Утверждаю
Директор центра инжиниринга ООО "АББ Реле-Чебоксары"
М.Г. Линт
«31» марта 1998 года
Инструкция по проектированию и монтажу систем управления и защиты электростанций и подстанций электрических сетей.
АББ. 656.122. 023 И
Чебоксары 1998 год
Инструкция содержит указания по проектированию и монтажу систем управления и защиты электростанций и подстанций электрических сетей. Требования инструкции распространяются на низковольтное электрическое и электронное оборудование, которое подключается к сетям электропитания, измерительным трансформаторам или датчикам сигналов, линиям управления, контроля и передачи информации.
Инструкция включает основные требования по электромагнитной совместимости, заземлению измерительных трансформаторов, низковольтных устройств, шкафов, панелей, а также требования к монтажу кабелей систем контроля, управления, измерения. Инструкция составлена на основании стандартов (ГОСТ, МЭК); технических описаний и руководств пользователя на терминалы защит и технические средства систем управления; материалов исследовании ВНИИЭ, института "Энергосетьпроект", НПФ ЭЛНАП; опыта проектирования и наладки микропроцессорных устройств ООО "АББ Реле-Чебоксары", НИИ "Экра".
Инструкция предназначена для персонала, занимающегося проектированием, наладкой и эксплуатацией терминалов защит и автоматики, систем контроля и управления.
2. Основные положения.
2.1. Проектирование систем контроля, управления, защиты и автоматики выполняется в соответствии с основной нормативно-технической документацией:
• Правила устройств электроустановок (ПУЭ).
• Нормы технологического проектирования электростанций и подстанций электрических сетей (НТП).
• Директивные указания Департамента науки и техники РАО "ЕЭС России"
• Технические описания и руководства пользователя заводов-изготовителей.
• Дополнительный перечень нормативно-технической документации приведен в главе 10.
2.2. Заземление электрооборудования и защитные меры безопасности должны соответствовать требованиям гл.1.7 ПУЭ и обеспечивать безопасность людей, защиту электроустановок и эксплуатационные режимы работы.
2.3. Молниезащита зданий и сооружений выполняется в соответствии с РД 34.21.122-87 и должна быть выполнена так, чтобы не было выноса высокого потенциала на низковольтную аппаратуру и цепи вторичной коммутации через металлические надземные и подземные конструкции.
2.4. При проектировании систем электроснабжения, сети, источников, преобразователей и приемников электрической энергии должны выполняться требования ГОСТ 21128.
2.5. Низковольтная аппаратура распределения и управления должна соответствовать ГОСТ 50030.1 (МЭК 947-1).
2.6. При проектировании силовых электроустановок и размещения оборудования необходимо обеспечивать электромагнитную совместимость с терминалами защит, автоматики, технических средств АСУ ТП в соответствии с заданной для них степенью жесткости. Электромагнитная совместимость должна соответствовать требованиям:
. ГОСТ 29280 (МЭК 1000-4-91)
. ГОСТ Р 50648 (МЭК 1000-4-8-93)
. ГОСТ Р 50627
3. Требования по электромагнитной совместимости технических средств.
3.1. Требования по электромагнитной совместимости применимы для технических средств, подключаемых:
• к низковольтным электрическим сетям электростанций и подстанций электрических сетей;
• к измерительным трансформаторам;
• к цепям контроля и управления;
• к линиям передачи информации.
3.2. Требования установлены для электрических, магнитных, статических и электромагнитных помех, которые возникают в результате:
• коммутационных явлений и повреждений в сетях;
• разрядов молний и других атмосферных явлений;
• влияния искажающей нагрузки;
• несимметричного режима работы электрооборудования;
• статического электричества;
• работы радиопередающих устройств.
3.3. Выбор степени жесткости для конкретных условий определяется видом помех и условиями эксплуатации.
Низкочастотные помехи в низковольтных электрических сетях зависят от типа применяемых электроустановок, протяженности распределительной сети, заземления, условий прокладки кабелей.
Уровень высокочастотных помех зависит от условий экранирования, заземления, защиты от перенапряжений, коммутационных аппаратов, режима заземления нейтрали.
Электростатические помехи зависят от условий установки технических средств (ТС), от типа покрытия пола и влажности воздуха.
Уровень магнитной помехи определяется значениями тока в проводниках, расположенных вблизи ТС, расстояния между ними и наличия в непосредственной близости магнитных материалов.
Радиочастотные электромагнитные помехи зависят от мощности радиопередатчиков и расстояния их до ТС.
3.4. Требования стандартов и характеристики устройств релейной защиты.
Электрические станции и подстанции являются сложными техническими системами.
Электромагнитная обстановка в местах расположения устройств релейной защиты характеризуется большим разнообразием видов кратковременных повышений и понижений напряжений промышленной частоты, импульсных напряжений и помех, магнитных полей. Уровни воздействующих на устройства перенапряжений и помех в условиях эксплуатации в общем случае являются случайными величинами.
Устойчивость релейной защиты к перенапряжениям, изменениям напряжения питания, помехам и магнитным полям должна быть такой, чтобы обеспечить очень малое значение вероятности ухудшения качества функционирования при стандартных типовых испытаниях аппаратуры.
Уровень электромагнитной совместимости должен быть таким, чтобы вероятность появления перенапряжений, помех, магнитных полей с уровнем, превышающим устойчивость устройств, была мала.
Устойчивость отдельных устройств регламентирована стандартами РФ и международными стандартами.
3.4.1. Нормы испытаний изоляции определены ГОСТ Р50514 (МЭК 255-5).
Устройства с номинальным напряжением питания от 60 до 250 В должны быть испытаны напряжением 2 кВ, 50 Гц в течение 1 минуты, импульсная прочность изоляции испытывается напряжением 5 кВ, 1/50 мкс.
3.4.2. Нормы испытаний на помехоустойчивость технических средств определены ГОСТ 29280 (МЭК 100-4-92).
Устройства релейной защиты и автоматики в соответствии с международными стандартами и РД 34.35.310-97 должны испытываться на воздействие:
• затухающих колебаний частотой 1 МГц, ГОСТ 29280 (приложение 3 П.2.5, табл.7, степень жесткости 3) МЭК 255 -22-1;
• электростатического разряда, ГОСТ 29280 (приложение 3, п.3.1, табл. 9, степень жесткости 3) МЭК 255-22-2, ГОСТ 29191;
• радиочастотного электромагнитного поля ГОСТ 29280 (приложение 3, П.2.5., табл. 13, степень жесткости 3) МЭК 255-22-3;
• наносекундных импульсных помех, ГОСТ 29280 (приложение 3, п.2.3., табл. 5, степень жесткости 4) МЭК 255-22-4;
Характеристики отдельных устройств релейной защиты и автоматики приведены в Приложении 1, Табл.1.
Из таблицы 1, Приложения 1 следует, что устройства релейной защиты соответствуют требованиям указанных стандартов РФ и МЭК по максимально рекомендуемым степеням жесткости.
3.4.3. Испытания на воздействие магнитного поля промышленной частоты определены ГОСТ Р 50648 (МЭК 1000-4-8-93).
В приложении А этого стандарта даны рекомендации по определению степеней жесткости испытаний.
Для залов управления электрических станций и подстанций, в которых размещаются устройства релейной защиты, рекомендуется применять устройства, испытанные по степени жесткости 4, ЗОА/м 50 Гц длительно и 300 А/м кратковременно 1-3 с.
Устройства релейной защиты таблицы 1 Приложения 1 соответствуют этому требованию.
3.4.4. Нормы испытаний при отключении источников постоянного тока установлены ГОСТ 27916 (МЭК 255-1 1 ).
При включении и отключении питания и любой посадке напряжения и отсутствии условий для срабатывания устройств не должно быть ложной работы.
При прерывании питания (посадка до 0) на время, выбираемое из ряда < 20 мс, < 50 мс, <100 мс, не должно быть прерывания работы устройства. Предпочтительной является величина < 50 мс.
Этим требованиям удовлетворяют все устройства защиты табл. 1 Приложения 1.
С целью уменьшения времени вывода устройств защиты из работы при повреждениях в сети оперативного постоянного тока, встроенные блоки питания обеспечивают работу устройств защиты при ГГн = 220 В от 88 до 265 В.
3.5. Требования стандартов и характеристики устройств информационной системы.
В зависимости от места расположения, организации питания вспомогательным напряжением устройства системы, список которых приведен в табл. 2 Приложения 1, разделяются на две группы.
Устройства первой группы размещаются в одних рядах шкафов (панелей) устройств релейной защиты, либо непосредственно в шкафах или отсеках КРУ рядом с устройствами защиты. Требования по видам и жесткости испытаний отличаются от указанных в разделе 3.4 только ввиду отсутствия подключения цепей от ТТ и ТН.
При этом к устройствам не предъявляются требования по воздействию помехи 1 МГц , а также в зависимости от вида и напряжения питания соответственно изменяются нормы по испытанию изоляции и класс жесткости испытаний к воздействию наносекундных импульсных помех.
К таким устройствам относятся RER111, RER103, SPA-ZC100, SPA-ZC21, SPA-ZC22 и другие устройства подобные им по назначению.
К другой группе относятся устройства, располагающиеся на рабочих местах инженерного персонала, либо рядом с ними; компьютеры, их клавиатура, мониторы, источники бесперебойного питания, серверы. В виду того, что на этих рабочих местах длительное время находятся люди, а также вследствие наличия мониторов по ГОСТ Р50648, устройства должны испытываться по степени жесткости 2 при длительном магнитном переменном поле 3 А/м, 50 Гц.
Для второй группы устройств характерно питание от источников бесперебойного питания с UH = 220 В, 50 Гц. На прерывание питания в этом случае испытания проводятся вместе с источником питания по ГОСТ Р50627.
Остальные требования по видам и нормам испытаний аналогичны разделу 3.4.
Устройства информационной системы или системы управления (SCS) должны быть испытаны и выдерживать виды и уровни воздействия, приведенные в табл. 2 Приложения 1.
3.6. Технические требования к уровням помех в эксплуатации.
Нормы испытательных воздействий, указанные в разделах 3.4.1, 3.4.2 относятся к типовым испытаниям устройств, выполняемых на новой аппаратуре предприятиями- изготовителями.
Ввиду длительного срока службы устройств и многократности воздействий перенапряжений и помех в эксплуатации максимальные допустимые уровни снижаются.
3.6.1. Нормы испытаний изоляции повышенным напряжением в эксплуатации установлены ПУЭ [1].
Испытательное напряжение для устройств с номинальным напряжением до 250 В составляет 1 кВ, 50 Гц, 1 мин.
Максимальный уровень импульсного напряжения 1,2/50 мкс в соответствии с п.8.6 ГОСТ Р50514 составляет 60% от уровня при типовых испытаниях.
3.6.2. Максимальный уровень помехи 1 МГц в соответствии с РД 34.20.116-93, таблица раздела 3 [12] не должен превышать 1,5 кВ, т. е. предусмотрено снижение до 60% от уровня при типовых испытаниях.
Снижение уровней напряжений при воздействии электростатических разрядов, внешнего радиоизлучения и наносекундных импульсных помех целесообразно принять также 60% от величин при типовых испытаниях, что соответствует мировой практике.
3.6.3. Для требований по прерыванию цепи питания и воздействию магнитного поля промышленной частоты уменьшение норм для эксплуатации стандартами РФ и МЭК не предусмотрено.
3.7. Рекомендации по обеспечению электромагнитной совместимости.
На этапе проектирования, выполнения строительно-монтажных работ при вводе и во время эксплуатации системы РЗА и технических средств АСУ ТП должны приниматься технические решения и организационные мероприятия, обеспечивающие малую вероятность превышения уровней, указанных в разделе 3.6 настоящих технических требований.
Основным регламентирующим документом являются "Правила устройства электроустановок" (ПУЭ) [1].
В соответствии с требованиями гл. 1.7 ПУЭ должны быть выполнены заземления и защитные меры безопасности.
Дополнительные технические требования по заземлению изложены в "Методических указаниях по защите вторичных цепей электрических станций и подстанций от импульсных помех" [3] и "Рекомендациях по защите от электромагнитных воздействий оборудования цифровых терминалов АББ на электрических станциях и подстанциях" [4].
Прокладка кабелей и вторичных цепей определяется правилами гл. 2.3 и 3.4 ПУЭ, а также рекомендациями [3] и [4], усиливающими и уточняющими требования ПУЭ.
В части выполнения защиты от грозовых перенапряжений ссылку на СН 35-77 в ПУЭ п.4.2.135 следует заменить на РД 34.21.122-87 [5].
Дополнительные сведения и пояснения можно найти в [6]-[9].
Для уменьшения электростатических потенциалов рекомендуется применять полупроводящие покрытия полов. Применение таких покрытий обязательно в местах расположения дежурного персонала и мониторов информационных систем или систем управления (SCS).
При определении уровней магнитных полей промышленной частоты следует использовать данные, содержащиеся в приложении Б ГОСТ Р50648 [18], а также в отчете [20].
Во всех необходимых случаях должны быть выполнены расчеты, а при монтаже и вводе в эксплуатацию - измерения.
