Внедрение и опыт эксплуатации оперативного изменения чувствительности ВЧ-приемников основных защит при появлении гололедно-изморозевых отложений на линиях электропередачи

Page 1
background image

Page 2
background image

Внедрение

 

и

 

опыт

 

эксплуатации

 

оперативного

 

изменения

 

чувствительности

 

ВЧ

-

приемников

 

основных

 

защит

 

при

 

появлении

 

гололедно

-

изморозевых

 

отложений

 

на

 

линиях

 

электропередачи

В

 

филиале

 

АО

  «

Тюменьэнерго

» 

Энергокомплекс

 

на

 

момент

 

написания

 

данной

 

статьи

 36 

из

 43 

линий

 

электропередачи

 110 

кВ

 

были

 

оснащены

 

основны

-

ми

 

высокочастотными

 

защитами

Данные

 

защиты

 

играют

 

важную

 

роль

 

в

 

быстром

 

селективном

 

отключении

 

транзитных

 

ВЛ

 

и

 

поддержании

 

устойчивости

 

энергосисте

-

мы

В

 2015 

году

 

в

 

филиале

 

были

 

введены

 

в

 

эксплуатацию

 

ВЧ

-

защиты

 

на

 11 

транзитных

 

линиях

 110 

кВ

 

с

 

низкой

 

загру

-

женностью

В

 

зимний

 

период

 (

с

 

декабря

 

по

 

февраль

было

 

неоднократно

 

зафиксировано

 

пропадание

 

сигналов

 

по

 

ВЧ

-

каналам

 

на

 

данных

 

линиях

 

по

 

причине

 

образования

 

голо

-

ледно

-

изморозевых

 

отложений

 

на

 

проводах

.

Для

 

нормального

 

функционирования

 

ВЧ

-

защиты

 

тре

-

буется

 

возможность

 

беспрепятственного

 

прохождения

 

ВЧ

-

сигнала

генерируемого

 

ее

 

приемопередатчиком

по

 

прово

-

дам

 

защищаемых

 

ВЛ

При

 

прохождении

 

сигнала

 

по

 

линии

 

неизбежны

 

потери

 

мощности

приводящие

 

к

 

его

 

затуханию

Качество

 

ВЧ

-

канала

 

характеризуется

 

величиной

 

затухания

 

сигнала

которое

 

можно

 

оценить

 

по

 

имеющемуся

 

запасу

 

по

 

перекрываемому

 

затуханию

 

приемников

 

ВЧ

-

защит

 

в

 

этом

 

канале

Необходимое

 

значение

 

запаса

 

по

 

затуханию

 

зави

-

сит

 

от

 

настройки

 

чувствительности

 

и

 

от

 

величины

 

затухания

 

на

 

ВЛ

Чрезмерное

 

увеличение

 

запаса

 

по

 

затуханию

 

отрица

-

тельно

 

сказывается

 

на

 

входном

 

тракте

 

приемника

При

 

зна

-

чительном

 

уменьшении

 

запаса

 

по

 

затуханию

 

полукомплекты

 

ВЧ

-

защит

 

не

 

смогут

 

обмениваться

 

ВЧ

-

сигналами

что

 

может

 

привести

 

к

 

неселективному

 

отключению

 

линии

 

при

 

КЗ

 

на

 

смежных

 

ВЛ

.

Величина

 

затухания

 

на

 

ВЛ

 

зависит

 

от

 

множества

 

факто

-

ров

конфигурации

 

опор

транспозиции

 

проводов

количества

 

отпаек

частоты

 

ВЧ

-

канала

 

и

 

т

.

д

. [1]. 

Однако

 

большинство

 

этих

 

факторов

 

являются

 

постоянными

и

 

от

 

вызываемых

 

ими

 

На

 

линиях

 

электропередачи

  (

ВЛ

с

 

двусторонним

 

питанием

 

в

 

качестве

 

основной

 

часто

 

применяется

 

высокочастотная

 

защита

 (

ВЧ

-

защита

), 

использующая

 

для

 

сво

-

ей

 

работы

 

высокочастотную

 

связь

 (

ВЧ

-

связь

по

 

проводам

 

защищаемой

 

ВЛ

Обра

-

зование

 

гололедно

-

изморозевых

 

отложений

 

на

 

проводах

 

ВЛ

 

может

 

существенно

 

ослаблять

 

высокочастотный

 

сигнал

  (

ВЧ

-

сигнал

), 

приводя

 

к

 

нарушению

 

связи

 

по

 

высокочастотному

 

каналу

 (

ВЧ

-

каналу

и

 

возможной

 

неселективной

 

работе

 

защит

Описанная

 

в

 

статье

 

модификация

 

высокочастотного

 

приемопередатчика

 

позволя

-

ет

 

оперативно

 

устранять

 

его

 

неисправность

 

при

 

увеличении

 

затухания

 

в

 

ВЧ

-

канале

 

и

 

сохранять

 

защиту

 

в

 

работе

.

Прохор

 

БЕРДЮГИН

инженер

 1 

категории

 

Службы

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

филиала

АО

 «

Тю

 

мень

 

энерго

» 

Энергоком

 

плекс

(

АО

 «

Тюмень

 

энерго

» 

оказывает

 

услуги

под

 

брендом

«

Россети

 

Тюмень

»)

38

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(15), 

декабрь

 2019

Релейная

 

защита

 

и

 

автоматика


Page 3
background image

затуханий

 

приемник

 

отстраивает

-

ся

 

правильным

 

выбором

 

уровня

 

чувствительности

Наиболее

 

су

-

щественным

 

фактором

влияю

-

щим

 

на

 

изменение

 

величины

 

за

-

туханий

 

в

 

течение

 

года

является

 

образование

 

гололедно

-

изморо

-

зевых

 

отложений

  (

ГИО

). 

Влияние

 

ГИО

 

должно

 

быть

 

учтено

 

проект

-

ными

 

институтами

 

при

 

выборе

 

частот

 

ВЧ

-

каналов

 

в

 

соответствии

 

с

 

применяемыми

 

руководящи

-

ми

 

документами

 [2]. 

Параметры

 

ВЧ

-

канала

 

проектируются

 

таким

 

образом

чтобы

 

рекомендуемый

 

запас

 

по

 

затуханию

 

покрывал

 

воз

-

можные

 

колебания

 

величины

 

за

-

туханий

вызванных

 

ГИО

однако

 

все

 

же

 

допускается

 

возможность

 

нарушения

 

работы

 

канала

 

при

 

самых

 

неблагоприятных

 

погодных

 

условиях

.

Для

 

используемых

 

в

 

филиале

 

«

Энергокомплекс

» 

ВЧ

-

при

 

емо

 

пе

-

редатчиков

 

типа

 

ПВЗУ

-

Е

 

рекомен

-

дуемая

 

изготовителем

 

величина

 

запаса

 

по

 

затуханию

 

в

 

нор

-

мальных

 

условиях

 

не

 

должна

 

превышать

 24 

дБ

В

 

результате

 

появления

 

изморози

 

зимой

 2015 

года

 

этот

 

запас

 

опускался

 

до

 

уровня

 

ниже

 0 

дБ

С

 

такими

 

параметрами

 

ВЧ

-

каналов

 

ос

-

новные

 

защиты

 

приходилось

 

выводить

 

из

 

работы

чтобы

 

из

-

бежать

 

неселективного

 

отключения

 

ВЛ

 

при

 

внешних

 

коротких

 

замыканиях

.

Специалистами

 

службы

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

филиала

 

было

 

рассмотрено

 

несколько

 

способов

 

решения

 

данной

 

проблемы

:

1. 

Периодически

 

изменять

 

чувствительность

 

приемопере

-

датчиков

.

2. 

Провести

 

перерасчет

 

частот

 

ВЧ

-

каналов

 

основных

 

защит

 

ВЛ

 

в

 

сторону

 

уменьшения

3. 

Изменить

 

схему

 

подключения

 

приемопередатчиков

 

к

 

ЛЭП

.

4. 

Отказаться

 

от

 

использования

 

ВЧ

-

каналов

 

и

 

перейти

 

на

 

оптоволоконные

 

линии

 

связи

.

Первый

 

способ

 

требует

 

наименьших

 

капитальных

 

затрат

однако

 

при

 

его

 

реализации

 

возникает

 

ряд

 

труд

-

ностей

Во

-

первых

увеличение

 

чувствительности

 

ВЧ

-

приемопередатчиков

 

ПВЗУ

-

Е

 

не

 

может

 

быть

 

произведено

 

оперативно

Для

 

этого

 

требуется

 

вывести

 

защиту

 

из

 

работы

извлечь

 

из

 

устройства

 

блок

 

цифровой

 

фильтрации

 

и

 

синтеза

 

(

ЦФС

и

 

выставить

 

внутренними

 

переключателями

 

требуе

-

мую

 

настройку

Во

-

вторых

если

 

увеличить

 

чувствительность

 

приемников

то

 

можно

 

избежать

 

пропадания

 

ВЧ

-

канала

но

 

в

 

таком

 

случае

 

после

 

освобождения

 

линии

 

от

 

изморози

 

чув

-

ствительность

 

по

 

каналам

 

будет

 

выше

 

порога

 

в

 24 

дБ

Поэто

-

му

 

после

 

освобождения

 

линии

 

от

 

изморози

 

чувствительность

 

необходимо

 

уменьшить

 

до

 

первоначального

 

значения

.

Автоматизированного

 

способа

 

контроля

 

затухания

 

и

 

из

-

менения

 

чувствительности

 

в

 

данных

 

устройствах

 

не

 

пред

-

усмотрено

Для

 

реализации

 

введения

 

оперативного

 

сезонно

-

го

 

изменения

 

уровня

 

чувствительности

 (

зима

-

лето

в

 

филиале

 

«

Энергокомплекс

» 

разработан

 

и

 

согласован

 

с

 

изготовителем

 

«

Метод

 

модернизации

 

приемопередатчиков

 

типа

 

ПВЗУ

-

Е

», 

позволяющий

 

изменять

 

уровень

 

чувствительности

 

без

 

выво

-

да

 

защиты

 

из

 

работы

.

Суть

 

метода

 

заключается

 

в

 

установке

 

в

 

схему

 

блока

 

ЦФС

 

дополнительного

 

реле

 

вместо

 

штатного

 

переключателя

сту

-

пенчато

 

изменяющего

 

уровень

 

чувствительности

 (

рисунок

 1). 

Реле

 

управляется

 

выводимым

 

на

 

внешнюю

 

панель

 

тумбле

-

ром

которым

 

может

 

манипулировать

 

оперативный

 

персонал

Тумблер

 

вводится

 

при

 

сигнализации

 

приемопередатчика

 

об

 

увеличении

 

затухания

 

и

 

выводится

 

при

 

восстановлении

 

запа

-

са

 

до

 

нормального

 

уровня

Модификация

 

имеет

 

низкую

 

себе

-

стоимость

 

и

 

может

 

быть

 

произведена

 

заводом

-

изготовителем

 

по

 

заказу

 

либо

 

ремонтным

 

персоналом

 

самостоятельно

 

при

 

плановом

 

техническом

 

обслуживании

 

приемопередатчиков

 

Модернизированные

 

приемопередатчики

 

были

 

уста

-

новлены

 

в

 

основных

 

защитах

 

семи

 

ВЛ

 110 

кВ

 

филиала

 

«

Энергокомплекс

» 

и

 

находились

 

в

 

опытной

 

эксплуатации

 

два

 

года

В

 

течение

 

периодов

 

с

 

декабря

 2016 

года

 

по

 

март

 

2017 

года

 

и

 

с

 

декабря

 2017 

года

 

по

 

март

 2018 

года

 

на

 

дан

-

ных

 

ВЛ

 

несколько

 

раз

 

запас

 

по

 

затуханию

 

в

 

ВЧ

-

трактах

 

уменьшался

 

до

 

нуля

после

 

чего

 

был

 

успешно

 

восстанов

-

Рис

. 1. 

Блок

 

ЦФС

 

до

 

и

 

после

 

модификации

39


Page 4
background image

лен

 

оперативно

 (

рисунок

 2). 

Это

 

позволило

 

избежать

 

необходимости

 

вывода

 

ос

-

новных

 

защит

 

из

 

работы

а

 

также

 

доставки

 

релейного

 

персонала

 

на

 

удаленные

 

подстанции

 

для

 

ручного

 

регулирования

 

уровня

 

чувствительности

 

приемников

.

Данный

 

метод

 

не

 

позволяет

 

осуществлять

 

плавное

 

регулирование

 

уровня

 

чувствительности

а

 

также

 

увеличить

 

запас

 

по

 

затуханию

 

выше

 15 

дБ

Поэто

-

му

 

для

 

модернизации

 

требуется

 

предварительный

 

анализ

 

изменения

 

затуханий

 

в

 

ВЧ

-

канале

 

в

 

течение

 

зимы

 

и

 

регулировка

 

чувствительности

 

в

 

двух

 

наиболее

 

характерных

 

режимах

 

работы

Применение

 

данного

 

метода

 

возможно

 

на

 

линиях

где

 

из

-

за

 

возникающих

 

изморозевых

 

отложений

 

затухания

 

увеличиваются

 

ступенчато

 

на

 

величину

не

 

превышающую

 30–35 

дБ

а

 

на

 

ВЧ

-

приемниках

 

не

 

используется

 

одна

 

из

 

двух

 

сту

-

пеней

 

регулирования

.  

2015–2016 гг.

2016–2017 гг.

2017–2018 гг.

1  ВЛ 110 кВ Белоярская-Октябрьская

2  ВЛ 110 кВ Белоярская-Шеркалы

3  ВЛ 110 кВ Октябрьская-Шеркалы

4  ВЛ 110 кВ Сергино-Игрим-1

5  ВЛ 110 кВ Сергино-Игрим-2

6  ВЛ 110 кВ Сергино-Октябрьская-1

7  ВЛ 110 кВ Сергино-Октябрьская-2

ЛЭП

Количество увеличений затуханий и восстановлений канала

 оперативным персоналом, шт.

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

— Восстановление оперативным персоналом

— Пропадание ВЧ-сигнала

Рис

. 2. 

График

 

увеличения

 

затуханий

 

и

 

оперативного

 

восстановления

 

запаса

 

по

 

затуханию

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Шкарин

 

Ю

.

П

Высокочастотные

 

трак

-

ты

 

каналов

 

связи

 

по

 

линиям

 

элек

-

тропередачи

 (

часть

 1 

и

 

часть

 2). 

М

НТФ

  «

Энергопрогресс

», «

Энерге

-

тик

», 2001. 146 

с

2. 

СТО

 56947007-33.060.40.045-2010 

Руководящие

 

указания

 

по

 

выбо

-

ру

 

частот

 

высокочастотных

 

кана

-

лов

 

по

 

линиям

 

электропередачи

 

35, 110, 220, 330, 500 

и

 750 

кВ

 / 

ПАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

». URL: http://www.

fsk- ees.ru/upload/docs/56947007-
33.060.40.045-2010.pdf.

40

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(15), 

декабрь

 2019

В издательстве Инфра-Инженерия вышла в свет новая книга к.т.н. В. И. Гуревича

 объемом свыше 500 страниц под интригующим названием

«

Электромагнитный

 

импульс

 

высотного

 

ядерного

 

взрыва

и

 

защита

 

электрооборудования

 

от

 

него

»

В

 

этой

 

необычной

 

книге

 

рассказывается

 

об

 

исто

-

рии

 

развития

 

военных

 

ядерных

 

программ

 

в

 

СССР

 

и

 

США

роли

 

разведки

 

в

 

создании

 

ядерного

 

оружия

 

в

 

СССР

обнаружении

 

электромагнитного

 

импульса

 

при

 

ядерном

 

взрыве

 (

ЭМИ

 

ЯВ

), 

многочисленных

 

ис

-

пытаниях

 

ядерных

 

боеприпасов

.

В

 

доступной

 

для

 

неспециалистов

 

в

 

области

 

ядер

-

ной

 

физики

 

форме

 

описан

 

процесс

 

образования

 

ЭМИ

 

ЯВ

 

при

 

подрыве

 

ядерного

 

боеприпаса

 

на

 

боль

-

шой

 

высоте

показано

 

влияние

 

многочисленных

 

фак

-

торов

 

на

 

интенсивность

 

ЭМИ

 

ЯВ

 

и

 

его

 

параметры

Рассмотрено

 

влияние

 

ЭМИ

 

ЯВ

 

на

 

электронные

 

ком

-

поненты

 

и

 

устройства

а

 

также

 

и

 

на

 

силовое

 

электро

-

оборудование

 

энергосистем

.

Большую

 

часть

 

книги

 

занимает

 

описание

 

практи

-

ческих

 (

а

 

не

 

теоретических

как

 

в

 

сотнях

 

отчетов

 

на

 

эту

 

тему

средств

 

и

 

методов

 

защиты

 

электронного

 

и

 

электротехнического

 

оборудования

 

от

 

ЭМИ

 

ЯВ

ис

-

пытания

 

этого

 

оборудования

 

на

 

устойчивость

 

к

 

ЭМИ

 

ЯВ

оценки

 

эффективности

 

средств

 

защиты

В

 

книге

 

использованы

 

многочисленные

 

докумен

-

ты

 

и

 

фотографии

 

с

 

грифами

 

секретности

которые

 

были

 

рассекречены

 

и

 

стали

 

общедоступными

 

лишь

 

недавно

По

 

широте

 

охвата

 

проблемы

новизне

глубине

 

и

 

практической

 

значимости

 

описанных

 

технических

 

решений

 

книга

 

является

 

фактически

 

энциклопедией

 

ЭМИ

 

ЯВ

 

и

 

не

 

имеет

 

аналогов

 

на

 

книжном

 

рынке

Книга

 

рассчитана

 

на

 

инженеров

-

электриков

 

и

 

энергетиков

разрабатывающих

проектирующих

 

и

 

эксплуатирующих

 

электронное

 

и

 

электротехниче

-

ское

 

оборудование

а

 

также

 

будет

 

полезна

 

препо

-

давателям

 

вузов

 

и

 

студентам

Много

 

интересного

 

найдут

 

в

 

ней

 

также

 

и

 

любители

 

истории

 

техники

.

Заказать книгу можно на сайте издательства www.infra-e.ru или по электронной почте infra-e@yandex.ru и телефону 8 (8172) 75-15-54

Релейная

 

защита

 

и

 

автоматика


Читать онлайн

На линиях электропередачи (ВЛ) с двусторонним питанием в качестве основной часто применяется высокочастотная защита (ВЧ-защита), использующая для своей работы высокочастотную связь (ВЧ-связь) по проводам защищаемой ВЛ. Образование гололедно-изморозевых отложений на проводах ВЛ может существенно ослаблять высокочастотный сигнал (ВЧ-сигнал), приводя к нарушению связи по высокочастотному каналу (ВЧ-каналу) и возможной неселективной работе защит. Описанная в статье модификация высокочастотного приемопередатчика позволяет оперативно устранять его неисправность при увеличении затухания в ВЧ-канале и сохранять защиту в работе.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»