Новое микропроцессорное устройство для воздушных и кабельных линий 6—35 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

150

р

е

л

е

й

н

а

я

 з

а

щ

и

т

а

релейная защит

а

О

собенностью

 

проведённых

 

ис

-

следований

 

являлось

 

то

что

 

в

 

нашей

 

стране

 

в

 

одной

 

из

 

пер

-

вых

 

выполнялась

 

разработка

 

микропроцессорного

 

устройства

 

релей

-

ной

 

защиты

 

от

 

замыканий

 

на

 

землю

 

в

 

распределительных

 

электрических

 

сетях

 

среднего

 

напряжения

реагирующего

 

на

 

начальную

 

стадию

 

переходного

 

процес

-

са

вызванного

 

однофазным

 

замыкани

-

ем

 

на

 

землю

  (

ОЗЗ

). 

Прежде

 

такого

 

типа

 

устройства

получившие

 

название

  «

им

-

пульсных

», 

выполнялись

 

на

 

полупрово

-

дниковой

 

и

 

микроэлектронной

 

основе

Селективное

 

распознавание

 

повреждён

-

ной

 

линии

 

электропередачи

  (

ЛЭП

осу

-

ществлялось

 

в

 

течение

 

десятков

 

микро

-

секунд

Выполнение

 

устройства

 

в

 

виде

 

микропроцессорного

  (

с

 

учётом

 

тенден

-

ции

 

развития

 

современной

 

техники

 

РЗ

в

 

течение

 

многих

 

лет

 

откладывалось

 

из

-

за

 

отсутствия

 

относительно

 

недорогих

 

ми

-

кропроцессоров

способных

 

регистриро

-

вать

 

и

 

обрабатывать

 

переходный

 

процес

-

са

 

с

 

интервалом

 

дескретизации

 

порядка

 

десятков

 

микросекунд

И

 

только

 

в

 

связи

 

с

 

их

 

появлением

 

в

 

последние

 

годы

 

стало

 

возможным

 

приступить

 

к

 

данной

 

работе

В

 

соответствии

 

с

 

техническими

 

требо

-

ваниями

предъявляемыми

 

к

 

устройству

 

защиты

 

от

 

ОЗЗ

составленными

 

с

 

учётом

 

международных

 

и

 

национальных

 

стандар

-

тов

выполнены

 

образцы

 

устройств

а

 

так

-

же

 

программы

 

и

 

методики

 

их

 

лаборатор

-

ных

 

и

 

опытно

-

промышленных

 

испытаний

.

На

 

лабораторные

 

испытания

 

было

 

представлено

 

устройство

 

под

 

наимено

-

ванием

  «

ТОР

 100 

ЗЗ

», 

предназначенное

 

для

 

селективной

 

сигнализации

 

или

 

отклю

-

чения

 

при

 

ОЗЗ

  (

устойчивых

 

и

 

неустойчи

-

вых

в

 

воздушных

 

и

 

кабельных

 

линиях

 

в

 

сетях

 6—35 

кВ

независимо

 

от

 

режима

 

работы

 

их

 

нейтрали

Устройство

 

использу

-

ет

 

контроль

 

направления

 

распростране

-

ния

 

волн

 

переходного

 

процесса

возника

-

ющих

 

в

 

месте

 

ОЗЗ

 

и

 

распространяющих

-

ся

 

к

 

концам

 

линии

 — 

пунктам

 

установки

 

защиты

где

 

в

 

органе

 

направления

 

мощ

-

Новое 

микропроцессорное 

устройство

 для воздушных

 и кабельных линий 

6–35 кВ 

В данной статье представлены результаты разработки, из-
готовления, испытаний и включения в опытную эксплуата-
цию трёх микропроцессорных устройств импульсной защи-
ты от замыканий на землю в воздушных и кабельных линиях 
6–35 кВ, выполненных ОАО «ЭНИН» совместно с ООО «Ис-
следовательский центр «Бреслер» (г. Чебоксары).

Владимир ЛАЧУГИН, старший научный сотрудник

 ОАО «Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского» 

(ОАО «ЭНИН») 

Сергей ИВАНОВ, директор Центра исполнения проектов 

ООО «Исследовательский центр «Бреслер»


Page 3
background image

151

№ 6 (9), ноябрь-декабрь, 2011

ности

 

защиты

 

производится

 

сравнение

 

и

 

запоминание

 

первоначальных

 

знаков

 

тока

 3I

о

 

и

 

напряжения

 3U

о

 

вол

-

ны

 «

фаза

 — 

земля

» 

в

 

течение

 

времени

 

до

 

их

 

изменения

Факт

 

устойчивого

 

ОЗЗ

 

подтверждается

 

контролем

 

напря

-

жения

 

нулевой

 

последовательности

 3U

о

 

промышленной

 

частоты

В

 

отличие

 

от

 

данных

 

литературы

 [1] 

в

 

органе

 

на

-

правления

 

мощности

 

устройства

 

время

 

фиксации

 

ука

-

занных

 

знаков

 

увеличено

 

с

 15—20 

мкс

 

до

 

нескольких

 

со

-

тен

 

микросекунд

При

 

проведении

 

испытаний

 

рассматривались

 

в

 

каче

-

стве

 

моделей

 

объектов

 

радиальные

 

и

 

кольцевые

 

электри

-

ческие

 

сети

 

с

 

изолированной

 

и

 

компенсированной

 

ней

-

тралью

а

 

также

 

с

 

заземлением

 

её

 

через

 

резистор

Мо

-

дели

 

электрических

 

сетей

созданные

 

для

 

проведения

 

испытаний

 

с

 

использованием

 

программного

 

комплек

-

са

 Matlab, 

позволяют

 

воссоздать

 

требуемые

 

режимы

 

ра

-

боты

 

сетей

а

 

также

 

представить

 

рассчитанные

 

напряже

-

ния

 

и

 

токи

 

в

 

различных

 

точках

 

сети

 

в

 

виде

 

осциллограмм

В

 

процессе

 

испытаний

 

эти

 

осциллограммы

 

позволяют

 

при

 

помощи

 

испытательного

 

комплекса

 

РЕТОМ

-56 

сфор

-

мировать

 

соответствующие

 

напряжения

 

и

 

токи

подавае

-

мые

 

к

 

измерительным

 

органам

 

устройства

 

защиты

В

 

качестве

 

примера

 

приведены

 

расчётные

 

осцилло

-

граммы

 

при

 

ОЗЗ

 

на

 

защищаемой

 

линии

 (

рис

. 1), 

где

 

зна

-

ки

 

тока

 

и

 

напряжения

 

отличаются

и

 

при

 

внешнем

 

ОЗЗ

 

(

рис

. 2), 

где

 

знаки

 

тока

 

и

 

напряжения

 

совпадают

.

На

 

основании

 

результатов

 

испытаний

 

сделан

 

вывод

 

о

 

достаточной

 

устойчивости

 

функционирования

 

устройства

 

при

 

возрастании

 

величины

 

сопротивления

 

в

 

месте

 

замы

-

кания

 

на

 

землю

 

от

 

нуля

 

до

 

нескольких

 

сотен

 

и

 

тысяч

 

Ом

как

 

при

 

внутренних

так

 

и

 

при

 

внешних

 

ОЗЗ

 

на

 

кабель

-

ных

 

и

 

воздушных

 

линиях

 

при

 

различных

 

режимах

 

рабо

-

ты

 

нейтрали

 

сети

  (

изолированная

компенсированная

 

и

 

резистивно

-

заземлённая

). 

Важным

 

результатом

 

испыта

-

ний

 

стало

 

установление

 

факта

 

о

 

существенно

 

меньшем

 

потреблении

 

мощности

 

микропроцессорным

 

устрой

-

ством

 

по

 

цепям

 3U

о

 

и

 3I

о

 (

соответственно

 0,0676 

и

 0,03 

ВА

по

 

сравнению

 

с

 

устройствами

 

импульсной

 

защиты

 

от

 

ОЗЗ

выполненными

 

на

 

микроинтегральной

 

основе

  (

со

-

ответственно

 5 

и

 6 

ВА

).

Натурные

 

испытания

 

трёх

 

образцов

 

микропроцессор

-

ной

 

импульсной

 

защиты

 

от

 

ОЗЗ

 

были

 

проведены

 

на

 

под

-

станции

  «

Ханты

-

Мансийская

» 

Нефтеюганских

 

электри

-

ческих

 

сетей

 

ОАО

  «

Тюменьэнерго

» 

на

 

линиях

 10 

кВ

 

ра

-

диальной

 

сети

 

с

 

изолированной

 

нейтралью

 

и

 

подключе

-

нием

 

высокоомных

 

резисторов

 

к

 

шинам

 10 

кВ

 

через

 

500 

мс

 

после

 

возникновения

 

ОЗЗ

Устройства

 

были

 

под

-

ключены

 

по

 

измерительным

 

цепям

 3U

о

 

и

 3I

о

 

соответ

-

ственно

 

к

 

обмоткам

 

секционных

 

трансформаторов

 

на

-

пряжения

соединённым

 

в

 

разомкнутый

 

треугольник

и

 

к

 

трансформаторам

 

тока

 

нулевой

 

последовательно

-

сти

 

линий

 10 

кВ

 «

Ханты

-

Мансийская

» — 

Шапша

, «

Ханты

-

Мансийская

» — 

Базьяны

 

и

 «

Ханты

-

Мансийская

» — 

ЭХЗ

а

 

также

 

к

 

цепям

 

питания

 

и

 

оперативного

 

тока

.

Опыты

 

ОЗЗ

 

на

 

линиях

 10 

кВ

 «

Ханты

-

Мансийская

» — 

Шап

-

ша

, «

Ханты

-

Мансийская

» — 

Базьяны

, «

Ханты

-

Мансийская

» — 

ЭХЗ

 

и

  «

Ханты

-

Мансийская

» — 

Югра

-1 

осуществлялись

 

пу

-

тём

 

включения

 

вакуумного

 

выключателя

 

одной

 

из

 

этих

 

ли

-

ний

 

на

 

устанавливаемое

 

переносное

 

устройство

 

зазем

-

ления

Устойчивость

 

функционирования

 

устройств

 

защи

-

ты

 

вполне

 

обеспечивалась

 

при

 

изменении

 

расположе

-

ния

 

замыкания

согласно

 

программе

 

испытаний

от

 

сотен

 

метров

 

до

 20 

км

 

по

 

длине

 

ЛЭП

 

независимо

 

от

 

конфигура

-

ции

 

сети

 

и

 

соотношений

 

между

 

воздушными

 

и

 

кабельны

-

ми

 

участками

 

ЛЭП

При

 

этом

 

переход

 

на

 

время

 

фиксации

 

в

 

органе

 

направления

 

мощности

 

в

 

несколько

 

сотен

 

микро

-

секунд

 

не

 

привёл

 

к

 

ухудшению

 

работы

 

устройств

Особенностью

 

опытных

 

образцов

 

является

 

наличие

 

в

 

них

 

встроенного

 

органа

 

проверки

 

правильности

 

фази

-

ровки

 

цепей

 

тока

 

и

 

напряжения

 

устройства

При

 

включе

-

нии

 

каждой

 

из

 

испытываемых

 

ЛЭП

 

этот

 

орган

 

чётко

 

опре

-

делял

 

правильность

 

полярности

 

подключения

 

указанных

 

цепей

 

в

 

соответствии

 

с

 

требованиями

 

селективности

Результаты

 

испытаний

 

показали

что

 

разработанные

 

устройства

 

удовлетворяют

 

требованиям

предъявляемым

 

к

 

устройствам

 

защиты

 

от

 

ОЗЗ

 

электрических

 

сетей

 6—35 

кВ

и

 

могут

 

быть

 

включены

 

в

 

опытно

-

промышленную

 

эксплу

-

атацию

 

на

 

подстанции

  «

Ханты

-

Мансийская

». 

Положитель

-

ные

 

результаты

 

испытаний

 

и

 

эксплуатации

 

трёх

 

опытных

 

образцов

 

микропроцессорных

 

устройств

 

импульсной

 

за

-

щиты

 

от

 

ОЗЗ

 

на

 

подстанции

  «

Ханты

-

Мансийская

» 

дают

 

основания

 

для

 

успешного

 

продолжения

 

работ

 

по

 

созда

-

нию

 

промышленных

 

устройств

 

этой

 

защиты

.

ЛИТЕРАТУРА

1.  

Попов

 

И

.

Н

., 

Лачугин

 

В

.

Ф

., 

Соколова

 

Г

.

В

Релейная

 

за

-

щита

основанная

 

на

 

контроле

 

переходных

 

процес

-

сов

М

.: 

Энергоатомиздат

, 1986, 

с

. 248.

Рис

. 1. 

Расчётные

 

осциллограммы

 

на

 

входе

 

органа

 

направления

 

мощности

 

защиты

 

при

 

ОЗЗ

 

на

 

защищаемой

 

линии

Рис

. 2. 

Расчётные

 

осциллограммы

 

на

 

входе

 

органа

 

направления

 

мощности

 

защиты

 

при

 

ОЗЗ

 

на

 

смежной

 

линии

 


Читать онлайн

В данной статье представлены результаты разработки, изготовления, испытаний и включения в опытную эксплуатацию трех микропроцессорных устройств импульсной защиты от замыканий на землю в воздушных и кабельных линиях 6–35 кВ, выполненных ОАО «ЭНИН» совместно с ООО «Исследовательский центр «Бреслер» (г. Чебоксары).

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Исследование влияния ветроэлектростанции на базе асинхронного генератора двойного питания на функционирование дистанционной защиты

Возобновляемая энергетика / Накопители Релейная защита и автоматика
Нудельман Г.С. Наволочный А.А. Онисова О.А. Смирнов С.Ю.
Спецвыпуск «Россети» № 2(25), июнь 2022

Программный комплекс для мониторинга, оптимизации и визуализации структуры противоаварийной автоматики — ПК «ПАУК»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
ПАО «Россети Кубань»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»