Релейная защита сети 20 кВ: технические решения и особенности

Page 1
background image

Page 2
background image

СЕТИ  РОССИИ

102

р

е

л

е

й

н

а

я

 з

а

щ

и

т

а

релейная защит

а

Релейная защита сети 20 кВ:

технические решения

и особенности

В крупных городах России энергетики повсеместно сталкиваются с проблемой 
плотной застройки. Да и земля, необходимая для строительства воздушных 
линий электропередачи, оказывается подчас слишком дорогой. Эти факторы 
услож няют организацию электроснабжения и предъявляют новые требования 
к габаритам подстанций и трансформаторных пунктов, а также к надежности 
передачи электроэнергии в целом. Решение может быть найдено в применении 
сетей 20 кВ, пропускная способность которых выше чем у сетей 10 (6) кВ, при 
использовании оборудования тех же габаритов.

Владимир ШЕВЕЛЕВ, технический директор ООО «Релематика»

Т

радиционно

 

для

 

России

 

в

 

сетях

 

средне

-

го

 

напряжения

 

используется

 

режим

 

изо

-

лированной

 

нейтрали

  (

примерно

 80% 

сетей

 6–35 

кВ

и

 

режим

 

заземления

 

нейтрали

 

через

 

дугогасящий

 

реактор

 (

пример

-

но

 20% 

сетей

 6–35 

кВ

). 

Если

 

рассматривать

 

ми

-

ровую

 

практику

 

эксплуатации

в

 

других

 

странах

 

чаще

 

всего

 

применяется

 

заземление

 

нейтрали

 

через

 

резистор

 

или

 

дугогасящий

 

реактор

Од

-

ной

 

же

 

из

 

ключевых

 

особенностей

 

сетей

 20 

кВ

 

является

 

низкоомное

 

резистивное

 

заземление

 

нейтрали

.

ЧТО

 

ДАЕТ

 

ЗАЗЕМЛЕННАЯ

 

НЕЙТРАЛЬ

?

Низкоомное

 

резистивное

 

заземление

 

ней

-

трали

 

имеет

 

и

 

преимущества

и

 

недостатки

К

 

основным

 

преимуществам

 

можно

 

отнести

 

то

что

 

в

 

таких

 

сетях

 

отсутствуют

 

дуговые

 

перена

-

пряжения

 

и

 

можно

 

сравнительно

 

просто

 

реали

-

зовать

 

релейную

 

защиту

Также

 

исключаются

 

повреждения

 

измерительных

 

трансформато

-

ров

 

напряжения

которые

 

могли

 

бы

 

возникнуть

 

из

-

за

 

феррорезонансных

 

процессов

уменьша

-

ется

 

вероятность

 

поражения

 

человека

 

электри

-

ческим

 

током

 

при

 

быстром

 

отключении

 

повреж

-

дения

Эти

 

преимущества

 

и

 

предопределили

 

широкое

 

использование

 

этого

 

режима

 

во

 

мно

-

гих

 

зарубежных

 

странах

а

 

в

 

последнее

 

вре

-

мя

 — 

и

 

в

 

России

.

К

 

недостаткам

 

можно

 

отнести

 

увеличение

 

тока

 

в

 

месте

 

повреждения

а

 

также

 

необходи

-

мость

 

обязательного

 

отключения

 

однофазных

 

замыканий

Однако

 

минусы

 

преодолеваются

 

быстрым

 

отключением

 

поврежденного

 

фиде

-

ра

 

и

 

организацией

 

резервного

 

питания

 

потре

-

бителей

.

ОСОБЕННОСТИ

 

ЗАЩИТЫ

ПЕРВИЧНОГО

 

ОБОРУДОВАНИЯ

Важным

 

вопросом

 

остается

 

некоторое

 

из

-

менение

 

принципов

 

реализации

 

релейной

 

за

-

щиты

 

по

 

сравнению

 

с

 

традиционными

 

реше

-

ниями

 

для

 

сетей

 

с

 

изолированной

 

нейтралью

Целесообразность

 

применения

 

той

 

или

 

иной

 

По

 

материалам

II 

Всероссийской

 

конференции

«

ТЕХНИКО

-

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

 

АСПЕКТЫ

 

РАЗВИТИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

 

СЕТЕЙ

 20 

кВ

»


Page 3
background image

103

защиты

 

в

 

сетях

 20 

кВ

 

напрямую

 

следует

 

из

 

особен

-

ностей

 

сети

заземленной

 

через

 

низкоомное

 

сопро

-

тивление

.

Для

 

защиты

 

линий

 20 

кВ

 

рекомендуется

 

при

-

менять

 

основную

 

и

 

резервную

 

защиты

В

 

качестве

 

основной

 

выбирается

 

продольная

 

дифференциаль

-

ная

 

защита

 

линий

  (

ДЗЛ

), 

обладающая

 

абсолютной

 

селективностью

 

и

 

отстроенная

 

от

 

токов

 

небаланса

Данная

 

защита

 

обладает

 

высокой

 

чувствительно

-

стью

 

к

 

внутренним

 

коротким

 

замыканиям

 

и

 

време

-

нем

 

срабатывания

 

не

 

более

 50 

мс

С

 

целью

 

лучшей

 

отстройки

 

от

 

нагрузочных

 

режимов

 

и

 

внешних

 

корот

-

ких

 

замыканий

 

рекомендуется

 

применять

 

диффе

-

ренциальную

 

защиту

 

с

 

торможением

.

Максимальная

 

токовая

 

защита

 

должна

 

приме

-

няться

 

как

 

резервная

так

 

как

 

она

 

обладает

 

доста

-

точной

 

чувствительностью

 

к

 

замыканиям

 

на

 

защи

-

щаемой

 

линии

Специалистами

 

ООО

 «

Релематика

» 

(

прежнее

 

название

 

ООО

 «

ИЦ

 «

Бреслер

») 

были

 

про

-

ведены

 

исследования

которые

 

показали

что

 

исполь

-

зование

 

токовой

 

отсечки

 

на

 

кабельных

 

линиях

 

малой

 

длины

 

не

 

является

 

эффективным

 

в

 

минимальном

 

режиме

 

даже

 

при

 

близких

 

КЗ

Дистанционная

 

защи

-

та

 

также

 

является

 

неэффективной

 

на

 

линиях

 

малой

 

длины

 

из

-

за

 

невозможности

 

разделить

 

контролируе

-

мые

 

и

 

альтернативные

 

режимы

 

и

 

обеспечить

 

селек

-

тивность

Следовательно

применение

 

этих

 

защит

 

в

 

качестве

 

резервных

 

нецелесообразно

.

Релейную

 

защиту

 

силовых

 

трансформаторов

 

20/10 

кВ

 

от

 

повреждений

 

на

 

выводах

 

и

 

внутренних

 

повреждений

 

рекомендуется

 

осуществлять

 

ком

-

плектом

 

дифференциальной

 

токовой

 

защиты

 

без

 

выдержки

 

времени

Это

 

справедливо

 

для

 

трансфор

-

маторов

 

мощностью

 6,3 

МВА

 

и

 

более

а

 

также

 

для

 

трансформаторов

 4 

МВА

 

при

 

параллельной

 

работе

Кроме

 

того

на

 

стороне

 20 

кВ

 

силовых

 

трансформа

-

торов

 

в

 

дополнение

 

к

 

МТЗ

 

выполняется

 

токовая

 

от

-

сечка

а

 

на

 

стороне

 10 

кВ

 — 

сигнализация

 

от

 

замы

-

каний

 

на

 

землю

.

Для

 

защиты

 

шин

 20 

кВ

 

должны

 

применяться

 

ло

-

гическая

 

и

 

оптическая

 

защиты

охватывающие

 

все

 

присоединения

 

секции

Допустимо

 

использование

 

полной

 

токовой

 

дифференциальной

 

защиты

 

шин

охватывающей

 

все

 

присоединения

 

без

 

выдержки

 

времени

Правильным

 

подходом

 

будет

 

организация

 

независимых

 

оперативных

 

цепей

 

и

 

реализация

 

уско

-

рения

 

МТЗ

 

секционного

 

выключателя

.

СЕТИ

 20 

кВ

 — 

ЗА

 

ИЛИ

 

ПРОТИВ

?

Исходя

 

из

 

вышесказанного

можно

 

сделать

 

следу

-

ющие

 

выводы

:

• 

Переход

 

от

 

напряжения

 6–10 

кВ

 

к

 

напряжению

 

20 

кВ

 

имеет

 

свои

 

значительные

 

достоинства

уве

-

личение

 

пропускной

 

способности

 

линий

 

электро

-

передачи

уменьшение

 

потерь

В

 

то

 

же

 

время

 

подстанции

 20 

кВ

 

малогабаритные

 

за

 

счет

 

приме

-

нения

 

элегазового

 

оборудования

.

• 

Использование

 

низкоомного

 

резистивного

 

зазем

-

ления

 

нейтрали

 

позволяет

 

организовать

 

быстрое

 

отключение

 

поврежденного

 

участка

при

 

этом

 

не

 

возникают

 

опасные

 

перенапряжения

 

в

 

сети

Так

-

же

 

применение

 

резистора

 

позволяет

 

достаточно

 

просто

 

организовать

 

релейную

 

защиту

.

• 

В

 

качестве

 

защит

 

рекомендуется

 

применять

 

бы

-

стродействующую

 

дифференциальную

 

защиту

 

и

 

максимальную

 

токовую

 

защиту

Все

 

эти

 

защиты

 

в

 

ходе

 

исследований

 

показали

 

хорошую

 

чувстви

-

тельность

 

ко

 

всем

 

видам

 

замыканий

поэтому

 

их

 

применение

 

является

 

эффективным

.

ЗА

 

ЭТИМ

 

РЕШЕНИЕМ

 

БУДУЩЕЕ

Согласно

 

Постановлению

 

Правительства

 

Москвы

 

от

 14.12.2010 

 1067 

ПП

 «

О

 

схеме

 

электроснабже

-

ния

 

города

 

Москвы

 

на

 

период

 

до

 2020 

года

  (

рас

-

пределительные

 

сети

 

напряжением

 6, 10, 20 

кВ

)»,

стратегическим

 

направлением

 

развития

 

электри

-

ческих

 

сетей

 

среднего

 

напряжения

 

на

 

период

 

до

 

2020 

года

 

будет

 

переход

 

к

 

массовому

 

применению

 

напряжения

 20 

кВ

 

и

 

постепенной

 

ликвидации

 

на

-

пряжения

 6 

кВ

До

 2020 

года

 

предусматривается

 

сооружение

 276 

новых

 

распределительных

 

и

 

со

-

единительных

 

пунктов

 

напряжением

 20 

кВ

а

 

также

 

380 

новых

 

распределительных

 

пунктов

 10 

кВ

Пере

-

ход

 

к

 

более

 

высокому

 

классу

 

напряжения

 

уменьшит

 

потери

 

мощности

 

и

 

увеличит

 

пропускную

 

способ

-

ность

 

городских

 

сетей

.

Говоря

 

о

 

существующих

 

примерах

 

реализации

 

РЗА

 20 

кВ

нельзя

 

не

 

упомянуть

 

подстанции

  «

Бер

-

сеневская

» 110/20/10/6 

кВ

 

и

 «

Ваганьков

-

ская

» 220/20 

кВ

На

 

обеих

 

подстанциях

 

применяются

 

современные

 

устройства

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

серий

 «

ТОР

 100», 

«

ТОР

 200» 

и

  «

ТОР

 300» 

производства

 

ООО

  «

Релематика

». 

Подходы

 

к

 

выпол

-

нению

 

защит

 

соответствуют

 

принципам

описанным

 

выше

Для

 

обеспечения

 

ав

-

томатизированного

 

контроля

 

и

 

управ

-

ления

 

сетью

 

применяется

 

система

 

АСУ

 

ТП

 «UniSCADA», 

также

 

разработанная

 

в

 

ООО

 «

Релематика

».

Решение

 

перевода

 

сетей

 

крупных

 

мегаполисов

 

на

 20 

кВ

 

облегчит

 

эксплу

-

атацию

сократит

 

количество

 

первичного

 

оборудования

 

и

в

 

конечном

 

счете

по

-

зволит

 

увеличить

 

надежность

 

электро

-

снабжения

 

потребителей

.  

ФАКТЫ

 

ОБ

 

ООО

 «

РЕЛЕМАТИКА

»:

• 

образовано

 

в

 2003 

году

  (

прежнее

 

название

 

ООО

  «

ИЦ

 

«

Бреслер

»)

• 

производит

 

полный

 

комплекс

 

устройств

 

РЗА

 

и

 

ПА

 6–750 

кВ

• 

производит

 

системы

 

автоматизации

 

ПС

 

и

 

инженерное

 

ПО

• 

осуществляет

 

проектирование

комплексные

 

поставки

 

пер

-

вичного

 

и

 

вторичного

 

оборудования

монтаж

наладку

об

-

учение

гарантийный

 

и

 

пост

-

гарантийный

 

сервис

• 

предоставляет

 10 

лет

 

гарантии

 

на

 

терминалы

 

РЗА

 

с

 

воз

-

можностью

 

продления

 

на

 

весь

 

срок

 

службы

 

устройств

• 

в

 

России

 

и

 

СНГ

 

действуют

 6 

сервисных

 

центров

 

компании

• 

название

  «

Релематика

» 

образовано

 

из

 

слияния

 

слов

 

«

Реле

» 

и

 «

Автоматика

» 

и

 

отражает

 

основную

 

деятельность

 

компании

 4 (37) 2016


Читать онлайн

По материалам II Всероссийской конференции «ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 20 кВ». В крупных городах России энергетики повсеместно сталкиваются с проблемой плотной застройки. Да и земля, необходимая для строительства воздушных линий электропередачи, оказывается подчас слишком дорогой. Эти факторы услож няют организацию электроснабжения и предъявляют новые требования к габаритам подстанций и трансформаторных пунктов, а также к надежности передачи электроэнергии в целом. Решение может быть найдено в применении сетей 20 кВ, пропускная способность которых выше чем у сетей 10 (6) кВ, при использовании оборудования тех же габаритов.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(70), январь-февраль 2022

Превентивное управление нагрузкой в сетях 0,4 кВ в целях предотвращения возникновения аварийных ситуаций

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Релейная защита и автоматика
Удинцев Д.Н. Милованов П.К. Зуев А.И.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 5(68), сентябрь-октябрь 2021

Внедрение цифрового дистанционного управления оборудованием и МП устройствами РЗА на подстанциях 110–220 кВ ПАО «Россети Московский регион»

Релейная защита и автоматика
Гвоздев Д.Б. Грибков М.А. Бороздин А.А. Рыбаков А.К.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»