Централизованная релейная защита подстанции 110/35/6 кВ на принципах системной интеграции алгоритмов защит в едином устройстве.
Опыт применения в АО «Тюменьэнерго»

Page 1
background image

Page 2
background image

98

релейная защит

а

Централизованная релейная 
защита подстанции 110/35/6 кВ 
на принципах системной 
интеграции алгоритмов защит 
в едином устройстве.

Опыт применения в АО «Тюменьэнерго»

Иванов

 C.

В

.,

к

.

т

.

н

., 

заместитель

 

технического

 

директора

ООО

 «

Релематика

»

Буров

 

А

.

В

.,

начальник

 

службы

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

АО

 «

Тюменьэнерго

»

В

 

статье

 

описана

 

разработка

 

технико

-

технологической

 

документации

 

и

 

реали

-

зация

 

пилотного

 

проекта

 

модернизированной

 

релейной

 

защиты

 

подстанции

 

110/35/10 

кВ

 

на

 

принципах

 

системной

 

интеграции

 

алгоритмов

 

защит

 

в

 

едином

 

устройстве

проведенная

 

ООО

 «

Релематика

» 

и

 

АО

 «

Тюменьэнерго

» 

в

 

период

с

 

сентября

 2012 

по

 

август

 2015 

на

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Пойковская

» 

филиала

 

АО

 «

Тюмень

 

энерго

» — 

Нефтеюганские

 

электрические

 

сети

.

С

 

появлением

 

микропро

-

цессорной

 

техники

 

по

-

явилась

 

возможность

 

увеличить

 

функциональ

-

ную

 

наполненность

 

устройств

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автомати

-

ки

  (

РЗА

). 

Если

 

рассматривать

 

историческую

 

ретроспективу

то

 

в

 

начале

 

внедрения

 

микропро

-

цессорные

 

устройства

 

выпол

-

няли

 

минимальное

 

количество

 

функций

  (

отдельно

 

регистрация

 

аварийных

 

событий

отдельно

 

токовые

 

защиты

 

и

 

пр

.). 

Развитие

 

аппаратной

 

базы

 

позволило

 

по

-

высить

 

функциональную

 

инте

-

грацию

 — 

совместить

 

несколь

-

ко

 

функций

 

защит

 

и

 

автоматики

 

в

 

одном

 

устройстве

Архитектура

 

устройств

 

того

 

времени

 

являлась

 

многопроцессорной

 [1] 

и

 

пред

-

полагала

 

организацию

 

взаимо

-

действия

 

и

 

разделения

 

задач

 

между

 

отдельными

 

сигнальны

-

ми

 

процессорами

Дальнейшее

 

развитие

 

элементной

 

базы

 

по

-

зволило

 

возложить

 

на

 

один

 

про

-

цессор

 

все

 

задачи

относящие

-

ся

 

к

 

РЗА

 

одного

 

присоединения

Появилась

 

возможность

 

совме

-

щать

 

в

 

одном

 

устройстве

 

функ

-

ции

 

основной

 

и

 

резервной

 

защит

 

присоединения

 [2]. 

Повышение

 

функциональной

 

насыщенности

 

устройств

в

 

первую

 

очередь

определяется

 

экономическими

 

причинами

снижением

 

итоговой

 

стоимости

 

оборудования

сниже

-

нием

 

затрат

 

на

 

его

 

обслужива

-

ние

Очевидно

что

 

следующим

 

шагом

 

в

 

повышении

 

функцио

-

нальной

 

насыщенности

 

будет

 

создание

 

централизованных

 

устройств

 

РЗА

охватывающих

 

несколько

 

присоединений

 

под

-

станции

  (

ПС

). 

При

 

этом

 

коли

-

чество

 

самих

 

устройств

 

будет

 

сокращаться

 

в

 

разы

В

 

настоя

-

щий

 

момент

 

централизованные

 

устройства

 

РЗА

 

активно

 

приме

-

няются

 

для

 

выполнения

 

защи

-

ты

 

станционного

 

оборудования

в

 

зону

 

охвата

 

их

 

входят

гене

-

ратор

силовой

 

трансформатор

трансформатор

 

собственных

 

нужд

система

 

возбуждения

 

и

 

прочее

.

Если

 

рассматривать

 

наибо

-

лее

 

распространенную

 

схему

ПС

  (

рисунок

 1) 

типа

  «

мостик

» 

(5

Н

, 5

АН

 

и

 

др

.), 

то

 

для

 

реали

-

зации

 

РЗА

 

с

 

использованием

 

традиционных

 

технических

 

ре

-


Page 3
background image

99

Q1

ЛЭП Магистральная

Q2

Q3

Q4

Q5

QT1

QT2

QT3

QT4

B1

B2

T1

T2

ЦЗ 1-В 1

ЦЗ
1

1

ЦЗ
1


2

ЦЗ 1-В 1

ЦЗ 1-В 2

ЦЗ 1-В 2

ЦЗ 1-В 2

ЦЗ 1-В 1

ЦЗ
1

1

ЦЗ
1

2

ПОЙКОВСКАЯ

ЛЭП Правдинская

ЦЗ 1-В 2

ЦЗ 1-В 1

ЦРЗ №1

ЦРЗ №2

35 кВ

35 кВ

10 кВ

10 кВ

110 кВ

 

Рис

. 1. 

Зоны

 

охвата

 

централизованных

 

устройств

 

защиты

 

на

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Пойковская

» 

филиала

 

АО

 «

Тюменьэнерго

» — 

Нефтеюган

-

ские

 

электри

 

чес

 

кие

 

сети

 (

схема

 «

мостик

»)

шений

 

потребуется

 17 

микропро

-

цессорных

 

устройств

 

РЗА

:

• 

ступенчатые

 

защиты

 

линий

 

и

 

автоматика

 

управления

 

вы

-

ключателем

 (

АУВ

) — 2 

шт

.;

• 

основные

 

защиты

 

линий

 

(

ДФЗ

НВЧЗ

ДЗЛ

) — 2 

шт

.;

• 

защита

 

и

 

АУВ

 

секционного

 

выключателя

 — 1 

шт

.;

• 

защиты

 

ошиновки

 — 2 

шт

.;

• 

резервная

 

защита

 

трансфор

-

маторов

 — 2 

шт

.;

• 

автоматика

 

регулирования

 

напряжения

 — 2 

шт

.;

• 

основная

 

защита

 

трансфор

-

маторов

 — 2 

шт

.;

• 

терминалы

 

определения

 

ме

-

ста

 

повреждения

 — 2 

шт

.;

• 

регистратор

 

аварийных

 

собы

-

тий

 — 1 

шт

.;

• 

модуль

 

центральной

 

сигнали

-

зации

 — 1 

шт

.

Современная

 

элементная

 

ба

-

за

 

позволяет

 

реализовать

 

все

 

обозначенные

 

выше

 

функции

 

РЗА

 

и

 

взаимосвязи

 

между

 

ними

 

в

 

одном

 

устройстве

  (

на

 

одном

 

процессоре

). 

Это

 

приводит

 

к

 

ис

-

ключению

 

ошибок

 

на

 

этапе

 

мон

-

тажа

 

устройств

снижению

 

мате

-

риальных

 

затрат

 

на

 

кабельную

 

продукцию

 

(

для

 

организации

 

релейно

-

контактной

 

схемы

или

 

исключению

 

затрат

 

на

 

комму

-

никационное

 

оборудование

  (

при

 

организации

 

взаимодействия

 

с

 

использованием

 

МЭК

 61850). 

С

 

точки

 

зрения

 

обеспечения

 

надежности

 

электроснабжения

 

целесообразно

 

ограничить

 

зону

 

охвата

 

централизованных

  (

ЦРЗ

устройств

 

секционным

  (

шино

-

соединительным

выключате

-

лем

  (

рисунок

 1). 

В

 

этом

 

случае

 

потенциально

 

излишнее

 

сра

-

батывание

 

одного

 

устройства

 

не

 

приведет

 

к

 

потере

 

электро

-

снабжения

 

потребителя

 

ПС

так

 

как

 

гарантированно

 

в

 

работе

 

остается

 

второй

 

трансформатор

.

Для

 

обес

 

печения

 

резервирова

-

ния

 

необходимо

 

предусматривать

 

100%-

ное

 

дублирование

 

центра

-

лизованных

 

устройств

 

РЗА

.

Обозначенная

 

выше

 

идео

-

логия

 

построения

 

централизо

-

ванных

 

РЗА

 

была

 

реализована

 

ООО

  «

Релематика

» 

и

 

АО

  «

Тю

-

меньэнерго

» 

в

 

период

 

с

 

сентя

-

бря

 2012 

по

 

август

 2015 

на

 

ПС

 

110/35/6 

кВ

 «

Пойковская

» 

фили

-

Рис

. 2. 

Централизованное

 

устройство

 

защиты

 

на

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Пойков

-

ская

» 

филиала

 

АО

 «

Тюменьэнерго

» — 

Нефтеюганские

 

электрические

 

сети

 5 (44) 2017


Page 4
background image

100

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

И АВТОМАТИКА 

ала

 

АО

 «

Тюменьэнерго

» 

Нефте

-

юганские

 

электрические

 

сети

 

в

 

рамках

 

выполнения

 

опытно

-

конструкторской

 

работы

 

на

 

тему

 

«

Разработка

 

технико

-

техноло

-

гической

 

документации

 

и

 

ре

-

ализация

 

пилотного

 

проекта

 

модернизированной

 

релейной

 

защиты

 

подстанции

 110/35/10 

кВ

 

на

 

принципах

 

системной

 

ин

-

теграции

 

алгоритмов

 

защит

 

в

 

едином

 

устройстве

». 

В

 

ходе

 

опытно

-

конструкторской

 

рабо

-

ты

 

был

 

модернизирован

 

микро

-

процессорный

 

терминал

 

защит

 

РЗА

 110–750 

кВ

  «

ТОР

 300», 

се

-

рийно

 

выпускаемый

 

ООО

  «

Ре

-

лематика

», 

разработан

 

шкаф

 

централизованной

 

защиты

 

ПС

 

(

рисунок

 2), 

разработан

 

типо

-

вой

 

проект

 

применения

В

 

шка

-

фу

 

установлено

 

два

 

терминала

 

РЗА

  «

ТОР

 300», 

каждый

 

из

 

ко

-

торых

 

обеспечивает

 

РЗА

 

при

-

соединений

  (

линия

ошиновка

трансформатор

), 

подключен

-

ных

 

к

 

одной

 

секции

  (

В

и

 

В

на

 

рисунке

 1). 

Помимо

 

этого

сам

 

шкаф

 

РЗА

 

реализует

 

функцию

 

щита

 

управления

.

Шкаф

 

централизованной

 

за

-

щиты

 

был

 

поставлен

 

в

 

высокой

 

заводской

 

готовности

 

к

 

монта

-

жу

все

 

горизонтальные

 

связи

 

между

 

терминалами

 

ЦРЗА

 

 1 

и

 

ЦРЗА

 

 2 

реализованы

 

при

 

помощи

 

релейно

-

контактной

 

схемы

  (

с

 

использованием

 

за

-

ранее

 

заготовленных

 

жгутов

 

и

 

втычных

 

разъемов

). 

Посколь

-

ку

 

на

 

подстанции

 

установлены

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Application manual REL 501*2.3. 

Line distance protection terminal. 
ABB 2001.

2. 

Терминал

 

продольной

 

диффе

-

ренциальной

 

и

 

комплекта

 

ступен

-

чатых

 

защит

 

линий

 110–220 

кВ

 

типа

 «

ТОР

 300 

ДЗЛ

». 

Техническая

 

документация

.

3. 

Концепция

 

развития

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

электро

-

сетевого

 

комплекса

 

ПАО

 «

Россе

-

ти

», 2015.

Табл

. 1. 

Короткие

 

замыкания

 

на

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Пойковская

»

Событие

Дата

время

Результат

 

1

Внешнее

 

короткое

 

замыкание

Направление

 

ПС

 «

Магистральная

»

09.06.2015, 15:50

корректно

2

Внешнее

 

короткое

 

замыкание

Направление

 

ПС

 «

Магистральная

»

17.06.2015 18:59

корректно

3

Близкое

 

короткое

 

замыкание

 

на

 

одном

 

из

 

присоединений

 

НН

 

трансформатора

23.06.2015, 20:35

корректно

4

Внешнее

 

короткое

 

замыкание

Направление

 

ПС

 «

Магистральная

»

17.07.2015, 22:09

корректно

5

Короткое

 

замыкание

 

на

 

ВЛ

 

Пойковская

 — 

Магистральная

17.07.2015, 22:29

корректно

6

Короткое

 

замыкание

 

на

 

ВЛ

 

Пойковская

 — 

Магистральная

18.07.2015, 01:17

корректно

7

Короткое

 

замыкание

 

на

 

ВЛ

 

Пойковская

 — 

Правдинская

22.03.2016, 10:08

корректно

8

Короткое

 

замыкание

 

на

 

ВЛ

 

Пойковская

 — 

Сибирь

16.12.2016, 13:13

корректно

9

Короткое

 

замыкание

 

на

 

ВЛ

 

Пойковская

 — 

Сибирь

27.07.2017, 19:47

корректно

традиционные

 

измерительные

 

трансформаторы

 

тока

 

и

 

напря

-

жения

подключение

 

к

 

ним

 

вы

-

полнено

 

по

 

традиционной

 

схеме

Такая

 

архитектура

 

построения

 

централизованной

 

защиты

 

зна

-

чительно

 

упрощает

 

стадию

 

про

-

ектирования

Требуется

 

лишь

 

подключить

 

измерительные

 

трансформаторы

 

тока

 

и

 

напря

-

жения

а

 

также

 

цепи

 

управления

 

выключателями

При

 

этом

 

стоит

 

отметить

что

 

связи

 

между

 

тер

-

миналами

 

и

 

ИТТ

/

ИТН

 

могут

 

быть

 

выполнены

 

с

 

использованием

 

современного

 

протокола

 

связи

 

МЭК

 61850.

Централизованное

 

устрой

-

ство

 

РЗА

 

вводилось

 

в

 

опытно

-

промышленную

 

эксплуатацию

 

с

 

сентября

 2014 

года

 

по

 

август

 

2017 

года

За

 

текущий

 

период

 

опытно

-

промышленной

 

эксплу

-

атации

 

было

 

зафиксировано

 

внешних

 

и

 

внутренних

 

повреж

-

дений

  (

таблица

 1). 

Устройство

 

отработало

 

правильно

 

во

 

всех

 

режимах

согласно

 

заложенным

 

алгоритмам

Следует

 

отметить

 

положительный

 

опыт

 

эксплуата

-

ции

.

Очевидно

что

 

применение

 

централизованных

 

устройств

 

имеет

 

преимущества

выражаю

-

щиеся

 

в

 

уменьшении

 

количества

 

устанавливаемого

 

оборудова

-

ния

упрощении

 

цепей

 

вторичной

 

коммутации

снижении

 

стоимо

-

сти

 

закупаемого

 

оборудования

снижении

 

затрат

 

при

 

проектиро

-

вании

 

и

 

обслуживании

.

Вопрос

 

применения

 

ЦРЗА

 

на

 

объектах

 

ПАО

  «

Россети

» 

был

 

затронут

 

на

 

техническом

 

совете

 18 

августа

 2017 

года

 

  3

ТС

/2017. 

Было

 

принято

 

ре

-

шение

 

о

 

рекомендации

 

к

 

вне

-

дрению

 

на

 

объектах

 

ДЗО

 

ПАО

 

«

Россети

» 

при

 

новом

 

строи

-

тельстве

 

и

 

реконструкции

 

ПС

 

110 

кВ

 

со

 

схемой

  3

Н

, 4

Н

, 5

Н

 

и

 5

АН

 

централизованной

 

релей

-

ной

 

защиты

 

на

 

платформе

 

се

-

рийно

 

изготавливаемых

 

терми

-

налов

 

РЗА

реализованных

 

на

 

основании

 

результатов

 

НИОКР

 

АО

  «

Тюменьэнерго

», 

при

 

соот

-

ветствующем

 

технико

-

экономи

-

ческом

 

обосновании

.

Шкаф

 

централизованной

 

за

-

щиты

 

ПС

 

включен

 

в

 

Реестр

 

инно

-

вационных

 

решений

 

ПАО

 «

Россе

-

ти

». 

Уникальный

 

номер

 

решения

02-011-0058/5; 

дата

 

включения

04.04.2016; 

срок

 

нахождения

 

в

 

реестре

: 03.04.2019.

 

 

Р


Читать онлайн

В статье описана разработка технико-технологической документации и реализация пилотного проекта модернизированной релейной защиты подстанции 110/35/10 кВ на принципах системной интеграции алгоритмов защит в едином устройстве, проведенная ООО «Релематика» и АО «Тюменьэнерго» в период с сентября 2012 по август 2015 на ПС 110/35/6 кВ «Пойковская» филиала АО «Тюмень энерго» — Нефтеюганские электрические сети.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(70), январь-февраль 2022

Превентивное управление нагрузкой в сетях 0,4 кВ в целях предотвращения возникновения аварийных ситуаций

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Релейная защита и автоматика
Удинцев Д.Н. Милованов П.К. Зуев А.И.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(68), сентябрь-октябрь 2021

Внедрение цифрового дистанционного управления оборудованием и МП устройствами РЗА на подстанциях 110–220 кВ ПАО «Россети Московский регион»

Релейная защита и автоматика
Гвоздев Д.Б. Грибков М.А. Бороздин А.А. Рыбаков А.К.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»