В работе представлены результаты исследования, направленного на повышение чувствительности дистанционных защит линий и обеспечения селективного отключения при трудно распознаваемых замыканиях в силовых трансформаторах и на стороне низшего напряжения ответвительных подстанций.
Защита дальнего резервирования устанавливается на головных концах линий электропередачи 35 – 220 кВ и обеспечивает выявление коротких замыканиях (КЗ) в силовых отпаечных трансформаторах и на стороне низшего напряжения.
При реализации дальнего резервирования защит трансформаторов ответвительных подстанций возникает ряд проблем:
– отстройка от нагрузочных (транзитных) токов линий;
– выбор характеристик срабатывания реле сопротивления;
– согласование с линейными защитами и с защитами, установленными на отпайках;
– диапазон изменения токов в режиме аварии на линии превышает диапазон изменения токов при замыканиях в трансформаторах ответвительных подстанций;
– необходимость учитывать наличие тяговой нагрузки на некоторых линиях.
В защите дальнего резервирования Бреслер-0107.030 реализованы следующие органы блокировки:
- при неисправности цепей напряжения;
- при броске тока намагничивания (включение силовых трансформаторов);
- при пуске и самозапуске электродвигателей.
Защита Бреслер-0107.030 решает проблему дальнего резервирования во всех случаях, в том числе и на тех, где невозможно дальнее резервирование традиционным способом или там, где нет вовсе дистанционной защиты, а токовая защита не обладает достаточной чувствительностью. К настоящему моменту проведены испытания на объектах обоих типов. Рассмотрим результаты испытаний на объекте первого типа, линии «Орша-Бобр» (Витебскэнерго, Белоруссия) с пятью отпайками
Устройство защиты дальнего резервирования в декабре 1998г. было установлено в опытную эксплуатацию в «Витебскэнерго» на подстанции Орша-330, транзитная ЛЭП-110 кВ «Орша-Бобр» с пятью отпайками. Дальнее резервирование усложнено тяговой нагрузкой (до 40% по току обратной последовательности). К тому же максимальные токи транзита превышают токи КЗ за трансформаторами отпаек.
В 1998 и 2000г.г. были проведены натурные испытания адаптивной защиты при КЗ на фидерах, отходящих от отпаечных трансформаторов малой мощности (2,5 МВА – пс. Лисуны и пс. Славное), как в режиме транзита, так и в тупиковом (разрыв транзита на пс. «Бобр»). Результаты подтвердили высокую чувствительность и правильную работу разработанной защиты.
Ко второму типу относится линия «Саянская - Агинская», Красноярскэнерго. Данная линия до установки микропроцессорного терминала была оборудована только токовой защитой, чувствительности которой не хватала для целей дальнего резервирования. Изначально защита настраивалась на распознавание замыканий в трансформаторе подстанции «Унер», а опытное междуфазное КЗ было решено провести в 10 км от подстанции на отходящем фидере. Даже при столь значительном расширении зоны дальнего резервирования защита сработала правильно, продемонстрировав свою высокую чувствительность. Терминал устанавливался с одной стороны.
В 2003 году испытания проводились на линии Полоцк - Глубокое при двухстороннем замере. Токи коротких замыканий за трансформатором чаще всего не превышают нормальные токи нагрузочных режимов, что является основной трудностью для осуществления дальнего резервирования. Особенностями последнего объекта является переток активной мощности от сильного источника к слабому и наличие обходной связи, что вызывает дополнительные трудности для защиты, установленной на слабом конце. Опыты междуфазных коротких замыканий проходили на подстанции «Прозороки» на шинах низшего напряжения. Со стороны подстанции «Полоцк» защита сработала, со стороны подстанции «Глубокое» потребовалось дополнительное обучение. Трехфазное короткое замыкание ставилось на подстанции «Караси», при этом оба терминала сработали.
Таким образом, на практических опытах в реальных условиях доказана высокая чувствительность и селективность дальнего резервирования на основе виртуальных реле сопротивления.
Проведены натурные испытания в различных режимах линии электропередачи: транзита и тупика. Отмечено корректная работа при появлении альтернативной ситуации – разрыва транзита.
Разработана методика выбора уставок защиты, которая реализована в программном комплексе BresModel.
В настоящее время в различных энергосистемах установлены и работают более 60-ти устройств высокочувствительной защиты дальнего резервирования. Наиболее крупная поставка состоялась в 2008-2009 гг. в Камчатскэнерго, где введены в работу 29 терминалов защиты дальнего резервирования, установленных в 11-ти шкафах, что подтверждает высокую востребованность защит данного типа.
Васильев Дмитрий Сергеевич, заведующий сектором защиты дальнего резервирования «НПП Бреслер».
Козлов Владимир Николаевич, доцент кафедры «ТОЭРЗА» Чувашского госуниверситета, главный конструктор «НПП Бреслер».
Павлов Александр Олегович, доцент кафедры «ТОЭРЗА» Чувашского госуниверситета, начальник отдела РЗА «НПП Бреслер».
Скачать полную версию статьи из журнала "Релейная защита и автоматизация" (02/июнь 2011)