108
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Опыт
эксплуатации
адаптивной
дистанционной
защиты
линии
электропередачи
Введение
В
результате
активной
работы
в
сфере
инноваций
энергосистемы
начинают
применять
эффек
-
тивные
решения
,
которые
позволяют
не
только
решать
насущные
проблемы
эксплуатации
,
но
и
быть
на
уровне
трендов
развития
мировой
энергетики
.
В
области
релейной
защиты
и
авто
-
матики
(
РЗА
)
явно
прослеживается
тенденция
на
интеллектуализацию
защит
.
Одним
из
этапов
развития
данного
направления
является
создание
адаптивных
защит
[1].
В
настоящее
время
РЗА
работают
по
канонам
,
разработанным
столетие
назад
.
За
про
-
шедшее
время
изменились
и
улучшились
параметры
и
характеристики
защит
.
Однако
не
из
-
менился
сам
принцип
выполнения
защит
и
не
решены
те
проблемы
,
которые
характерны
для
таких
защит
.
В
первую
очередь
речь
идет
о
задачах
по
расчету
параметров
срабатывания
(
уставок
)
защит
,
которых
в
шкафу
РЗА
может
быть
не
одна
сотня
.
Другой
проблемой
является
недостаточная
чувствительность
защит
к
величинам
переходных
сопротивлений
в
месте
по
-
вреждения
.
Появление
микропроцессорной
(
МП
)
элементной
базы
позволило
разработчикам
РЗА
начать
создание
алгоритмов
РЗА
на
новых
принципах
,
которые
способны
снять
боль
-
шинство
проблем
защит
предыдущих
поколений
.
Действительно
,
наличие
памяти
в
МП
РЗА
увеличивает
меру
информации
для
принятия
решения
.
В
частности
,
новые
алгоритмы
могут
использовать
информацию
о
токах
и
напряжениях
предшествующего
режима
,
по
которым
мож
-
Аннотация
В
статье
представлены
основные
показатели
и
характеристики
функционирования
разра
-
ботанной
адаптивной
дистанционной
защиты
линии
электропередачи
,
приведена
методика
согласования
ступеней
адаптивной
защиты
с
классическими
ступенчатыми
защитами
,
а
так
-
же
приведены
результаты
опытной
эксплуатации
устройства
адаптивной
дистанционной
защиты
ТОР
300
АДЗ
514.
Ключевые
слова
:
адаптивная
дистанционная
защита
(
АДЗ
),
избиратель
поврежденных
фаз
,
фильтр
аварий
ных
составляющих
,
информационные
модели
энергосистемы
Буров
А
.
В
.,
АО
«
Тюменьэнерго
»,
Ефремов
В
.
А
.,
к
.
т
.
н
.
,
Мартынов
М
.
В
.,
к
.
т
.
н
.,
ООО
«
Релематика
»
109
СИСТЕМЫ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
И
АВТОМАТИКИ
но
идентифицировать
параметры
нагрузки
(
например
,
ее
комплексное
сопротивление
)
и
адап
-
тировать
характеристики
срабатывания
(
уставки
)
защит
под
это
сопротивление
.
Известно
,
что
параметры
нагрузочного
режима
постоянно
меняют
свои
значения
по
произвольному
закону
.
В
то
же
время
,
определенное
алгоритмом
защиты
в
каждый
момент
значение
нагрузки
,
дает
возможность
выявить
градиенты
аварийных
токов
и
напряжений
.
Конечная
точка
этих
градиен
-
тов
в
основном
определяется
неизменными
параметрами
защищаемого
объекта
.
Таким
обра
-
зом
,
по
параметрам
нагрузочного
режима
и
известным
характеристикам
энергообъекта
адап
-
тивная
защита
без
предварительного
расчета
уставок
формирует
в
каждый
момент
времени
характеристику
срабатывания
.
Заметим
,
что
понятие
«
характеристика
срабатывания
»
вовсе
не
означает
ее
отображение
на
комплексной
плоскости
,
хотя
это
вполне
допустимо
и
методи
-
ки
отображения
достаточно
полно
описаны
в
электротехнической
литературе
,
а
предполагает
действие
алгоритма
.
Алгоритм
адаптивной
защиты
,
разработанный
в
ООО
«
Релематика
» (
ра
-
нее
—
ООО
«
ИЦ
«
Бреслер
»),
анализирует
знак
реактивной
мощности
вдоль
линии
.
И
здесь
возникает
второе
достоинство
таких
алгоритмов
—
они
не
критичны
к
величине
активного
пе
-
реходного
сопротивления
в
месте
повреждения
.
Для
проверки
в
действии
теоретических
положений
адаптивных
защит
и
оценки
эффек
-
тивности
их
практической
реализации
ООО
«
Релематика
»
совместно
с
АО
«
Тюменьэнерго
»
создали
адаптивную
дистанционную
защиту
(
АДЗ
)
линии
электропередачи
.
Напомним
,
что
под
адаптацией
в
релейной
защите
понимается
изменение
характеристик
и
параметров
срабаты
-
вания
реле
по
параметрам
текущего
нагрузочного
режима
,
который
при
аварии
фактически
является
предшествующим
режимом
.
Теоретические
аспекты
этой
работы
изложены
в
[2, 3, 4].
В
результате
НИОКР
был
создана
адаптивная
защита
[4],
в
которой
удалось
достичь
[3]:
–
повышения
чувствительности
защиты
;
–
минимального
объема
расчетов
параметров
срабатывания
(
уставок
)
при
вводе
защиты
в
работу
и
отсутствия
их
пересчета
при
дальнейшей
эксплуатации
,
в
том
числе
и
при
изме
-
нении
параметров
защищаемого
объекта
или
изменении
его
режимов
работы
;
–
отсутствия
«
мертвой
зоны
»
защиты
при
близких
металлических
трехфазных
КЗ
.
АДЗ
для
принятия
решения
использует
аварийные
составляющие
,
которые
как
раз
становятся
наи
-
большими
при
падении
напряжения
в
сети
до
нуля
.
Практическое
использование
АДЗ
Адаптивная
защита
строится
на
базе
аварийных
составляющих
[5] (
приращений
векторных
величин
).
В
общем
случае
можно
утверждать
,
что
работа
адаптивной
РЗА
начинается
с
мо
-
мента
появления
аварийных
составляющих
.
При
подаче
напряжения
на
защищаемый
объект
в
режимах
опробования
линии
напряжением
(
ОЛ
)
или
при
ТАПВ
есть
некоторый
промежуток
с
недостоверными
аварийными
составляющими
,
который
обусловлен
переходным
процессом
в
фильтрах
аварийных
составляющих
(
ФАС
) [5]
и
может
составить
от
15
до
30
мс
в
зависимости
от
порядка
,
применяемого
ФАС
.
ФАС
в
микропроцессорных
защитах
многих
производителей
РЗА
стал
элементом
,
вокруг
которого
строится
современная
релейная
защита
как
на
адаптив
-
ном
,
так
и
классическом
принципе
.
Обычно
в
защитах
используется
ФАС
либо
1-
го
порядка
с
переходным
процессом
не
более
20
мс
,
либо
3-
го
—
от
30
мс
до
60
мс
.
ФАС
1-
го
порядка
предполагает
простую
реализацию
с
высокой
готовностью
к
действию
после
ОЛ
или
ТАПВ
,
а
ФАС
3-
го
порядка
позволяет
отстро
-
иться
от
небалансов
,
возникающих
в
аномальных
режимах
качаний
или
асинхронного
хода
с
частотой
скольжения
до
3–5
Гц
.
110
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Отметим
,
что
ФАС
по
своей
сути
является
селектором
режима
и
очень
часто
применяет
-
ся
в
ступенчатых
защитах
в
качестве
пускового
органа
.
ФАС
реагирует
на
векторное
прира
-
щение
токов
фаз
(
напряжений
)
или
их
симметричных
составляющих
.
В
настоящее
время
практически
во
всех
защитах
производства
ООО
«
Релематика
»
в
том
или
ином
виде
применены
ФАС
.
Например
,
избиратели
поврежденных
фаз
,
полностью
реа
-
лизованные
на
базе
аварийных
составляющих
,
для
целей
ОАПВ
уже
почти
15
лет
успешно
работают
на
линиях
220, 330
и
500
кВ
.
Учитывая
широкий
спектр
напряжений
,
разнообразие
энергообъектов
,
длительный
период
эксплуатации
,
где
до
сих
пор
не
зафиксировано
ни
од
-
ного
неселективного
действия
избирателя
,
можно
говорить
о
высокой
эффективности
при
-
менения
аварийных
составляющих
в
устройствах
РЗА
.
Кроме
того
,
ФАС
различного
порядка
применяются
в
качестве
пусковых
органов
или
измерительных
токовых
реле
и
реле
напря
-
жения
.
В
режимах
определения
близкого
трехфазного
короткого
металлического
замыкания
К
(3)
[3]
применение
аварийных
составляющих
позволяет
просто
и
эффективно
решить
эту
актуальную
задачу
.
Особенностью
адаптивных
дистанционных
защит
является
то
,
что
у
них
отсутствует
ха
-
рактеристика
срабатывания
на
комплексной
плоскости
.
Обычно
на
комплексной
плоскости
строится
годограф
сопротивления
Z
p
,
характерный
и
для
«
классических
»
защит
[3].
Годо
-
граф
Z
p
строится
для
аварийных
режимов
с
варьированием
переходного
сопротивления
R
f
в
месте
повреждения
0
≤
R
f
≤
∞
(
от
металлического
замыкания
R
f
= 0
и
до
нагрузочного
режима
R
f
=
∞
).
Режимы
прямой
и
обратной
передачи
мощности
по
линии
отличаются
очень
существен
-
но
(
рисунок
1).
С
учетом
всех
нюансов
годографов
на
рисунке
1
для
классической
дистан
-
ционной
защиты
(
ДЗ
)
должна
быть
по
-
строена
характеристика
срабатыва
-
ния
,
которая
охватывала
бы
в
идеале
Рис
. 1.
Отображение
на
плоскости
пре
дельных
границ
годографов
реле
сопротивления
в
за
-
висимости
от
направления
передачи
мощно
-
сти
на
ЛЭП
:
а
—
прямая
передача
мощности
,
б
—
обратная
передача
мощности
Рис
. 2.
Объектная
характеристика
адаптивной
и
«
классической
»
дистанци
-
онной
защиты
111
СИСТЕМЫ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
И
АВТОМАТИКИ
годографы
Z
p
при
обоих
направлениях
мощности
,
то
есть
форма
характеристики
долж
-
на
быть
многогранной
,
ее
вершины
должны
быть
связаны
либо
прямыми
линиями
,
либо
дугами
.
Реально
характеристики
срабатывания
ступеней
классических
ДЗ
всег
-
да
ограничены
,
то
есть
по
параметрам
срабатывания
и
принципу
действия
АДЗ
долж
-
на
быть
эффективнее
классической
ДЗ
.
На
рисунке
2
показаны
сравнительные
объ
-
ектные
характеристики
первых
ступеней
ДЗ
и
АДЗ
,
построенные
для
одного
и
того
же
аппаратно
-
программного
обеспечения
микропроцессорного
терминала
при
записи
в
него
прикладного
программного
обеспечения
соответственно
классической
ДЗ
и
АДЗ
линии
Лосинка
—
Ленинская
филиала
АО
«
Тюменьэнерго
» —
Нефтеюганские
электри
-
ческие
сети
.
Проблемы
реализации
и
согласования
II
и
III
ступеней
АДЗ
Классическое
применение
ДЗ
в
сетях
предполагает
наличие
II
ступени
с
минимальным
охва
-
том
всего
защищаемого
объекта
и
III
ступени
,
которая
должна
не
только
резервировать
дей
-
ствие
I
и
II
ступеней
ДЗ
,
но
и
срабатывать
при
больших
значениях
R
f
с
учетом
чувствитель
-
ности
защиты
к
таким
сопротивлениям
.
Возникает
проблема
согласования
защит
медленно
действующих
ступеней
на
разных
подстанциях
сети
.
Если
говорить
об
установке
адаптивных
защит
на
всех
смежных
подстанциях
,
то
полу
-
чаем
достаточно
легко
решаемую
задачу
.
Выдержки
времен
ступеней
выбираются
по
стан
-
дартным
методикам
для
ступенчатых
защит
.
Зона
действия
ДЗ
должна
составлять
:
–
у
I
ступени
—
не
менее
0,85
длины
линии
.
Большая
зона
нечувствительности
АДЗ
объ
-
ясняется
подключением
к
стандартным
электромагнитным
трансформаторам
тока
10
Р
.
Применение
цифровых
трансформаторов
тока
(
ЦТТ
)
и
напряжения
(
ЦТН
)
классом
0,2S
с
терминалом
ТОР
300,
который
без
дополнительных
доработок
может
быть
подключен
к
ЦТТ
и
ЦТН
и
который
имеет
свидетельство
об
утверждении
типа
средств
измерений
с
классом
точности
не
ниже
0,5S,
позволит
увеличить
зону
действия
I
ступени
АДЗ
до
0,95–0,97
длины
линии
;
–
у
II
ступени
—
с
максимальной
длиной
зоны
,
заканчивающейся
не
далее
половины
самой
короткой
линии
,
отходящей
от
смежной
подстанции
(
ПС
)
или
менее
при
отстройке
от
сто
-
роны
смежного
напряжения
мощного
автотрансформатора
(
АТ
);
–
у
III
ступени
—
не
менее
конца
самой
длинной
смежной
линии
,
а
максимальная
зона
дей
-
ствия
определяется
чувствительностью
аппаратно
-
программного
обеспечения
защиты
.
Иная
ситуация
возникает
при
установке
на
смежной
подстанции
классического
комплек
-
та
ступенчатой
защиты
(
КСЗ
),
включающей
ступени
ДЗ
и
направленной
токовой
защиты
ну
-
левой
последовательности
(
ТЗНП
).
В
соответствии
с
[3],
АДЗ
реагирует
на
все
виды
замыка
-
ний
,
в
том
числе
и
на
однофазные
повреждения
.
При
наличии
КСЗ
на
смежной
подстанции
II
ступень
АДЗ
должна
быть
отстроена
от
пер
-
вых
ступеней
комплекта
защит
.
Если
в
зоне
действия
II
ступени
АДЗ
селективность
может
быть
обеспечена
путем
задания
,
например
,
половины
длины
самой
короткой
линии
,
отхо
-
дящей
от
смежной
подстанции
,
то
высокая
чувствительность
АДЗ
к
переходным
сопротив
-
лениям
может
привести
к
ситуации
,
когда
при
КЗ
через
большое
R
f
в
зоне
действия
первых
ступеней
защит
смежной
ПС
произойдет
срабатывание
II, III
ступеней
АДЗ
и
возможное
сра
-
батывание
II
и
III
ступеней
КСЗ
на
смежной
подстанции
.
Селективность
третьих
ступеней
защит
при
этом
будет
обеспечена
отстройкой
по
времени
(
встречно
-
ступенчатый
принцип
),
112
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
а
вот
вторые
ступени
АДЗ
и
КСЗ
,
имеющие
одинаковые
выдержки
времени
,
могут
сработать
практически
одновременно
,
что
неизбежно
приведет
к
неселективному
воздействию
АДЗ
на
выключатель
своей
подстанции
.
Особенность
алгоритма
АДЗ
,
в
отличие
от
классической
реализации
,
заключается
в
том
,
что
все
ступени
АДЗ
работают
с
одинаковой
максимальной
чувствительностью
,
а
потому
для
согласования
ступень
селективности
по
времени
действия
II
ступени
АДЗ
должна
быть
всегда
выше
аналогичной
ступени
классического
КСЗ
:
t
АДЗ
=
t
селек
+
t
доб
,
где
t
АДЗ
—
ступень
по
селективности
II
ступени
АДЗ
,
t
селек
—
ступень
селективности
КСЗ
,
обычно
t
селек
= 0,5
с
,
t
доб
=
t
откл
.
см
.
выкл
+
t
зап
—
добавочное
время
,
определяемое
временем
отключения
смежного
выключателя
t
откл
.
см
.
выкл
и
временем
запаса
t
зап
,
которое
учитывает
разновременность
срабатывания
измерительных
органов
АДЗ
и
КСЗ
,
а
также
время
их
воз
-
врата
,
t
зап
= (0,05÷0,1)
с
.
Изложенные
подходы
по
согласованию
ступеней
АДЗ
со
ступенчатыми
защитами
смеж
-
ных
ПС
были
заложены
в
адаптивную
защиту
ООО
«
Релематика
»
для
опытной
эксплуатации
на
линии
110
кВ
,
отходящей
от
подстанции
«
Лосинка
»
с
установленной
на
ней
АДЗ
,
до
под
-
станции
«
Ленинская
-2»,
от
которой
отходят
еще
4
ВЛ
110
кВ
и
находятся
два
АТ
мощностью
по
125
МВА
.
На
ВЛ
110
кВ
подстанции
«
Ленинская
-2»
установлены
комплекты
микроэлек
-
тронных
ступенчатых
защит
ШДЭ
-2801
производства
«
ЧЭАЗ
».
На
рисунке
3
показаны
условия
выбора
параметров
алгоритмической
модели
II
сту
-
пени
.
Для
третьей
ступени
задаются
сопротивления
охвата
смежного
резервируемого
элемента
.
Рис
. 3.
Условия
выбора
параметров
алгоритми
-
ческой
модели
II
ступени
:
а
—
выбор
минимального
значения
сопротивления
охвата
первых
ступеней
защит
смежных
элемен
-
тов
для
задания
уставки
охвата
II
ступени
,
б
—
выбор
минимального
значения
сопротивления
смежных
двухцепных
ВЛ
в
режиме
работы
двух
цепей
и
минимального
сопротивления
смеж
-
ного
трансформатора
наибольшей
мощности
113
СИСТЕМЫ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
И
АВТОМАТИКИ
Опытная
эксплуатация
терминала
ТОР
300
АДЗ
514
Защита
введена
в
работу
в
июле
2015
года
на
под
-
станции
«
Лосинка
»
на
ВЛ
110
кВ
«
Ленинская
-2»
филиала
АО
«
Тюменьэнерго
» —
Нефтеюганские
электрические
сети
(
рисунок
4).
За
период
c
июля
2015
по
август
2016
было
зафиксировано
девять
коротких
замыканий
:
внешнее
междуфазное
КЗ
K
(2)
AB
,
два
внешних
двухфазных
на
землю
K
AB
(1,1)
,
три
однофазных
замыкания
на
землю
фазы
А
(
K
AB
(1)
)
в
зоне
действия
1-
й
ступени
и
три
внешних
од
-
нофазных
замыкания
на
землю
фаз
А
и
С
(
K
С
(1)
—
2
раза
).
В
каждом
из
указанных
повреждений
по
-
ведение
защиты
было
селективным
.
Рассмотрим
наиболее
интересные
из
зафик
-
сированных
режимов
.
Поведение
защиты
при
КЗ
в
зоне
I
ступени
Анализ
осциллограммы
от
20.03.2016, 15:01.
Пос
ле
возникновения
однофазного
КЗ
K
A
(1)
через
124
мс
терминал
АДЗ
выдает
команду
на
отклю
-
чение
выключателя
(«
Откл
ЭМО
12») (
рисунок
5).
Время
срабатывания
адаптивных
измерительных
органов
(
ИО
)
составило
24
мс
,
выдержка
времени
срабатывания
I
ступени
защиты
— 100
мс
.
Также
наблюдалось
срабатывание
ИО
II
и
III
ступеней
,
Рис
. 4.
Терминал
адаптивной
защиты
на
подстанции
«
Лосинка
»
Рис
. 5.
Отключение
от
АДЗ
при
КЗ
114
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
но
из
-
за
значений
выдержек
времени
срабатывания
1700
и
6100
мс
соответственно
сигналы
«II
ступ
.
сраб
», «III
ступ
.
сраб
»
не
сформировались
.
Направление
на
КЗ
и
ориентировочное
место
возникновения
.
Построение
на
основе
дан
-
ных
осциллограммы
кривой
тока
обратной
последовательности
(
ОП
),
напряжения
и
величины
угла
между
напряжением
и
током
ОП
свидетельствует
о
том
,
что
КЗ
возникло
в
прямом
направ
-
лении
(
K
A
(1)
) (
рисунки
6
и
7),
и
оно
близко
к
металлическому
замыканию
.
Расчет
замера
сопротивления
(
для
t
,
принадлежащем
моменту
КЗ
)
с
компенсацией
тока
нулевой
последовательности
позволяет
судить
о
том
,
что
место
КЗ
находится
в
зоне
действия
I
ступени
защиты
(
сопротивление
всей
ВЛ
составляет
Z
ВЛперв
.
≈
8,68 + 16,88
j
Ом
):
U
A
Z
А
втор
.
= — =
Z
1
–
Z
0
I
A
– — I
0
Z
1
– 21,307 + 40,439
j
= —
—
—
—
—
— =
≈
0,96035 + 1,9502
j
Ом
;
0,217 + 0, 422
j –
(0,435 + 1,365
j
)
8,2481 + 9,2517
j
– ——— (2,8868 + 3,1939
j
)
0,217 + 0, 422
j
Z
А
перв
.
=
Z
А
втор
.
· (
K
U
/
K
I
) = (0,96035 + 1,9502
j
) (1100 / 200) = 5,582 +10,72
j
Ом
.
Рис
. 7.
Векторная
диаграмма
токов
и
напряжений
ОП
для
t
= 0,16 c
угол
между
напряжением
и
током
ОП
составляет
~246º
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
-20
-10
0
10
20
iA
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
2
4
6
u2
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
2
4
6
i2
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
100
200
300
400
i2
, c
t
, c
t
, c
t
, c
t
, A
A
i
2
, B
U
2
, B
I
2
2
,
U
I
-6
-4
-2
0
2
4
6
-6
-4
-2
0
2
4
6
Vector diagram
Real
Im
a
g
j
2
U
2
I
Рис
. 6.
Угол
между
векторами
напряжения
и
тока
ОП
составляет
~246º.
Кривая
тока
фазы
A
показана
для
упрощения
привязки
ко
времени
рассматриваемого
процесса
115
СИСТЕМЫ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
И
АВТОМАТИКИ
Работа
адаптивного
замера
.
Поскольку
замер
защиты
фиксирует
знаки
аварий
-
ной
реактивной
мощности
в
начале
ВЛ
(
пример
для
контура
A0)
Q
(0) =
Im
(
U
A
(0)·
İ
А
авар
(0)),
Q
(
l
з
) =
Im
(
U
A
(
l
з
) ·
İ
А
авар
(
l
з
)),
то
для
проверки
необходимо
данные
мощности
рассчитать
.
При
t
= 0,16 c
в
момент
КЗ
и
момент
времени
,
предшествующий
замыканию
,
значения
фазных
ве
-
личин
в
месте
наблюдения
и
конце
защищаемой
зоны
приведены
в
таблице
1.
Коэффициенты
трансформации
:
K
U
= 1100,
K
I
= 200.
Значения
аварийной
реактивной
мощности
в
начале
наблюдения
и
в
конце
зоны
алгорит
-
мической
модели
имеют
разные
знаки
для
поврежденного
контура
.
Для
контура
A0:
Q
(0) =
Im
(
U
A
(0)·
İ
А
авар
(0)) =
Im
(
U
A
КЗ
(0) · (
I
A
КЗ
(0) —
İ
А
пред
(0)) = 1,192
е
+ 08
ВАр
,
Q
(
l
з
) =
Im
(
U
A
(
l
з
)·
İ
А
авар
(
l
з
)) =
Im
(
U
A
КЗ
(
l
з
) · (
I
A
КЗ
(
l
з
) —
İ
А
пред
(
l
з
)) = – 6,073
е
+ 07
ВАр
,
что
свидетельствует
о
том
,
что
КЗ
нахо
-
дилось
в
зоне
I
ступени
.
Для
остальных
контуров
значения
мощностей
равны
:
Q
B
(0) = 7,69e + 05
ВАр
,
Q
B
(
l
з
) = 3,37e + 05
ВАр
,
Q
C
(0) = – 1,65e + 05
ВАр
,
Q
C
(
l
з
) = – 1,35e + 05
ВАр
,
Адаптивный
орган
по
замеру
мощ
-
ности
поврежденного
контура
фазы
A
верно
зафиксировал
КЗ
в
зоне
и
подал
команду
на
отключение
.
Анализ
осциллограммы
работы
АДЗ
при
внешнем
КЗ
«
за
спиной
»
После
возникновения
однофазного
КЗ
(20.03.2016 14:45)
K
С
(1)
терминал
АДЗ
не
выдает
команду
на
отключение
выклю
-
чателя
(
рисунок
8).
Табл
. 1.
Величины
токов
и
напряжений
в
месте
установки
защиты
(
для
контура
A0)
Величина
Измерения
в
месте
установки
защиты
(
первичные
величины
)
Расчет
в
конце
защищаемой
зоны
(
по
алгоритмической
модели
)
Предшествующий
режим
Режим
КЗ
Предшествующий
режим
Режим
КЗ
U
A
33277 – 57825
i
23379 – 44475
i
34984 – 58424
i
–11323 + 23364
i
U
B
–67035 + 519,94
i
–68654 + 3209,1
i
–68517 – 503,14
i
–87584 + 29440
i
U
C
33806 + 57325
i
32125 + 57562
i
33623 + 59065
i
13653 + 85958
i
I
A
10,258 + 64,15
i
–1660,8 – 1855,5
i
–27.584 + 134,1
i
–1684,8 – 1810,1
i
I
B
47,158 – 48,214
i
–14,288 – 34,142
i
127,09 – 50,957
i
60,647 – 24,779
i
I
C
–59,692 – 15,847
i
–71,016 – 30,996
i
–101,78 – 83,059
i
–117,45 – 82,899
i
Рис
. 8.
Отсутствие
отключения
от
АДЗ
при
КЗ
116
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Направление
на
КЗ
и
ориентировочное
место
возникновения
.
Построение
на
основе
дан
-
ных
осциллограммы
кривой
тока
обратной
последовательности
(
ОП
),
напряжения
и
величины
угла
между
напряжением
и
током
ОП
свидетельствует
о
том
,
что
КЗ
возникло
«
за
спиной
» (
K
С
(1)
)
(
рисунки
9
и
10).
Работа
адаптивного
замера
.
Поскольку
замер
защиты
фиксирует
знаки
аварий
-
ной
реактивной
мощности
в
начале
ВЛ
(
пример
для
контура
C0)
Q
(0) =
Im
(
U
C
(0)·
İ
C
авар
(0)),
Q
(
l
з
) =
Im
(
U
C
(
l
з
) ·
İ
C
авар
(
l
з
)),
то
для
проверки
необходимо
данные
мощности
рассчитать
.
При
t
= 0,16 c
в
момент
КЗ
и
момент
времени
,
предшествующий
замыканию
,
значения
фазных
вели
-
чин
приведены
в
таблице
2.
Коэффициенты
трансформации
:
K
U
= 1100,
K
I
= 200.
Значения
аварийной
реактивной
мощности
в
начале
наблюдения
и
в
конце
зоны
алгорит
-
мической
модели
имеют
одинаковые
знаки
для
поврежденного
контура
:
–
для
поврежденного
контура
С
0:
Q
C
(0) =
Im
(
U
C
(0)·
İ
C
авар
(0)) =
Im
(
U
C
КЗ
(0) ·
conj
(
I
C
КЗ
(0) —
İ
C
пред
(0)) = – 1,663
е
+ 07
ВАр
,
Q
C
(
l
з
) =
Im
(
U
C
(
l
з
)·
İ
C
авар
(
l
з
)) =
Im
(
U
C
КЗ
(
l
з
) · (
I
C
КЗ
(
l
з
) —
İ
C
пред
(
l
з
)) = – 1,3838
е
+ 08
ВАр
,
–
для
неповрежденных
контуров
А
0,
В
0:
Q
A
(0) = – 9,72e + 05
ВАр
,
Q
A
(
l
з
) = – 6,52e + 05
ВАр
,
Q
B
(0) = – 7,72e + 05
ВАр
,
Q
C
(
l
з
) = – 5,06e + 05
ВАр
.
Рис
. 9.
Угол
между
напряжением
и
током
ОП
составляет
~63º.
Кривая
тока
фазы
C
показана
для
упрощения
привязки
ко
времени
рассматриваемого
процесса
Рис
. 10.
Векторная
диаграмма
токов
и
напряжений
ОП
для
t
= 0,16 c.
Угол
между
напряжением
и
током
ОП
со
-
ставляет
~63º
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
-20
-10
0
10
20
iC
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
5
10
15
u2
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
1
2
3
4
i2
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
100
200
300
i2
, c
t
, c
t
, c
t
, c
t
, A
C
i
2
, B
U
2
, B
I
2
2
,
U
I
-10
-5
0
5
10
-3
-2
-1
0
1
2
3
Vector diagram
Real
Im
a
g
j
2
U
2
I
117
СИСТЕМЫ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
И
АВТОМАТИКИ
Для
каждого
из
контуров
значения
мощностей
по
концам
защищаемой
зоны
имеют
одина
-
ковые
знаки
.
Адаптивные
органы
по
замеру
мощности
верно
зафиксировали
КЗ
вне
зоны
и
не
подали
команды
на
отключение
.
По
результатам
опытной
эксплуатации
можно
говорить
о
селективной
работе
по
всем
3-
м
ступеням
адаптивной
защиты
во
всех
аварийных
и
аномальных
режимах
,
происшедших
на
ВЛ
110
кВ
Лосинка
—
Ленинская
-2
Нефтеюганских
электрических
сетей
(
филиала
АО
«
Тю
-
меньэнерго
»).
Времена
срабатывания
адаптивных
измерительных
органов
оказались
выше
аналогичных
реле
микроэлектронной
защиты
шкафа
типа
ШДЭ
2801(2),
которая
выполняет
на
указанной
линии
функции
основной
и
резервной
защиты
.
В
процессе
эксплуатации
для
проверки
возможностей
терминал
АДЗ
был
переведен
с
одной
линии
на
другую
проблемную
линию
,
где
в
грозовой
сезон
наблюдались
частые
повреждения
.
При
этом
никакого
пересчета
уставок
не
производилось
.
Апробацию
преимуществ
АДЗ
в
части
повышенной
чувствительности
к
переходным
сопро
-
тивлениям
для
Тюменской
области
практически
проверить
не
удалось
из
-
за
их
малых
значе
-
ний
для
региона
.
Такая
проверка
может
быть
выполнена
в
регионах
со
скальными
грунтами
,
характеризующимися
малой
проводимостью
и
большими
переходными
сопротивлениями
при
замыканиях
на
землю
,
например
,
на
линиях
110–500
кВ
Дальнего
Востока
,
где
рассматривае
-
мые
величины
при
однофазных
замыканиях
на
землю
достигают
значений
до
40
Ом
и
более
.
Выводы
1.
Разработанный
алгоритм
адаптивной
защиты
по
сравнению
с
классическими
токовыми
и
дистанционными
защитами
обладает
повышенной
чувствительностью
к
переходным
со
-
противлениям
в
месте
повреждения
и
практически
не
требует
расчетов
параметров
сраба
-
тывания
.
2.
Приведенные
способы
согласования
со
2-
ми
и
3-
ми
ступенями
защит
классического
испол
-
нения
требуют
дальнейшей
методической
проработки
.
3.
Выполнен
анализ
поведения
адаптивной
защиты
по
результатам
опытно
-
промышленной
эксплуатации
.
Не
зафиксировано
ни
одного
случая
неселективной
работы
устройства
.
4.
По
результатам
опытной
эксплуатации
Технический
совет
ОАО
«
Тюменьэнерго
»
принял
ре
-
шение
о
целесообразности
внедрения
промышленных
образцов
разработанного
устройст
-
ва
адаптивной
защиты
ТОР
300
АДЗ
514
на
объектах
АО
«
Тюменьэнерго
».
Табл
. 2.
Величины
токов
и
напряжений
в
месте
установки
защиты
(
для
контура
С
0)
Величина
Измерения
в
месте
установки
защиты
(
первичные
величины
)
Расчет
в
конце
защищаемой
зоны
(
по
алгоритмической
модели
)
Предшествующий
режим
Режим
КЗ
Предшествующий
режим
Режим
КЗ
U
A
–29209 – 59565
i
–39767 – 60656
i
–28666 – 61610
i
–20531 – 57647
i
U
B
–36816 + 55626
i
–45288 + 49189
i
–38719 + 56380
i
–29006 + 56345
i
U
C
66106 + 3984,2
i
11083 – 5139,8
i
67815 + 5263,4
i
72010 + 365,73
i
I
A
72,638 + 36,19
i
146,86 – 94,954
i
109,33 + 106,44
i
174,07 – 29,184
i
I
B
–11,932 – 82,598
i
8,2626 – 274,96
i
30,406 – 150,16
i
39,118 – 341,39
i
I
C
–62,392 + 52,56i
–949,84 + 1965
i
–141,42 + 49,849
i
–1008,4 + 1967,1
i
118
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
ЛИТЕРАТУРА
1.
Ефремов
В
.
А
.,
Мартынов
М
.
В
.,
Буров
А
.
В
.,
Гай
-
даш
А
.
А
.
Адаптивная
дистанционная
защита
линии
электропередачи
/
Релейная
защита
и
ав
-
томатизация
, 2015,
№
04(21).
С
. 21–25.
2.
Лямец
Ю
.
Я
.,
Антонов
В
.
И
.,
Ефремов
В
.
А
.,
Ну
-
дельман
Г
.
С
.,
Подшивалин
Н
.
В
.
Диагностика
линии
электропередачи
/
Электротехниче
-
ские
микропроцессорные
устройства
и
сис
-
темы
.
Чебоксары
:
Изд
-
во
Чуваш
.
ун
-
та
, 1992.
С
. 9–33.
3.
Ефремов
В
.
А
.
Адаптивный
дистанционный
принцип
и
средства
его
реализации
:
автореф
.
дис
. ...
канд
.
техн
.
наук
.
Чебоксары
, 1993. 24
с
.
4.
Ефремов
В
.
А
.,
Мартынов
М
.
В
.,
Буров
А
.
В
.,
Гайдаш
А
.
А
.
Заявка
на
изобретение
РФ
№
2015136614.
Способ
дистанционной
защиты
линии
электропередачи
, 2015,
МПК
Н
02
Н
3/40.
5.
Лямец
Ю
.
Я
.,
Ефремов
В
.
А
.
Способ
выделения
аварийной
слагаемой
тока
короткого
замыкания
.
/
Патент
РФ
№
2058747.
БИ
№
12, 1996.
Оригинал статьи: Опыт эксплуатации адаптивной дистанционной защиты линии электропередачи
В статье представлены основные показатели и характеристики функционирования разработанной адаптивной дистанционной защиты линии электропередачи, приведена методика согласования ступеней адаптивной защиты с классическими ступенчатыми защитами, а также приведены результаты опытной эксплуатации устройства адаптивной дистанционной защиты ТОР 300 АДЗ 514.
