанционного оборудования — шин, автотрансформаторов, реакторов, трансформаторов и другого первичного оборудования) должно осуществляться с минимальным возможным временем в целях сохранения устойчивой бесперебойной работы неповрежденной части системы и ограничения области и степени повреждения.
9.1.3. Ввод элемента сети после его отключения от устройств релейной защиты должен выполняться, как правило, автоматически, за исключением случаев отключения поврежденного оборудования, не допускающего автоматического повторного включения (например, автотрансформаторы, реакторы, а также, если этого требует производитель, комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией).
9.1.4. Состав и построение защит и автоматики каждого элемента сети 110 кВ и выше должны отвечать требованиям ближнего резервирования и при выводе из работы любого устройства по любой причине должны:
— обеспечивать сохранение функций защиты данного элемента сети от всех видов повреждений;
— исключать необходимость его вывода из работы.
9.1.5. Количество трансформаторов тока, вторичных обмоток и их классы точности должны обеспечивать раздельное подключение устройств РЗА и систем измерений (контроллеров АСУ ТП, автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учёта электроэнергии, мониторинга оборудования и других).
Основные и резервные защиты каждого элемента сети должны включаться на разные вторичные обмотки трансформаторов тока.
9.1.6. Должно предусматриваться резервирование защит по цепям напряжения с ручным переводом цепей на другой ТН. Как правило, на ВЛ 330-750 кВ устанавливаются по два ТН.
9.1.7. Автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ) должна подключаться к отдельной вторичной обмотке ТН.
9.1.8. При наличии двух электромагнитов отключения действие устройств РЗА должно предусматриваться, как правило, на оба электромагнита.
9.1.9. Для действия при отказах защит или выключателей смежных элементов должна предусматриваться резервная защита, предназначенная для обеспечения дальнего резервирования. Если дальнее резервирование не обеспечивается, должны предусматриваться меры по усилению ближнего резервирования. Например, применение дополнительного комплекта защит на присоединении, при повреждении которого не обеспечивается дальнее резервирование.
9.1.10. При наличии АСУ ТП на подстанции устройства РЗА должны быть интегрированы в систему.
9.1.11. Оперативное управление МП РЗА должно предусматриваться:
— по месту — с помощью переключающих устройств, устанавливаемых в шкафах (или на дверях шкафов) РЗА;
— дистанционно – с помощью средств АСУ ТП.
Положение всех переключающих устройств, параметры устройств РЗА и их изменение должно регистрироваться в устройствах РЗА и фиксироваться в АСУ ТП.
9.1.12. Каналообразующая аппаратура для передачи команд РЗА, в том числе совмещенная аппаратура передачи команд РЗА, ПА и связи, и устройства РЗА должны размещаться, как правило, в одном помещении.
9.1.13. Схемы подключения вторичных цепей к дискретным входам микропроцессорных устройств РЗА, через которые производится отключение первичного оборудования, должны обеспечивать работу устройств контроля изоляции сети постоянного оперативного тока при замыканиях на землю в этих цепях.
9.2. Релейная защита линий 330-750 кВ.
9.2.1. На линиях 330-750 кВ должно предусматриваться два комплекта защит от всех видов КЗ. При этом должны рассматриваться следующие варианты:
1) дифференциально-фазная защита (ДФЗ) и комплект ступенчатых защит (дистанционная и токовая направленная защита нулевой последовательности) с передачей разрешающих сигналов;
2) продольная дифференциальная защита (ДЗЛ) и комплект ступенчатых защит с передачей разрешающих сигналов;
3) два комплекта ступенчатых защит с передачей блокирующего (первый комплект) и разрешающего (второй комплект) сигналов.
Для обеспечения взаимодействия полукомплектов быстродействующих защит должны использоваться высокочастотные каналы связи (ВЧКС) и волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). При наличии ВОЛС предпочтение следует отдавать 2 варианту.
При одном комплекте ступенчатых защит (варианты 1 и 2) предпочтительно, чтобы ступенчатые защиты также входили в терминалы ДФЗ и ДЗЛ.
Для линий, отходящих от атомных электростанций, а также при обосновании (п.9.1.9.), дополнительно к указанным двум комплектам защиты (варианты 1 и 2) должен устанавливаться третий комплект ступенчатых защит, который может использовать те же сигналы, аппаратуру и каналы связи.
9.2.2. Для линий с ОАПВ каждый из комплектов быстродействующей защиты должен иметь логику однофазного/трёхфазного отключения выключателей и возможность перевода ее действия на отключение трёх фаз.
9.2.3. Должна предусматриваться возможность оперативного и автоматического ускорения ступенчатых защит и выбора ускоряемых ступеней.
9.2.4. Защиты, имеющие цепи напряжения, неисправность которых приводит к ложному отключению, должны блокироваться при нарушении цепей напряжения.
9.2.5. Отдельные ступени дистанционной защиты должны блокироваться при качаниях.
9.3. Релейная защита автотрансформаторов 330-750 кВ.
9.3.1. На автотрансформаторах должны быть предусмотрены следующие защиты:
— два комплекта дифференциальной токовой защиты;
— газовые защиты, в т.ч. линейного регулировочного трансформатора (при его установке);
— защита РПН с использованием струйных реле;
— резервные защиты на сторонах высшего, среднего и низшего напряжений;
— защита от перегрузки;
— дифференциальные защиты ошиновок ВН и СН (при необходимости);
— устройство контроля изоляции высоковольтных вводов 500 (750) кВ;
— дифференциальная токовая защита ошиновки НН с включением в зону ее действия токоограничивающего реактора;
— устройство резервирования при отказе выключателя ВН и/или СН при повреждении за токоограничивающим реактором на стороне НН (при необходимости);
— контроль изоляции обмотки НН;
— технологические защиты.
Газовые (струйные) реле должны действовать через два комплекта основных защит (необходимо оснащение АТ реле с двумя отключающими контактами).
9.3.2. Резервные защиты на сторонах ВН и СН должны выполняться в виде ступенчатых защит (дистанционных и токовых направленных нулевой последовательности).
9.3.3. Дистанционные защиты должны блокироваться при неисправности цепей напряжения.
9.3.4. В резервных защитах должно предусматриваться автоматическое и оперативное ускорение отдельных ступеней.
9.3.5. На стороне низшего напряжения АТ должна устанавливаться максимальная токовая защита с возможностью пуска по напряжению.
9.4. Релейная защита шунтирующего реактора 500-750 кВ.
9.4.1. На шунтирующем реакторе 500-750 кВ должны быть предусмотрены следующие защиты:
— два комплекта продольной дифференциальный токовой защиты;
— два комплекта поперечной дифференциальной токовой защиты (должны быть предусмотрены трансформаторы тока, встроенные в выводы к нейтрали реактора);
— газовая защита;
— контроль изоляции вводов (КИВ);
— технологические защиты.
9.4.2. Второй комплект поперечной дифференциальной защиты реактора с расщепленными обмотками может быть выполнен с использованием выносных трансформаторов тока типа ДТФ-35.
9.4.3. Газовые реле должны действовать через два комплекта основных защит (необходимо оснащение ШР реле с двумя отключающими контактами).
9.5. Релейная защита и автоматика компенсационного реактора, устанавливаемого в нейтрали шунтирующего реактора.
На компенсационном реакторе (КР) должны быть предусмотрены следующие защиты и автоматика:
— продольная дифференциальная защита;
— дистанционная защита;
— газовая защита;
— защита от перегрузки;
— технологические защиты;
— устройство резервирования при отказе во включении выключателя, шунтирующего КР;
— автоматика, осуществляющая ввод/вывод КР из работы или выдающая команду на уменьшение бестоковой паузы ОАПВ на линии (в случае установки ШР на линии).
9.6. Релейная защита автотрансформаторов 220 кВ.
9.6.1. На автотрансформаторе должны быть предусмотрены следующие устройства РЗА:
— два комплекта дифференциальной токовой защиты АТ;
— газовая защита;
— защита РПН с использованием струйных реле;
— резервные защиты на сторонах высшего, среднего и низшего напряжения;
— защита от перегрузки;
— технологические защиты.
9.6.2. Кроме того, на АТ могут устанавливаться:
— дифференциальные защиты ошиновок ВН и СН (при необходимости);
— дифференциальная токовая защита ошиновки НН с включением в зону ее действия токоограничивающего реактора.
9.6.3. Газовые (струйные) реле должны действовать через два комплекта основных защит (необходимо оснащение АТ реле с двумя отключающими контактами).
9.6.4. Резервные защиты на сторонах ВН и СН должны выполняться в виде ступенчатых защит (дистанционных и токовых направленных нулевой последовательности).
9.6.5. Дистанционные защиты должны блокироваться при неисправности цепей напряжения.
9.6.6. Резервные защиты должны иметь автоматическое и оперативное ускорение отдельных ступеней.
9.6.7. На стороне низшего напряжения АТ должна устанавливаться максимальная токовая защита с возможностью пуска по напряжению.
9.7. Релейная защита трансформаторов 35-220 кВ.
9.7.1. На трансформаторе должны быть предусмотрены следующие защиты:
— дифференциальная токовая защита (два комплекта для трансформаторов 110 – 220 кВ мощностью 63 МВА и более);
— газовая защита;
— защита устройства РПН;
— резервные защиты на сторонах высшего, среднего (для трехобмоточного трансформатора) и низшего напряжения;
— защита от перегрузки;
— дифференциальная токовая защита ошиновки НН с включением в зону ее действия токоограничивающего реактора (при наличии реактора).
На трансформаторе 35/0,4 кВ вместо дифференциальной защиты должна предусматриваться токовая отсечка.
9.7.2. Газовые (струйные) реле должны действовать через два терминала дифференциальных защит. При одном комплекте дифференциальной защиты газовые (струйные) реле должны действовать через терминал дифференциальной защиты и через терминал резервной защиты стороны ВН (необходимо оснащение трансформатора реле с двумя отключающими контактами).
9.8. Защита шин (ошиновок).
9.8.1. Защита шин (ошиновок) 330-750 кВ должна выполняться с использованием двух независимых комплектов дифференциальной токовой защиты.
9.8.2. Защита систем (секций) шин 110-220 кВ должна выполняться, как правило, с использованием одного комплекта дифференциальной токовой защиты. Защита комплектных РУ 110-220 кВ с элегазовой изоляцией — с использованием двух комплектов дифференциальной защиты.
9.8.3. Защита систем (секций) шин 35 кВ может выполняться с использованием одного комплекта дифференциальной токовой защиты. При отсутствии питания со стороны сети 35 кВ допускается использовать логическую защиту.
9.8.4. Дифференциальная защита шин (ошиновок) должна иметь устройство контроля исправности цепей переменного тока.
9.9. Релейная защита линий 110-220 кВ.
9.9.1. На линиях с двухсторонним питанием, отнесенным к ЕНЭС, а также отходящих от ПС ЕНЭС, должны устанавливаться две независимые защиты от всех видов повреждения: быстродействующая защита с абсолютной селективностью и комплект ступенчатых защит.
Необходимость установки быстродействующей защиты с абсолютной селективностью на остальных линиях 110-220 кВ (например, распределительных сетевых компаний) определяется исходя из требований сохранения устойчивости работы энергосистемы (19), устойчивости синхронной нагрузки, надежной работы электроустановок потребителей (если это предусмотрено техническим заданием на проектирование), ограничения области и степени повреждения линии, а также, если не обеспечивается селективность ступенчатыми защитами.
9.9.2. В качестве основной быстродействующей защиты применять один из следующих вариантов:
1) продольную дифференциальную защиту (ДЗЛ);
2) дифференциально-фазную (ДФЗ) защиту;
3) защиту с высокочастотной блокировкой;
4) комплект ступенчатых защит с передачей блокирующих или разрешающих сигналов.
9.9.3. Установка второй быстродействующей защиты предусматривается на особо ответственных линиях напряжением 110-220 кВ, если при отказе срабатывания или выведении из действия основной быстродействующей защиты отключение короткого замыкания на линии резервной защитой с выдержкой времени может привести к нарушению устойчивости нагрузки, к нарушению технологии особо ответственных производств, надежной работы атомных станций, а также требований экологии.
Две основные быстродействующие защиты должны устанавливаться на кабельных и кабельно-воздушных линиях, а также на воздушных линиях в местах массовой застройки.
В качестве второй быстродействующей защиты может быть использован комплект ступенчатых защит с передачей разрешающих или блокирующих сигналов.
Для обеспечения взаимодействия полукомплектов быстродействующих защит должны использоваться высокочастотные каналы связи (ВЧКС) и волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). При наличии ВОЛС предпочтение следует отдавать варианту 1.
При одном комплекте ступенчатых защит (варианты 1 и 2) предпочтительно, чтобы ступенчатые защиты также входили в терминалы ДФЗ и ДЗЛ.
9.9.4. Комплект ступенчатых защит должен содержать дистанционную и токовую направленную защиту нулевой последовательности. Отдельные (по выбору) ступени дистанционной защиты должны блокироваться при качаниях.
9.9.5. Должна предусматриваться возможность оперативного и автоматического ускорения ступенчатых защит и выбора ускоряемых ступеней.
9.9.6. На линиях 110-220 кВ с односторонним питанием используются два комплекта ступенчатых защит, каждый из которых включает:
— токовую (если удовлетворяется требование селективности) или дистанционную защиту от многофазных КЗ,
— токовую направленную/ненаправленную защиту от КЗ на землю.
9.9.7. Защиты, имеющие цепи напряжения, неисправность которых приводит к ложному отключению, должны блокироваться при нарушении цепей напряжения.
9.10. Автоматическое повторное включение.
9.10.1. Должно предусматриваться автоматическое повторное включение (АПВ) воздушных линий электропередачи и сборных шин (ошиновок) открытых распределительных устройств.
9.10.2. На линиях напряжением 330-750 кВ для сохранения устойчивости должно применяться 1/3-фазное АПВ (ОАПВ/ТАПВ), в других случаях — ТАПВ.
Пуск АПВ должен выполняться по цепи «несоответствия» и/или от защит.
При выполнении АПВ воздушных линий электропередачи и сборных шин (ошиновок) 330-750кВ должны быть реализованы:
— однократность действия;
— действие на включение выключателя по факту наличия готовности выключателя линии и устройства АПВ, с установленной выдержкой времени;
— запрет действия АПВ при отключении/включении выключателя оперативным персоналом;
— возможность запрета ТАПВ от внешних устройств (УРОВ, защиты от неполнофазного режима и т.п.);
— возможность запрета ТАПВ при неуспешном автоматическом включении одной фазы (неуспешное ОАПВ);
— возможность реализации ТАПВ выключателя с увеличенной выдержкой времени после неуспешного ОАПВ;
— взаимный запрет ТАПВ выключателей при неуспешном ТАПВ выключателя, включаемого первым (при наличии двух выключателей на линии);
— сохранение функции ТАПВ при отключении одной фазы и возникновении КЗ на других фазах в цикле ОАПВ;
— оперативный ввод/вывод ОАПВ, ТАПВ, изменение алгоритма контроля ТАПВ посредством местного и удаленного доступа;
— контроль погасания дуги на отключенной фазе/фазах;
— разные выдержки времени ТАПВ для линии и шин (при использовании автоматического опробования систем шин).
Должны предусматриваться следующие виды контроля цепи пуска ТАПВ:
— с контролем отсутствия напряжения на линии (шинах) и наличия симметричного напряжения на шинах (АТ, Т);
— с контролем отсутствия напряжения на шинах и наличия симметричного напряжения на линии (АТ, Т);
— с контролем наличия синхронизма и контролем наличия симметричного напряжения на линии (АТ, Т) и на шинах;
— с улавливанием синхронизма и контролем наличия симметричного напряжения на линии (АТ, Т) и на шинах.
9.10.4. На воздушных линиях, обходном выключателе, шинах (ошиновке) напряжением 110-220 кВ должно применяться 3-фазное АПВ (ТАПВ) с пуском по цепи «несоответствия» и/или от защит.
На ВЛ с двухсторонним питанием ТАПВ должно выполняться с однократным действием, а на ВЛ с односторонним питанием – с двукратным действием.
При выполнении АПВ должно быть реализовано:
— действие на включение выключателя по факту наличия готовности выключателя линии и устройства АПВ с установленной выдержкой времени;
— запрет при отключении/включении выключателя оперативным персоналом;
— возможность запрета ТАПВ от внешних устройств;
— взаимный запрет ТАПВ выключателей при неуспешном ТАПВ выключателя, включаемого первым (при наличии двух выключателей на линии);
— оперативный ввод/вывод ТАПВ, изменение алгоритма контроля ТАПВ посредством местного и (при наличии АСУ ТП) удаленного доступа;
— разные выдержки времени ТАПВ для линии и шин (при использовании автоматического опробования систем шин).
На линиях с двухсторонним питанием при обосновании должны предусматриваться следующие виды контроля цепи пуска ТАПВ:
— с контролем отсутствия напряжения на линии (шинах) и наличия напряжения на шинах (АТ, Т);
— с контролем отсутствия напряжения на шинах и наличия напряжения на линии (АТ, Т);
— с контролем наличия синхронизма напряжений на линии (АТ, Т) и на шинах.
На линиях с односторонним питанием, а также с двухсторонним питанием, если при отключении выключателя нет опасности потери синхронизма, пуск АПВ должен выполняться без контроля напряжений и синхронизма (простое АПВ).
9.11. Устройство резервирования при отказе выключателя.
9.11.1. На каждом выключателе 110-750 кВ, а также на выключателях 6-35 кВ присоединений, отказ выключателя которых не резервируется защитами других присоединений, должно предусматриваться устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ) с пуском от защит присоединений.
9.11.2. УРОВ присоединений 110 кВ и выше должно быть реализовано со ступенчатым действием:
первая ступень – действие без выдержки времени и без контроля тока на отключение своего выключателя;
вторая ступень – действие с выдержкой времени и с контролем тока на отключение выключателей смежных присоединений с запретом АПВ.
9.11.3. На линиях с ОАПВ должен осуществляться пофазный пуск УРОВ и пофазный контроль тока.
9.11.4. УРОВ присоединений 6-35 кВ допускается выполнять в виде действия защиты присоединения с дополнительной выдержкой времени (времени УРОВ) на отключение питающих присоединений.
9.12. Релейная защита и автоматика на обходном выключателе (ОВ).
9.12.1. На ОВ должен быть предусмотрен комплект ступенчатых защит (дистанционной и токовой направленной нулевой последовательности) и АПВ для переводимых на ОВ присоединений, аналогичный комплекту, используемому в нормальном режиме эксплуатации присоединения, а также УРОВ ОВ. Целесообразно использовать возможности устройств РЗА ОВ по изменению групп уставок.
9.13. Релейная защита и автоматика на шиносоединительном (ШСВ) и секционном (СВ) выключателях 110 кВ и выше.
9.13.1. На ШСВ и СВ должна быть предусмотрена ступенчатая защита от междуфазных КЗ и от однофазных КЗ.
9.13.2. На ШСВ (СВ) должно быть предусмотрено однократное АПВ.
9.14. Определение места повреждения на воздушных линиях.
Определение места повреждения на ВЛ 110 кВ и выше должно выполняться, как правило, методом двухстороннего замера с использованием специализированной программы ОМП, как функции в составе АСУ ТП, или специального/отдельного устройства ОМП.
В последнем случае должна быть обеспечена интеграция устройства ОМП в АСУ ТП.
Получение данных о токе должно осуществляться от вторичных обмоток трансформаторов тока (трансформаторов тока) класса Р.
Использование функции ОМП в составе МП РЗА допускается в качестве резерва.
9.15. Защита и автоматика КРУ 6-10 кВ.
9.15.1. На вводных ячейках предусматривать:
— максимальную токовую защиту c возможностью комбинированного пуска по напряжению;
— дуговую защиту;
— защиту минимального напряжения;
— УРОВ.
9.15.2. На секционном выключателе предусматривать:
— максимальную токовую защиту;
— дуговую защиту;
— автоматическое включения резерва (АВР).
9.15.3. На каждой секции шин должна быть предусмотрена:
— дуговая защита шин;
— логическая защита шин;
— сигнализация замыканий на землю.
9.15.4. На отходящих фидерах предусматривать:
— максимальную токовую защиту;
— токовую отсечку;
— защиту от перегрузки (на ТСН);
— защиту от замыканий на землю;
— дуговую защиту;
— АПВ (для воздушных линий);
— УРОВ.
9.15.5. Защита от дуговых замыканий должна выполняться с контролем тока.
9.15.6. На линиях, питающих внешних потребителей, должна предусматриваться селективная сигнализация при однофазных замыканиях на землю.
НТП. Часть 9. Релейная защита и автоматика