LXK(B)-10 нулевой последовательности

Когда говорят про LXK(B)-10 нулевой последовательности, часто сразу думают о простой защите от замыканий на землю в сетях 6-10 кВ. Но на деле, если копнуть поглубже, всё не так однозначно. Многие коллеги, особенно те, кто больше с бумагами работает, считают его просто ещё одним реле в шкафу. А по факту, от его правильной настройки и, что важнее, понимания его поведения в реальной сети, иногда зависит не просто отключение участка, а цепочка событий вплоть до каскадного развития аварии. Сам долгое время недооценивал некоторые моменты, пока не столкнулся с ситуацией на подстанции ?Заречная?, где из-за, казалось бы, корректно работающего комплекта чуть не произошло ложное отключение секции. Там как раз стояли изделия от ООО Сиань Суюань Электроприборы – компания, которая, к слову, давно на нашем рынке с высоковольтными предохранителями, но и с устройствами защиты у них есть серьёзные наработки.

Не только ток: что часто упускают из виду

Основная продукция включает высоковольтные и низковольтные предохранители, ограничители перенапряжений, но их подход к защите виден и здесь. Так вот, классическая ошибка – смотреть только на уставку по току нулевой последовательности. Вроде выставил 5-10 А, и всё. Но в реальной кабельной сети 10 кВ, особенно старой, с разветвлённой структурой и неидеальной симметрией, ёмкостные токи могут создавать фон, который здорово мешает. Реле LXK(B)-10 нулевой последовательности должно это отфильтровывать. Но фильтрация – это не волшебство. Помню случай на объекте с протяжёнными кабелями к насосной станции. При пуске соседнего мощного двигателя (не нашего присоединения) возникал переходный процесс, который давал всплеск в цепи нулевой последовательности. Наш комплект, в котором как раз использовались компоненты, близкие по идеологии к продукции ООО Сиань Суюань Электроприборы для защиты трансформаторов и двигателей, срабатывал раз-два, хотя явного КЗ не было. Пришлось лезть в настройки временных характеристик и внимательнее смотреть на порог срабатывания по производной тока, что не всегда очевидно из инструкции.

Ещё один нюанс – влияние трансформаторов напряжения. Схема соединения обмоток ТН, их тип (ЗЗЛ, НТМИ) – всё это влияет на то, какой сигнал в итоге поступает на реле. Бывало, после замены ТН на более современные, но с другими параметрами, защита начинала вести себя ?нервно?. И это не дефект самого LXK(B)-10, а вопрос согласования всего комплекса. Здесь как раз пригодился опыт работы с их предохранителями для защиты трансформаторов напряжения – понимание, как важно учитывать всю цепочку, а не отдельный аппарат.

И конечно, нельзя забывать про селективность с защитами смежных участков. Особенно если на соседней ячейке стоит что-то другое, не наш комплект. Настраивали как-то на промышленном предприятии, где часть шкафов была укомплектована нашими устройствами, а часть – старыми советскими. Добиться чёткой работы по ступеням времени было той ещё головоломкой. Пришлось идти на компромисс, немного завышая уставки на наших, чтобы избежать ложных отключений при КЗ на смежном участке, защищённом старым реле с большим разбросом. Неидеально, но работало.

Практические грабли: монтаж и наладка

Казалось бы, что сложного: подключил трансформаторы тока, цепи от ТН, питание, выставил уставки. Ан нет. Первая и частая проблема – качество монтажа вторичных цепей. Особенно цепи напряжения нулевой последовательности (3U0). Плохая опрессовка, длинные неэкранированные провода, наведённые помехи от силовых кабелей – всё это может давать постоянный фантомный сигнал, из-за которого реле будет считать, что в сети есть небольшая несимметрия, и это может сдвигать точку срабатывания. Сам видел, как после перепрокладки контрольного кабеля в отдельный лоток (не рядом с силовыми) ?плавающие? показания на панели успокоились.

Вторая грабелька – калибровка. Заводская настройка – это хорошо, но после транспортировки, монтажа, да и просто со временем, может быть дрейф. У нас был свой стенд для проверки, самодельный, на базе ЛАТРов и эталонных трансформаторов. Так вот, проверяя новую партию LXK(B)-10 нулевой последовательности, пару раз ловили разброс по времени срабатывания на 10-15% от паспортного при токах, близких к уставке. На больших токах всё было нормально. Это критично? Для некоторых применений – да. Например, в сетях с компенсированной нейтралью, где ток замыкания на землю мал, эта погрешность может привести к неселективности. Пришлось возвращать на донастройку.

И третье – это взаимодействие с другими системами, например, с АСКУЭ или системами сбора данных. Выходные ?сухие? контакты реле – вещь надёжная, но если нужно снимать аналоговый сигнал (текущее значение 3I0), то тут уже нужен дополнительный преобразователь. И его точность, его собственное время отклика тоже вносят свою лепту. Один раз столкнулся с тем, что система мониторинга показывала ток нулевой последовательности на 20% меньше, чем показывало встроенное индикаторное табло самого реле. Виновником оказался именно промежуточный измерительный преобразователь. Долго искали, пока не начали проверять всё по цепочке.

Кейс из памяти: авария на КТП 10/0.4 кВ

Хочу привести пример, где роль LXK(B)-10 нулевой последовательности была ключевой, но не в том смысле, в каком обычно ждёшь. Объект – комплектная трансформаторная подстанция для питания цеха. На вводе 10 кВ стоял наш комплект защиты. Сеть с изолированной нейтралью. Произошло однофазное замыкание на землю на кабельной линии за КТП. Реле отработало чётко, сигнализация была. Дежурный персонал, получив сигнал, по регламенту должен был начать поиск повреждённой линии. Но тут вмешался человеческий фактор и… конструкция ячейки.

Рядом в том же шкафу, для защиты самого силового трансформатора, использовались высоковольтные токоограничивающие предохранители – как раз та продукция, которую, среди прочего, выпускает ООО Сиань Суюань Электроприборы. И в момент КЗ на землю, из-за возникших перенапряжений (явление резонанса, сеть-то изолированная), в одной из неповреждённых фаз произошёл пробой слабого места в изоляции, что привело уже к междуфазному КЗ. И вот здесь предохранители сработали, отключив трансформатор. А защита от замыканий на землю осталась с сигналом ?в памяти?.

При разборе сначала грешили на реле, мол, не предотвратило развитие аварии. Но при детальном анализе осциллограмм (хорошо, что регистратор событий был) стало ясно: LXK(B)-10 выполнило свою задачу на ?отлично? — зафиксировало первичное повреждение. А вот развитие событий в междуфазное КЗ – это уже вопрос стойкости изоляции оборудования и быстродействия защиты от междуфазных КЗ. Вывод был такой: защита нулевой последовательности – важнейший элемент сигнализации и первой реакции, но она не всесильна. Её работа должна быть безупречно скоординирована с другими видами защиты, такими как те же предохранители для защиты трансформаторов или более быстродействующие реле. После этого случая на всех аналогичных объектах мы усилили контроль за состоянием изоляции и пересмотрели уставки резервных защит.

О выборе комплектующих и надёжности

Работая с такими устройствами, неизбежно начинаешь обращать внимание на то, из чего они сделаны. Не на уровне схемы, а на уровне ?железа?. Качество трансформаторов тока нулевой последовательности (ТТНП) – это отдельная песня. Они должны иметь малый ток погрешности и хорошую линейность в широком диапазоне, особенно в области малых токов. Проблемные ТТНП могут ?съедать? часть полезного сигнала или, наоборот, добавлять свои помехи.

Компании, которые, как ООО Сиань Суюань Электроприборы, имеют широкий портфель в высоковольтной и низковольтной защите, часто подходят к вопросу системно. То есть их предохранители для защиты конденсаторов или двигателей проектируются с учётом тех же переходных процессов, что важны и для защиты от замыканий на землю. Это не прямое преимущество, но косвенный признак того, что производитель погружён в тему. Когда берёшь в руки их LXK(B)-10 нулевой последовательности, видно, что конструкция клеммников, размещение плат, даже маркировка проводов сделаны с расчётом на монтажника в неидеальных условиях – чтобы меньше шансов ошибиться.

Надёжность, в конечном счёте, складывается из трёх вещей: качество компонентов (тут у них, судя по предохранителям серий RSY и NGT, подход серьёзный), продуманность конструкции и, как ни странно, понятность документации. Последнее – это не про толстые книги, а про чёткие, однозначные схемы подключения и таблицы уставок. С этим у них, по моему опыту, порядок. Хотя, конечно, всегда есть куда стремиться – например, более детальные рекомендации по настройке под специфичные режимы сети были бы очень кстати.

Вместо заключения: мысли вслух

Так к чему всё это? LXK(B)-10 нулевой последовательности – не просто коробочка с реле. Это инструмент, эффективность которого на 30% определяется заводскими характеристиками, а на 70% – правильным применением, монтажом, наладкой и интеграцией в общую систему релейной защиты. Ошибки в этой области редко бывают фатальными сами по себе (сеть-то обычно имеет резервирование), но они могут привести к длительным простоям, ложным отключениям и, как следствие, финансовым потерям.

Опыт работы с продукцией таких производителей, как упомянутое ООО Сиань Суюань Электроприборы, показывает, что важно выбирать не просто отдельное устройство, а смотреть на способность поставщика предлагать комплексные решения или, как минимум, совместимые компоненты. Потому что в шкафу релейной защиты всё взаимосвязано: и предохранитель для защиты фотоэлектрических систем SYPV на вводе по постоянному току, и низковольтные предохранители высокой отключающей способности в цепях управления, и наше реле защиты от замыканий на землю.

В итоге, успех – это когда после наладки и сдачи объекта про эту защиту забывают. Она просто тихо и исправно дежурит в шкафу, изредка напоминая о себе плановыми проверками. А если и срабатывает, то делает это точно, селективно и даёт персоналу ясную информацию для действий. К этому, пожалуй, и стоит стремиться, выбирая и настраивая такие системы. Всё остальное – технические детали, которые, впрочем, и составляют суть нашей работы.