Устройства релейной защиты и коды ANSI: функции 50/51, 27/59 и 87

Устройства релейной защиты и коды ANSI: функции 50/51, 27/59 и 87

В ячейках среднего напряжения и крупных щитах низкого напряжения защита строится уже не на отдельных электромеханических реле, а на цифровых терминалах, объединяющих множество функций в одном корпусе. В каталогах эти функции обозначают номерами по ANSI/IEEE C37.2. Чтение номеров — самый быстрый способ понять, какие виды повреждений действительно охвачены: наличие функции 51 без 51N означает, что замыкания на землю остаются без защиты.

Что делает терминал защиты: измерение, решение, отключение

Цифровой терминал дискретизирует сигналы трансформаторов тока и напряжения, выделяет основную гармонику для расчёта действующего значения и сравнивает результат с уставками файла настроек. При превышении уставки запускается выдержка времени, а по её окончании выходное реле подаёт команду на катушку отключения выключателя. Каждое звено цепи проверяют отдельно: ошибка измерения, неверный коэффициент, обрыв цепи отключения или разряженный пружинный привод делают защиту внешне работоспособной, но фактически бесполезной.

Наиболее применяемые коды функций ANSI

Для распределительной линии типовой набор начинается с 50/51 и 50N/51N. На двигательных присоединениях добавляют тепловую модель 49, несимметрию 46 и контроль пуска 48/51LR. На вводе применяют 27 и 59 по напряжению, а при параллельной работе генераторов необходимы 81 по частоте, 32 по направлению мощности и 25 контроль синхронизма. Защита трансформаторов и шин использует дифференциальные функции 87T и 87B, а системы дуговой защиты добавляют быструю защиту шин по световому и токовому критериям.

Характеристики срабатывания: зависимая или независимая выдержка?

Защита с независимой выдержкой отключает через фиксированное время после превышения уставки и проста в настройке. Защита с зависимой выдержкой работает быстрее при росте тока; нормально, весьма и чрезвычайно инверсные характеристики по МЭК 60255 близки к тепловому поведению нагрузок и кабелей. При построении селективности нижней ступени задают более быструю характеристику, верхней — более медленную, оставляя между ними ступень селективности, покрывающую время отключения и погрешности.

Согласование терминала, трансформатора тока и цепи отключения

Точность измерения зависит от коэффициента трансформации, класса точности и допустимой нагрузки трансформатора тока; для защиты выбирают класс 5P или 10P с достаточным предельным коэффициентом точности. Со стороны отключения критична непрерывность источника оперативного тока, поэтому аккумуляторную батарею и функцию контроля цепи отключения планируют вместе. Таблица ниже сводит типовые диапазоны уставок и области применения основных функций.

Файл настроек, испытания и ввод в работу

При вводе в работу файл настроек ведут как единый эталонный документ с номером версии, датой и подписью утверждающего инженера. Проверкой вторичным током подтверждают уставки и выдержки, а первичной проверкой или испытанием коэффициента — измерительную цепь. Цепь отключения проверяют на реальном выключателе, а по журналу событий и осциллограммам подтверждают синхронизацию часов терминала с системным временем.

Главное: коды ANSI релейной защиты

• Набор функций — 50/51 и 50N/51N для линий, 49 и 46 для двигателей, 27/59 на вводе — минимальный набор.
• Выбор характеристики — Селективность строят на зависимых характеристиках со ступенью между уровнями.
• Измерительная цепь — Коэффициент трансформации, класс 5P/10P и нагрузку проверяют вместе с терминалом.
• Подтверждение — Проверка вторичным током, испытание цепи отключения и контроль версий настроек.
• Источник стандарта — каталог публикаций IEC: iec.ch.

Частые вопросы

В чём разница между функциями 50 и 51?

Функция 50 — токовая отсечка, отключающая превышающий уставку ток с очень малой выдержкой, что подходит для близких коротких замыканий. Функция 51 работает с зависимой выдержкой, ускоряется при росте тока и сохраняет селективность при перегрузках и удалённых повреждениях.

Нужен ли отдельный трансформатор тока для защиты от замыканий на землю?

Если требуется чувствительное измерение малых токов нулевой последовательности, предпочтителен кольцевой трансформатор суммарного тока. Иначе векторную сумму трёх фазных токов рассчитывают внутри терминала, но чувствительность ограничена погрешностями коэффициента.

Как часто проверять уставки цифрового терминала?

Полное испытание выполняют при вводе в работу, далее проверку вторичным током обычно повторяют каждые два–пять лет согласно плану обслуживания. Уставки пересчитывают при изменении схемы сети или состава нагрузок.

Похожие статьи

• Что такое распределительное устройство среднего напряжения (СН)? Ячейки metal-clad и модульные ячейки кольцевой сети (RMU).
• Что такое селективность? Координация защит в щитах
• Выбор трансформатора тока: коэффициент, класс точности и расчёт нагрузки
• Щит синхронизации генераторов: параллельная работа и распределение нагрузки
• Автоматизация подстанции по МЭК 61850: цифровой релейный шкаф и GOOSE
• Все технические статьи

Рассмотрим вместе перечень функций, уставки характеристик и совместимость трансформаторов тока вашего щита; инженерная команда Devpan выполнит расчёт координации защит по данным проекта. Связанное решение Devpan: ячейки среднего напряжения.