30
Май
–
июнь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
30
НАДЁЖНОСТЬ
Сетей
Размещение
детекторов
на
отрезке
линии
с
обрывом
проводника
.
Словения совершенствует
релейную защиту линий
Изолированные провода воздушных линий создали
серьёзные проблемы, которые были решены с помощью
новой схемы защиты.
Звонко Торос (Zvonko Toro
š
) и Бенджамин Тернсек (Benjamin Turn
š
ek),
Elektro Primorska
С
ловенская
распределительная
энергетиче
-
ская
компания
Elektro Primorska
приступила
к
внедрению
изолированных
проводов
для
воз
-
душных
линий
в
своих
сетях
20
кВ
на
заре
21
века
.
С
тех
пор
,
как
стали
применяться
изолированные
провода
,
возникли
крупные
проблемы
,
вызванные
не
-
качественным
монтажом
,
несовершенными
стандар
-
тами
строительства
и
использованием
неподходящих
материалов
.
Кроме
того
,
из
-
за
частых
гроз
в
этом
ре
-
гионе
компания
терпела
перебои
в
электроснабжении
,
вызванные
заземлёнными
проводами
.
Так
как
большинство
этих
перебоев
сопровожда
-
лось
высокоомными
замыканиями
проводов
на
землю
,
до
того
как
замыкание
не
было
локализовано
и
линия
не
была
отключена
существовали
большие
риски
смертельного
исхода
или
серьёзной
травмы
.
Период
обнаружения
замыкания
может
длиться
достаточно
долго
—
несколько
часов
,
а
в
некоторых
случаях
—
нескольких
дней
.
Для
защиты
людей
,
проживающих
в
непосредственной
близости
от
этих
воздушных
линий
, Elektro
Primorska
предприняла
дей
-
ствия
для
минимизации
угрозы
безопасности
.
Рассмотрев
вопрос
необна
-
руженных
замыканий
проводов
,
Ассоциация
словенских
про
-
изводителей
электроэнергии
запретила
использование
изо
-
лированных
проводов
в
воздуш
-
ных
линиях
в
2004
г
.
Этот
за
-
прет
коснулся
Elektro Primorska
и
нескольких
других
словенских
распределительных
энергети
-
ческих
компаний
,
использовав
-
ших
изолированные
провода
в
своих
воздушных
линиях
.
Одна
-
ко
юридические
обязательства
сохранялись
до
тех
пор
,
пока
не
были
всесторонне
изучены
причины
и
последствия
не
-
исправностей
изолированных
проводников
и
не
были
приведены
руководствующие
правила
в
строительных
нормах
.
Защита
воздушных
линий
Обычно
перебои
в
электроснабжении
,
возникающие
из
-
за
повреждения
или
замыкания
на
землю
проводов
,
локализуются
,
и
линии
изолируются
от
оставшихся
сек
-
ций
и
неповреждённых
частей
распределительной
сети
средствами
классической
токовой
защиты
от
замыка
-
ний
на
землю
.
Однако
в
ряде
случаев
,
если
сопротив
-
ление
на
землю
очень
высокое
,
ток
замыкания
на
зем
-
лю
становится
слишком
маленьким
,
чтобы
отследить
его
,
и
этот
тип
защиты
может
не
сработать
.
Имеются
несколько
причин
возникновения
такой
си
-
туации
,
например
,
когда
оборванный
провод
не
нахо
-
дится
в
прямом
контакте
с
грунтом
по
причине
его
изо
-
ляции
или
потому
что
он
соприкасался
с
гористым
или
31
Май
–
июнь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
31
НАДЁЖНОСТЬ
Сетей
Для
диагностики
состояния
распределительных
линий
в
алгоритме
системы
LiSa
ис
-
пользуются
данные
с
точек
измерения
.
Центр
дистанционного
управления
(
ЦДУ
)
производит
контроль
информации
на
всех
различных
дистанционных
терминалах
системы
.
песчаным
участком
рельефа
.
В
этих
случаях
электрическое
сопротивле
-
ние
в
точке
контакта
очень
высоко
,
и
короткое
замыкание
получается
вы
-
сокоомным
(
ток
замыкания
на
землю
относительно
мал
).
В
иных
случаях
состав
и
компо
-
новка
распределительной
сети
—
протяжённые
воздушные
линии
,
раз
-
личные
системы
заземления
или
строительные
стандарты
,
не
требу
-
ющие
заземления
,
могут
привести
к
току
замыкания
на
землю
,
недоста
-
точному
для
того
,
чтобы
запустить
защиту
,
когда
неисправный
изоли
-
рованный
провод
ВЛ
замыкается
на
землю
.
Распределительная
сеть
Elektro
Primorska
включает
в
себя
700
км
воздушных
линий
20
кВ
,
состоящих
из
изолированных
проводов
.
Для
разработки
решения
проблемы
за
-
землённых
изолированных
проводов
воздушных
линий
компания
приоб
-
рела
оборудование
двух
словенских
компаний
:
ООО
C&G Ljubljana
и
ООО
Kolektor Sinabit.
Система
защиты
линий
Патент
на
систему
защиты
воз
-
душных
линий
LiSa
принадлежит
со
-
вместно
ООО
C&G Ljubljana
и
ООО
Kolektor Sinabit.
Система
обнаружи
-
вает
и
распознаёт
место
поврежде
-
ния
проводников
всех
типов
,
включая
неизолированные
проводники
всех
классов
напряжения
с
помощью
раз
-
мещения
детекторов
на
линии
.
Измерение
вторичного
или
низ
-
шего
напряжения
на
низковольтной
трансформаторной
подстанции
20
кВ
соответствующим
средством
анали
-
за
сети
только
даёт
информацию
о
неопознанных
замыканиях
на
ВЛ
20
кВ
,
таких
как
отказ
предохранителя
,
обрыв
линии
и
провал
напряжения
в
сети
питания
.
Эта
процедура
устраняет
неопределён
-
ность
в
информации
.
Для
получения
информации
о
повреждённых
про
-
водах
необходимо
проверить
первичную
обмотку
трансформатора
.
Система
защиты
линий
(LiSa)
пре
-
доставляет
возможность
принимать
и
обрабатывать
информацию
из
первичной
и
вторичной
сторон
транс
-
форматора
.
С
помощью
этой
информации
можно
обна
-
ружить
и
проанализировать
пропадание
сигналов
,
об
-
рыв
проводов
20
кВ
,
отказ
предохранителей
среднего
напряжения
и
действие
релейной
защиты
трансформа
-
тора
.
С
помощью
этого
метода
можно
узнать
,
имеются
ли
обрывы
проводов
на
воздушной
линии
,
и
если
да
,
то
каким
образом
её
отключать
:
прямо
или
косвенно
,
с
помощью
удалённого
диспетчерского
центра
(RCC).
Индикатор
или
детектор
может
прямо
или
косвенно
изолировать
линию
через
RCC
или
уведомить
его
о
по
-
вреждении
.
Далее
дежурный
инженер
Elektro Primorska
может
сообщить
дежурной
бригаде
,
а
она
,
в
свою
оче
-
редь
,
определит
тип
и
местоположение
замыкания
и
проведёт
аварийно
-
восстановительные
работы
.
Важно
не
то
,
как
определено
местоположение
неисправности
,
а
как
выполняется
техника
поиска
,
и
она
должна
отве
-
чать
требованиям
словенских
и
европейских
патентов
.
Устройство
системы
защиты
ВЛ
включает
несколь
-
ко
основных
функций
:
•
измерение
напряжения
в
узлах
распределительной
сети
;
•
объединение
данных
,
получаемых
от
контроллеров
дистанционного
сбора
данных
(RTU),
передавае
-
мых
через
телекоммуникационные
каналы
в
кон
-
центратор
;
•
обработка
переданных
данных
,
сравнение
значений
со
всех
указанных
точек
сети
с
помощью
алгоритма
,
который
определяет
состояние
энергосети
;
•
информирование
об
аварийной
ситуации
RCC
пу
-
тём
отправления
sms-
сообщения
ответственному
персоналу
,
который
дистанционно
отключает
неис
-
правную
ВЛ
.
32
Май
–
июнь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
32
Графическое
изображение
системы
LiSa,
представляющее
физический
уровень
с
телемеханическими
устройствами
RTU
и
шлюзом
связи
(
фото
шкафа
электроавтоматики
)
вместе
с
уровнем
приложений
системного
решения
LiSa
(
приложение
на
базе
интернет
-
технологий
и
SQL).
НАДЁЖНОСТЬ
Сетей
Система
контроля
состоит
из
нескольких
отдель
-
ных
компонентов
,
включая
Центральное
устройство
,
RTU,
местные
устройства
измерения
и
коммуникации
,
графический
интерфейс
.
Центральное
устройство
со
-
держит
серверное
программное
обеспечение
,
вклю
-
чающее
в
себя
программные
комплексы
для
переда
-
чи
данных
,
защитный
алгоритм
,
анализ
измерений
,
предупредительную
и
аварийную
сигнализацию
.
Устройство
RTU
обеспечивает
:
•
сбор
данных
и
управление
центрами
измерений
,
других
интеллектуальных
устройств
через
линии
связи
с
устройствами
(RS232, RS485, Ethernet);
•
сбор
данных
и
управление
устройствами
посред
-
ством
вспомогательных
/
сигнальных
контактов
;
33
Май
–
июнь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
33
На
графическом
интерфейсе
пользователя
отображено
общее
представление
неко
-
торых
узлов
между
концами
воздушной
линии
,
а
также
факты
срабатывания
сигнали
-
зации
,
предупреждения
и
другие
события
.
НАДЁЖНОСТЬ
Сетей
•
интерфейсы
устройств
(
состо
-
яние
включающих
и
защитных
устройств
,
сбор
аналоговых
вели
-
чин
,
разъединители
и
т
.
д
.);
•
единое
управление
входящих
в
состав
подсистем
,
включая
такие
функции
,
как
мониторинг
беспе
-
ребойности
электроснабжения
,
контроль
качества
электроэнер
-
гии
,
наблюдение
за
параметрами
режима
работы
и
общее
управле
-
ние
;
•
локальная
запись
всех
сканиру
-
емых
данных
о
состояниях
,
из
-
мерениях
и
событиях
,
имеющих
метку
о
времени
,
которые
должны
передаваться
в
RCC;
•
применение
данных
,
переданных
из
RCC.
Концентратор
хранит
информа
-
цию
из
удалённых
пунктов
,
которые
периодически
сканируются
и
сохра
-
няются
в
базе
данных
.
Эта
инфор
-
мация
доступна
для
пользования
в
различных
службах
и
видах
работ
.
Также
он
проверяет
и
индицирует
со
-
стояние
оборудования
.
В
случае
ава
-
рийной
ситуации
данные
повреждён
-
ного
оборудования
незамедлительно
передаются
в
центр
.
Информация
,
касающаяся
безопасности
и
параметров
режима
рабо
-
ты
,
передаётся
в
центр
управления
распределительной
сетью
RCC
в
соответствии
с
протоколом
МЭК
— 60870-
5-104.
Параметры
и
команды
управления
состоянием
оборудования
передаются
в
противоположном
направ
-
лении
от
RCC
к
отдалённым
пунктам
с
использованием
того
же
протокола
.
Базовые
функции
LiSa —
обнаружение
ненормаль
-
ных
режимов
и
неисправностей
распределительной
сети
высокого
напряжения
,
в
том
числе
и
на
транс
-
форматорных
подстанциях
,
а
также
реализация
авто
-
матического
отключения
в
случае
обнаружения
неис
-
правных
изолированных
воздушных
линий
.
Алгоритмы
определения
замыканий
функционируют
при
всех
воз
-
можных
режимах
с
учётом
топологии
распределитель
-
ной
сети
высокого
напряжения
и
возможности
её
по
-
вреждения
.
SCADA-
система
центра
управления
будет
распоз
-
навать
только
существенные
обнаруженные
неисправ
-
ности
,
нераспознанные
другой
электрической
защитой
.
Серверное
приложение
также
имеет
интегриро
-
ванную
функцию
Sinapro@Alarm
с
SMS-
и
e-mail-
предупреждением
,
которая
оповещает
персонал
об
обнаруженных
неисправностях
системы
.
Пользователи
могут
осуществлять
наблюдение
и
анализ
полученных
данных
в
режиме
онлайн
,
используя
MiSMART.
Экспериментальный
проект
В
2006
году
компания
Elektro Primorska
приняла
ре
-
шение
оборудовать
несколько
секций
сети
20
кВ
систе
-
мами
LiSa
для
защиты
их
от
опасности
обрыва
линий
с
изолированными
проводами
. Elektro Primorska
обору
-
довала
несколько
ВЛ
20
кВ
этой
системой
,
к
примеру
,
линии
,
отходящие
от
подстанции
110/20
кВ
.
Детекторы
были
установлены
в
следующих
местах
воздушных
ли
-
ний
20
кВ
:
на
стороне
20
кВ
выходного
фидера
в
на
-
чале
ВЛ
,
на
конце
линии
20
кВ
,
питающей
подстанцию
высшим
напряжением
20
кВ
;
и
на
мачтовом
реклоузере
20
кВ
,
расположенном
в
середине
цепи
ВЛ
.
В
Elektro Primorska
считали
,
что
система
долж
-
на
включать
дополнительные
устройства
(
точки
из
-
мерений
),
чтобы
система
защиты
смогла
определить
упавшие
провода
с
помощью
измерения
несимметрии
напряжения
трёхфазной
системы
.
Секции
высокого
напряжения
ВЛ
Elektro Primorska,
пролегающие
через
горные
и
лесные
массивы
,
были
оборудованы
изолиро
-
ванными
проводами
и
системой
LiSa.
С
2012
года
,
в
течение
нескольких
лет
тестирова
-
ния
,
система
успешно
работает
,
обеспечивая
защиту
,
отключающую
повреждённые
линии
.
Система
так
же
используется
для
контроля
качества
электроэнергии
в
соответствии
со
стандартом
EN 50160
и
для
сигнализа
-
ции
и
передачи
сведений
о
событиях
.
Работа
системы
показала
высокую
надёжность
в
обнаружении
дефек
-
тов
и
замыканий
проводов
.
Более
безопасная
система
Проблема
определения
местоположения
замыка
-
ния
на
землю
проводов
актуальна
на
протяжении
всей
истории
воздушных
линий
.
Многие
цепи
,
даже
с
не
-
изолированными
проводами
воздушных
линий
,
на
всех
классах
напряжения
дают
сбои
в
электроснабжении
;
часто
местоположение
невозможно
обнаружить
стан
-
дартными
системами
защиты
.
Благодарность
Авторы
выражают
благодарность
и
признатель
-
ность
за
поддержку
Виктору
Ловренчичу
из
ООО
C&C
Ljubljana
и
Само
Сеферин
из
ООО
Kolektor Sinabit
за
развитие
системы
LiSa,
а
также
за
установку
и
монито
-
ринг
этого
оборудования
,
ныне
установленного
в
рас
-
пределительной
сети
Elektro Primorska.
Оригинал статьи: Словения совершенствует релейную защиту линий
Изолированные провода воздушных линий создали серьёзные проблемы, которые были решены с помощью новой схемы защиты.
