158
П
равильный
расчёт
и
выбор
защитных
аппаратов
в
системах
оперативного
постоянного
тока
(
СОПТ
)
подстанций
определяет
не
только
нормальное
функционирование
СОПТ
,
но
и
надёжную
работу
объекта
в
целом
.
Действующая
в
настоящее
время
нормативная
база
[1—3]
определяет
следующие
требования
к
аппаратам
за
-
щиты
:
•
расчёт
токов
КЗ
нужно
выполнять
как
для
максималь
-
но
возможных
токов
,
так
и
для
минимально
возмож
-
ных
с
учётом
сопротивления
дуги
.
Расчёт
токов
КЗ
дол
-
жен
выполняться
в
соответствии
с
требованиями
ГОСТ
29176-91;
•
на
верхнем
и
среднем
уровнях
в
качестве
защитных
аппаратов
должны
применяться
предохранители
.
На
нижнем
уровне
допускается
применение
как
предохра
-
нителей
,
так
и
автоматических
выключателей
;
•
защиты
всех
уровней
должны
быть
селективны
во
всех
диапазонах
токов
КЗ
;
•
защиты
более
низкого
уровня
резервируются
защита
-
ми
более
высокого
уровня
;
•
защитные
аппараты
должны
обеспечивать
чувстви
-
тельность
к
дуговым
коротким
замыканиям
в
основной
зоне
и
зоне
резервирования
;
•
защитные
аппараты
должны
обеспечивать
отключение
коротких
замыканий
в
любой
точке
СОПТ
,
сопровожда
-
ющихся
снижением
напряжения
на
шинах
глубиной
более
50%,
со
временем
,
не
превышающим
50
мс
,
для
обеспечения
неперезагрузки
микропроцессорных
тер
-
миналов
(
МП
терминалов
).
Не
претендуя
в
рамках
одной
статьи
на
полный
анализ
возможных
вариантов
решений
этих
задач
,
остановимся
на
нескольких
,
на
наш
взгляд
,
важных
моментах
.
Приведённые
требования
определяют
следующий
алго
-
ритм
расчёта
.
Для
определения
коммутационной
стойкости
исполь
-
зуемых
защитных
аппаратов
и
селективности
необходи
-
мо
рассчитать
максимальное
значение
тока
—
это
метал
-
лическое
КЗ
в
начале
кабельной
трассы
непосредствен
-
но
за
выбираемым
защитным
аппаратом
.
Батарея
при
этом
считается
новой
(100%
ёмкости
)
и
полностью
заря
-
женной
,
то
есть
её
ЭДС
равна
2,05—2,1
В
на
элемент
.
Для
определения
чувствительности
защитных
аппаратов
опре
-
деляется
минимальный
ток
КЗ
—
дуговое
КЗ
в
конце
защи
-
щаемой
кабельной
трассы
при
АБ
в
конце
срока
службы
в
аварийном
разряде
.
Для
батареи
это
означает
ёмкость
,
гарантируемую
производителем
в
конце
срока
службы
(
обычно
80%
от
номинальной
),
и
ЭДС
элемента
в
конце
аварийного
разряда
согласно
проектному
решению
(
как
правило
, 1,8
В
/
эл
).
В
зависимости
от
длин
и
сечений
ка
-
белей
минимальный
и
максимальный
токи
КЗ
могут
отли
-
чаться
на
порядок
.
Также
,
по
требованиям
ГОСТ
29176-91,
необходимо
учитывать
изменения
внутреннего
сопротивления
элемен
-
тов
цепи
при
их
нагреве
вследствие
протекания
тока
КЗ
.
Это
явление
приводит
к
тому
,
что
в
процессе
КЗ
при
на
-
греве
,
например
,
кабелей
ток
КЗ
начинает
снижаться
.
Если
проигнорировать
этот
эффект
при
расчётах
,
то
реальный
ток
КЗ
может
оказаться
серьёзно
заниженным
,
что
приве
-
дёт
к
недостаточной
чувствительности
выбранных
защит
-
ных
аппаратов
.
Это
подтверждается
обследованиями
дей
-
ствующих
объектов
[4].
Таким
образом
,
расчётное
значе
-
ние
тока
КЗ
напрямую
зависит
не
только
от
параметров
АБ
,
кабелей
и
прочих
элементов
схемы
,
но
и
от
расчётно
-
го
времени
отключения
КЗ
выбранным
защитным
аппара
-
том
.
Следовательно
,
перед
тем
,
как
начинать
расчёт
,
необ
-
ходимо
первоначально
выбрать
кабели
и
защитные
аппа
-
раты
на
всех
уровнях
защиты
,
определив
тем
самым
вре
-
мена
отключения
КЗ
,
а
затем
рассчитывать
токи
и
выби
-
рать
аппараты
и
их
уставки
начиная
с
нижнего
уровня
.
Не
исключено
,
что
в
процессе
расчёта
придётся
корректиро
-
вать
сечения
кабелей
и
номиналы
защитных
аппаратов
,
заново
пересчитывая
при
этом
все
токи
КЗ
и
время
отклю
-
чения
.
При
таком
расчёте
,
во
время
которого
выбираются
устанавливаемые
аппараты
,
решается
ещё
одна
важная
задача
—
обеспечение
селективности
уровней
защиты
.
При
использовании
предохранителей
на
всех
трёх
уровнях
её
решение
не
вызывает
особых
затруднений
—
достаточ
-
но
лишь
,
чтобы
номиналы
последовательно
включённых
вставок
отличались
более
чем
в
1,6
раза
—
селективность
при
этом
гарантируется
производителем
.
При
установке
же
на
нижний
уровень
современных
автоматических
выклю
-
чателей
,
у
которых
в
режиме
отсечки
время
отключения
практически
не
зависит
от
тока
КЗ
,
необходимо
,
как
видно
из
рисунка
,
учитывать
предельный
ток
селективности
.
Определённые
сложности
в
реализации
вызывает
тре
-
бование
обеспечивать
чувствительность
к
дуговым
корот
-
ким
замыканиям
в
зоне
резервирования
.
Как
видно
из
ри
-
сунка
,
при
одинаковом
токе
КЗ
времена
отключения
авто
-
матического
выключателя
на
10
А
с
характеристикой
С
в
зоне
отсечки
и
предохранителя
на
ток
50
А
могут
отличать
-
ся
на
порядки
.
С
учётом
того
,
что
разница
между
номина
-
лами
выше
-
и
нижестоящего
аппаратов
может
быть
значи
-
тельно
большей
,
например
при
большом
количестве
отхо
-
дящих
от
вышестоящего
предохранителя
линий
,
ни
о
каком
Выбор защитных
аппаратов СОПТ для
подстанций 35–750 кВ
Алексей СТЕННИКОВ, главный инженер,
Константин ПОЗДНЯКОВ, ведущий инженер, ООО «Ольдам»
158
159
№ 6 (9), ноябрь-декабрь, 2011
оперативном
отключении
дугового
КЗ
в
зоне
резервирова
-
ния
речь
не
идёт
.
Особенно
сложно
обеспечить
чувствительность
к
ду
-
говым
КЗ
в
зоне
резервирования
,
если
при
выборе
ав
-
томатических
выключателей
нижнего
уровня
необходи
-
мо
обеспечивать
пусковые
токи
питаемого
оборудования
.
Так
,
например
,
у
некоторых
МП
терминалов
производства
Siemens
серии
SIPROTE
С
пусковой
ток
превышает
номи
-
нальный
ток
потребления
более
чем
в
15
раз
,
что
заставля
-
ет
завышать
номинал
аппаратов
нижнего
уровня
.
Отдельно
стоит
рассмотреть
требования
,
касающие
-
ся
обеспечения
неперезагрузки
МП
терминалов
при
КЗ
в
СОПТ
.
Если
в
первом
варианте
Норм
технологического
про
-
ектирования
[3]
просто
констатировалась
необходимость
соблюдать
это
условие
,
то
в
[1]
и
[2]
даны
чёткие
указания
по
обеспечению
отключения
КЗ
,
которые
сопровождаются
просадкой
напряжения
ниже
50%
от
номинала
,
за
время
50
мс
.
Реализовать
это
на
реальном
объекте
во
всём
диа
-
пазоне
токов
КЗ
,
особенно
с
учётом
длин
кабельных
трасс
,
выходящих
за
пределы
ОПУ
,
весьма
затруднительно
,
в
лю
-
бом
случае
это
приводит
к
значительному
увеличению
се
-
чения
кабелей
.
Насколько
же
эти
требования
правомерны
?
Если
отталкиваться
от
действующих
нормативных
доку
-
ментов
—
РД
34.35.310-01, —
устройства
МП
РЗА
должны
сохранять
заданные
функции
без
изменений
параметров
и
характеристик
срабатывания
при
перерывах
питания
постоянным
оперативным
током
длительностью
до
0,5
с
.
Так
,
например
,
МП
терминалы
производства
АВВ
серии
670
снабжаются
специальной
приставкой
,
которая
прод
-
левает
работу
устройства
без
«
перезагрузки
»
при
потере
питания
до
0,6
с
.
Также
производитель
подтверждает
дли
-
тельную
нормальную
работу
таких
устройств
в
диапазоне
напряжений
от
70
до
300
В
.
В
данном
случае
попытка
со
-
блюсти
условие
«50%
за
50
мс
»
приведёт
лишь
к
неоправ
-
данным
затратам
на
кабели
повышенного
сечения
и
не
принесёт
никакого
реального
эффекта
.
Однако
существуют
и
другие
МП
терминалы
,
напри
-
мер
производства
Siemens
серии
SIPROTE
С
,
у
которых
при
определённой
комплектации
диапазон
рабочих
напряже
-
ний
равен
176—300
В
постоянного
тока
,
а
перекрывае
-
мое
время
потери
напряжения
при
обрыве
/
коротком
за
-
мыкании
составляет
50
мс
.
Для
подобных
устройств
про
-
садка
напряжения
ниже
176
В
(
то
есть
20%
от
номиналь
-
ного
напряжения
),
пусть
даже
формально
вписывающая
-
ся
в
требования
[1]
и
[2],
означает
перезагрузку
,
и
её
не
-
допущение
—
задача
ещё
более
сложная
и
дорогостоящая
.
Таким
образом
,
на
наш
взгляд
,
в
данном
вопросе
пра
-
вильнее
отталкиваться
не
от
требований
[1—3],
а
от
тре
-
бований
,
которые
предъявляют
к
питающему
напряже
-
нию
конкретные
МП
терминалы
,
установленные
на
объек
-
те
.
Причём
не
стоит
ограничиваться
только
борьбой
за
ма
-
лые
просадки
напряжения
при
КЗ
и
быстрое
их
отключе
-
ние
—
этот
метод
может
быть
неэффективным
.
Необходи
-
мо
рассматривать
и
иные
меры
недопущения
перезагруз
-
ки
МП
терминалов
.
Одним
из
возможных
вариантов
мо
-
жет
стать
организация
безразрывного
диодного
АВР
.
При
провале
напряжения
вследствие
КЗ
или
иной
неисправно
-
сти
на
одной
АБ
,
это
устройство
автоматически
подключа
-
ет
для
питания
вторую
АБ
при
двухбатарейной
конфигура
-
ции
СОПТ
.
Подобное
схемотехническое
решение
допуска
-
ется
к
использованию
согласно
[2],
и
уже
реализовано
на
нескольких
объектах
.
Таким
образом
,
расчёт
токов
КЗ
и
выбор
защитных
ап
-
паратов
—
это
сложный
итерационный
процесс
,
при
кото
-
ром
должны
учитываться
множество
факторов
,
в
первую
очередь
реальные
технические
характеристики
оборудо
-
вания
,
установленного
на
объекте
.
Во
вдумчивом
анализе
этих
факторов
,
оптимальном
подборе
компонентов
систе
-
мы
по
принципу
необходимости
и
достаточности
и
заклю
-
чается
искусство
проектировщика
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
СТО
56947007-29.120.40.093-2011
Руководство
по
проектированию
систем
оперативного
постоянного
тока
(
СОПТ
)
ПС
ЕНЭС
.
Типовые
проектные
решения
.
2.
СТО
56947007-29.120.40.041-2010
Системы
опера
-
тивного
постоянного
тока
подстанций
.
Технические
требования
.
3.
СО
153-34.20.122-2006
Нормы
технологического
про
-
ектирования
подстанций
переменного
тока
с
высшим
напряжением
35—750
кВ
.
4.
Диагностика
электроустановок
оперативного
постоян
-
ного
тока
на
подстанциях
ОАО
«
Мосэнерго
»,
Балашов
В
.
В
.,
Гусев
Ю
.
П
.,
Поляков
А
.
М
.,
Фещенко
В
.
А
.,
Электри
-
ческие
станции
, 2000,
№
8,
с
.39—46.
Рисунок
.
Времятоковые
кривые
срабатывания
пре
-
дохранителей
OEZ
с
характеристикой
gG
на
ток
35—80
А
и
автоматического
выключателя
С
60H-DC
(Schneider Electric)
на
ток
10
А
123007,
г
.
Москва
, 2-
й
Хорошевский
пр
-
д
,
д
. 7,
корп
. 1
Телефон
: +7 (495) 739-01-02
Факс
: +7 (495) 737-44-22
www.oldham.ru
Email: [email protected]
Оригинал статьи: Выбор защитных аппаратов СОПТ для подстанций 35—750 кВ
Правильный расчет и выбор защитных аппаратов в системах оперативного постоянного тока (СОПТ) подстанций определяет не только нормальное функционирование СОПТ, но и надёжную работу объекта в целом.
