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
-
99
Q1
ЛЭП Магистральная
Q2
Q3
Q4
Q5
QT1
QT2
QT3
QT4
B1
B2
T1
T2
ЦЗ 1-В 1
ЦЗ
1
-В
1
ЦЗ
1
-В
2
ЦЗ 1-В 1
ЦЗ 1-В 2
ЦЗ 1-В 2
ЦЗ 1-В 2
ЦЗ 1-В 1
ЦЗ
1
-В
1
ЦЗ
1
-В
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
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
1
и
В
2
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
9
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
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.
