Načelo delovanja daljinske zaščite v električnih omrežjih 110 kV

Distančna zaščita (DZ) v električnih omrežjih 110 kV napetostnega razreda opravlja funkcijo rezervne zaščite visokonapetostnih vodov, ohranja fazno diferenčno zaščito, ki se uporablja kot glavna zaščita v 110 kV električnih omrežjih. DZ ščiti nadzemne vode pred fazno-faznim kratkim stikom. Razmislite o principu delovanja in napravah, ki izvajajo delovanje zaščite na daljavo v električnih omrežjih 110 kV.

Načelo delovanja daljinske zaščite temelji na izračunu razdalje, razdalje do točke okvare. Za izračun razdalje do mesta napake visokonapetostnega daljnovoda, naprave, ki opravljajo funkcije zaščite na daljavo, uporabljajo vrednosti obremenitvenega toka in napetosti zaščitenega voda. To pomeni, da se za delovanje te zaščite uporabljajo vezja tokovni transformatorji (CT) in napetostni transformatorji (VT) 110 kV.

Naprave za daljinsko zaščito so prilagojene določenemu daljnovodu, delu elektroenergetskega sistema, tako da je zagotovljeno njihovo postopno varovanje.

Na primer, daljinska zaščita enega od daljnovodov ima tri stopnje zaščite. Prva stopnja pokriva skoraj celoten daljnovod, na strani RTP, kjer je vgrajena zaščita, druga stopnja pokriva preostali del voda do sosednje RTP in manjši del električnega omrežja, ki sega od sosednje RTP, tretja stopnja varuje bolj oddaljene odseke. V tem primeru druga in tretja stopnja daljinske zaščite ohranita zaščito, ki se nahaja v sosednji ali bolj oddaljeni RTP. Na primer, razmislite o naslednji situaciji.

Nadzemni vod 110 kV povezuje dve sosednji RTP A in B, na obeh RTP so nameščeni kompleti za daljinsko zaščito. Če pride do napake na začetku voda na strani transformatorske postaje A, bo deloval zaščitni komplet, nameščen v tej postaji, medtem ko bo zaščita v postaji B ohranila zaščito v postaji A. V tem primeru za zaščito A, škoda bo v delovanju v prvi stopnji, za zaščito B v drugi stopnji.

Glede na dejstvo, da višja kot je stopnja, daljši je odzivni čas zaščite, sledi, da bo sklop A deloval hitreje kot komplet zaščite B. V tem primeru, v primeru izpada zaščitnega sklopa A, po času, nastavljenem za sprožilo se bo delovanje druge stopnje zaščite, set B ...

Glede na dolžino voda in konfiguracijo odseka elektroenergetskega sistema se za zanesljivo zaščito voda izbere zahtevano število korakov in ustrezno območje pokritosti.

Kot že omenjeno, ima vsaka stopnja zaščite svoj odzivni čas. V tem primeru dlje kot je napaka od transformatorske postaje, višja je nastavitev odzivnega časa zaščite. Na ta način je zagotovljena selektivnost zaščitnega delovanja v sosednjih RTP.

Obstaja nekaj takega, kot je obrambni pospešek. Če je odklopnik sprožen z daljinsko zaščito, potem se praviloma ena od njegovih stopenj pospeši (skrajša se reakcijski čas) v primeru ročnega ali samodejnega ponovnega vklopa odklopnika.

Distančna zaščita po principu delovanja v realnem času spremlja vrednosti linijskega upora, kar pomeni, da se določitev razdalje do mesta napake izvede na posreden način - vsaka vrednost linijskega upora ustreza vrednosti razdalje do mesta napake.

Tako DZ v primeru medfaznega kratkega stika daljnovoda primerja vrednosti upora, ki jih v danem trenutku zabeleži merilno zaščitno telo, z določenimi območji upora (območji delovanja) za vsako od stopnje.

Če iz enega ali drugega razloga napetost 110 kV VT ni napajana napravam DZ, potem ko je dosežena določena vrednost toka, bo zaščita obremenitve delovala napačno in izklopila napajanje električnega voda v odsotnosti napak. Da bi preprečili takšne situacije, imajo naprave za daljinsko spremljanje funkcijo nadzora prisotnosti napetostnih tokokrogov, v odsotnosti katerih se zaščita samodejno blokira.

Prav tako se zaščita na daljavo blokira v primeru nihanja v napajalniku.Nihanje se pojavi, ko je na določenem odseku elektroenergetskega sistema moteno sinhrono delovanje generatorja. Ta pojav spremlja povečanje toka in zmanjšanje napetosti v električnem omrežju. Za relejne zaščitne naprave, vključno z DZ, se nihanja v napajalnem omrežju zaznavajo kot kratek stik. Ti pojavi se razlikujejo po hitrosti spreminjanja električnih veličin.

Pri kratkem stiku pride do spremembe toka in napetosti takoj, pri nihanju pa s kratkim zamikom. Na podlagi te funkcije ima daljinska zaščita funkcijo blokade, ki blokira zaščito v primeru nihanja v napajalnem omrežju.

Z naraščanjem toka in padcem napetosti na varovanem vodu blokada omogoča delovanje daljinskega upravljalnika za čas, ki zadošča za delovanje ene od stopenj zaščite. Če električne vrednosti (omrežni tok, napetost, linijski upor) v tem času niso dosegle meja prednastavljenih zaščitnih nastavitev, blokirno telo blokira zaščito. To pomeni, da blokada daljinskega upravljalnika omogoči delovanje zaščite v primeru resnične okvare, blokira pa zaščito v primeru nihanja v napajalnem sistemu.

Katere naprave opravljajo funkcijo daljinske zaščite v električnih omrežjih

Do približno začetka leta 2000 so funkcije vseh naprav za relejno zaščito in avtomatizacijo, vključno s funkcijo zaščite na daljavo, opravljale naprave na osnovi elektromehanskih relejev.

Ena najpogostejših naprav, zgrajenih na elektromehanskih relejih, je EPZ-1636, ESHZ 1636, PZ 4M / 1 itd.

Zgornje naprave so bile zamenjane z večnamenski mikroprocesorski zaščitni terminali, ki opravljajo funkcijo več zaščit na 110 kV vodu, vključno z distančno zaščito.

Konkretno glede zaščite na daljavo, uporaba mikroprocesorskih naprav za njeno izvedbo bistveno poveča natančnost njenega delovanja. Pomembna prednost je tudi razpoložljivost mikroprocesorskih terminalov zaščite s funkcijo določanja mesta okvare (OMP) - prikaz razdalje do točke napake na liniji, ki je določena z distančno zaščito. Razdalja je prikazana z natančnostjo desetink kilometra, kar ekipam za popravila močno olajša iskanje poškodb vzdolž proge.

V primeru uporabe starih modelov distančnih zaščitnih kompletov postane proces iskanja okvare na liniji veliko bolj zapleten, saj pri zaščitah elektromehanskega tipa ni mogoče določiti točne razdalje do mesta okvare.

Alternativno, da bi lahko določili natančno razdaljo do mesta napake, so nameščene transformatorske postaje. zapisovalniki težav (PARMA, RECON, Bresler itd.), ki beležijo dogajanje v vsakem posameznem odseku elektroenergetskega omrežja.

Če pride do okvare na enem od daljnovodov, bo urgentni zapisovalnik dal podatke o naravi okvare in njeni oddaljenosti od transformatorske postaje z navedbo natančne oddaljenosti.