donenergozavod@bk.ru
Тел. 8 (8636) 25-76-17; 22-68-78
Пон. - Пят. 8:30-17:30
ДонЭнергоЗавод / Микропроцессорный блок защиты и управления БЗУ-Д-2

Микропроцессорный блок защиты и управления БЗУ-Д-2

Блок защиты и управления БЗУ-Д-2 (О, В, С, Н) предназначен для выполнения функций релейной защиты, диагностики, управления и сигнализации присоединений распределительных устройств. Блок БЗУ-Д-2 может быть включен в АСУ и информационно-управляющие системы в качестве подсистемы нижнего уровня. Обмен данными с устройством осуществляется через интерфейс RS485(422). Протокол обмена Modbus RTU. Также по протоколу Modbus доступны все данные из журнала событий и журнала аварий. Для этого созданы дополнительные функции согласно спецификации протокола Modbus.

Описание

Номинальное напряжение питания Uн = 100 В переменного тока.

Нормальная работа устройства гарантируется при колебании напряжения питающей сети в пределах Uн± 15% [(0,85÷1,15Uн)]. Работоспособность блока сохраняется при просадках напряжения до 0,55·Uн .
Измерение токов производится при использовании трансформаторов тока (ТТ) с (I2н=5А) или датчиков тока с линейной характеристикой.
Измерение напряжений производится при использовании трансформаторов напряжения (ТН) с (U2н=100В) или резистивного высоковольтного датчика напряжения с входным сопротивлением не менее 10 М Ом (для сетей 6-10 кВ).

Технические характеристики

1.3.1. Функции защиты:

  • токовая защита отходящего присоединения;
  • защита отходящего присоединения по напряжению (от недопустимого превышения или снижения напряжения на отходящем присоединении, в сравнении с номинальным);
  • блокировка включения при снижении сопротивления изоляции отходящего присоединения, а также вакуумных камер;
  • направленная защита от однофазных замыканий на землю;
  • технологические и внешние защиты.

1.3.2. Виды защит:

  • токовая защита отходящего присоединения:
      • ТО – токовая отсечка (без выдержки времени);
      • МТЗ – максимально токовая защита (с выдержкой времени);
      • от токов перегрузки (времятоковая характеристика);
      • от пусковых токов недопустимой продолжительности;
      • от снижения тока в силовой цепи ниже минимального.
  • защита отходящего присоединения по напряжению (от недопустимого превышения или снижения напряжения на отходящем присоединении, в сравнении с номинальным):
      • защита от превышения напряжения;
      • защита от снижения напряжения.
  • блокировка включения при снижении сопротивления изоляции отходящего присоединения, а также вакуумных камер:
      • БРУ;
      • Вакуум.
  • защита от однофазных замыканий на землю:
      • БНЗ;
      • ЗНЗ.
  • технологические или внешние защиты:
      • от потери управляемости при замыкании или обрыве жил дистанционного управления;
      • вход для подключения метан-реле;
      • неисправность коммутационного аппарата;
      • неисправность БЗУ;
      • вход для подключения реле дуговой защиты;
      • внешнее реле максимальной токовой защиты (РТМ).

1.3.3. Функции автоматики:

      • автоматическое повторное включение.

1.3.4. Учет электроэнергии:

      • технический учет потребляемой активной и реактивной электроэнергии, в соответствии с классом точности не ниже 0,5 s для активной, и 1 s для реактивной электроэнергии.

1.3.5. Функции проверки и сигнализации:

Проверка исправности защит осуществляется двумя способами.

Первый способ с помощью элементов управления комплектного распределительного устройства:
— проверка исправности максимальной токовой защиты (фазы А, В и С);
— проверка исправности блокировки при сниженном сопротивлении изоляции отходящего присоединения.
Второй способ проверки срабатывания защит БЗУ-Д, осуществляется, используя наладочный стенд БЗУ-Д-2-11-НЛ. При этом проверяются все функциональные возможности БЗУ-Д.

1.3.6. Сигнализация и индикация событий:

При срабатывании соответствующей защиты на экране БЗУ фиксируется ее название, значение параметра при котором произошло срабатывание, а так же время и дата срабатывая. При этом загорается соответствующий светодиод.
Индикация событий:
— токовая отсечка (Iотс);
— максимально-токовая защита (Iмтз);
— защита от токов перегрузки (Iперег);
— защита от пусковых токов (Iпуск);
— блокировочное реле утечки (БРУ);
— срабатывание внешнего метан-реле;
— неисправность QF.
Текущие показания:
— положение тумблера АПВ;
— состояние выключателя;
— значения максимального напряжения, тока по трем фазам;
— значение счетчика полной электроэнергии;
— текущая дата и время.

1.3.7. Характеристики функций защит

При срабатывании любой из защит подается команда на отключение коммутационного аппарата.

1.3.7.1. Токовая отсечка (ТО)

Характеристики (ТО):
Токовая отсечка имеет независимую выдержку времени 30 мсек. (собственное время срабатывания защиты). Диапазон регулирования тока срабатывания от 0 до 15 I1н с шагом установки 1А, где I1н – номинальный первичный ток трансформатора тока, установленного в коммутационном аппарате.
Защита ТО контролируется постоянно независимо от состояния коммутационного аппарата. Если после выдачи команды отключения выключателя не происходит снижение тока ниже уставки, то происходит повторное срабатывание ТО с последующей выдачей команды на отключение выключателя. Этот цикл будет продолжаться, до момента, пока не произойдет снижение тока ниже уставки.

1.3.7.2. Максимальная токовая защита (МТЗ)

Характеристики (МТЗ):
— диапазон регулирования тока срабатывания от 0 до 15 I1н с шагом установки 1 А;
— диапазон уставок по времени действия от 1 до 250 сек. с шагом установки 1 сек.;
— отклонение основных параметров срабатывания защиты от установленных не более 5 %.

1.3.7.3. Защита недопустимой длительности при запуске

Характеристики:
— диапазон регулирования тока срабатывания от 0 до 15 I1н с шагом установки 1 А;
— диапазон уставок по времени действия от 1 до 200 сек. с шагом установки 1 сек.;
— отклонение основных параметров срабатывания защиты от установленных не более 5 %.

1.3.7.4. Защита от токовой перегрузки

Назначение:
Защита от перегрузки устанавливается для электродвигателей и трансформаторов, подверженных технологическим перегрузкам. Ее основное назначение – предотвращение длительной работы оборудования с токами перегрузки. Протекание тока, большего, чем уставка, приводит к повышенному нагреву обмоток и дополнительному старению изоляции. Как следствие уменьшению срока службы электрооборудования. Поэтому, чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима.
Принцип работы:
После включения выключателя происходит отработка защиты от пусковых токов «Защита пуска», если она активна. По истечении времени обусловленного уставкой временя пуска (Tпуск) в защите «Защита пуска», начинает работать защита «Перегрузка». В случае когда «Защита пуска» не активна, защита «Перегрузка» начинает работать после включения выключателя.

1.3.7.5. Защита от снижения тока в силовой цепи ниже минимального

Характеристики:
— диапазон регулирования тока срабатывания от 0 до 15 I1н с шагом установки 1 А;
— диапазон уставок по времени действия от 1 до 255 сек. с шагом установки 1 сек.;
— отклонение основных параметров срабатывания защиты от установленных
не более 5 %.

1.3.7.6. Защита от ассиметриии токов

Защита от асимметрии токов включая не полнофазный режим предназначена для предотвращения повреждения электрических машин.
Данная защита во включенном положении КРУ контролирует фазные токи, при этом выделяя максимальный и минимальный. Далее вычисляет значение асимметрии и сравнивает его с уставкой Iасим. Если расчетное значение больше уставки начинает отрабатывать установленная выдержка времени Тасим. По истечении выдержки времени подается сигнал на отключение КРУ. После устранения причин срабатывания защиты ее нужно сдеблокировать.

1.3.7.7. Защита от тепловой перегрузки с памятью

Тепловая защита электродвигателей и подстанций с помощью алгоритма «Тепловая модель» предназначена для предотвращения повреждения изоляции вследствие теплового действия токов обусловленных симметричными и несимметричными перегрузками. Данный алгоритм позволяет оценить перегрев косвенно – по значению и длительности протекания тока в обмотках электрических машин.
При увеличении одного или несколько фазных токов свыше величины 0.7Iн начинает работать алгоритм нагрева, увеличивая значение времени tн с каждой секундой. Если же фазные токи уменьшатся ниже величины 0.7Iн в силу вступает алгоритм остывания уменьшая значение tн с каждой секундой до нуля.
В зависимости от значения фазных токов определяется величина времени срабатывания tср которая сравнивается со значением времени нагрева tн, когда выполняется условие tср>tн , БЗУ  подает сигнал отключения.
После отключения начинает отрабатываться уставка Т остывания которая блокирует включение до тех пор пока не выйдет установленное время (произойдет остывание электрической машины). Далее БЗУ сдеблокирует данную защиту и аппарат будет готов к включению.

1.3.7.8. Защита от замыканий на землю

Предназначена защита для селективного обнаружения однофазных замыканий и утечек на землю и отключения КРУ при их возникновении в отходящем присоединении.
Возможны два режима работы:
а) не направленная (ЗНЗ);
б) направленная (БНЗ).
При возникновении в защищаемой зоне однофазного замыкания на землю датчик напряжения 3U0 и трансформатор ТА3 вырабатывают сигналы, поступающие на узел направленной защиты. Здесь они нормируются, анализируются микропроцессорным блоком. Далее в зависимости от режима работы, выполняется следующий алгоритм.

1.3.7.9. Проверка работоспособности защиты «ЗЕМЛЯ»

Контроль работоспособности защиты от однофазных замыканий на землю осуществляется посредством кнопки проверки БНЗ в КРУ, с помощью которой на входы узла направленной защиты подаются сигналы, имитирующие ток и напряжение нулевой последовательности. При этом защита «ЗЕМЛЯ» автоматически переходит в режим проверка. В режиме «ПРОВЕРКА» защита работает по рассмотренному ранее алгоритму, при этом параметры защиты устанавливаются согласно таблицы 1.3. При срабатывании защиты на экране блока появляется сообщение «Проверка ЗЕМЛИ» с параметрами срабатывания.
В режиме проверка в качестве сигнал 3U0 напряжения нулевой последовательности выступает переменное напряжение 100В поступающее на   (вывод 185 провод). Сигнал 3I0 формируется за счет того, что переменное напряжение подается на проверочную обмотку трансформатора тока нулевой последовательности, через встроенный в блок конденсатор емкостью 2,2 мкФ, что приводит к срабатыванию защиты.
После срабатывания проверки «Земля», АПВ не происходит (для проверки АПВ по БНЗ, нужно установить уставку 3I0 в 20 мА).

1.3.7.10. Блокировочное реле утечки БРУ

Примечание: Блокировочное реле утечки БРУ поставляется в комплекте только по требованию заказчика.
Назначение:
БРУ контролирует активное сопротивление изоляции отходящего присоединения при отключенном коммутационном аппарате. Принцип измерения построен следующим образом. В отключенном состоянии на отходящее присоединение подается постоянное напряжение от источника измеряемого тока. Снижение сопротивления изоляции контролируется косвенным измерением тока утечки.
Уставка срабатывания БРУ устанавливается в диапазоне 1 – 1000 кОм
При снижении сопротивления изоляции ниже уставки блокируется команда включения.
При срабатывании БРУ на экране прибора высвечивается соответствующая надпись о времени и дате, когда произошло срабатывание.
Длительный ток от источника измерительных напряжений при коротком замыкании на землю не более 3мА.

1.3.7.11. Делитель напряжения 6ДН-У.

Делитель напряжения 6ДН-У используется для подключения блока
БЗУ-Д-2-11 к отходящему присоединению и служит для выполнения следующих функций:
— формирование сигналов для измерения фазных напряжений, с целью технического учета;
— формирование сигнала 3U0, для реализации функций направленной защиты от замыканий на землю;
—  формирование измерительного напряжения для контроля сопротивления отходящей линии, снятие напряжения соответствующего

1.3.7.12. Защита по напряжению.

Характеристики защиты по напряжению:
Данная защита разбита на две.
Величина уставок по напряжению изменяется от 0 до 2U1н, где U1н – номинальное первичное напряжение трансформатора напряжения установленного в коммутационном аппарате.
Примечание: диапазон уставок по напряжению от 0 до 0,55·U1н используется, только для режимов неисправности цепей измерения напряжения. Так как БЗУ в этом диапазоне питающих напряжений не сохраняет работоспособность.
Первая (Umax) срабатывает при превышении напряжения относительно уставки.
Umax – уставка напряжения, при превышении которой срабатывает защита.
Вторая (Umin) срабатывает при снижении напряжения относительно уставки.
— диапазон уставок по напряжению от 0 до Umax с шагом установки 1 В;
— уставка по времени устанавливается для каждой защиты отдельно в интервале от 1 до 99,9 сек. с шагом установки 0,1 сек.

1.3.7.13. Защита от отказа выключателя.

В разделе меню «Выключатель» выставляется максимальное время включения выключателя в секундах. Если за это время не произойдет включение (не изменится состояние сигнала выключателя) срабатывает защита «Блокировка».

1.3.7.14. Неисправность QF

Данная защита контролирует текущее состояние системы (включено, отключено) и сигнал о состоянии выключателя. Срабатывание данной защиты происходит при следующих условиях. Когда состояние системы соответствует «Включено», а сигнал состояния выключателя отключено. Подается команда на отключение выключателя и сигнализируется защита «Неисправность QF».

1.3.7.15. АПВ

Для включения в работу АПВ и его отключения используется сигнал от внешнего тумблера, также отключение АПВ возможно при помощи настроек в разделе меню «АПВ» (отключено, однократное, многократное). Срабатывание АПВ происходит после пропадания напряжения во включенном состоянии и срабатывания внешнего сигнала РУ. При этом должно выполниться условие соответствия времени минимально включенного состояния и максимально выключенного.
В случае, если вакуумный выключатель после пропадания напряжения остается во включенном состоянии, после подачи напряжения АПВ не происходит.

1.3.7.16. Автоматический ввод резерва (АВР)

Функция АВР имеется в блоках БЗУ секционного исполнения. Переход в режим АВР осуществляется по сигналу с тумблера разрешения/запрета АВР. Для правильного выполнения данной функции требуется наличие следующих сигналов:
а) состояние выключателя на вводе 1.
б) состояние выключателя на вводе 2.
в) информация о срабатывании РТМ на вводе 1 или 2.
На основании выше приведенных сигналов и состоянии тумблера разрешения/запрета АВР, блок БЗУ принимает решении о ВКЛЮЧЕНИИ или ОТКЛЮЧЕНИИ секционного выключателя.
Уставка влияющая на работу АВР – время задержки АВР. Данная задержка начинает отрабатываться, когда выполнены условия для включения по АВР.
Условия включения выключателя по АВР:
а) тумблер АВР находится в состоянии разрешено;
б) не активен сигнал о срабатывании РТМ вводов;
в) не деблокированных защит нет;
г) оба вводных выключателя были отключены, затем включается один из вводных шкафов.
После чего все условия на включения по АВР выполнены и начинает отрабатывать задержка АВР. Затем, если не возникнут условия блокировки, включится секционный выключатель.
Условия блокировки АВР:
а) тумблер АВР находится в состоянии запрещено;
б) оба ввода отключены;
в) оба ввода включены;
г) есть не деблокированные защиты;
д) активен сигнал о срабатывании РТМ вводов;
е) отключение выключателя было произведено по кнопке «СТОП».
Разблокирование АВР по кнопке «СТОП» производится нажатием кнопки «ВКЛЮЧЕНИЕ».

1.3.7.17. Учет потребленной электроэнергии

Блок БЗУ-Д-2 с модулем 1ТУ осуществляет учет потребляемой электроэнергии в соответствии с классом точности не ниже 0,5 s для активной и 1 s для реактивной электроэнергии. Измерение электрической энергии осуществляется путем аналого-цифрового преобразования электрических сигналов, поступающих от трансформаторов тока и резистивного делителя, с дальнейшим вычислением мощности и интегрирования ее во времени.
Информация, полученная модулем 1ТУ, фиксируется в журнале учета потребленной электроэнергии (до 3360 записей), в течение каждых 15-ти минут за последние 35 дней.
Использование интерфейса RS-485 (протокол обмена Modbus RTU) позволяет построить на предприятии АСУЭ (автоматизированную систему учета электроэнергии) или включить блок в уже существующую систему.

1.3.8. Функции журнала событий:

  • журнал оперативного контроля (до 170 записей), в котором отображается:

— события («ВКЛЮЧЕНИЕ», «ОТКЛЮЧЕНИЕ», «ДЕБЛОКИРОВКА», и т.д.);
— время и дата события.

  • журнал проверки сопротивления изоляции отображает время и сопротивление линии (до 170 записей), в котором отображается:

— сопротивление изоляции в кОм на отходящей линии;
— время и дата, когда проводилась проверка изоляции.

  • журнал аварийных ситуаций с фиксацией параметров при которых произошло срабатывание защиты (до 32 записей), в котором отображается:

— название защиты, по которой произошло отключение или блокировка (МТЗ, ТО, БНЗ и т.д.);
— аварийный параметр, при котором произошло защитное отключение (токовые: значение тока и фаза в которой произошло превышение тока (например      Iв=100 А); БНЗ (ток 3I0=1 А, 3U0=100 В, dF=30º), и т.д.);
— время и дата срабатывания защиты.
1.3.9. Устройство не срабатывает ложно и не повреждается:

  • при снятии и подаче напряжения питания, а также при перерывах питания любой длительности с последующим восстановлением;
  • при замыкании на землю цепей дистанционного управления.

1.3.10. Время готовности устройства к работе после подачи питания не превышает 1 с.
1.3.11. Наработка на отказ устройства составляет 25000 часов.

1.3.12. Искробезопасность

Искробезопасность выходных цепей дистанционного управления при подклю-чении пульта дистанционного управления обеспечивается за счет:
—      изготовления печатной платы с гарантированным зазором между искробезо-пасными и прочими цепями не менее 3мм;
—      использования для монтажа этих цепей провода в заземлённой экранирующей оплётке;
—      использования трансформатора питания с отдельной катушкой для искробезо-пасных обмоток;
—      применения в цепи питания первичной обмотки трансформатора быстродействующего плавкого предохранителя 160 — 250мА.

1.4. Устройство и работа

Блок защиты и управления выполнен в металлическом корпусе с повышенной устойчивостью к электромагнитным помехам.
На передней панели прибора расположены:

  • жидкокристаллический индикатор;
  • индикаторные светодиоды;
  • кнопки управления микропроцессорным блоком.

На боковых панелях прибора размещены:

  • разъёмы для подключения цепей питания, оперативных цепей, линии связи RS 485 – 422.

На дисплее индифицируется:

  • эксплуатационная информация;
  • информация аварийных сообщений;
  • перечень активированных защит;
  • основные регулировки главных функций защиты;
  • адаптация уставок или выдержки времени в соответствии с новыми условиями эксплуатации.

Современный интуитивно понятный интерфейс, построенный по древовидной структуре облегчает местное оперативное управление.
Порт связи RS485 позволяет производить контроль состояния и управление КРУ с компьютеризированного места диспетчера.

1.5. Маркировка и пломбирование

Маркировка блока соответствует требованиям ГОСТ 18620.
На несменяемой части корпуса блока расположена табличка, на которой нанесены следующие данные: название и товарный знак предприятия-изготовителя; условное обозначение типа блока; дата изготовления (год, месяц); порядковый номер по системе нумерации производителя и т.д.
Транспортная маркировка соответствует требованиям ГОСТ 14192 и содержит надписи или манипуляционные знаки «Положение вертикально», «Хрупкое. Осторожно», наименование, товарный знак, дату изготовления и массу брутто.

1.6. Упаковка

Упаковка блоков соответствует требованиям ГОСТ 23216, для условий хранения и транспортирования. Срок хранения указан в разделе 5 настоящих технических условий.
1.6.1 Исполнение упаковки.
Для транспортирования блоков применяются ящики картонные по ГОСТ 9142, изготовленные из гофрированного картона по ГОСТ 7376  или коробок по ГОСТ 12301, изготовленные из картона по ГОСТ 7933.
Блоки укладываться в ящик с применением вспомогательных упаковочных средств: прокладок, перегородок или амортизаторов при выполнении условий, обеспечивающих их сохранность при транспортировании. Вспомогательные упаковочные средства должны исключать возможность свободного перемещения блоков в ящике.
В каждый ящик упаковки вложен паспорт, утвержденный в установленном порядке, в котором должно быть указано:

  • наименование предприятия-изготовителя или товарный знак;
  • наименование и тип блока;
  • обозначение технических условий;
  • дату упаковки;
  • подпись упаковщика и штамп ОТК.

Товаросопроводительную и техническую документацию, отправляемую с блоками упаковать в соответствии с ГОСТ 23216.
По согласованию с заказчиком допускается поставка блоков без упаковки ведомственным транспортом или применение других видов упаковки, обеспечивающих сохранность изделия при транспортировке.