Напряжение полной манипуляции

[ Назад ] [ Домашняя ] [ Вверх ] [ Далее ]

Напряжение полной манипуляции

Практически весь декабрь на форуме РЗА шла довольно напряженная дискуссия, посвященная напряжению манипуляции дифференциально-фазных защит:

R14

О напряжении полной манипуляции
Согласно технических данных на панель ДФЗ-201, при коэффициенте фильтра манипуляции К = 8, напряжение манипуляции Uман ≥ 8 В при подаче тока прямой последовательности I = 2 А без подключенного к цепям манипуляции ВЧ поста. (В инструкции по наладке ДФЗ это напряжение равно 8 В при подключенном ВЧ посте, что противоречит тех. данным).
Согласно этих данных расчетчики определяют чувствительность манипуляции при КЗ в зоне. Следовательно, такое напряжение полной манипуляции (или ниже) должно быть выставлено на ВЧ посту. Раньше в инструкции по наладке УПЗ-70 так и было сказано: для ДФЗ-201 выставлять напряжение полной манипуляции = 7-9 в, что примерно соответствовало расчетному.
Учитывая, что при подключении современных постов ПВЗ-90, АВЗК-80 к фильтру манипуляции напряжение падает примерно на 20%, напряжение манипуляции требуется выставлять уже менее или равным 6,4 В.
А ведь этого никто не соблюдает и в инструкциях по наладке новых постов об этом не говорится ни слова. Хорошо еще что на этих постах можно выставить от 5 до 15 в. А вот например в Мосэнерго посты ПВЗЛ имеют минимальный уровень напряжения полной манипуляции = 10 В.
Расчетчики считают что на выходе ФМ имеется:
для ДФЗ-504 по заводским данным 6,5 В;
для ДФЗ-503 и того меньше – 3,5 В.
Отсюда видно, что посты АВЗК, ПВЗ-90 и скорее всего ПВЗУ вообще нельзя использовать с ДФЗ-503, а ПВЗЛ вообще нельзя использовать с любой ДФЗ старого исполнения (или расчетчикам считать при уровнях выставляемых на постах).
То есть расчетчики считают по устаревшим руководящим указаниям и живут сами по себе, а эксплуатация выставляет тоже что-то среднее.
А как вы считаете? Я конечно понимаю что везде большие запасы, но ведь считать надо тоже правильно.

06.12.2007 15:17

Дискуссия несколько затянулась и пришла к довольно мирному исходу, хотя и не принесла определенного результата:

R14

… Спасибо всем за дискуссию, особенно уважаемому falkonu. Сожалею, что мало релейщиков приняло участие в дискуссии, а может быть действительно интереснее наблюдать со стороны чем кончится спор двух фанатов от релейной защиты. Надеюсь что кто-нибудь еще скажет свое слово по данной теме.

falcon

Так понимаю, что за сим, несмотря на высказанные надежды, тему уже можно признать практически закрытой? - В любом случае, большинство из постоянных посетителей Форума имели возможность присоединиться: беседа была достаточно долгой - аж с 6-го числа!
Ну, что-ж, коллега R14, Ваше "спасибо" с удовольствием принимается. В свою очередь также выражаю Вам благодарность (хоть, не скрою, мне пришлось подосадовать, что отвлекался на участие в данной дискуссии - действительно занят, а насущные дела мои и без того прогрессируют слишком медленно, их надо расхлёбывать. Но, тем не менее: не сожалею).

Вопрос поставлен интересный. А может ли кто-нибудь назвать случай неправильной работы ДФЗ по этой причине? В нашей системе даже старожилы этого не припоминают. Но попробуем разобраться.

Для начала немного изменим акценты. Вместо «посты АВЗК, ПВЗ-90 и скорее всего ПВЗУ вообще нельзя использовать с ДФЗ-503, а ПВЗЛ вообще нельзя использовать с любой ДФЗ старого исполнения» сделаем попытку «считать при уровнях выставляемых на постах».

Далее разделим два понятия. В РУ РЗ выпуск 9 (о них немного далее) говорится о «напряжении, при котором имеет место надежная манипуляция». В документации на приемопередатчики вместо этого применяется термин «Напряжение полной манипуляции». Все же есть основания считать, что эти значения связаны. Будем считать, что это - одно и то же, иначе можно забрести в непроходимое болото.

О диапазонах напряжения полной манипуляции на Форуме сказано достаточно. Добавлю одно: в Кубанской энергосистеме лет этак 15 назад, при массовом внедрении приемопередатчиков АВЗК-80 ходило указание о необходимости напряжения полной манипуляции в диапазоне 8-12 В. В одной старой книге выпуска 1959 г (активно работали в это время еще разработчики первых советских ДФЗ) так вообще речь шла о 15-20 вольтах.

Заглянем в труды классиков.

Инструкция по наладке и эксплуатации приемопередатчиков УПЗ-70 (издание 2) М. СПО Союзтехэнерго, 1978

«1.1.12 (страница 5)...

Напряжение манипуляции, при котором длительность импульсов (высокой частоты) на 10˚ больше, чем при напряжении 100 В, может устанавливаться в пределах 3-12 В...

1.3.2 (страница 25)...

- точка 2 – соответствует ширине импульса тока, которая меньше максимальной на 15˚. соответствующее этой точке напряжение называется напряжением полной манипуляции и должно составлять 7-9 В;

- точка 3 – не нормируется; значение напряжения в этой точке характеризует начало манипуляции сигнала передатчика, при большем напряжении импульс передатчика манипулирован и позволяет проводить нормальный обмен контрольными сигналами...

2.3.15. Проверка манипуляторного устройства (страница 64)...

Напряжение полной манипуляции должно составлять 7-9 В. Напряжение начала манипуляции не нормируется.»

Итак, 7-9 В без объяснений.

А вот принятая на сегодня официальная методика расчетов.

Основным документом в этом вопросе являются Руководящие указания по релейной защите выпуск 9 «Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий 110-330 кВ. Для начала – исходные данные со страницы 60:

«Расчет органа манипуляции

6. Для обеспечения надежного управления (манипуляции) высокочастотным передатчиком при повреждении на защищаемой линии должны быть выполнены следующие требования:

при несимметричных коротких замыканиях на защищаемой линии должно осуществляться преимущественное сравнение фаз токов обратной последовательности

как при симметричных, так и при несимметричных коротких замыканиях на защищаемой линии напряжение на выходе фильтра органа манипуляции должно превышать минимальное значение, при котором обеспечивается надежная манипуляция

Расчет органа манипуляции... сводится к проверке принятого значения коэффициента фильтра манипуляции k по приведенным выше условиям (табл. 5).

7...Значение коэффициента фильтра k рекомендуется принимать равным 6 для панелей типов ДФЗ-2 и ДФЗ-201 и 8 – для панелей типов ДФЗ-402 и ДФЗ-504 с последующим уточнением в зависимости от результатов расчета (см. ниже).

8. При принятом значении коэффициента фильтра манипуляции k... для обеспечения на выходе фильтра манипуляции напряжения, достаточного для надежной манипуляции при несимметричных КЗ на защищаемой линии, должно удовлетворяться выражение (27) табл. 5.

В качестве расчетных величин повреждения в общем случае должны рассматриваться замыкание фаз В и С на землю...

выбор коэффициента k … следует производить с учетом влияния нагрузки...»

Далее смотрим некоторые элементы таблицы 5:

1.	Обеспечение при несимметричных КЗ преимущественного сравнения фаз токов обратной последовательности	(25)
2.	Обеспечение при несимметричных КЗ на выходе фильтра манипуляции напряжения, при котором имеет место надежная манипуляция	(27)

I_1РАСЧ и I_2РАСЧ - расчетные первичные токи прямой и обратной последовательности при несимметричном коротком замыкании на противоположном конце защищаемой линии;

I_1МИН - минимальный ток прямой последовательности на входе фильтра манипуляции, при котором обеспечивается надежная манипуляция (табл. 6)

n_Т – коэффициент трансформации трансформаторов тока

И в таблицу 6:

Тип панели	I_1МИН, а, при k
Тип панели	4	6	8	10
ДФЗ-2	1,1	1,6	2,0	-
ДФЗ-402 ДФЗ-501	-	0,18	0,24	0,3

Здесь, правда, приведены данные для старых типов панелей. Для более современных защит на электромеханике они похожи, можно найти в заводской технической документации, что и делал R14:

ДФЗ-201 ТО издание 02 п. 5.13:

«При коэффициенте К=8 напряжение на выходе органа манипуляции высокочастотным передатчиком составляет не менее 8 В при токе прямой последовательности на входе панели, равном 2 А»

ДФЗ-503 ТО:

«При коэффициенте К=8 напряжение на выходе органа манипуляции высокочастотным передатчиком составляет не менее 4,5 В при токе прямой последовательности на входе панели, равном 0,3А»

Уже появляется некоторое несоответствие. Если верить Руководящим указаниям и ТО ДФЗ (появились ведь они практически одновременно с УПЗ-70, полупроводниковых ПП тогда и в проектах не было), то как к этому отнесутся приемопередатчики?. Если для ДФЗ-201 – то еще туда-сюда, а вот как сочетать 4,5 В ДФЗ-503 и 7-9 В УПЗ-70? Но ведь работали!

Теперь перебираемся на страницы 64, 65 Руководящих указаний и смотрим пример расчета:

«Рассматривается замыкание фаз В и С на землю на защищаемой линии у шин противоположной подстанции...

В целях упрощения с запасом расчетный первичный ток прямой последовательности I_1РАСЧ принят равным сумме абсолютных значений аварийной составляющей тока прямой последовательности при расчетном повреждении и тока нагрузки:

Первичный ток обратной последовательности, протекающий через место установки рассматриваемого полукомплекта при расчетном виде повреждения,

…

Проверяется наличие на выходе фильтра манипуляции напряжения, достаточного для полной манипуляции при несимметричных коротких замыканиях, по выражению (27):

где I_1МИН=6а минимальный ток прямой последовательности на входе фильтра манипуляции, при котором обеспечивается надежная манипуляция (табл. 6)»

Здесь приведен расчет для какой-то условной линии с коэффициентом трансформации ТТ, равным 600/5.

Пересчитывать вручную желания особого нет, поэтому взял линию напряжением 220 кВ длиной около 130 км и сделал расчет для аналогичного КЗ (ВС на землю)при помощи АРМ. Получил довольно близкие результаты:

I₁=1186 а, -80 град

I₂=658 а, 102 град.

Если учесть, что для этой линии максимально допустимый ток в аварийном режиме по проводу АС-300 составляет 830 А, а коэффициент трансформации ТТ равен 1000/5=200, при самом неблагоприятном направлении перетока по линии (угол тока нагрузки равен углу тока КЗ) необходимый коэффициент фильтра будет около 4,6.

Попробуем пересчитать в свете темы, поднятой на Форуме. За основу возьмем посадку напряжения на 20% (К_ПОС=1,2) и максимальное из приведенных falcon напряжение манипуляции ВЧ передатчика 14,9 В (К_ВЧП=14,9/8=1,86) и приведем минимальный ток прямой последовательности для этих условий:

При этих условиях требуемый коэффициент для условий, приведенных в РУ, составит:

То есть, заметного изменения требуемого коэффициента фильтра не просматривается. Но, может быть, могут создаться такие условия, когда все же условий для манипуляции не будет? Может быть, и создадутся. Но значительно раньше нарушится условие (25) из таблицы 5. Для выполнения именно этого условия и используется коэффициент фильтра манипуляции, превышающий базовую величину 6.

Естественно, можно смоделировать и такой режим системы, при котором это может оказаться существенным. Но вряд ли такой режим возможен на линиях, оснащаемых ДФЗ, это – удел удаленных объектов с малыми токами КЗ. К тому же при этом получается такой неустойчивый баланс, что значение минимального тока, необходимого для надежной манипуляции, никакого значения не имеет.

Для любителей посчитать вручную привожу выдержку из книги С.А. Ульянова «Электромагнитные переходные процессы» (М. Энергия 1970).

Берете формулы (14-29), и (14-27), подставляете свои сопротивления обратной и нулевой последовательности для своих линий (грубо навскидку 0,4 Ом/км сопротивление прямой или обратной последовательности, сопротивление нулевой последовательности в 2-4 раза больше). Если взять еще грубее, во сколько раз высота опоры больше расстояния между проводами, во столько раз сопротивление обратной последовательности больше сопротивления нулевой последовательности. Максимально-допустимую нагрузку линий найдете у режимщиков или диспетчеров.

Итого. Есть все основания считать, что:

1. с самого зарождения ДФЗ и по сей день ВЧ аппаратуру разрабатывают одни люди, релейную часть - другие. И даже при достаточном обмене информацией между разработчиками все же это - отдельные устройства, нестыковок между которыми достаточно (ДФЗ-503 и УПЗ-70 - тому пример)

2. проблема, которую поднял R14, имеет место, но не имеет принципиального существенного значения.

3. в связи п. 1 кому же, как не практикующим релейщикам, поднимать эти проблемные вопросы. Решим или не решим - другой вопрос. Но под лежачий камень вода не течет.

Современные устройства релейной защиты используют другие принципы манипуляции. И проблема, рассмотренная здесь, для них неактуальна. Но там - другие проблемы, о которых разработчики узнают опять же от конечных потребителей продукции. Чем больше вопросов будет задаваться, в том числе на Форуме, тем быстрее они могут быть решены.

[ Назад ] [ Домашняя ] [ Вверх ] [ Далее ]