130
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
Релейная защита линий
110–220 кВ для сохранения
устойчивости электростанций.
Линии с двухсторонним питанием
УДК
621.316.9
В
статье
рассмотрено
выполнение
защит
линий
110–220
кВ
для
сохранения
устойчиво
-
сти
электростанций
без
традиционно
используемой
основной
защиты
типа
ДФЗ
ввиду
сложности
ее
исполнения
и
невысокой
степени
надежности
.
Это
достигается
использо
-
ванием
в
качестве
основных
защит
адаптивной
релейной
защиты
для
сохранения
устой
-
чивости
электростанций
и
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
.
Защиты
обладают
простотой
исполнения
и
повышенной
степенью
надежности
.
В
статье
«
Об
упрощении
релейной
защиты
линий
110–220
кВ
в
зоне
динамической
устойчивости
генераторов
электростанций
»
[1]
актуальной
задачей
являлось
упро
-
щение
выполнения
защит
линий
путем
использования
адаптивной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
[2]
и
токовой
направ
-
ленной
защиты
параллельных
линий
[3]
вместо
дополнительно
устанавливае
-
мой
дифференциальной
защиты
линий
(
ДЗЛ
).
Традиционно
на
линиях
для
сохра
-
нения
устойчивости
электростанций
ис
-
пользовалась
дифференциально
-
фаз
-
ная
высокочастотная
защита
(
ДФЗ
).
Вторая
основная
защита
—
ДЗЛ
на
ли
-
ниях
предусматривалась
к
установке
в
соответствии
с
положениями
норма
-
тивных
документов
[4, 5]
в
случаях
,
когда
при
отключении
основной
защиты
ДФЗ
устойчивость
энергосистемы
резервны
-
ми
защитами
не
обеспечивается
.
Однако
использование
двух
основных
защит
на
линиях
,
содержащих
каналы
связи
,
при
-
водит
к
усложнению
и
удорожанию
про
-
ектов
релейной
защиты
линий
,
которому
требуется
иное
решение
.
В
настоящей
статье
задачей
являет
-
ся
выполнение
защит
линий
110–220
кВ
для
сохранения
устойчивости
электро
-
станций
без
традиционно
используемой
основной
защиты
типа
ДФЗ
с
ее
недо
-
статками
.
Недостатком
защиты
ДФЗ
явля
-
ется
сложность
исполнения
.
Ее
эле
-
мент
—
ВЧ
-
канал
связи
—
подвержен
во
время
эксплуатации
атмосферным
и
прочим
воздействиям
,
приводящим
к
его
нарушениям
и
вследствие
этого
к
необходимости
отключения
защиты
на
длительное
время
для
его
проверки
и
восстановления
.
Это
снижает
надеж
-
ность
защиты
.
Отключение
защиты
для
сохранения
устойчивости
энергосистемы
приводит
к
необходимости
использования
на
это
время
другой
основной
защиты
(
напри
-
мер
,
защиты
ДЗЛ
).
В
целом
,
защиты
ли
-
ний
усложняются
.
Поэтому
для
упрощения
защит
предлагается
использование
адаптив
-
ной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
и
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
в
качестве
основных
защит
.
Релейная
защита
для
сохранения
устойчивости
электростанций
по
назна
-
чению
выполняется
в
виде
основной
и
резервной
защит
[6]:
–
основная
—
сохранение
устойчиво
-
сти
,
когда
сетевой
элемент
отключа
-
ется
действием
УРОВ
,
то
есть
когда
в
расчете
времени
отключения
за
-
щитой
учитывается
время
действия
УРОВ
;
это
повышает
требования
к
защите
;
–
резервная
—
когда
сетевой
элемент
отключается
без
учета
отключе
-
ния
действием
УРОВ
,
то
есть
когда
в
расчете
времени
отключения
за
-
щитой
не
учитывается
время
дей
-
ствия
УРОВ
;
требования
к
защите
для
сохранения
устойчивости
облег
-
чаются
.
Маруда
И
.
Ф
.,
к
.
т
.
н
.
Ключевые
слова
:
релейная
защита
для
сохранения
динамической
устойчивости
;
защиты
,
обладающие
простотой
исполнения
131
Примерами
использования
предложенных
за
-
щит
в
качестве
резервных
защит
для
сохранения
устойчивости
генераторов
электростанций
являются
защиты
линий
связи
электростанций
с
энергосисте
-
мой
,
приведенные
в
статье
[1].
В
них
в
качестве
ос
-
новной
защиты
использовалась
защита
ДФЗ
,
обла
-
дающая
быстродействием
,
и
отключения
действием
УРОВ
производились
с
сохранением
устойчивости
электростанции
,
в
качестве
резервной
—
использо
-
валась
защита
АРЗТ
с
задержкой
на
срабатывание
(
уже
без
учета
отключений
действием
УРОВ
).
Ниже
для
линий
110–220
кВ
связи
электростан
-
ций
с
энергосистемой
приведены
построения
защит
для
сохранения
устойчивости
электростанций
с
ис
-
пользованием
только
предложенных
защит
без
ис
-
пользования
защиты
ДФЗ
.
В
них
учитываются
иные
требования
к
защитам
по
содержанию
и
назначению
.
СВЯЗЬ
ОБРАЗОВАНА
ОДНОЙ
ЛИНИЕЙ
—
ОДИНОЧНАЯ
СВЯЗЬ
На
линии
одиночной
связи
в
качестве
основной
за
-
щиты
для
сохранения
устойчивости
генераторов
электростанции
предлагается
использование
адап
-
тивной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчи
-
вости
без
выдержки
времени
—
АРЗ
и
защиты
с
за
-
держкой
на
срабатывание
—
АРЗТ
.
На
рисунке
1
приведены
защиты
линии
одиноч
-
ной
связи
.
Адаптивная
релейная
защита
в
исполнении
без
выдержки
времени
—
АРЗ
неселективна
с
защита
-
ми
линий
смежной
сети
ПС
2G
энергосистемы
и
при
трехфазных
КЗ
в
этой
сети
(
точка
К
-1)
происходит
из
-
лишнее
отключение
линии
связи
.
Излишнее
отклю
-
чение
линии
исправляется
действием
АПВ
:
в
цик
-
ле
АПВ
адаптивная
релейная
защита
без
выдержки
времени
выводится
из
действия
и
в
работе
на
линии
остается
адаптивная
релейная
защита
с
задержкой
на
срабатывание
.
Эта
защита
обладает
селектив
-
ностью
с
защитой
линий
смежной
сети
,
и
АПВ
будет
успешным
.
При
коротких
замыканиях
на
линии
(
точка
К
-2)
действует
защита
без
выдержки
времени
(
АРЗ
).
Время
отключения
КЗ
на
линии
составляет
:
T
откл
=
T
сз
+
T
откл
.
в
= 0,025
с
+ 0,055
с
= 0,08
с
,
где
T
сз
—
время
срабатывания
защиты
,
T
откл
.
в
—
вре
-
мя
отключения
выключателей
линии
.
Устойчивость
генераторов
электростанции
обеспечивается
.
Защита
АРЗ
обеспечивает
отключение
коротких
замыканий
на
линии
с
сохранением
устойчивости
генераторов
электростанции
и
при
отключении
КЗ
действием
УРОВ
.
Полное
время
отключения
КЗ
в
этом
случае
со
-
ставляет
:
T
откл
.
полн
=
T
сз
+
T
уров
+
T
дзш
+
T
откл
.
в
=
= 0,025
с
+ 0,12
с
+ 0,01
с
+ 0,055
с
= 0,21
с
,
где
T
сз
—
время
срабатывания
защиты
;
T
уров
—
вре
-
мя
действия
УРОВ
с
выключателями
с
T
откл
.
в
;
T
дзш
—
время
срабатывания
выходных
реле
ДЗШ
,
которыми
от
УРОВ
производится
отключение
секций
системы
Рис
. 1.
Одиночная
связь
электростанции
с
энергосисте
-
мой
(
стрелкой
отмечена
зона
действия
защиты
АРЗ
)
110
кВ
1G
АРЗ
АРЗТ
2G
ПС
k-1
k-2
1W
110
кВ
1G
АРЗ
АРЗ
АРЗТ
2G
ПС
ПС
1
k-1
k-2
1W
2W
Рис
. 2.
Связь
образована
двумя
последовательными
ли
-
ниями
(
стрелками
отмечены
зоны
срабатывания
защит
АРЗ
)
шин
;
T
откл
.
в
—
время
отключения
выключателей
си
-
стемы
шин
.
Это
время
меньше
допустимого
T
доп
= 0,224
с
для
отключения
с
сохранением
устойчивости
.
При
устойчивом
КЗ
на
линии
,
отключении
КЗ
дей
-
ствием
защиты
АРЗ
и
включении
линии
от
АПВ
на
неустранившееся
КЗ
действует
адаптивная
релей
-
ная
защита
с
задержкой
на
срабатывание
(
АРЗТ
),
так
как
защита
АРЗ
выводится
в
цикле
АПВ
.
Отключение
производится
с
сохранением
устой
-
чивости
генераторов
электростанции
.
Отключение
короткого
замыкания
на
линии
со
стороны
энергосистемы
ПС
2G
производится
защи
-
тами
линии
от
коротких
замыканий
.
СВЯЗЬ
ОБРАЗОВАНА
ДВУМЯ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМИ
ЛИНИЯМИ
На
рисунке
2
приведены
защиты
линий
связи
,
обра
-
зованной
двумя
последовательными
линиями
.
На
линиях
связи
,
образованной
двумя
последо
-
вательными
линиями
,
в
качестве
основной
защиты
для
сохранения
устойчивости
генераторов
электро
-
станции
предлагается
использование
адаптивной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
без
выдержки
времени
(
АРЗ
)
и
за
-
щиты
с
задержкой
на
срабатывание
(
АРЗТ
).
Линия
2W.
На
линии
в
качестве
основной
защиты
для
сохранения
устойчивости
генераторов
электро
-
станции
используется
адаптивная
релейная
защита
для
сохранения
устойчивости
электростанций
без
выдержки
времени
(
АРЗ
).
Защита
обладает
относительной
селективно
-
стью
и
приводит
к
излишним
отключениям
линии
при
КЗ
(
точка
К
-1)
в
смежной
сети
ПС
2G.
Неселек
-
тивное
отключение
исправляется
от
АПВ
.
Успеш
-
ное
включение
линии
от
АПВ
обеспечивается
по
-
очередным
включением
линий
от
АПВ
:
вначале
включается
линия
на
ПС
2G,
затем
включается
ли
-
ния
2W.
При
этом
в
выдержке
времени
АПВ
линии
2W
учитывается
возможное
неуспешное
включение
от
АПВ
линии
на
ПС
2G.
Выдержка
времени
АПВ
линии
2W —
T
апв
.2w
включает
следующие
составляющие
:
выдержку
времени
АПВ
линии
ПС
2G —
T
апв
.
вл
,
вре
-
мя
включения
выключателя
линии
ПС
2G —
T
вкл
.
вл
,
время
срабатывания
защиты
линии
ПС
2G —
T
сз
.
вл
,
№
3 (72) 2022
132
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
время
отключения
выключателя
линии
ПС
2G —
T
откл
.
вл
,
время
запаса
—
T
зап
:
T
апв
.
2
w
=
T
апв
.
вл
+
T
вкл
.
вл
+
T
сз
.
вл
+
T
откл
.
вл
+
T
зап
.
В
результате
отличие
времени
T
апв
.
2
w
от
времени
T
апв
.
вл
находится
в
пределах
0,5
с
.
Линия
1W.
Защиты
линии
1W
предлагается
вы
-
полнить
в
виде
двух
защит
адаптивной
релейной
за
-
щиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
:
защиты
без
выдержки
времени
(
АРЗ
)
и
защиты
с
за
-
держкой
на
срабатывание
(
АРЗТ
).
Защита
без
выдержки
времени
(
АРЗ
),
как
быстро
-
действующая
,
обеспечивает
отключение
КЗ
на
ли
-
нии
действием
УРОВ
с
сохранением
устойчивости
генераторов
электростанции
.
Вместе
с
тем
в
зоне
чувствительности
(
точка
К
-2
отмечена
стрелкой
)
на
линии
2W
она
неселективна
с
адаптивной
релейной
защитой
(
АРЗ
)
линии
2W
при
КЗ
в
этой
зоне
.
Это
приводит
к
отключению
обеих
ли
-
ний
.
Исправление
неселективного
отключения
линии
1W
достигается
тем
,
что
после
АПВ
защита
АРЗ
без
выдержки
времени
выводится
из
действия
,
в
работе
остается
защита
АРЗТ
,
и
АПВ
линии
2W
будет
успеш
-
ным
.
Задержка
на
срабатывание
адаптивной
релей
-
ной
защиты
АРЗТ
обеспечивает
успешное
включе
-
ние
линии
2W
от
АПВ
.
В
случае
устойчивого
КЗ
в
этой
зоне
с
отказом
в
отключении
выключателя
линии
2W
отключение
КЗ
действием
УРОВ
(
если
такое
имеется
)
производится
защитой
АРЗТ
после
АПВ
линии
1W.
При
этом
про
-
исходит
также
отключение
линии
1W
с
погашением
секции
шин
ПС
1.
Время
задержки
защиты
АРЗТ
T
зад
= 0,14
с
в
этом
случае
не
обеспечивает
селективное
отключение
действием
УРОВ
линии
2W (
T
уров
= 0,12
с
).
В
случае
устойчивого
трехфазного
КЗ
на
линии
1W
отключение
линии
после
АПВ
с
задержкой
защи
-
той
АРЗТ
производится
с
сохранением
устойчивости
генераторов
электростанции
.
СВЯЗЬ
ОБРАЗОВАНА
ДВУМЯ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ
ЛИНИЯМИ
На
рисунке
3
приведены
защиты
линий
связи
,
обра
-
зованной
двумя
параллельными
линиями
.
Для
нормальных
условий
работы
линий
в
каче
-
стве
основной
защиты
предлагается
использова
-
ние
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
.
В
режимах
ремонта
одной
из
параллельных
ли
-
ний
или
отключении
на
одной
из
сторон
токовой
на
-
правленной
защиты
параллельных
линий
в
качестве
основной
защиты
для
сохранения
устойчивости
ге
-
нераторов
электростанции
предлагается
использо
-
вание
адаптивной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
в
виде
защиты
без
вы
-
держки
времени
(
АРЗ
)
и
защиты
с
задержкой
на
сра
-
батывание
(
АРЗТ
).
На
рисунке
3
эти
защиты
выделены
цветом
.
В
нормальных
условиях
работы
линий
эти
защиты
выведены
из
действия
и
вводятся
для
защиты
линии
в
соответствии
с
режимом
.
Полное
значение
времени
отключения
короткого
замыкания
на
линии
действием
УРОВ
составляет
:
T
откл
.
полн
=
T
сз
+
T
уров
+
T
откл
=
= 0,02
с
+ 0,09
с
+ 0,04
с
= 0,15
с
,
где
T
сз
—
время
срабатывания
защиты
;
T
уров
—
вре
-
мя
действия
УРОВ
,
которое
включает
время
отклю
-
чения
выключателя
T
откл
.
в
= 0,04
с
,
время
возврата
схемы
УРОВ
T
возв
= 0,02
с
и
время
запаса
T
зап
= 0,03
с
(
допустимое
время
запаса
T
зап
= 0,03 – 0,05
с
).
Время
T
откл
.
полн
= 0,15
с
меньше
T
доп
= 0,224
с
—
до
-
пустимого
времени
протекания
короткого
замыкания
без
нарушения
устойчивости
генераторов
электро
-
станции
для
действия
релейной
защиты
.
Сохране
-
ние
устойчивости
генераторов
электростанции
1G
обеспечивается
.
Особенность
защиты
состоит
в
том
,
что
она
име
-
ет
«
мертвую
зону
».
При
КЗ
на
линии
у
шин
противоположной
под
-
станции
в
линиях
протекают
равные
значения
то
-
ков
КЗ
и
избирательные
органы
поврежденной
линии
не
срабатывают
и
не
срабатывает
защита
в
целом
.
Она
срабатывает
в
каскаде
после
отключения
ли
-
нии
со
стороны
противоположной
подстанции
.
Для
этого
на
линиях
на
стороне
противоположной
под
-
станции
также
устанавливается
токовая
направлен
-
ная
защита
параллельных
линий
.
Таким
образом
,
когда
токовая
направленная
за
-
щита
параллельных
линий
используется
в
качестве
основной
защиты
параллельных
линий
для
сохра
-
нения
устойчивости
генераторов
электростанций
,
то
устройства
защиты
устанавливаются
с
двух
сторон
линий
[7].
При
расчетах
устойчивости
генераторов
электро
-
станции
должно
учитываться
время
каскадного
от
-
ключения
линий
.
Если
на
линиях
установлены
быстродействую
-
щие
выключатели
с
T
откл
= 0,04
с
(
например
,
типа
LTB–145DI
компании
АВВ
),
то
полное
время
отклю
-
чения
короткого
замыкания
защитой
со
стороны
электростанции
1G
с
учетом
ее
каскадного
отключе
-
ния
со
стороны
ПС
2G
и
учетом
отключения
действи
-
ем
УРОВ
составляет
:
T
откл
полн
=
T
сз
(2)
+
T
откл
(2)
+
T
сз
(1)
+
T
уров
(1)
+
T
дзш
+
T
откл
в
(1)
=
= 0,02
с
+ 0,04
с
+ 0,02
с
+ 0,09
с
+ 0,01
с
+ 0,04
с
= 0,22
с
,
где
T
дзш
—
время
действия
выходных
реле
ДЗШ
,
которыми
производится
отключение
системы
шин
Рис
. 3.
Связь
образована
двумя
параллельными
линиями
(
ТНЗ
—
токовая
направленная
защита
параллельных
линий
;
цветом
выделены
защиты
,
выведенные
из
рабо
-
ты
в
нормальных
условиях
работы
параллельных
линий
)
110
кВ
1W
2W
1G
2G
ПС
ТНЗ
ТНЗ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
133
действием
УРОВ
;
индексами
(1)
и
(2)
обозначены
защиты
со
стороны
электростанции
1G
и
энергоси
c-
темы
ПС
2G.
Время
полного
отключения
короткого
замыкания
0,22
с
—
в
пределах
допустимого
времени
протека
-
ния
короткого
замыкания
без
нарушения
устойчиво
-
сти
электростанции
T
доп
= 0,24
с
.
Устойчивость
электростанции
обеспечивается
.
Если
на
линиях
установлены
выключатели
типа
ВГТ
-110
с
T
откл
= 0,055
с
,
то
полное
время
отключе
-
ния
короткого
замыкания
защитой
со
стороны
элек
-
тростанции
1G
с
учетом
ее
каскадного
отключения
со
стороны
ПС
2G
и
учетом
отключения
действием
УРОВ
составляет
:
T
откл
полн
=
T
сз
(2)
+
T
откл
(2)
+
T
сз
(1)
+
T
уров
(1)
+
T
дзш
+
T
откл
в
(1)
=
= 0,02
с
+ 0,055
с
+ 0,02
с
+ 0,13
с
+ 0,01
с
+ 0,055
с
= 0,29
с
.
Время
полного
отключения
короткого
замыкания
0,29
с
—
больше
допустимого
времени
протекания
короткого
замыкания
без
нарушения
устойчивости
электростанции
T
доп
= 0,224
с
.
Устойчивость
электростанции
не
обеспечивается
.
Вывод
.
Токовая
направленная
защита
параллель
-
ных
линий
для
сохранения
устойчивости
генерато
-
ров
электростанций
может
использоваться
,
когда
на
линиях
установлены
быстродействующие
выключа
-
тели
с
временем
отключения
T
откл
= 0,04
с
.
На
лини
-
ях
с
выключателями
с
временем
отключения
0,055
с
и
более
токовая
направленная
защита
использо
-
ваться
не
может
.
РЕМОНТ
ОДНОЙ
ИЗ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ
На
рисунке
4
приведены
предлагаемые
защиты
для
оставшейся
в
работе
линии
.
На
оставшейся
в
работе
линии
в
качестве
основ
-
ной
защиты
для
сохранения
устойчивости
генераторов
электростанции
предлагается
использование
адаптив
-
ной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
в
виде
защиты
без
выдержки
времени
(
АРЗ
)
и
защиты
с
задержкой
на
срабатывание
(
АРЗТ
).
Зона
действия
защиты
АРЗ
ограничивается
ли
-
нией
1W.
Она
не
выходит
за
ее
пределы
.
Уставка
срабатывания
защиты
может
быть
принята
в
пре
-
делах
:
Z
сз
=
K
отст
Z
л
,
где
K
отст
—
коэффициент
отстройки
= 0,85;
Z
л
—
со
-
противление
линии
.
На
рисунке
4
зона
действия
условно
отмечена
стрелкой
.
Вся
линия
защищается
АРЗТ
с
задержкой
на
сра
-
батывание
T
зад
= 0,14
с
.
При
этом
отключение
КЗ
на
линии
в
зоне
за
пределами
зоны
действия
защиты
АРЗ
(
точка
К
-2)
производятся
с
временем
действия
защиты
АРЗТ
с
сохранением
устойчивости
генера
-
торов
электростанции
.
Отключение
КЗ
резервными
защитами
при
отключении
основной
защиты
линии
(
в
данном
случае
защитой
АРЗТ
)
нормативными
до
-
кументами
допускается
без
учета
отключений
дей
-
ствием
УРОВ
.
ОБ
ОТКЛЮЧЕНИИ
ТОКОВОЙ
НАПРАВЛЕННОЙ
ЗАЩИТЫ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ
ДЛЯ
ПРОВЕРОК
Простота
исполнения
защиты
позволяет
не
рассма
-
тривать
появление
в
ней
неисправностей
и
необходи
-
мости
отдельно
от
других
защит
линии
производить
ее
отключение
для
проверки
,
как
это
происходит
со
сложными
защитами
ДФЗ
,
ДЗЛ
.
Однако
рассмотреть
и
разработать
защиты
для
этих
случаев
,
обеспечивающие
устойчивость
энер
-
госистемы
,
предлагается
выполнить
.
Например
,
на
случай
повреждения
токовых
цепей
защиты
или
от
-
ключения
по
другим
причинам
.
ОТКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНОЙ
ЗАЩИТЫ
ТНЗ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ
СО
СТОРОНЫ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
1G
На
рисунке
5
приведены
предлагаемые
защиты
для
параллельных
линий
.
Токовая
направленная
защита
параллельных
линий
(
ТНЗ
)
со
стороны
ПС
2G
при
КЗ
на
линии
ра
-
ботает
аналогично
защите
,
приведенной
в
разделе
«
Связь
образована
двумя
параллельными
лини
-
ями
»,
с
той
лишь
разницей
,
что
каскадное
отклю
-
чение
линий
при
КЗ
в
«
мертвой
зоне
»
защиты
ТНЗ
у
шин
электростанции
1G
создается
специально
устанавливаемой
для
этого
адаптивной
релейной
защитой
для
сохранения
устойчивости
электро
-
станций
без
выдержки
времени
(
АРЗ
)
линии
с
ко
-
ротким
замыканием
.
При
КЗ
на
одной
линии
вблизи
ПС
2G
в
зоне
чув
-
ствительности
защиты
АРЗ
второй
линии
одновре
-
менно
с
работой
защиты
ТНЗ
происходит
излишнее
отключение
второй
линии
,
что
приводит
к
нару
-
шению
параллельной
работы
электростанции
1G
с
энергосистемой
.
Излишнее
отключение
второй
линии
предотвра
-
щается
,
когда
уставки
срабатывания
дистанцион
-
ных
измерительных
органов
защит
АРЗ
на
линии
будут
охватывать
только
мертвую
зону
защиты
ТНЗ
При
этом
уставки
срабатывания
измерительных
органов
защит
АРЗТ
настраиваются
охватываю
-
щими
всю
линию
.
Короткие
замыкания
на
линиях
вне
зоны
срабатывания
защит
АРЗ
будут
отклю
-
110
кВ
1G
АРЗ
АРЗТ
2G
ПС
k-1
k-2
1W
Рис
. 4.
Ремонт
одной
из
параллельных
линий
Рис
. 5.
Отключение
основной
защиты
ТНЗ
параллель
-
ных
линий
со
стороны
электростанции
1G
110
кВ
1W
2W
1G
2G
ПС
ТНЗ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
№
3 (72) 2022
134
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
чаться
защитами
АРЗТ
с
задержкой
на
срабаты
-
вание
.
Такие
отключения
резервными
защитами
в
режи
-
мах
отключения
основных
защит
нормативными
до
-
кументами
допускаются
.
Излишние
отключения
линий
защитами
АРЗТ
при
КЗ
в
смежной
сети
ПС
2G
исправляются
от
АПВ
.
ОТКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНОЙ
ЗАЩИТЫ
ТНЗ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ
СО
СТОРОНЫ
ПС
2G
На
рисунке
6
приведены
предлагаемые
защиты
для
параллельных
линий
.
Токовая
направленная
защита
параллельных
линий
(
ТНЗ
)
со
стороны
электростанции
1G
при
КЗ
на
линии
работает
аналогично
защите
,
приведенной
в
разде
-
ле
«
Связь
образована
двумя
параллельными
линия
-
ми
»,
с
той
лишь
разницей
,
что
каскадное
отключение
линий
при
КЗ
в
«
мертвой
зоне
»
защиты
ТНЗ
у
шин
подстанции
2G
создается
специально
устанавлива
-
емой
для
этого
АРЗ
линии
с
коротким
замыканием
.
При
КЗ
на
одной
линии
вблизи
электростанции
1G
в
зоне
чувствительности
защиты
АРЗ
второй
линии
одновременно
с
работой
защиты
ТНЗ
происходит
из
-
лишнее
отключение
второй
линии
,
что
приводит
к
на
-
рушению
параллельной
работы
электростанции
1G
с
энергосистемой
.
Излишнее
отключение
второй
линии
предотвра
-
щается
,
когда
уставки
срабатывания
дистанцион
-
ных
измерительных
органов
защит
АРЗ
на
линии
будут
охватывать
только
мертвую
зону
защиты
ТНЗ
и
не
срабатывать
на
КЗ
в
другой
параллельной
линии
.
При
этом
уставки
срабатывания
измерительных
органов
защит
АРЗТ
настраиваются
охватывающи
-
ми
всю
линию
.
Короткие
замыкания
на
линиях
вне
зоны
срабатывания
защит
АРЗ
будут
отключаться
защитами
АРЗТ
с
задержкой
на
срабатывание
.
Такие
отключения
резервными
защитами
в
режимах
отклю
-
чения
основных
защит
нормативными
документами
допускаются
.
Излишние
отключения
линий
защитами
АРЗТ
при
КЗ
в
смежной
сети
электростанции
исправляются
от
АПВ
.
ОДИНОЧНАЯ
СВЯЗЬ
С
УЧАСТКОМ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ
На
рисунке
7
приведены
защиты
линий
одиночной
связи
с
участком
параллельных
линий
.
Для
нормаль
-
ных
условий
работы
параллельных
линий
в
качестве
основной
защиты
предлагается
использование
токо
-
вой
направленной
защиты
параллельных
линий
.
На
участке
связи
с
одной
линией
в
качестве
ос
-
новной
защиты
для
сохранения
устойчивости
гене
-
раторов
электростанции
предлагается
использова
-
ние
адаптивной
релейной
защиты
в
виде
защиты
без
выдержки
времени
(
АРЗ
).
В
режимах
ремонта
одной
из
параллельных
ли
-
ний
или
отключении
на
одной
из
сторон
токовой
на
-
правленной
защиты
параллельных
линий
в
качестве
основной
защиты
для
сохранения
устойчивости
ге
-
нераторов
электростанции
предлагается
использо
-
вание
адаптивной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
в
виде
защиты
без
вы
-
держки
времени
(
АРЗ
)
и
защиты
с
задержкой
на
сра
-
батывание
(
АРЗТ
).
На
рисунке
7
эти
защиты
выделены
цветом
.
В
нормальных
условиях
работы
линий
эти
защи
-
ты
выведены
из
действия
и
вводятся
для
защиты
ли
-
нии
в
соответствии
с
режимом
.
Использование
защит
на
параллельных
линиях
в
режиме
отключения
одной
из
параллельных
линий
,
отключение
основной
защиты
ТНЗ
параллельных
линий
поочередно
на
одной
из
сторон
соответству
-
ет
использованию
защит
двух
параллельных
линий
в
приведенном
выше
разделе
«C
вязь
образована
двумя
параллельными
линиями
»
и
в
этом
разделе
не
приводятся
.
На
линии
участка
одиночной
связи
поведение
защиты
и
условия
ее
настройки
аналогичны
защи
-
те
линии
2W
в
приведенном
выше
разделе
«C
вязь
образована
двумя
последовательными
линиями
»
и
в
этом
разделе
не
приводятся
.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ
ПОЛОЖЕНИЯ
И
ВЫВОДЫ
В
статье
предлагается
исполнение
релейной
защиты
линий
110–220
кВ
связи
электростанции
с
энергосисте
-
мой
в
зоне
динамической
устойчивости
генераторов
электростанции
без
применения
традиционно
исполь
-
зуемой
основной
защиты
типа
ДФЗ
ввиду
сложности
ее
исполнения
и
невысокой
степени
надежности
.
1.
На
линиях
связи
электростанции
с
энергосистемой
для
сохране
-
ния
устойчивости
электростан
-
ции
предлагается
использование
адаптивной
релейной
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
и
токовой
на
-
правленной
защиты
параллель
-
ных
линий
.
Защиты
обладают
простотой
исполнения
и
повы
-
шенной
надежностью
.
Рис
. 6.
Отключение
основной
защиты
ТНЗ
параллель
-
ных
линий
со
стороны
ПС
2G
110
кВ
1W
2W
1G
2G
ПС
ТНЗ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
Рис
. 7.
Одиночная
связь
с
участком
параллельных
линий
(
цветом
выделены
защиты
,
выведенные
из
работы
в
нормальных
условиях
работы
параллель
-
ных
линий
)
A
РЗ
110
кВ
1W
3W
2W
1G
ТНЗ
ТНЗ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
АРЗ
АРЗТ
2G
ПС
k-1
135
2.
Адаптивная
релейная
защита
для
сохранения
устойчивости
электростанций
по
принципу
действия
выделяет
нормативные
,
трехфазные
,
короткие
за
-
мыкания
,
опасные
для
устойчивой
работы
генера
-
торов
электростанций
,
и
используется
в
качестве
основной
защиты
линий
для
сохранения
динамиче
-
ской
устойчивости
генераторов
электростанций
.
Защита
обладает
относительной
селективностью
и
может
приводить
к
излишним
отключениям
линий
с
исправлением
от
АПВ
.
Учитывая
,
что
трехфазные
короткие
замыкания
не
часты
,
не
частыми
будут
из
-
лишние
отключения
линий
.
При
наличии
нескольких
связей
электростанции
с
энергосистемой
кратковременное
отключение
на
время
действия
АПВ
одной
из
них
в
случае
излишнего
отключения
не
оказывает
влияния
на
устойчивую
работу
энергосистемы
.
3.
Токовая
направленная
защита
параллельных
ли
-
ний
обладает
абсолютной
селективностью
и
ис
-
пользуется
в
качестве
основной
защиты
линий
и
,
как
основная
защита
,
обеспечивает
динамиче
-
скую
устойчивость
генераторов
электростанции
.
4.
Особенности
предложенных
защит
.
Адаптивная
релейная
защита
для
сохранения
устойчивости
электростанций
обладает
высокой
степенью
надежности
.
По
исполнению
защита
аналогична
ступени
дистанционной
ступенчатой
защиты
,
может
производиться
и
размещаться
в
составе
дистанционной
ступенчатой
защиты
от
коротких
замыканий
.
При
этом
не
рассматривается
и
исключается
ее
от
-
дельное
отключение
из
-
за
появляющихся
неисправ
-
ностей
,
как
это
делается
при
использовании
основной
защиты
ДФЗ
.
Ее
отключения
и
проверки
производят
-
ся
совместно
с
проверками
ступенчатых
защит
.
Поэтому
установка
второй
защиты
для
сохране
-
ния
устойчивости
генераторов
электростанции
не
рассматривается
и
не
требуется
.
Простота
исполнения
токовой
направленной
защиты
состоит
в
том
,
что
одно
устройство
защиты
обеспечи
-
вает
основными
защитами
две
параллельные
линии
.
Токовая
направленная
защита
имеет
«
мертвую
зону
»,
и
при
КЗ
в
этой
зоне
защита
действует
в
ка
-
скаде
.
Это
удлиняет
время
протекания
коротких
замыканий
,
что
вносит
ограничение
в
ее
исполь
-
зование
.
Она
может
использоваться
,
когда
на
ли
-
ниях
установлены
быстродействующие
выключа
-
тели
,
например
,
с
временем
отключения
0,04
с
.
На
линиях
с
выключателями
с
временем
отключе
-
ния
0,055
с
и
более
она
использоваться
не
может
.
5.
Приведены
примеры
построения
защит
для
со
-
хранения
устойчивости
электростанций
с
исполь
-
зованием
предложенных
защит
для
одиночной
связи
электростанции
с
энергосистемой
,
связи
двумя
последовательными
линиями
,
двумя
па
-
раллельными
линиями
и
одиночной
связи
с
участ
-
ком
параллельных
линий
.
Рассматривается
их
поведение
при
нормативных
повреждениях
и
де
-
лается
заключение
об
обеспечении
динамической
устойчивости
генераторов
электростанций
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Маруда
И
.
Ф
.
Об
упрощении
ре
-
лейной
защиты
линий
110–220
кВ
в
зоне
динамической
устойчи
-
вости
генераторов
электростан
-
ций
//
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Пере
-
дача
и
распределение
, 2022,
№
2(71).
С
. 74–81.
2.
Маруда
И
.
Ф
.
Об
адаптивной
ре
-
лейной
защите
для
сохранения
устойчивости
электростанций
//
Релейная
защита
и
автоматиза
-
ция
, 2019,
№
3(36). C. 38–41.
3.
Маруда
И
.
Ф
.
Токовая
направлен
-
ная
защита
параллельных
линий
.
Патент
на
полезную
модель
РФ
№
203915.
Опубл
. 28.04.2021.
Бюл
.
№
13.
4.
Типовой
договор
Системного
опе
-
ратора
между
ОАО
«
СО
ЕЭС
»
и
производителем
(
поставщиком
)
электроэнергии
РРЭ
. URL: https://
www.so-ups.ru/index.php?id=1535.
5.
Приказ
Минэнерго
РФ
от
13
фев
-
раля
2019
№
101 «
Об
утвержде
-
нии
требований
к
оснащению
ли
-
ний
электропередачи
и
объектов
электроэнергетики
классом
напря
-
жения
110
кВ
и
выше
устройствами
и
комплексами
релейной
защиты
и
автоматики
»,
пункт
№
52. URL:
https://base.garant.ru/72232872/?.
6.
Маруда
И
.
Ф
.
Способы
сохранения
устойчивости
электростанций
//
Библиотека
электротехника
.
При
-
ложение
к
журналу
«
Энергетик
»,
2020,
№
5(257).
С
. 27.
7.
Маруда
И
.
Ф
.
Об
использовании
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
для
сохра
-
нения
динамической
устойчивости
электростанций
//
Энергетик
, 2022,
№
1.
С
. 14–16.
REFERENCES
1. Maruda I.F. On simpli
fi
cation of 110-
220 kV line relay protection in the
zone of dynamic sustainability of
power plant generators //
ELEKTRO-
ENERGIYA. Peredacha i raspredele-
niye
[ELECTRIC POWER. Transmis-
sion & Distribution], 2022, no. 2(71),
pp. 74–81. (In Russian)
2. Maruda I.F. On adaptive relay pro-
tection to preserve the power plant
sustainability //
Releynaya zashchita
i avtomatizatsiya
[Relay Protection
and Automation], 2019, no. 3(36),
38–41. (In Russian)
3. Maruda I.F. Directional current pro-
tection of parallel lines. Utility model
patent of RF no. 203915. Published
28.04.2021. Bull.
№
13. (In Russian)
4. Standard agreement of the System
Operator between SO UPS, JSC
and a power generator (supplier) at
REM. URL: https://www.so-ups.ru/
index.php?id=1535.
5. Order of the Ministry of Energy of
Russia dated February, 13th, 2019
no. 101 "On approval of require-
ments to equipment of transmission
lines and power facilities for 110 kV
and higher with relay protection
and automation devices and sets",
item no. 52. URL: https://base.ga-
rant.ru/72232872/?.
6. Maruda I.F. Means of power plant
sustainability preservation //
Bib-
lioteka elektrotekhnika. Prilozheniye
k zhurnalu "Energetik"
[Electric Engi-
neer Library. Appendix to the journal
"Power Engineer"], 2020, no. 5(257),
pp. 27. (In Russian)
7. Maruda I.F. On application of direc-
tional current protection of parallel
lines for preservation of dynamic
sustainability of power plants // Ener-
getik [Power Engineer], 2022, no. 1,
pp. 14–16. (In Russian)
№
3 (72) 2022
Оригинал статьи: Релейная защита линий 110–220 кВ для сохранения устойчивости электростанций. Линии с двухсторонним питанием
В статье рассмотрено выполнение защит линий 110–220 кВ для сохранения устойчивости электростанций без традиционно используемой основной защиты типа ДФЗ ввиду сложности ее исполнения и невысокой степени надежности. Это достигается использованием в качестве основных защит адаптивной релейной защиты для сохранения устойчивости электростанций и токовой направленной защиты параллельных линий. Защиты обладают простотой исполнения и повышенной степенью надежности.
