Выполнение ступени дистанционной защиты с использованием информации о токах питающих концов линии с ответвлением
Л.М. Колесов, В.В. Можжухина
Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 4, сс. 44—53
Скачать PDF
Состояние вопроса. В настоящее время на линиях электропередачи 110–220 кВ для действия при междуфазных коротких замыканиях в зоне дальнего резервирования в большинстве случаев используется резервная ступень токовой или дистанционной защиты. Для линий с ответвлениями разработаны также защиты, основанные на применении специального высоковольтного оборудования; на использовании различных составляющих тока и их соотношениях; на базе виртуального реле сопротивления; на контроле аварийных и ортогональных составляющих токов с адаптивным торможением и коррекцией сигналов, а также с коррекцией характеристик срабатывания на основе данных об изменении напряжения и состояния коммутационных аппаратов питающей подстанции. Ряд разработок направлен на повышение чувствительности резервных защит ответвительных подстанций за счет изменения схемы включения, усовершенствования характеристик срабатывания и уточнения методики выбора уставок. Однако указанные защиты во многих случаях не обеспечивают требуемую чувствительность при коротких замыканиях на стороне низшего напряжения маломощного трансформатора ответвления линии. В связи с этим актуальной является задача разработки алгоритма действия резервной защиты, обеспечивающей требуемую чувствительность при коротких замыканиях на стороне низшего напряжения трансформатора ответвления.
Материалы и методы. Применены аналитические методы определения замера сопротивления измерительного органа дистанционной защиты и имитационное моделирование в среде пакетов Simulink и SimPowerSystems системы моделирования Matlab. Использована математическая модель линии с сосредоточенными параметрами. При выводе аналитических выражений сопротивления прямой и обратной последовательностей принимались одинаковыми.
Результаты. Получены аналитические выражения для определения замера сопротивления предлагаемой и существующей дистанционной защиты при междуфазных коротких замыканиях за трансформатором ответвления и в режиме нагрузки. Проведенные исследования показали, что предлагаемая дистанционная защита обладает требуемой чувствительностью при коротких замыканиях на стороне низшего напряжения трансформатора ответвления и необходимой отстройкой от нагрузочных режимов. Определены характеристика и методика выбора параметров срабатывания дополнительной ступени дистанционной защиты с использованием информации о токах питающих концов линии.
Выводы. Применение разработанного алгоритма функционирования дополнительной ступени дистанционной защиты, основанной на использовании суммы токов питающих концов линии, позволяет обеспечить требуемую чувствительность к междуфазным коротким замыканиям на стороне низшего напряжения трансформатора ответвления со схемой соединения «звезда-треугольник» и решить проблему дальнего резервирования защит ответвительных подстанций малой мощности. Достоверность полученных данных подтверждается соответствием результатов аналитического исследования и имитационного моделирования.
1. Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 520 с.
2. Кузник Ю.С. Возможности дальнейшего резервирования защит трансформаторов // Электрические станции. – 1994. – № 10. – С. 49–53.
3. Клецель М.Я., Никитин К.И. Резервная защита линий, реагирующая на разность модулей токов фаз и их приращения // Электричество. – 1993. – № 10. – С. 23–26.
4. Нагай И.В. Формирование характеристик срабатывания резервных защит воздушных линий с ответвлениями // Изв. вузов. Электромеханика. – 2011. – № 2. – С. 56–61.
5. Киреев П.С., Петрова О.В. Адаптивный измерительный орган приращения тока прямой последовательности защит дальнего резервирования радиальных линий // Электроэнергетика глазами молодежи: науч. тр. V Междунар. науч.-техн. конф. Т. 1. – Томск, 2014. – С. 513–517.
6. Особенности функционирования релейной защиты воздушных линий с ответвлениями / И.В. Нагай, В.И. Нагай, А.В. Украинцев и др. // Релейная защита и автоматика энергосистем: Междунар. конф. – М., 2017 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rza-expo.ru/doc/rza_materialy3.pdf
7. Павлов А.О., Васильев Д.С. Высокочувствительная защита дальнего резервирования линий электропередачи // Энергетик. – 2008. – № 12. – С. 5–7.
8. Лупа В.И. Дальнее резервирование при повреждениях трансформаторов // Электрические станции. – 1989. – № 4. – С. 67–68.
9. Опыт эксплуатации защит дальнего резервирования тупиковых линий в сетевой кампании Татарстана / Р.М. Баязитов, В.М. Лопухов, В.М. Меер и др. // Релейная защита и автоматизация. – 2016. – № 01(22). – С. 50–58.
10. Микропроцессорное устройство защиты «Сириус-2-ДЗЛ-01». Руководство по эксплуатации. – М.: ЗАО «РАДИУС Автоматика», 2012. – М.: ЗАО «РАДИУС Автоматика» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https:// www.rza.ru/upload/iblock/475/sirius_2_dzl_01.pdf
11. Патент 2573595 Российская Федерация МПК Н02Н3/40, G01R 31/08. Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением / Л.М. Колесов, В.В. Можжухина; опубл. 20.01.2016, Бюл. № 2.
12. Колесов Л.М., Можжухина В.В. Повышение чувствительности дистанционных защит линий с ответвлениями и автотрансформаторов к коротким замыканиям на стороне низшего напряжения // Релейная защита и автоматика энергосистем: тез. докл. XXII Междунар. науч.-практ. конф. – М., 2014. – С. 123–127.