РЗА для практикующих релейщиков
В основу этой страницы положен доклад, который автор сайта совместно с Дмитрием Ясько и Андреем Пережогиным готовил к конференции, посвященной юбилею, совмещенному с новосельем НПП ЭКРА. Предварительную проработку, до ыхода на официальный уровень вели с Андреем Щукиным (он же ANSC).
До недавнего времени нас устраивала жесткая логика терминалов, изменения в которую по нашим требованиям вносила фирма – производитель. Но с увеличением ввода новых объектов нетиповых решений становится все больше, и зачастую при отправке аппаратуры на объект нет достаточной информации о составе оборудования, конфигурации и режимах работы прилегающей сети. Кроме того, в связи с непрерывными изменениями сети отпадает необходимость в одних дополнительных функциях и появляется необходимость в других. И все более необходима нам возможность свободной конфигурации логики защит. Один из примеров.
На момент возникновения проблемы основная сеть 110 кВ в районе Красной поляны образована Краснополянской ГЭС, подстанцией 220/110 кВ П, подстанциями 110 кВ Л и Р. В дальнейшем к ним добавились еще несколько подстанций 110 кВ, причем тогда о них имелась только предварительная информация. Кабельные линии КПГЭС – Л длиной 10 километров, Л – Р (3 километра), П – Р (8 километров) и КПГЭС – П (5 километров) проходят двумя параллельными нитями в одном кабельном канале. И две воздушные линии 110 кВ, связующие Красную Поляну с равнинными объектами. С учетом малого удельного сопротивления кабельной линии (около 0,1 Ом/км) и коэффициента трансформации трансформаторов тока (600-1000/5) вторичные сопротивления, измеряемые дистанционной защитой, будут у этих линий находиться в диапазоне 0,03 – 0,1 Ом. При минимальном сопротивлении срабатывания, которое обеспечивает аппаратура НПП ЭКРА (0,2 Ом), 1 ступени дистанционной защиты приходится выполнять с выдержкой времени, чтобы не опередить защиту смежной линии, на которой произошло повреждение.
Таким образом, расчетчики попадают в «патовую» ситуацию, когда ни на одной из кабельных ЛЭП в кольце невозможно выбрать ступень ДЗ по отстройке от шин противоположной ПС и существующие принципы согласования ступенчатых защит просто не работают. И даже если бы существовала возможность выполнения на одной из КЛ ступени ДЗ без выдержки времени, за счет согласования при минимальной ступени селективность 0,3 сек мы бы выходили к уставам срабатывания 0,6, 0,9, 1,2 сек и т.д. Про чувствительность токовых защит нулевой последовательности с малыми выдержками времени срабатывания вообще говорить не приходится. А поскольку сеть – кольцевая, возвращаемся к исходной точке и получаем?...
В связи с этим на каждой линии должна быть основная быстродействующая защита с абсолютной селективностью. Для повышения надежности на каждой линии предусмотрены по две быстродействующие защиты: основная защит с комплектом ступенчатых защит (ДЗЛ+КСЗ) ШЭ2607 092 и резервная защита с телеускорением ШЭ2607 021. Резервирование на первый взгляд достаточное. Но дело в том, что том же канале, что и кабельные линии 110 кВ проходят две взаиморезервируемые волоконно – оптические линии связи (ВОЛС). Предусмотрен автоматический перевод защит на резервный канал связи с помощью мультиплексора, но это резервирование нельзя считать полноценным. Во-первых переход выполняется с некоторой, пусть и небольшой, задержкой (может составлять секунды). Во-вторых, возможно повреждение обоих каналов одновременно, что уже происходило на практике.
Еще сложнее ситуация в Имеретинской низменности:
Если в Красной поляне самая короткая линия имела длину 3 километра, самая длинная – 10, то здесь линий больше и они короче. Здесь даже при выполнении защит по спецзаказу (Zmin=0,1 Ом) уже на 7-8 линиях мы вынуждены выполнять 1 ступени ДЗ с выдержкой времени. И те же проблемы с линиями связи.
Для обеспечения быстродействия и относительной селективности защит при потере линий связи или перерыве в работоспособности при кратковременном их исчезновении (время перехода на резервный канал) Кубанским РДУ было предложено решение по автоматическому вводу оперативного ускорения (не нужно путать с автоматическим ускорением при включении выключателя) в комплекте шкафа ШЭ2607 092. Это предложение предварительно согласовано с НПП ЭКРА, признано приемлемым и выполнимым, что было подтверждено при взаимном обмене письмами.
Но при этом возникли некоторые вопросы организационного плана. Кубанское РДУ и НПП ЭКРА не являются официальными партнерами. Кубанское РДУ не может самостоятельно потребовать от производителя аппаратуры изменения ее параметров. Это возможно на стадии согласования технического задания или хотя бы проекта. После того, как терминал отправлен на объект, он становится собственностью заказчика и без его обращения изменения в нем выполнены быть не могут. Несколько месяцев этого обращения мы добиться не могли. Выход из положения пришел с проектированием очередной подстанции. Проект разрабатывали наши хорошие деловые партнеры – Союзэнергопроект, г. Харьков. Одного звонка было достаточно (Валентина Васильевна, войдите в положение…), чтобы в проект очередной подстанции Краснополянского кольца было заложено требование: перепрограммировать все ДЗЛ с функцией КСЗ по требованиям Кубанского РДУ. Против проекта особо не попрешь (да , собственно, никто и не возражал, нужны были всего лишь обоснования для такого решения).
А теперь – о собственно техническом решении. Первые ступени дистанционных защит всех проблемных линий выполняются с выдержкой времени 0,6 с. При потере обоих каналов связи в терминалах ДЗЛ+КСЗ выполняется автоматический ввод оперативного ускорения до 0,3 с. Можно было бы попросить и в 021 терминале это выполнить, но расчетчики с учетом малой вероятности события и дополнительными сложностями в виде дополнительных проводов удовлетворились АУ в одном комплекте.
Временная диаграмма приведена на следующих рисунках. Это – когда все в порядке:
ДЗЛ отключает каждая свою линию без выдержки времени. Первые ступени ДЗ с выдержкой времени 0,6 с защищают заданный участок линии, вторые ступени – остальную часть линии и шины следующей подстанции. Долго немножко, но что поделать – резервные защиты имеют свои недостатки.
А так изменяется диаграмма при выходе из строя ДЗЛ при потере канала связи:
Селективность и приемлемое быстродействие все равно обеспечиваются.
А это – эскиз элемента логической схемы, которую я в свое время отправлял на ЭКРУ:
Там разработчики ее немного подработали, но основа сохранилась. Хоть при потере обоих каналов связи, хоть при оперативном выводе ДЗЛ выполняется то ли ввод ДЗЗ (дистанционная защита от однофазных замыканий на землю), то ли ОУ ДЗ, то ли ОУ ТЗНП, то ли все сразу. Это уже – на усмотрение органа, выдающего задание на параметрирование и конфигурирование.
Кстати, на странице Ускорение резервных защит Е.А. Киркова упоминала четыре типа ускорения защит. А здесь и пятый появился.
Да, на внешнем ресурсе еще об одном варианте ускорения речь идет.
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
РЗА для практикующих релейщиков
