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

Page 1
background image

Page 2
background image

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


Page 3
background image

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


Page 4
background image

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

и

 

В

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


Читать онлайн

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.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»