104
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
Релейная защита линий 110 кВ
в зоне динамической устойчивости
генераторов электростанций
УДК
621.316.9
В
статье
рассматривается
получаемый
при
использовании
токовой
направленной
защи
-
ты
параллельных
линий
в
качестве
второй
основной
защиты
для
сохранения
устойчи
-
вости
электростанций
вместо
защит
ДЗЛ
или
ДФЗ
на
каждой
линии
особый
экономиче
-
ский
эффект
.
В
чем
он
состоит
,
его
размеры
для
энергосистем
предлагается
проследить
на
примере
параллельных
линий
110
кВ
Волгоградской
энергосистемы
.
Маруда
И
.
Ф
.,
к
.
т
.
н
.
Ключевые
слова
:
релейная
защита
,
зона
устойчивости
генераторов
электростанций
,
использование
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
,
неоцененный
экономический
эффект
,
особый
экономический
эффект
В
статье
«
Об
упрощении
релейной
защиты
линий
110–220
кВ
в
зоне
динамической
устойчивости
ге
-
нераторов
электростанции
» [1]
приведены
предложения
по
упрощению
защит
линий
110–220
кВ
в
зоне
динами
-
ческой
устойчивости
генераторов
элек
-
тростанции
.
Из
них
предложение
о
выполнении
релейной
защиты
параллельных
линий
привлекательно
своим
значительным
упрощением
защит
линий
.
В
выводе
о
связи
,
образованной
двумя
парал
-
лельными
линиями
,
отмечается
,
что
для
связи
электростанции
с
энергосистемой
,
образованной
параллельными
линиями
,
предлагается
токовая
направленная
за
-
щита
параллельных
линий
в
качестве
защиты
для
сохранения
устойчивости
электростанций
.
Защита
проста
в
исполнении
,
об
-
ладает
абсолютной
селективностью
.
Одно
устройство
защиты
используется
в
качестве
основной
защиты
для
двух
параллельных
линий
.
Устройства
за
-
щиты
могут
использоваться
в
качестве
основных
защит
для
сохранения
устой
-
чивости
электростанции
вместо
защит
ДФЗ
(
дифференциально
-
фазная
защи
-
та
)
или
ДЗЛ
(
дифференциальная
защи
-
та
линии
)
каждой
линии
.
Защиты
парал
-
лельных
линий
упрощаются
.
Этой
характеристикой
использования
токовой
направленной
защиты
парал
-
лельных
линий
отмечается
значитель
-
ное
упрощение
защит
параллельных
линий
.
Неоцененным
остался
экономи
-
ческий
эффект
(
здесь
он
особый
эконо
-
мический
эффект
).
В
чем
он
состоит
,
размеры
упроще
-
ния
защит
и
экономического
эффекта
параллельных
линий
для
энергосистем
предлагается
проследить
на
примере
параллельных
линий
110
кВ
Волгоград
-
ской
энергосистемы
.
Параллельные
линии
в
зонах
ди
-
намической
устойчивости
генераторов
четырех
электростанций
Волгоградской
энергосистемы
:
–
№
38
и
№
39 —
линии
связи
между
Волгоградской
ТЭЦ
-2
и
Волгоград
-
ской
ТЭЦ
-3 (
ВТЭЦ
-2
и
ВТЭЦ
-3);
–
№
33
и
№
34 —
линии
связи
электро
-
станции
Волгоградская
ТЭЦ
-3
с
ПС
2G —
ПС
220
кВ
«
Красноармейская
»
энергосистемы
;
–
№
261
и
№
263 —
линии
связи
Волж
-
ской
ТЭЦ
с
ПС
5G — I
с
.
ш
.
ПС
220
кВ
«
Волжская
»
энергосистемы
;
–
№
262
и
№
264 —
линии
связи
Волж
-
ской
ТЭЦ
с
П
C 6G — II
с
.
ш
.
ПС
220
кВ
«
Волжская
»
энергосистемы
.
Системы
шин
110
кВ
ПС
220
кВ
«
Волжская
»
нормально
работают
раз
-
дельно
,
шиносоединительный
выключа
-
тель
отключен
.
№
249
и
№
250 —
линии
связи
элек
-
тростанции
Волжская
ТЭЦ
-2
с
ПС
8G —
ПС
220
кВ
«
Трубная
»
энергосистемы
.
ЭФФЕКТ
ОТ
УПРОЩЕНИЯ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
ЛИНИЙ
ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
В
соответствии
с
положениями
Правил
устройства
электроустановок
(
ПУЭ
)
на
линиях
110–220
кВ
вопрос
о
типе
ос
-
новной
защиты
должен
решаться
в
пер
-
вую
очередь
с
учетом
требования
со
-
хранения
устойчивости
энергосистемы
(
п
.
3.2.108
ПУЭ
).
В
качестве
таких
защит
на
первых
четырех
парах
параллель
-
ных
линий
110
кВ
связи
электростанций
с
энергосистемой
установлены
диффе
-
ренциально
-
фазные
высокочастотные
105
(
ВЧ
)
защиты
типа
ДФЗ
и
на
пятой
паре
—
направлен
-
ная
ВЧ
-
защита
типа
ПДЭ
-2802.
Подстанции
энергосистемы
2G, 5G, 6G, 8G
явля
-
ются
крупными
узловыми
подстанциями
220
кВ
энер
-
госистемы
,
присоединения
шин
110
кВ
которых
содер
-
жат
устройства
УРОВ
.
Поэтому
в
уставках
ступеней
защит
параллельных
линий
электростанций
,
охваты
-
вающих
всю
линию
при
отключении
основной
защиты
линии
(II
ступени
дистанционных
защит
),
должно
учи
-
тываться
время
действия
устройства
резервирования
отказа
выключателя
(
УРОВ
)
подстанций
энергосисте
-
мы
.
По
этой
причине
время
действия
ступеней
превы
-
шает
допустимое
время
протекания
коротких
замыка
-
ний
с
сохранением
устойчивости
электростанций
.
T
откл
полн
=
T
сз
+
T
уров
+
T
согл
+
T
откл
в
=
= 0,02
с
+ 0,13
с
+ 0,12
с
+ 0,055
с
= 0,325
с
,
где
T
сз
= 0,02
с
—
время
срабатывания
защиты
;
T
уров
= 0,13
с
—
время
срабатывания
УРОВ
защит
присоединений
противоположной
ПС
,
включающее
время
его
составляющих
элементов
:
время
отключе
-
ния
выключателя
T
откл
в
= 0,055
с
,
время
возврата
схе
-
мы
защиты
T
возв
= 0,025
с
и
время
запаса
T
зап
= 0,05
с
;
T
согл
= 0,12
с
—
время
ступени
селективности
,
вклю
-
чающее
время
составляющих
ее
элементов
:
время
отключения
выключателя
присоединения
противопо
-
ложной
ПС
T
откл
в
= 0,055
с
,
время
возврата
схемы
защиты
T
возв
= 0,02
с
,
время
запаса
T
зап
= 0,04
с
(
T
зап
=
= 0,03–0,05
с
);
T
откл
в
—
время
отключения
выключа
-
теля
.
Полное
время
отключения
КЗ
на
линии
T
откл
полн
=
= 0,325
с
больше
допустимого
по
условиям
проте
-
кания
трехфазного
КЗ
без
нарушения
динамической
устойчивости
генераторов
электростанции
энерго
-
системы
T
доп
= 0,224
с
(
из
проекта
ОАО
«
ЭНЕКС
»
Волгоградэнергосетьпроект
—
Комплексное
тех
-
ническое
перевооружение
и
реконструкция
под
-
станции
220
кВ
«
Волжская
»
для
типовых
блоков
электростанций
Волжского
района
Волгоградской
области
).
Устойчивость
энергосистемы
не
обеспечи
-
вается
.
В
этих
условиях
в
соответствии
с
положениями
Типового
договора
Системного
оператора
между
АО
«
СО
ЕЭС
»
и
производителями
(
поставщиками
)
электроэнергии
РРЭ
от
2003
года
и
приказом
Мин
-
энерго
РФ
от
13
февраля
2019
года
№
101
о
необ
-
ходимости
установки
второй
основной
защиты
на
линиях
в
случаях
,
когда
невозможно
обеспечить
требуемое
быстродействие
защит
при
отсутствии
основной
защиты
на
линиях
,
когда
защиты
с
относи
-
тельной
селективностью
не
обеспечивают
устойчи
-
вость
при
отсутствии
основной
защиты
—
на
линиях
устанавливается
вторая
основная
защита
.
Принята
,
например
,
защита
типа
ДЗЛ
.
Защита
ДЗЛ
сложна
в
исполнении
,
содержит
опто
-
волоконный
канал
связи
,
удорожает
проекты
релей
-
ной
защиты
линий
,
дорогостоящая
в
обслуживании
.
Предложением
об
упрощении
защит
предусма
-
тривается
вместо
защит
ДЗЛ
использовать
токовые
направленные
защиты
параллельных
линий
.
В
за
-
щите
производится
сравнение
абсолютных
значений
токов
одноименных
фаз
параллельных
линий
и
по
большему
току
определяется
линия
с
коротким
за
-
мыканием
.
Защита
проста
в
исполнении
,
без
каналов
связи
,
не
требуется
ее
вывод
из
работы
в
процессе
эксплу
-
атации
,
для
сохранения
устойчивости
энергосисте
-
мы
она
обладает
требуемым
быстродействием
[2, 3].
Параллельные
линии
,
на
которых
резервные
за
-
щиты
обеспечивают
устойчивость
электростанций
при
отключении
основной
защиты
линии
(
линии
,
при
-
мыкающие
к
подстанциям
энергосистемы
без
УРОВ
),
в
энергосистеме
отсутствуют
.
На
рисунке
1
приведены
защиты
параллельных
линий
Волгоградской
энергосистемы
.
Рис
. 1.
Состав
защит
параллельных
линий
110
кВ
с
использованием
двух
основных
защит
на
линиях
:
защиты
ДФЗ
и
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
110
кВ
ПС
2
G
ПС
5
G
ПС
6
G
ПС
8
G
1
G
3
G
4
G
7
G
110
кВ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ТНЗ
ДФ
З
ДФ
З
ДФ
З
ДФ
З
ДФ
З
ДФ
З
ДФ
З
ДФ
З
ПДЭ
-2802
ПДЭ
-2802
№
38
№
39
№
33
№
34
№
261
№
263
№
262
№
264
№
249
№
250
№
2 (77) 2023
106
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
И АВТОМАТИКА
ЛИТЕРАТУРА
/ REFERENCES
1.
Маруда
И
.
Ф
.
Об
упрощении
ре
-
лейной
защиты
линий
110–220
кВ
в
зоне
динамической
устойчи
-
вости
генераторов
электростан
-
ций
//
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Переда
-
ча
и
распределение
, 2022,
№
2(71).
С
. 74–81 / Maruda I.F. On simpli
fi
ca-
tion of relay protection of 110-220 kV
lines in the zone of dynamic stability
of PP generators //
ELEKTROENER-
GIYA. Peredacha i raspredeleniye
[ELECTRIC POWER. Transmission
and distribution], 2022, no. 2(71),
pp. 74-81. (In Russian)
2.
Маруда
И
.
Ф
.
Токовая
направлен
-
ная
защита
параллельных
линий
.
Патент
на
полезную
модель
РФ
№
203915.
Опубл
. 28.04.2021.
Бюл
.
№
13 / Maruda I.F. Direc-
tional current protection of paral-
lel lines. Utility model patent of RF
no. 203915. Issued on 28.04.2021.
Bull. no. 13.
3.
Маруда
И
.
Ф
.
Токовая
направлен
-
ная
защита
параллельных
линий
//
Энергетик
, 2021,
№
8.
С
. 52–53 /
Maruda I.F. Directional current pro-
tection of parallel lines //
Energe-
tik
[Power engineer], 2021, no. 8,
pp. 5-53. (In Russian)
Для
пяти
пар
параллельных
линий
использование
токовых
направленных
защит
параллельных
линий
позволяет
исключить
10
комплектов
сложной
в
ис
-
полнении
защиты
ДЗЛ
.
Это
является
значительным
упрощением
защит
параллельных
линий
энерго
-
сис
темы
.
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
ЭФФЕКТ
В
характеристике
использования
токовой
направ
-
ленной
защиты
параллельных
линий
положение
«
одно
устройство
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
используется
вместо
двух
основных
защит
параллельных
линий
»
в
срав
-
нении
с
«
одним
устройством
для
одной
линии
»
определяет
повышенный
,
особый
экономический
эффект
.
Для
пяти
пар
параллельных
линий
энергосисте
-
мы
использование
токовой
направленной
защиты
параллельных
линий
для
энергосистемы
позво
-
ляет
получить
значимый
особый
экономический
эффект
.
ВЫВОДЫ
Использование
токовой
направленной
защиты
па
-
раллельных
линий
в
качестве
второй
основной
защиты
параллельных
линий
одним
устройством
защиты
,
обеспечивающим
основными
защитами
параллельные
линии
вместо
двух
сложных
в
ис
-
полнении
основных
защит
типа
ДЗ
,
наряду
со
зна
-
чительным
упрощением
защит
параллельных
ли
-
ний
энергосистемы
позволяет
получить
значимый
особый
экономический
эффект
.
+7 (495) 111-78-77
www.vsk-energo.ru
ООО
«
ВСК
-
ЭНЕРГО
» —
динамично
развивающаяся
компания
,
поставщик
электротехнического
обору
-
дования
ведущих
производителей
России
и
стран
СНГ
.
Ассортимент
продукции
позволяет
удовлетворить
запросы
и
потребности
любого
клиента
—
от
государственных
до
частных
компаний
.
ОПЕРАТИВНОСТЬ
НАДЕЖНОСТЬ
КАЧЕСТВО
Все
изделия
имеют
необходимую
документацию
и
гарантию
.
Силовые
трансформаторы
:
масляные
герметичные
трансформаторы
(
ТМ
,
ТМГ
,
ТМЗ
,
ТМФ
)
сухие
трансформаторы
(
ТСЛ
,
ТСЗЛ
)
Комплектные
трансформаторные
подстанции
(
КТП
):
столбовые
,
мачтовые
,
киосковые
,
контейнерные
,
блочные
,
бетонные
Щитовое
оборудование
:
главный
распредели
-
тельный
щит
(
ГРЩ
),
вводно
-
распределитель
-
ное
устройство
(
ВРУ
),
низковольтные
устройства
(
НКУ
),
щит
учета
распреде
-
ления
(
ЩУР
),
щит
автома
-
тического
переключения
(
ЩАП
),
щит
освещения
(
ЩО
),
щит
аварийного
освещения
(
ЩАО
)
Виброгасящие
опоры
для
сухих
трансформаторов
от
100
до
3150
кВА
Распределительные
устройства
:
распределительные
устройства
высокого
напряжения
(
РУВН
),
распределительные
устройства
низкого
напряжения
(
РУНН
)
Линейная
арматура
для
ВЛ
:
сцепная
,
поддерживающая
,
натяжная
,
соединительная
,
контактная
и
защитная
Опоры
железобетонные
:
СВ
95-2,
СВ
95-3
с
,
СВ
110-35,
СВ
110-5,
СВ
164-12,
СВ
164-20
Оригинал статьи: Релейная защита линий 110 кВ в зоне динамической устойчивости генераторов электростанций
В статье рассматривается получаемый при использовании токовой направленной защиты параллельных линий в качестве второй основной защиты для сохранения устойчивости электростанций вместо защит ДЗЛ или ДФЗ на каждой линии особый экономический эффект. В чем он состоит, его размеры для энергосистем предлагается проследить на примере параллельных линий 110 кВ Волгоградской энергосистемы.
