Объявления. Экра ски

Опыт внедрения и эксплуатации системы контроля изоляции ЭКРА-СКИ в сети оперативного постоянного тока

Надежность сети оперативного постоянного тока (СОПТ) зависит от множества факторов и технических решений, в том числе от принципов построения системы контроля изоляции. Традиционная мостовая схема контроля сопротивления изоляции СОПТ, основанная на использовании трех последовательно соединенных резисторов, один из которых выполнен в виде потенциометра и реле напряжения постоянного тока РН-51/32, не позволяет в автоматическом режиме определить сопротивление полюсов сети оперативного постоянного тока относительно «земли», а также присоединения с поврежденной изоляцией. Для контроля эквивалентного сопротивления изоляции сети оперативного тока с учетом сопротивлений изоляции обоих полюсов сети оперативный персонал подстанций или электростанций в начале и конце смены с помощью переключателя и потенциометра производит настройку моста в ручном режиме,

а затем производит вычисление эквивалентного сопротивления изоляции всей сети. Это не только трудоемко, но и не позволяет контролировать сопротивление изоляции в автоматическом режиме. Опыт показывает, что реальны случаи и симметричного ухудшения изоляции, приводящие к авариям. Достоинством традиционной мостовой схемы контроля сопротивления изоляции СОПТ является практически полное исключение ложного срабатывания устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗА) вследствие работы устройств контроля изоляции или ухудшения сопротивлений изоляции СОПТ при однократном замыкании на землю в цепях РЗА.

Данное утверждение основывается на анализе схемы замещения СОПТ (рис. 1). Чем меньше соотношение Rд/Rизол+, тем меньше влияние сопротивлений изоляции на перекос напряжений на полюсах СОПТ. При напряжении на аккумуляторной батарее UАБ = 1,1Uн = 242 В и сопротивлении изоляции полюсов, например, Rизол+ = 100 кОм, Rизол– ≥ 10МОм, а также сопротивлении выравнивающих резисторов Rд+ = Rд– = 200 кОм напряжение на положительном полюсе сети относительно «земли» U+ = 60 В, напряжение на отрицательном полюсе сети относительно «земли» U– = 182 В. Заметим, что сопротивление изоляции Rизол+ = 100кОм обычно не сигнализируется.

Рис. 1. Схема замещения сети оперативногопостоянного тока:Rд+, Rд– – сопротивления резисторов, выполняющих функцию выравнивания напряжений полюсов сети относительно земли; Rизол+, Rизол– – сопротивление изоляции соответственно положительного и отрицательного полюса СОПТ относительно «земли»; С+, С– – емкости полюсов соответственно положительного и отрицательного полюса СОПТ; 1 – аккумуляторная батарея;Rвх – сопротивление обмотки реле повторителя (например, газовой защиты) или дискретного входа (ДВ) микропроцессорного терминала 2;3 – «сухие» контакты [1]

При сопротивлении изоляции ДВ1 МОм и разомкнутом ключе 3 напряжение на ДВ Uвх = 0. При замыкании на «землю» ДВ напряжение на входе в момент замыкания скачком увеличивается до 182 В (напряжения на отрицательном полюсе относительно «земли»), а затем с постоянной времени t =2C(Rизол+//Rд+//Rизол–//Rд–//Rвх) уменьшается до значения Uвх = UАБх(Rизол–//Rд–//Rвх)/(Rизол+//Rд+//Rизол–//Rд–//Rвх).

Например, при сопротивлении Rвх = 50 кОм напряжение на ДВ после завершения переходного процесса Uвх = 82 В. При емкости сети С = 10 мкФ постоянная времени разряда t = 0,5 с, что достаточно для ложного срабатывания ДВ. Например, через 50 мс после замыкания на землю ДВ напряжение на входе ДВ составит 170 В, при этом обычно максимальная задержка срабатывания составляет не более 20 мс.

Очевидно, что чем меньше величина выравнивающих резисторов, тем меньше перекос напряжений на полюсах сети при снижении сопротивления изоляции одного из полюсов, тем меньше величина напряжения на ДВ либо электромеханическом реле при замыкании его на «землю».

При сопротивлении выравнивающих резисторов Rд+ = Rд– = 10 кОм и тех же величинах сопротивлений изоляции и напряжения аккумуляторной батареи напряжение на ДВ в момент замыкания составит 115 В, что не приведет к ложному срабатыванию.

Проведенные исследования показывают, что в сети оперативного постоянного тока возможна ложная работа устройств РЗА и ПА без участия устройства контроля изоляции в режиме поиска поврежденного присоединения, например, при замыкании положительного полюса сети на «землю» или замыкании на «землю» на участке управляющий контакт – дискретный вход. Это происходит в случаях, когда в сети оперативного постоянного тока существует значительный перекос напряжений между полюсами сети и «землей».

Рис. 2. Схема системы оперативного постоянного тока с предлагаемым способом определения сопротивлений изоляции сети постоянного тока и поиска присоединений с поврежденной изоляцией:1, 2, 3 – нагрузки присоединений; 4, 5 – резистивные элементы, подключаемые через ключи к полюсам; 6, 7 – устройствадля измерения напряжений; 8, 9, 10 – дифференциальные датчики для контроля изоляции присоединений;11, 12, 13 – резисторы для выравнивания напряжений на полюсах; 14 – аккумуляторная батарея; 15 – дифференциальный датчик для контроля изоляции всей сети оперативного тока; 16 – присоединение полюсов сети к «земле»; К1, К2– ключи

В НПП «ЭКРА» с 2006 г. ведутся работы по созданию и внедрению в сети оперативного постоянного тока энергообъектов России системы контроля изоляции, которая позволит автоматизировать процесс контроля изоляции и поиска поврежденных присоединений и при этом не вызвать ложную работ устройств РЗА и ПА.

В 2008 г. был получен патент на способ определения сопротивления изоляции присоединений в сети постоянного тока с изолированной нейтралью, основанный на измерении дифференциальных токов контролируемых присоединений и напряжений на полюсах сети относительно «земли» при двух случаях подключения резистивных элементов к каждому из полюсов сети относительно земли. Способ измерения сопротивления изоляции сети постоянного тока основан на измерении напряжения между «землей» и полюсами, а также постоянных токов, протекающих по присоединениям сети после подключения сначала к одному, а затем к другому полюсу резистивного элемента при одновременном выравнивании напряжений на полюсах сети (рис. 2).

На основе полученного патента в ООО НПП «ЭКРА» с 2009 г. выпускается стационарная система контроля изоляции ЭКРА-СКИ. Особенностью этой системыявляется то, что она обеспечивают совместную работу с аналогом традиционной схемы контроля изоляции, что практически исключает вероятность ложной работы устройств РЗА и противоаварийной автоматики в сети оперативного постоянного тока. Значения сопротивлений резистивных элементов выбраны таким образом, чтобы амплитуда напряжения смещения нейтрали в режиме измерения сопротивлений присоединений не превышала 15 В. Амплитуда напряжения на поврежденном фидере в режиме измерения сопротивлении изоляции присоединения не превышает 130 В, что недостаточно для срабатывания дискретного входа в случае металлического замыкания его на «землю».

Система контроля изоляции ЭКРА-СКИ включает терминал ЭКРА-СКИ и датчики дифференциальных токов для контроля сопротивления изоляции присоединений [2]. Информация о состоянии изоляции присоединений и сети оперативного тока в целом выводится на панель управления терминала. Одновременно на нее выводится информация об исправности датчиков дифференциальных токов, о напряжении аккумуляторной батареи, о напряжениях на полюсах контролируемой сети постоянного тока относительно «земли», а также об исправности системы ЭКРА-СКИ, об исправности интерфейса, связующего датчики дифференциальных токов и терминал, об установленном режиме работы системы. Терминал ЭКРА-СКИ имеет разъем Ethernet для взаимодействия с АСУ ТП по протоколу ГОСТ Р МЭК 60870-5-104–2004. Кроме того, контроллер ведет архив событий, текущие значения сопротивлений и архив событий можно посмотреть на компьютере. С помощью интерфейса RS485 датчики дифференциальных токов обмениваются сообщениями с контроллером терминала.

В 2013 г. ООО НПП «ЭКРА» получен патент на способ контроля сопротивлений изоляции присоединений, при котором не требуется знать значения напряжений на полюсах аккумуляторной батареи относительно земли, а только значение приращения дифференциального тока в присоединении DI при подключении резистора относительно «земли» к положительному и отрицательному полюсу сети (здесь ΔI = |I+ – I–|;

I+, I–I+ – I– дифференциальные токи контролируемого присоединения при подключении резистора относительно «земли» соответственно к положительному и отрицательному полюсу сети).

Дифференциальные токи контролируемого присоединения зависят от значения сопротивлений изоляции положительного и отрицательного полюса контролируемого присоединения, а также от сопротивлений изоляции положительного и отрицательного полюса сети. Анализ показал, что приращение дифференциальных токов присоединения DI как при несимметричном, так и при симметричном ухудшении изоляции присоединения в диапазоне эквивалентного сопротивления изоляции присоединения Rиз.экв = 5…100 кОм зависит лишь от эквивалентного сопротивления изоляции контролируемого присоединения в случае применения в сети оперативного постоянного тока системы контроля изоляции ЭКРА-СКИ или реле РКИЭ. Это обстоятельство дало возможность получить зависимость Rиз.экв/DI = F(DI).

На основе полученной зависимости разработано переносное устройство поиска фидеров с замыканием на землю в сети оперативного постоянного тока ЭКРА-ПКИ, предназначенное для применения в сети оперативного постоянного тока электростанций, атомных станций и подстанций при определении присоединений с поврежденной изоляцией без отключения потребителей от сети. Переносное устройство ЭКРА-ПКИ позволяет контролировать изоляцию присоединений не только с несимметричным, но и с симметричным нарушением изоляции.

Научно-производственным предприятием «ЭКРА» также выпускается более простое устройство – реле контроля изоляции в сети оперативного постоянного тока РКИЭ, которое, как и система контроля изоляции ЭКРА-СКИ, может работать совместно с эквивалентом стандартной схемы контроля изоляции. Диапазон уставок сопротивления изоляции полюсов сети относительно «земли» составляет 10…200 кОм, что выше, чем у традиционной схемы. Это позволяет при реконструкции и установке на старых подстанциях микропроцессорных защит заменять традиционную схему контроля изоляции на реле РКИЭ, при этом реле в автоматическом режиме определяет не только несимметричное, а также симметричное снижение изоляции.

Наличие в системе ЭКРА-СКИ чувствительных датчиков дифференциальных токов позволило в ходе внедрения ЭКРА-СКИ на подстанциях и электростанциях найти ошибки в присоединениях, которые не были найдены ранее при ручном поиске замыканий на «землю», а именно: гальваническое объединение по одному или двум полюсам аккумуляторных батарей, секций щита постоянного тока или нескольких нагрузок. Такие ошибки в присоединениях приводят к возникновению «кольцевых» токов, не связанных с повреждением изоляции, что позволяет снизить вероятность аварий в сети оперативного постоянного тока.

В процессе наладки систем контроля изоляции ЭКРА-СКИ на некоторых объектах АЭС выявилось наличие в сети оперативного постоянного тока переменных дифференциальных токов в присоединениях. Эти токи связаны с применением некоторых типов тиристорных зарядно-подзарядных устройств с повышенным уровнем пульсации выходного напряжения, а также с прокладкой кабелей в условиях помех от устройств промышленной частоты. При этом форма дифференциального тока в присоединениях имеет переменную составляющую 50…300 Гц, значение которого достигает в импульсе несколько сотен миллиампер. Такой дифференциальный ток не связан с сопротивлением изоляции и может быть определен как помеха.

Положительное решение аттестационной комиссии ОАО «Россети» о рекомендации для применения системы контроля сопротивлений изоляции в сети оперативного постоянного тока на объектах ОАО «Россети» свидетельствует о соответствии системы контроля изоляции ЭКРА-СКИ требованиям ОАО «Россети».

Таким образом, на основании изложенного можно сделать следующие выводы.

Применение традиционной схемы контроля изоляции позволяет практически полностью исключить ложные срабатывания устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики вследствие замыканий на «землю» в разветвленной сети оперативного постоянного тока.

Предлагаемое стационарное устройство контроля сопротивлений изоляции присоединений и сети оперативного постоянного тока с напряжением 220 В ЭКРА-СКИ, а также переносное устройство поиска фидеров с замыканием на землю сетей оперативного постоянного тока ЭКРА-ПКИ и реле контроля уровня сопротивления изоляции полюсов сетей оперативного постоянного тока типа РКИЭ позволяют осуществлять совместную работу с эквивалентом традиционной схемы контроля сопротивления изоляции.

Разработаны датчики дифференциальных токов для контроля изоляции в сети оперативного постоянного тока с большим уровнем помех.

Сравнительный анализ технических характеристик устройств контроля изоляции показывает, что во многих устройствах отсутствует значение перекоса напряжений на полюсах сети в режиме контроля изоляции полюсов, а также в режиме поиска поврежденного присоединения, что важно с точки зрения ложной работы устройств РЗА, а также наличие датчиков, которые не обладают помехозащищенностью.

Список литературы:

1. Галкин И.А., Шаварин Н.И., Иванов А.Б. Реле контроля уровня сопротивлений изоляции полюсов сетей оперативного постоянного тока ООО НПП «ЭКРА» типа РКИЭ//Релейная защита и автоматизация. 2010. №1. С. 26–28.

2. Быков К.В., Галкин И.А., Лопатин А.А. Разработки ООО НПП «ЭКРА» в области контроля изоляции в сети оперативного постоянного тока электрических станций и подстанций//Релейная защита и автоматизация. 2016. №3(24).

chemtech.ru

Проблема с выбором устройства контроля изоляции в СОПТ (Страница 1) — Спрашивайте

Skripa4 пишет:

Интересная тема. Раньше о этой системе ничего не слышал. Давно ли они её стали выпускать? на сайте нет возможности скачать документацию. Может у Вас есть, если уже сталкивались с внедрением данной системы. Пока не понятны технические характеристики устройства и каким образом оно может работать при таких высоких значениях емкости?

Печально что не слышали. Систему разработали после ряда случаев с Bender как замену Остапу еще в 2009 году. За 2 года внедрено на 66 объектах.Система постоянно дорабатывалась и доводилась до ума. ЭКра вообще в этом плане интересная компания, пока 100 раз не проверят на реальных объектах, в активную продажу продукцию не отпускают. Сказывается специфика работы с ФСК и Росатомом, РусГидро, и наверное то что все основные учредители компании релейщики выходцы из бывшего ВНИИРа (того старого уже нет). Система разрабатывалась под самые жесткие требования атомных станций, первое ТЗ писали атомщики. Основная идея выстроена на идее работы старой схемы контроля изоляции на основеТ-образного моста. Система как бы имеет внутри себя эквивалент этой схемы, может работать со старыми система контроля изоляции, ставиться в параллель с ними. Имеется также реле контроля изоляции РКИЭ, переносное устройство ЭКРА-ПКИ.Датчики цифровые, пока 3 типоразмера 25, 40, 70 мм, ведутся работы по разработке датчика на 105 мм. По сравнению с датчиками Bender датчики были немного больше, но в конце 2014 года датчик на 25 мм был модернизирован и стал уже, что позволяет в один шкаф ШРОТ запихнуть больше датчиков (шкафы ШРОТ в последнее время проектанты любят проектировать на 30, 40 линий, а иногда некоторые проектировщики пытаются впихнуть в стандартный размер шкафа 2200*800*800 мм 120 линий, т.е. впихнуть невпихумое).Более подробную информацию со временtм размещу на основном сайте Экры, пока кое-что выложу тут и на ekra-ski.ru (если зарегитесь, напишите мне что Вам надо я открою доступ на закрытые разделы).Листовка (старая), аттестат Россекти от 15.01.2015, общий каталог НКУ 9 2014 Экры (там есть информация по системе), руководство по эксплуатации ЭКРА-СКИ, фотки терминала и датчиков, фото нового датчик выложил в облако Внешняя ссылкаСюда бы подцепил, но в сообщение больше одной ссылки не разрешает.Отпишите если не получится скачать.

www.rzia.ru

Контроль изоляции РК-13-220 (Страница 1) — Оперативный ток и цепи управления — Советы бывалого релейщика

Tnemo пишет:

В продолжение - в чем отличие по помехоэмиссии Системы ЭКРА-СКИ с выходным током 1мА от той же EDS3091 с таким же выходным током (1мА)? Напряжения на нейтрали окажутся такими же!?Каким образом можно совместить требование выходного (инжектируемого) тока в 1мА и при этом должен отсутствовать значительный перекос напряжения при величинах утечек 1...90кОм ? Разве, что подставить некое другое "внешнее" устройство типа "Стандартной системы контроля" которое бы смещала нейтраль в исходное состояние путем внесения своего очень большого тока . Например для смещения утечки 1кОм в нормальное положение нейтрали (на 110В) понадобиться 110мА! Но это вроде как инжектируемый ток не нашего устройства, а мы для поиска добавим свои +- 1мА и вроде как все красиво? Хотя суммарный ток через сопротивление утечки будет ~110 мАГде я ошибаюсь?

Нужно смотреть схему. Не совсем корректно так сравнивать РКИЭ и ЭКРА-СКИ с Bender. Отличие ЭКРА-СКИ и реле РКИЭ от УКИ других производителей, включая EDS3091 в том, что ЭКРА-СКИ, реле РКИЭ и стандартная схема постоянно включены в схему СОПТ (смотрите паспорт реле РКИЭ и РЭ ЭКРА-СКИ). Инжектируемый ток при работе последних протекает через сопротивление 3,9 кОм (эквивалентное сопротивление двух параллельно включенных обмоток реле РН51/32) на землю. Для тех, кому лень читать РЭ постараюсь кратко : схема включения реле РКИЭ и ЭКРА-СКИ такова, что резистор 3,9 кОм выполняющий функцию эквивалента обмотки реле РН51/32 своим низковольтным выводом подсоединен к клемме КЕ, при этом между клеммами КЕ и РЕ сопротивление близко к нулю. Таким образом, даже при малых сопротивлениях изоляции ( не менее 5 кОм) перекос напряжений полюсов относительно земли не превышает 30 В. Добавлю, что данный способ контроля изоляции защищен патентом РФ.Если кому надо Руководство, пишите мне на почту, я вышлю в ответ.У нас много изменений. В частности, реле РКИЭ будет обновлено и расширено по функциональности, добавлен индикатор, доп. сухие контакты, поддержка Modbus и мн. др. (смотрите слаййд).У ЭКРА-ПКИ сокращено время измерения до 10 секунд.Разработаны новые серии датчиков ДДТ 30 и 40 серия с уменьшенными габаритами. 40-я серия на размеры 40 и 70мм с повышенной помехозащищенностью, для применения в особо "загрязненных" сетях с большими помехами.30-я серия тоже имеет неплохую помехозащиту, а серия 40 усиленна аппаратно.слайд по датчикам тоже приложил. Админы, не сочтите за рекламу, это просто информация об изменениях. новинки все равно пока не продаются, т.к. пока налаживают серийное производство. Решил поделиться информацией для форумчан кому интересно так сказать секретно из цеха smile .

Post's attachments

датчики тока ДДТ ЭКРА-СКИ новые серий 30 и 40.png 144.48 Кб, 3 скачиваний с 2015-07-17

РКИЭ новинка.png 111.24 Кб, 5 скачиваний с 2015-07-17

You don't have the permssions to download the attachments of this post.