Самовосстановление в кабельных электрических сетях 6–10 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

Игорь

 

КУЗЬМИН

,

первый

 

заместитель

 

генерального

 

дирек

-

тора

 — 

главный

 

инже

-

нер

 

ПАО

 «

Ленэнерго

»

Георгий

 

ЕВДОКУНИН

,

д

.

т

.

н

., 

профессор

 

кафедры

 «

Электри

-

ческие

 

системы

 

и

 

сети

» 

ИЭиТС

 

ФГАОУ

 

ВО

 

СПбПУ

Нияз

 

МАГДЕЕВ

,

заместитель

 

главного

 

инженера

 

по

 

техно

-

логическому

 

развитию

 

и

 

инновациям

 

ПАО

 «

Ленэнерго

»

Самовосстановление

 

в

 

кабельных

 

электрических

 

сетях

 6–10 

кВ

В

 

зарубежной

 

практике

 

в

 

отношении

 

сетей

 

среднего

 

напря

-

жения

где

 

процессы

 

определения

локализации

 

и

 

отключе

-

ния

 

поврежденного

 

участка

 

и

 

восстановления

 

питания

 

по

-

требителей

 

полностью

 

автоматизированы

применяется

 

термин

 selfhealing, 

что

 

означает

  «

самовосстанавливающи

-

еся

» [1]. 

В

 

настоящей

 

статье

 

предложен

 

подход

 

к

 

автомати

-

зации

 

кабельной

 

сети

 6–10 

кВ

 

с

 

наделением

 

ее

 

функциями

 

самовосстановления

На

 

примере

 

участка

 

городской

 

распре

-

делительной

 

сети

 10(6) 

кВ

 

показано

 

каким

 

образом

 

внедре

-

ние

 

функции

 

самовосстановления

 

влияет

 

на

 

изменение

 SAIFI 

при

 

различном

 

числе

 

автоматизируемых

 

трансформаторных

 

подстанций

 

в

 

схеме

Кроме

 

того

величина

 

относительного

 

снижения

 

средней

 

частоты

 

продолжительных

 

отключений

 

от

 

увеличения

 

числа

 

автоматизируемых

 

трансформаторных

 

подстанций

 

сопоставлена

 

с

 

дополнительным

 

увеличением

 

капитальных

 

затрат

сделаны

 

выводы

 

относительно

 

опре

-

деления

 

предпочтительного

 

числа

 

пунктов

 

автоматизации

.

ВВЕДЕНИЕ

Повышение

 

ответственности

 

за

 

соблюдение

 

требований

 

качества

 

и

 

надежности

 

электро

-

снабжения

 

является

 

одним

 

из

 

ключевых

 

драйверов

 

стремительного

 

роста

 

автоматизации

 

распределительных

 

сетей

 

во

 

всем

 

мире

 [2]. 

Статистика

 

отключений

 

потребителей

 

в

 

энергосистемах

 

различных

 

стран

 

мира

 

сви

-

детельствует

 

о

 

том

что

 

распределительные

 

сети

 

вносят

 

огромный

 

вклад

 

в

 

недоотпуск

 

электроэнергии

 

потребителю

Как

 

правило

на

 

распределительные

 

сети

 

относят

 25–40% 

затрат

 

на

 

передачу

 

электроэнергии

 

и

 80–90% 

проблем

связанных

 

с

 

обеспечением

 

надеж

-

ности

 

электроснабжения

.

На

 

надежность

 

функционирования

 

распределительных

 

электрических

 

сетей

 

оказыва

-

ют

 

влияние

 

такие

 

факторы

как

:

 

топология

 

построения

 

сети

;

 

степень

 

резервирования

 

связей

 

и

 

трансформаторов

;

 

тип

 

исполнения

 

ЛЭП

 (

кабельная

 (

КЛ

), 

воздушная

 (

ВЛ

), 

тип

 

изоляции

);

 

степень

 

износа

 

оборудования

;

 

наличие

 

автоматического

 

ввода

 

резерва

;

8

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(13), 

июнь

 2019

Автоматизация

 

электросетей


Page 3
background image

Андрей

 

БРИЛИНСКИЙ

,

заведующий

 

отделом

 

проектирования

 

и

 

раз

-

вития

 

энергосистем

 

АО

 «

НТЦ

 

ЕЭС

»

Ольга

 

ГРУНИНА

,

старший

 

инженер

 

отдела

 

проектирования

 

и

 

развития

 

энерго

-

систем

 

АО

 «

НТЦ

 

ЕЭС

»

 

степень

 

автоматизации

 

оперативно

-

технологического

 

управления

;

 

опасность

 

внешних

 

воздействий

  (

погодные

 

условия

техногенные

 

условия

воздей

-

ствие

 

животных

/

людей

/

механизмов

);

 

транспортная

 

доступность

 

энергообъектов

.

Ввиду

 

наличия

 

принципиальных

 

отличий

 

в

 

построении

 

распределительных

 

сетей

 

в

 

городской

 

и

 

сельской

 

местности

 

применительно

 

к

 

каждому

 

типу

 

следует

 

рассматривать

 

раздельно

 

подходы

 

и

 

мероприятия

 

по

 

повышению

 

надежности

 

электроснабжения

 

потре

-

бителей

.

Распределительные

 

электрические

 

сети

 

мегаполиса

 

характеризуются

 

высокой

 

плотностью

 

энергопотребления

;

 

наличием

 

большого

 

числа

 

потребителей

 1 

и

 2 

категории

 

надежности

;

 

преимущественно

 

кабельным

 

исполнением

 

ЛЭП

;

 

высокой

 

плотностью

 

размещения

 

инженерных

 

коммуникаций

 

и

как

 

следствие

сложностью

 

строительства

 

и

 

реконструкции

 

электрических

 

сетей

а

 

также

 

высокими

 

рисками

 

повреждений

 

кабельных

 

линий

 

вследствие

 

внешних

 

механических

 

воздей

-

ствий

;

 

динамичным

 

ростом

 

электропотребления

 

в

 

условиях

 

жестких

 

требований

 

по

 

обеспе

-

чению

 

доступности

 

энергетической

 

инфраструктуры

.

Нагрузка

 

на

 

шинах

 6(10) 

кВ

 

одного

 

РП

 

в

 

мегаполисе

 

варьируется

 

в

 

диапазоне

 

от

 5 

до

 

15 

МВт

 

и

 

в

 

ее

 

составе

 

неизбежно

 

присутствует

 

нагрузка

 

потребителей

 

первой

 

категории

 

(

грузоподъемные

 

механизмы

оборудование

 

пожаротушения

 

и

 

др

.). 

Известно

что

 

наи

-

большая

 

доля

 

аварий

 

на

 

КЛ

 

в

 

городах

 

происходит

 

по

 

вине

 

сторонних

 

организаций

.

Одним

 

из

 

основных

 

направлений

 

исследований

 

в

 

области

 

электроснабжения

 

мегапо

-

лисов

 

является

 

обоснование

 

выбора

 

построения

 

и

 

практической

 

реализации

 

элементов

 

электрической

 

сети

 

с

 

целью

 

повышения

 

управляемости

 

и

 

надежности

 

ее

 

эксплуатации

 

и

как

 

следствие

снижение

 

рисков

сопутствующих

 

основной

 

деятельности

 

электросете

-

вых

 

компаний

Разработка

 

концепции

 

построения

 

автоматизированной

 

системы

 

управления

  (

АСУ

городскими

 

распределительными

 

кабельными

 

сетями

 6–10 

кВ

 

охватывает

 

комплекс

 

за

-

дач

связанных

 

с

 

интеллектуализацией

 

распределения

 

электроэнергии

 

от

 

шин

 

центра

 

пи

-

тания

  (

ЦП

) (

в

 

однозвеньевой

 

схеме

 

электроснабжения

или

 

распределительного

 

пункта

 

(

РП

) (

в

 

случае

 

двухзвеньевой

 

схемы

 

электроснабжения

до

 

трансформаторных

 

подстан

-

ций

 10(6)/0,4 

кВ

 (

ТП

). 

Под

 

автоматизацией

в

 

данном

 

случае

подразумевается

 

организа

-

ция

 

автоматической

 

локализации

 

повреждений

 

и

 

селективной

 

изоляции

 

поврежденного

 

участка

 

с

 

последующим

 

восстановлением

 

питания

 

максимального

 

числа

 

потребителей

отключенных

 

по

 

причине

 

возникновения

 

повреждения

Такая

 

автоматизация

 

предпола

-

гает

 

применение

 

в

 

сети

 

дистанционно

-

управляемых

 

коммутационных

 

аппаратов

терми

-

налов

 

управления

  (

контроллеров

), 

организацию

 

системы

 

связи

 

и

 

разработку

 

алгоритма

 

автоматизации

В

 

настоящей

 

статье

 

предложен

 

алгоритм

 

реализации

 

функций

 

самовосстановления

 

применительно

 

к

 

двухлучевой

 

схеме

 

электроснабжения

.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

 

ПОНЯТИЯ

 «

САМОВОССТАНОВЛЕНИЕ

»

В

 

настоящее

 

время

 

процесс

 

локализации

 

повреждения

 

на

 

участке

 

распределительной

 

линии

 6(10) 

кВ

 

предусматривает

 

следующие

 

этапы

:

1) 

фиксация

 

факта

 

повреждения

;

2) 

определение

 

поврежденной

 

РЛ

;

3) 

локализация

 

повреждения

 (

выделение

 

поврежденного

 

участка

 

РЛ

);

4) 

отключение

 

поврежденного

 

участка

 

РЛ

;

5) 

восстановление

 

схемы

 

электроснабжения

.

Понятие

 «

самовосстановление

» 

подразумевает

 

под

 

собой

 

выполнение

 

всех

 

перечис

-

ленных

 

этапов

 

в

 

полностью

 

автоматическом

 

режиме

Принципиальная

 

идея

закладывае

-

мая

 

в

 

понятие

 «

самовосстановление

», 

отражена

 

на

 

рисунке

 1.

9


Page 4
background image

Таким

 

образом

автоматизация

 

локализации

 

поврежде

-

ний

 

включает

 

в

 

себя

:

 

автоматическое

 

определение

между

 

какими

 

двумя

 

ТП

 

(

или

 

в

 

какой

 

ТП

произошло

 

повреждение

;

 

автоматическое

 

отключение

  (

локализация

только

 

поврежденной

 

связи

;

 

автоматическое

 

восстановление

 

электроснабжения

 

мак

-

симально

 

возможного

 

числа

 

потребителей

 

в

 

минимально

 

короткое

 

время

.

ОПИСАНИЕ

 

ПРОЦЕССА

 

ЛОКАЛИЗАЦИИ

 

ПОВРЕЖДЕНИЙ

 «

ВРУЧНУЮ

»

Рассмотрим

 

двухлучевую

 

схему

 

электроснабжения

 

восьми

 

ТП

 6(10)/0,4 

кВ

соответствующую

 

технической

 

политике

 

ПАО

  «

Ленэнерго

»: 

каждая

 

ТП

 

подключена

 

по

 

двухлучевой

 

схеме

реализован

 

АВР

 

по

 

стороне

 6(10) 

кВ

 

в

 

ТП

обе

 

пока

-

занные

 

распределительные

 

линии

 (

РЛ

имеют

 

двустороннее

 

питание

  (

рисунок

 2). 

Отметим

что

 

подобный

 

вариант

 

по

-

строения

 

сети

 

является

 

наиболее

 

надежным

 

из

 

применяе

-

мых

 

сегодня

 

в

 

сети

 

ПАО

 «

Ленэнерго

».

В

 

нормальном

 

режиме

 

каждая

 

ТП

 

имеет

 

один

 

питаю

-

щий

 

ввод

 

от

 

одного

 

источника

 (

секции

 

РП

и

 

один

 

резерв

-

ный

 

от

 

другого

 (

другой

 

секции

 

РП

либо

 

секции

 

другого

 

РП

). 

Таким

 

образом

оба

 

трансформатора

 

ТП

 

в

 

нормальном

 

ре

-

жиме

 

запитаны

 

от

 

одного

 

источника

 

питания

секционный

 

разъединитель

 

в

 

ТП

 

замкнут

раздельная

 

работа

 

секций

 

РП

 

обепечивается

 

нормально

 

разомкнутыми

 

выключате

-

лями

 

нагрузки

 (

ВН

ТП

положение

 

выключателей

 

нагрузки

 

на

 

схеме

 

обеспечивает

 

питание

 

первой

 

ТП

 

от

 

первой

 

РЛ

 

(

РЛ

 1), 

второй

 

ТП

 — 

от

 

второй

 

РЛ

 (

РЛ

 2), 

третьей

 

ТП

 — 

сно

-

ва

 

от

 

первой

четвертой

 

ТП

 — 

снова

 

от

 

второй

 

и

 

т

.

д

При

 

отключении

 

одной

 

из

 

РЛ

например

при

 

отключении

 

вы

-

ключателя

 

распределительной

 

линии

 

в

 

РП

 

от

 

действия

 

то

-

ковых

 

защит

потребители

 

ТП

для

 

которых

 

питание

 

по

 

дан

-

ной

 

РЛ

 

является

 

основным

оказываются

 

отключенными

При

 

исчезновении

 

напряжения

 

на

 

шинах

 0,4 

кВ

 

по

 

дости

-

жении

 

времени

 

АВР

 

подается

 

сигнал

 

на

 

отключение

 

ВН

 

ос

-

новного

 

ввода

 (

ВН

 1.3, 

ВН

 3.3 

и

 

т

.

д

.), 

после

 

чего

 

включаются

 

ВН

 

резервного

 

ввода

 (

ВН

 1.4, 

ВН

 3.4 

и

 

т

.

д

.) 

и

 

электроснаб

-

жение

 

потребителей

 

ТП

 

восстанавливается

Такая

 

схема

 

ТП

 

является

 

наиболее

 

распространенной

 

в

 

ПАО

 «

Ленэнер

-

го

». 

Обе

 

показанные

 

РЛ

 

имеют

 

двустороннее

 

питание

  (

со

 

стороны

 

РП

 1 

и

 

РП

 2), 

предусмотрены

 «

точки

 

нормального

 

разрыва

»: 

на

 

РЛ

 1 — 

отключен

 

выключатель

 

ВН

 3.5 

в

 

ТП

 3, 

на

 

РЛ

 2 — 

отключен

 

выключатель

 

нагрузки

 

ВН

 2.6 

в

 

ТП

 2.

Повреждения

 

КЛ

 

в

 

схеме

показанной

 

на

 

рисунке

 2, 

от

-

ключаются

 «

головным

» 

выключателем

 

РЛ

 

в

 

РП

При

 

этом

 

в

 

случае

если

 

повреждение

 

многофазное

независимо

 

от

 

режима

 

нейтрали

 

сети

 «

головной

» 

выключатель

 

отключа

-

ется

 

автоматически

 

действием

 

релейной

 

защиты

после

 

чего

 

происходит

 

срабатывание

 

АВР

 

в

 

ТП

Затем

 

начинает

-

ся

 

ручной

 

продолжительный

 

и

 

трудоемкий

 

процесс

 

поиска

 

поврежденного

 

участка

 

КЛ

 (

между

 

ТП

).

Устранение

 

же

 

однофазных

 

замыканий

 

непосредствен

-

но

 

в

 

кабельной

 

линии

которых

 

в

 

сети

выполненной

 

одно

-

фазными

 

кабелями

большинство

определяется

 

режимом

 

работы

 

ее

 

нейтрали

В

 

сети

 

с

 

изолированной

 

либо

 

компен

-

сированной

 

нейтралью

 

релейная

 

защита

как

 

правило

не

 

способна

 

выделить

 

поврежденный

 

участок

 

с

 

ОЗЗ

и

 

сеть

 

ра

-

ботает

 

в

 

таком

 

аварийном

 

режиме

 

продолжительное

 

время

 

до

 

момента

когда

 

ОЗЗ

 

будет

 

отключено

 

оперативным

 

пер

-

соналом

 

вручную

В

 [3] 

подробнейшим

 

образом

 

описано

 

протекание

 

элек

-

тромагнитных

 

процессов

 

при

 

замыканиях

 

в

 

сетях

 6–35 

кВ

 

и

 

влияние

 

на

 

эти

 

процессы

 

режима

 

нейтрали

 

сети

В

 

книге

 

также

 

показано

 

как

 

включение

 

низкоомного

 

резистора

 

в

 

ней

-

траль

 

трансформатора

 6–10 

кВ

 

создает

 

активный

 

ток

 

при

 

ОЗЗ

существенно

 

превышающий

 

емкостный

и

 

позволяет

таким

 

образом

фиксировать

 

ОЗЗ

 

простыми

 

токовыми

 

защи

-

тами

 

и

 

отключать

 

РЛ

 

с

 

повреждением

 

от

 

действия

 

этих

 

за

-

щит

В

 

свою

 

очередь

сделать

 

выводы

 

о

 

трудоемкости

 

оты

-

скания

 

и

 

отключения

 

ОЗЗ

 

в

 

кабельных

 

сетях

 6–10 

кВ

 

можно

 

на

 

основании

 [6]. 

Применение

 

низкоомного

 

резистивного

 

заземления

 

по

-

зволяет

 

эффективно

 

пройти

 

первый

 

этап

 

процесса

 

управ

-

ления

 

отключениями

 — 

определить

 

и

 

отключить

 

распре

-

делительную

 

линию

 

с

 

поврежденным

 

кабелем

 

действием

 

простых

 

токовых

 

защит

в

 

том

 

числе

 

и

 

при

 

однофазных

 

за

-

мыканиях

 

на

 

землю

Локализация

 

же

 

повреждения

 

с

 

пере

-

ходом

 

на

 

низкоомное

 

резистивное

 

заземление

 

нейтрали

 

остается

 

весьма

 

трудоемкой

Однако

 

обеспечение

 

таким

 

режимом

 

нейтрали

 

достаточной

 

величины

 

тока

 

ОЗЗ

 

в

 

месте

 

повреждения

 

создает

 

предпосылки

 

к

 

автоматизации

 

процес

-

са

 

определения

 

поврежденного

 

участка

.

Рассмотрим

 

процесс

 

локализации

 

повреждений

 

в

 

схе

-

ме

 

на

 

рисунке

 2. 

В

 

случае

если

 

указанная

 

схема

 

работает

 

с

 

низкоомным

 

резистивным

 

заземлением

 

нейтрали

 

и

 

не

 

оснащена

 

ни

 

средствами

 

автоматизации

 (

кроме

 

АВР

 

в

 

ТП

), 

ни

 

средствами

 

связи

последовательность

 

работы

 

комму

-

ТП

...

...

...

...

...

...

...

РП

РП

ТП

ТП

ТП

ТП

ТП

...

...

...

...

...

...

...

РП

РП

ТП

ТП

ТП

ТП

ТП

...

...

...

...

...

...

...

РП

РП

ТП

ТП

ТП

ТП

ТП

...

..

.

...

...

...

...

...

РП

РП

ТП

ТП

ТП

ТП

1.

2.

3.

4 .

Рис

. 1. 

Иллюстрация

 

понятия

 «

самовосстановление

»

10

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(13), 

июнь

 2019

Автоматизация

 

электросетей


Page 5
background image

РП

 

1

АВР

ТП

 8

ТП

 3

АВР

РП

 

2

8

8

с

10

с

0,2

с

0,2

с

0,2

с

0,2

с

ТП

 2

ТП

 1

АВР

10

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

РП

 

1

АВР

ТП

 8

ТП

 3

8

с

0,2

с

0,2

с

ТП

 2

ТП

 1

АВР

АВР

10

с

10

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

1

с

2

с

=10 

с

ВН

 

1.3

ВН

 

1.4

АВР

10

с

ВН

 

3.3

ВН

 

3.4

ВН

 

1.1

ВН

 

1.5

ВН

 

1.2

ВН

 

1.6

ВН

 

3.1

ВН

 

3.2

ВН

 

3.5

ВН

 

3.6

ВН

 

3.3

ВН

 

3.4

ВН

 

3.1

ВН

 

3.2

ВН

 

3.5

ВН

 

3.6

ВН

 

1.3

ВН

 

1.4

ВН

 

1.1

ВН

 

1.2

ВН

 

1.5

ВН

 

2.6

АВР

10

с

АВР

10

с

АВР

8

с

РП

 

2

0,2

с

0,2

с

1

с

2

с

АВР

8

с

предохранитель

выключатель

 

мощности

выключатель

 

нагрузки

 

8

с

0,2

с

выдержка

 

времени

 

  

токовых

 

защит

выдержка

 

времени

 

АВР

отключенное

 

положение

  

аппаратов

отключение

  t = 0,2

с

отключение

  t < 10 

с

включение

  t = 10 

с

отключение

  t < 10 

с

включение

  t = 10 

с

ВН

 

2.3

ВН

 

2.4

ВН

 

2.1

ВН

 

2.5

ВН

 

2.2

ВН

 

2.6

ВН

 

2.3

ВН

 

2.4

ВН

 

2.1

ВН

 

2.5

ВН

 

2.2

ВН

 

2.6

Рис

. 2. 

Работа

 

двухлучевой

 

схемы

 

с

 

двусторонним

 

питанием

 (

с

 

АВР

 

в

 

ТП

при

 

КЗ

тационных

 

аппаратов

 

при

 

коротком

 

замыкании

 (

КЗ

на

 

лю

-

бой

 

распределительной

 

линии

 (

РЛ

следующая

 (

рисунок

 2): 

 

при

 

КЗ

 

на

 

РЛ

 1 

с

 

выдержкой

 

времени

 

отключается

 

выключатель

 

РЛ

 1 

в

 

РП

 1 

и

 

ТП

 1, 

ТП

 3, 

ТП

 5, 

ТП

 7 

оста

-

ются

 

без

 

напряжения

 

далее

 

по

 

факту

 

отсутствия

 

напряжения

 

в

 

каждой

 

ТП

 

отключаются

 

выключатели

 

нагрузки

 

ВН

 1.3, 

ВН

 3.3, 

ВН

 5.3, 

ВН

 7.3, 

отделяя

 

ТП

 

от

 

обесточенной

 

РЛ

затем

 

после

 

расхождения

 

их

 

ножей

 

действием

 

АВР

 

включают

-

ся

 

выключатели

 

нагрузки

 

ВН

 1.4, 

ВН

 3.4, 

ВН

 5.4, 

ВН

 7.4, 

подключая

 

их

 

к

 

питанию

 

со

 

стороны

 

РЛ

 2 (

автоматиче

-

ское

 

отключение

 

всех

 

ВН

 

i

не

 

имеющих

 

привода

стано

-

вится

 

возможным

 

из

-

за

 

предварительного

 

взведенного

 

положения

 

их

 

отключающей

 

пружины

);

 

в

 

результате

 

через

 

время

 

срабатывания

 

АВР

  (

10 

се

 -

кунд

обесточенные

 

ТП

 1, 

ТП

 3, 

ТП

 5, 

ТП

 7 

переходят

 

на

 

питание

 

от

 

РЛ

 2.

После

 

этого

 

начинается

 

длительный

 

процесс

 

поиска

 

по

-

врежденного

 

участка

 

РЛ

 (

между

 

какими

 

ТП

), 

оперативно

-

вы

-

ездная

 

бригада

 (

ОВБ

объезжает

 

большую

 

часть

 

ТП

 

в

 

схеме

 

11


Page 6
background image

и

 

проводит

 

серию

 

различных

 

измерений

 [6], 

по

 

результатам

 

завершения

 

которых

 

повреж

-

денный

 

участок

 

отключается

 

вручную

 

с

 

обеих

 

сторон

 (

действиями

 

ОВБ

посредством

 

комму

-

тации

 

ближайших

 

к

 

месту

 

повреждения

 

выклю

-

чателей

 

нагрузки

 (

в

 

примере

ВН

 1.5 

и

 

ВН

 2.1). 

Далее

 

вручную

 

действиями

 

ОВБ

 

производятся

 

переключения

включается

 

выключатель

 

на

-

грузки

 

ВН

 3.5 (

отключенный

 

в

 

нормальном

 

ре

-

жиме

), 

дается

 

команда

 

на

 

включение

 

выключа

-

теля

 

РЛ

 1 

в

 

РП

 1, 

производится

 

возврат

 

АВР

 

(

переключение

 

ТП

 1, 

ТП

 3, 

ТП

 5 

и

 

ТП

 7 

обратно

 

на

 

питание

 

от

 

РЛ

1), 

взводятся

 

пружины

 

отклю

-

чения

 

всех

 

ВН

В

 

результате

 

формируется

 

ремонтная

 

схе

-

ма

 (

рисунок

  3). 

Все

 

нечетные

 

ТП

 

запитывают

-

ся

 

по

 

РЛ

 1, 

причем

 

ТП

 1 — 

со

 

стороны

 

РП

 1, 

а

 

ТП

 3, 

ТП

 5, 

ТП

 7 — 

со

 

стороны

 

РП

 2. 

Четные

 

ТП

 

запитываются

 

по

 

РЛ

 2, 

причем

 

ТП

 2 — 

со

 

стороны

 

РП

 1, 

а

 

ТП

 4, 

ТП

 6, 

ТП

 8 — 

со

 

стороны

 

РП

 2. 

То

 

есть

 

точка

 

нормального

 

токораздела

 

РЛ

 2 

остается

 

на

 

разомкнутом

 

выключателе

 

ВН

 2.6, 

а

 

точка

 

токораздела

 

РЛ

 1 

переносит

-

ся

 

с

 

выключателя

 

нагрузки

 

ВН

 3.5 (

рисунок

 2) 

на

 

выключатели

 

нагрузки

 

ВН

 1.5 

и

 

ВН

 2.1 

(

рисунок

 3). 

Затем

 

повреждение

 

отключенной

 

кабельной

 

линии

 

между

 

ТП

 1 

и

 

ТП

 2 

ликвиди

-

руется

 

ремонтной

 

бригадой

.

ОПИСАНИЕ

 

АВТОМАТИЧЕСКОЙ

 

ЛОКАЛИЗАЦИИ

 

ПОВРЕЖДЕНИЙ

 

Учитывая

что

 

низкоомное

 

резистивное

 

за

-

земление

 

нейтрали

 

создает

 

при

 

ОЗЗ

 

ток

до

-

статочный

 

для

 

срабатывания

 

простых

 

токовых

 

защит

становится

 

возможным

 

предложить

 

универсальный

 

подход

 

к

 

ликвидации

 

повреж

-

дений

 

независимо

 

от

 

типа

 

повреждения

 (

одно

-

фазное

 

или

 

многофазное

).

Первоочередным

необходимым

 

для

 

авто

-

матизации

 

схемы

 

элементом

 

является

 

изме

-

рительный

 

орган

фиксирующий

 

прохождение

 

тока

 

повреждения

 (

индикаторы

/

указатели

 

про

-

хождения

 

тока

 

КЗ

 — 

ИТКЗ

УТКЗ

). 

Установка

 

одних

 

только

 

подобных

 

индикаторов

 

на

 

каждом

 

кабельном

 

присоединении

 

в

 

ТП

 (

рисунок

 4, 

схема

 

слева

упростит

 

про

-

цедуру

 

поиска

 

поврежденного

 

участка

при

 

объезде

 

рас

-

пределительной

 

линии

 

ОВБ

 

не

 

потребуется

 

производить

 

определение

 

направления

 

повреждения

 

при

 

помощи

 

вы

-

полнения

 

продолжительной

 

серии

 

измерений

 (

устройством

 

поиска

 

повреждений

 

УПП

 [4], 

либо

 

мегаомметром

в

 

каждой

 

ТП

достаточно

 

визуального

 

осмотра

 

состояния

 

индикатора

Для

 

удобства

 

индикация

 

может

 

быть

 

выведена

 

на

 

дверь

 

ТП

то

 

есть

 

посредством

 

визуального

 

осмотра

 

ТП

 

бригада

 

ОВБ

 

Ǜǚ

 

1

NjǍǛ

ǝǚ

 8

ǝǚ

 3

8

Ǽ

0,2

Ǽ

0,2

Ǽ

ǝǚ

 2

ǝǚ

 1

NjǍǛ

NjǍǛ

10

Ǽ

10

Ǽ

1

Ǽ

2

Ǽ

1

Ǽ

2

Ǽ

1

Ǽ

2

Ǽ

1

Ǽ

2

Ǽ

1

Ǽ

2

Ǽ

t ~ 

5-7

Ȃ

ǺǻǰǯǹȀǻǫǸdzǽǰǶȇ

ǭȆǵǶȉȂǫǽǰǶȇ

 

ǷǹȄǸǹǼǽdz

ǭȆǵǶȉȂǫǽǰǶȇ

 

ǸǫǮǻǾDzǵdz

 

8

Ǽ

0,2

Ǽ

ǭȆǯǰǻDZǵǫ

 

ǭǻǰǷǰǸdz

 

  

ǽǹǵǹǭȆȀ

 

DzǫȄdzǽ

ǭȆǯǰǻDZǵǫ

 

ǭǻǰǷǰǸdz

 

NjǍǛ

ǹǽǵǶȉȂǰǸǸǹǰ

 

ǺǹǶǹDZǰǸdzǰ

 

   

ǫǺǺǫǻǫǽǹǭ

NjǍǛ

10

Ǽ

Ǎǘ

 

1.3

Ǎǘ

 

1.4

Ǎǘ

 

1.1

Ǎǘ

 

1.2

Ǎǘ

 

1.5

Ǎǘ

 

1.6

Ǜǚ

 

2

0,2

Ǽ

0,2

Ǽ

1

Ǽ

2

Ǽ

NjǍǛ

8

Ǽ

Ǎǘ

 

2.3

Ǎǘ

 

2.4

Ǎǘ

 

2.1

Ǎǘ

 

2.5

Ǎǘ

 

2.2

Ǎǘ

 

2.6

2. 

ǵǶȉȂǰǸdzǰ

 

ǭȆǵǶȉȂǫǽǰǶȊ

Ǎǘ

 

3.3

Ǎǘ

 

3.4

Ǎǘ

 

3.1

Ǎǘ

 

3.5

Ǎǘ

 

3.2

Ǎǘ

 

3.6

1 . 

ǽǵǶȉȂǰǸdzǰ

 

Ǎǘ

ǹǺǻǰǯǰǶǰǸǸǹǮǹ

 

ǵǫǵ

 «

ǬǶdzDZǫǴȃdzǴ

»

2. 

ǵǶȉȂǰǸdzǰ

  

Ǎǘ

 

ǭ

 

ǽǹȂǵǰ

 

ǸǹǻǷǫǶȇǸǹǮǹ

 

ǻǫDzǻȆǭǫ

3. 

ǹDzǭǻǫǽ

 

NjǍǛ

1 . 

ǽǵǶȉȂǰǸdzǰ

 

Ǎǘ

ǹǺǻǰǯǰǶǰǸǸǹǮǹ

 

ǵǫǵ

 «

ǬǶdzDZǫǴȃdzǴ

»

3. 

Ǎ

Ǚ

Ǎ

Ǎ

Ǚ

ǍǹDzǭǻǫǽ

 

NjǍǛ

Рис

. 3. 

Последовательность

 

оперативных

 

переключений

 

для

 

формирования

 

ремонтной

 

схемы

сможет

 

определить

 

поврежденный

 

участок

 — 

между

 

ТП

в

 

одной

 

из

 

которых

 

зафиксирован

 

ток

 

КЗ

а

 

в

 

другой

 

нет

.

Если

 

дооснастить

 

индикатор

 

прохождения

 

тока

 

КЗ

 

бло

-

ком

 

передачи

 

данных

  (

например

по

 GSM-

каналу

), 

ДРЭС

 

(

диспетчер

 

района

 

электрических

 

сетей

), 

получив

 

данные

 

со

 

всех

 

ТП

 

распределительной

 

линии

может

 

дистанционно

 

определить

 

поврежденный

 

участок

 

и

 

направить

 

персонал

 

ОВБ

 

непосредственно

 

в

 

ближайшие

 

к

 

месту

 

повреждения

 

ТП

 

для

 

отключения

 

поврежденной

 

КЛ

 

и

 

создания

 

ремонтной

 

схемы

 

путем

 

переключений

 (

рисунок

  3).

12

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2(13), 

июнь

 2019

Автоматизация

 

электросетей


Page 7
background image

Возможны

 

различные

 

подходы

 

к

 

автоматическому

 

определению

 

и

 

отключению

 

только

 

поврежденного

 

участка

 

распределительной

 

линии

Можно

 

реализовать

 

алгоритм

 

отключения

 

поврежденной

 

КЛ

 

ближайшими

 

выключателя

-

ми

 

нагрузки

 

в

 

бестоковую

 

паузу

 

после

 

отключения

 

распре

-

делительной

 

линии

 «

головным

» 

выключателем

 

в

 

РП

 

и

 

до

 

начала

 

работы

 

АВР

 

в

 

ТП

Для

 

реализации

 

алгоритма

 

от

-

ключения

 

ВН

 

на

 

базе

 

контроллера

устанавливаемого

 

в

 

ТП

необходимо

 

помимо

 

фиксации

 

прохождения

 

токов

 

КЗ

 

на

 

всех

 

присоединениях

 

в

 

ТП

 

обеспечить

 

надежную

 

и

 

быст

-

родействующую

 

передачу

 

данных

 

о

 

прохождении

 

тока

 

КЗ

 

между

 

соседними

 

ТП

Алгоритм

 

обрабатывает

 

эти

 

данные

 

и

 

отключает

 

ВН

 

в

 

случае

если

 

через

 

предыдущий

 

ВН

 

за

-

фиксировано

 

прохождение

 

тока

 

КЗ

а

 

через

 

последующий

 

нет

 (

подробно

 

алгоритм

 

описан

 

далее

 

и

 

проиллюстрирован

 

ниже

 

на

 

рисунке

  5). 

В

 

этом

 

случае

 

применительно

 

к

 

рас

-

смотренной

 

схеме

 

последовательность

 

коммутаций

 

при

 

отключении

 

поврежденной

 

КЛ

 

будет

 

следующей

:

13


Page 8
background image

 

при

 

КЗ

 

на

 

РЛ

 1 

между

 

ТП

 1 

и

 

ТП

 2 

с

 

выдержкой

 

времени

 

отключается

 

выключатель

 

РЛ

 1 

в

 

РП

 1 

и

 

нечетные

 

ТП

 (1, 

3, 5, 7) 

остаются

 

без

 

напряжения

 

далее

 

автоматически

 

отключаются

 

ВН

 1.5 

и

 

ВН

 2.1, 

изо

-

лируя

 

тем

 

самым

 

поврежденный

 

участок

.

Вслед

 

за

 

автоматическим

 

отключением

 

поврежденного

 

участка

 

необходимо

 

также

 

до

 

момента

 

срабатывания

 

АВР

 

в

 

ТП

 

восстановить

 

питание

 

неповрежденной

 

части

 

РЛ

 1 

от

 

РП

 1 

и

 

РП

 2, 

то

 

есть

 

необходимо

 

включить

 

выключатель

 

РЛ

 1 

в

 

РП

 1 

и

 

обеспечить

 

автоматическое

 

включение

 

вы

-

ключателя

 

нагрузки

 

в

 

точке

 

нормального

 

разрыва

 

РЛ

 1 

(

ВН

 3.5). 

Таким

 

образом

получим

 

так

 

называемую

 «

само

-

восстанавливающуюся

» 

схему

 — 

схему

которая

 

при

 

воз

-

никновении

 

повреждения

 

автоматически

 

преобразуется

 

в

 

ремонтную

 

схему

 (

рисунок

  3). 

Для

 

реализации

 

функций

 

«

самовосстановления

» 

необходимо

 

фиксировать

 

состо

-

яние

  (

положение

коммутационных

 

аппаратов

 

в

 

ТП

уста

-

новить

 

контроллер

 

в

 

РП

 

и

 

передавать

 

на

 

него

 

данные

 

о

 

прохождении

 

тока

 

КЗ

 (

для

 

определения

 

алгоритмом

 

по

-

врежденного

 

участка

и

 

данные

 

о

 

положении

 

коммутацион

-

ных

 

аппаратов

 (

для

 

фиксации

 

факта

 

отключения

 

выключа

-

телями

 

нагрузки

 

поврежденной

 

КЛ

). 

В

 

случае

 

неуспешного

 

самовосстановления

 (

если

 

за

 

вре

-

менную

 

уставку

 

АВР

 

в

 

ТП

 

питание

 

не

 

восстановилось

рабо

-

та

 

алгоритма

 

блокируется

 

и

 

действием

 

АВР

 

обесточенные

 

ТП

 

переводятся

 

на

 

питание

 

через

 

РЛ

 2, 

как

 

было

 

описано

 

выше

 (

рисунок

  2). 

Таким

 

образом

АВР

 

становится

 

вспомо

-

гательным

 

мероприятием

работающим

 

при

 

неуспешности