52
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2,
сентябрь
2016
52
Централизованная
релейная
защита
подстанции
110/35/6
кВ
на
принципах
системной
интеграции
алгоритмов
защит
в
едином
устройстве
Опыт
применения
в
АО
«
Тюменьэнерго
»
Сергей
ИВАНОВ
,
к
.
т
.
н
.,
директор
центра
исполнения
проектов
ООО
«
Релематика
»
Андрей
БУРОВ
,
начальник
Службы
релейной
защиты
и
автоматики
АО
«
Тюмень
-
энерго
»
Разработка
технико
-
технологической
документации
и
ре
-
ализация
пилотного
проекта
модернизированной
ре
-
лейной
защиты
подстанции
110/35/10
кВ
на
принци
-
пах
системной
интеграции
алгоритмов
защит
в
едином
устройстве
,
реализованная
ООО
«
Релематика
» (
быв
-
шее
ООО
«
ИЦ
«
Бреслер
»)
и
АО
«
Тюмень
энерго
»
в
пе
-
риод
с
сентября
2012
по
август
2015
на
ПС
110/35/6
кВ
«
Пойковская
»
филиала
АО
«
Тюменьэнерго
»
Нефтеюганские
электрические
сети
.
С
появлением
микропроцессорной
техники
появилась
возможность
увеличить
функциональную
на
-
полненность
устройств
релейной
защиты
и
автоматики
(
РЗА
).
Если
рассма
-
тривать
историческую
ретроспективу
,
то
в
начале
внедрения
микропроцессорные
устройства
выполняли
минимальное
коли
-
чество
функций
(
отдельно
регистрация
ава
-
рийных
событий
,
отдельно
токовые
защиты
и
пр
.).
Развитие
аппаратной
базы
позволило
повысить
функциональную
интеграцию
—
совместить
несколько
функций
защит
и
ав
-
томатики
в
одном
устройстве
.
Архитектура
устройств
того
времени
являлась
многопро
-
цессорной
[1]
и
предполагала
организацию
взаимодействия
и
разделения
задач
между
отдельными
сигнальными
процессорами
.
Дальнейшее
развитие
элементной
базы
по
-
зволило
возложить
на
один
процессор
все
задачи
,
относящиеся
к
РЗА
одного
присо
-
единения
.
Появилась
возможность
совме
-
щать
в
одном
устройстве
функции
основной
и
резервной
защит
присоединения
[2].
По
-
вышение
функциональной
насыщенности
устройств
,
в
первую
очередь
,
определяется
экономическими
причинами
:
снижение
ито
-
говой
стоимости
оборудования
,
снижение
затрат
на
его
обслуживание
.
Очевидно
,
что
следующим
шагом
в
повышении
функциональной
насыщен
-
ности
будет
создание
централизованных
устройств
РЗА
,
охватывающих
несколь
-
ко
присоединений
подстанции
(
ПС
).
При
этом
количество
самих
устройств
будет
сокращаться
в
разы
.
В
настоящий
момент
централизованные
устройства
РЗА
актив
-
но
применяются
для
выполнения
защиты
станционного
оборудования
,
в
зону
охвата
их
входят
:
генератор
,
силовой
трансфор
-
Оборудование
53
53
матор
,
трансформатор
собственных
нужд
,
система
возбуждения
и
проч
.
Если
рассматривать
наиболее
распространенную
схему
ПС
типа
«
мостик
» (5
Н
, 5
АН
и
др
.) (
рисунок
1),
то
для
реализации
РЗА
с
использованием
традицион
-
ных
технических
решений
потребуется
использовать
17
микропроцессорных
устройств
РЗА
:
•
ступенчатые
защиты
линий
и
автоматика
управления
выключателем
(
АУВ
) — 2
шт
.;
•
основные
защиты
линий
(
ДФЗ
,
НВЧЗ
,
ДЗЛ
) — 2
шт
.;
•
защита
и
АУВ
секционного
выключателя
— 1
шт
.;
•
защиты
ошиновки
— 2
шт
.;
•
резервная
защита
трансформаторов
— 2
шт
.;
•
автоматика
регулирования
напряжения
— 2
шт
.;
•
основная
защита
трансформаторов
— 2
шт
.;
•
терминалы
определения
места
повреждения
— 2
шт
.;
•
регистратор
аварийных
событий
— 1
шт
.;
•
модуль
центральной
сигнализации
— 1
шт
.
Современная
элементная
база
позволяет
реали
-
зовать
все
выше
обозначенные
функции
РЗА
и
вза
-
имосвязи
между
ними
в
одном
устройстве
(
на
одном
процессоре
).
Это
приводит
к
исключению
ошибок
на
этапе
монтажа
устройств
,
снижению
материальных
затрат
на
кабельную
продукцию
(
для
организации
релейно
-
контактной
схемы
)
или
исключению
затрат
на
коммуникационное
оборудование
(
при
организа
-
ции
взаимодействия
с
использованием
МЭК
61850).
С
точки
зрения
обеспечения
надежности
электро
-
снабжения
целесообразно
ограничить
зону
охвата
централизованных
(
ЦРЗ
)
устройств
секционным
(
шиносоединительным
)
выключателем
(
рисунок
1).
В
этом
случае
любое
излишнее
срабатывание
одно
-
го
устройства
не
приведет
к
потере
электроснабже
-
ния
потребителя
ПС
,
так
как
гарантированно
остается
в
работе
второй
трансформатор
.
Для
обеспечения
резервирования
необходимо
предусматривать
100%
дублирование
централизованных
устройств
РЗА
.
Обозначенная
выше
идеология
построения
цен
-
трализованных
РЗА
была
реализована
ООО
«
ИЦ
«
Бреслер
»
и
АО
«
Тюменьэнерго
»
в
период
с
сентя
-
бря
2012
по
август
2015
на
ПС
110/35/6
кВ
«
Пойков
-
ская
»
филиала
АО
«
Тюменьэнерго
»
Нефтеюганские
электрические
сети
(
рисунок
1)
в
рамках
выполнения
опытно
-
конструкторской
работы
на
тему
«
Разработка
технико
-
технологической
документации
и
реализа
-
ция
пилотного
проекта
модернизированной
релей
-
ной
защиты
подстанции
110/35/10
кВ
на
принципах
системной
интеграции
алгоритмов
защит
в
едином
устройстве
».
В
ходе
опытно
-
конструкторской
работы
был
модернизирован
микропроцессорный
терминал
защит
РЗА
110–750
кВ
«
ТОР
300»,
теперь
серийно
выпускаемый
ООО
«
Релематика
»,
разработан
шкаф
централизованной
защиты
ПС
(
рисунок
2),
разрабо
-
Рис
. 1.
Зоны
охвата
централизованных
устройств
защиты
на
ПС
110/35/6
кВ
«
Пойковская
»
филиала
АО
«
Тюменьэнерго
»
Нефтеюганские
электрические
сети
(
схема
«
мостик
»)
Рис
. 2.
Централизованное
устройство
защиты
на
ПС
110/35/6
кВ
«
Пойковская
»
филиала
АО
«
Тюменьэнерго
»
Нефтеюганские
элек
-
трические
сети
54
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2,
сентябрь
2016
тан
типовой
проект
применения
.
В
шкафу
установ
-
лено
два
терминала
РЗА
«
ТОР
300»,
каждый
из
которых
обеспечивает
РЗА
присоединений
(
линия
,
ошиновка
,
трансформатор
),
подключенных
к
одной
секции
(
В
1
и
В
2
на
рисунке
1).
Помимо
этого
,
сам
шкаф
РЗА
реализует
функцию
щита
управления
.
Шкаф
централизованной
защиты
был
постав
-
лен
в
высокой
заводской
готовности
к
монтажу
:
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
).
Поскольку
на
подстанции
установлены
традици
-
онные
измерительные
трансформаторы
тока
и
на
-
пряжения
,
подключение
к
ним
выполнено
по
тра
-
диционной
схеме
.
Такая
архитектура
построения
централизованной
защиты
значительно
упрощает
стадию
проектирования
.
Требуется
лишь
подклю
-
чить
измерительные
трансформаторы
тока
и
на
-
пряжения
,
а
также
цепи
управления
выключателя
-
ми
.
При
этом
стоит
отметить
что
горизонтальные
связи
между
терминалами
могут
быть
выполнены
с
использованием
современного
протокола
связи
МЭК
61850.
Централизованное
устройство
РЗА
было
вве
-
дено
в
опытно
-
промышленную
эксплуатацию
в
сен
-
тябре
2014
года
по
август
2016
года
.
За
текущий
период
опытно
-
промышленной
эксплуатации
было
зафиксировано
7
повреждений
(
внешних
и
внутрен
-
них
) (
таблица
1).
Устройство
отработало
правильно
во
всех
режимах
,
согласно
заложенным
алгорит
-
мам
.
Следует
отметить
положительный
опыт
экс
-
плуатации
.
Очевидно
,
что
применение
централизованных
устройств
имеет
преимущества
,
выражающиеся
в
уменьшении
количества
устанавливаемого
обору
-
дования
,
упрощении
цепей
вторичной
коммутации
,
снижении
стоимости
закупаемого
оборудования
,
снижении
затрат
при
проектировании
и
обслужива
-
нии
.
Все
это
,
в
конечном
итоге
,
должно
обеспечить
массовое
внедрение
централизованных
устройств
РЗА
на
объектах
энергетики
,
что
было
отмечено
во
вновь
появляющихся
документах
[3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Application manual REL 501*2.3. Line distance
protection terminal. ABB, 2001.
2.
Терминал
продольной
дифференциальной
и
комплекта
ступенчатых
защит
линий
110–
220
кВ
типа
«
ТОР
300
ДЗЛ
».
3.
Концепция
развития
релейной
защиты
и
автома
-
тики
электросетевого
комплекса
ПАО
«
Россети
»,
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
.
Направ
-
ление
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
22.12.2015,
20:40
корректно
Рис
. 3.
Модернизированная
релейная
защита
подстанции
110/35/10
кВ
на
принципах
системной
интеграции
алгоритмов
защит
в
едином
устройстве
Оборудование
Оригинал статьи: Централизованная релейная защита подстанции 110/35/6 кВ на принципах системной интеграции алгоритмов защит в едином устройстве
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, реализованная ООО «Релематика» (бывшее ООО «ИЦ «Бреслер») и АО «Тюменьэнерго» в период с сентября 2012 по август 2015 на ПС 110/35/6 кВ «Пойковская» филиала АО «Тюменьэнерго» Нефтеюганские электрические сети.
