Об использовании микропроцессорных комплексов релейной защиты в энергосистеме северо-казахстанской области

Аннотация

В статье рассмотрены основные показатели релейной защиты. Особое внимание уделено микропроцессорным устройствам релейной защиты, применяемым в энергосистеме Северо- Казахстанской области. Описан функционал устройств, применяемых для защиты линий и трансформаторов.

Релейная защита играет особую роль в работе энергосистемы, так как охватывает абсолютно все ее компоненты. Главной задачей защиты является ликвидация аварийных и ненормальных режимов работы энергоучастков. Основными показателями релейной защиты являются: селективность, быстродействие, чувствительность и надежность.

Селективность - это способность защиты отключать только поврежденный участок электроустановки, при этом оставляя неповрежденный участок в работе [1].

Быстродействие - это способность защиты отключать поврежденную электроустановку или ее участок как можно быстрее, с целью не допустить распространение повреждений или ненормального режима [1].

Чувствительность - это способность релейной защиты выявлять аварийный или ненормальный режим в конце защищаемого участка при минимальном режиме работы энергосистемы [1].

Надежность - это способность релейной защиты работать безотказно при возникновении аварийного режима в зоне ее действия, и не приходить в действие ложно, в условиях, когда ее работа не предусмотрена [1].

C целью повышения качества релейной защиты многие компании и институты ведут разработки в данной сфере, стремясь не только повысить приведенные выше показатели, но и расширить ее возможности и функционал.

На современном этапе развития производства целесообразно использовать для релейной защиты микропроцессорные комплексы, которые значительно превосходят традиционные комплексы релейной защиты и автоматики, основанные на электромеханических реле. А именно, они отличаются универсальностью и имеют более расширенные функциональные возможности.

В связи с этим в энергосети Северо-Казахстанской области ведется системная работа по постепенной модернизации энергоучастков, с целью внедрения современных комплексов защиты для повышения надежности и мощности уже существующих подстанций и применения современного оборудования при строительстве новых.

Наибольшее распространение в CKO нашли такие микропроцессорные устройства как: Орион-2, Сириус-Л, Сириус-Т, РС-83, УЗА, БМРЗ, которые используются для защиты линий электропередач. Они выполняют функции максимальной токовой защиты, защиты от замыканий на землю, автоматического повторного включения, резервного отключения выключателя, дают возможность местного или дистанционного управления выключателем. Во многих из них присутствует возможность ускорения и блокировки защит, что увеличивает надежность, быстродействие, чувствительность и селективность. Кроме того, многие устройства, например, такие как РС-83 (Рисунок 1) имеют встроенный осциллограф который регистрирует значения токов в момент короткого замыкания, журнал событий, в котором записываются время и значения токов короткого замыкания. Передняя панель снабжена светодиодами, которые информируют о положении выключателя и работе защит. Большинство микропроцессорных устройств снабжены интерфейсом RS-485, который дает возможность дистанционного управления выключателем и мониторинга значений токов в фазах.

Данное устройство предназначено для выполнения функций основной защиты двухобмоточного трансформатора. C помощью данного устройства можно реализовать двухступенчатую дифференциальную токовую защиту в качестве основной и максимальную токовую защиту сторон высшего и низшего напряжения [2]. Преимуществом данного устройства является более высокая точность и чувствительность дифференциальной защиты, которая достигается с помощью встроенных цифровых трансформаторов тока, которые контролируют и уменьшают токи небаланса в плечах дифференциальной защиты.

Микропроцессорные комплексы релейной защиты способны не только отключить поврежденный участок линии электропередач, но и определить расстояние до места короткого замыкания, такая функция реализована в Сириус- 2-ОМП (Рисунок 3).

Устройство «Сириус-2-ОМП» предназначено для определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи напряжением 6-750 кВ [3].

Практически все микропроцессорные комплексы релейных защит могут питаться как от постоянного, так и от переменного напряжения, имеют встроенные батареи, которые обеспечивают сохранность уставок и осциллограмм и журнала событий. При всей своей универсальности данные устройства потребляют небольшую мощность.

Подводя итог всему выше изложенному, можно сделать вывод, что использование микропроцессорных комплексов - это будущее релейной защиты. Они универсальны, экономичны, компактны и точны. Но вместе со всеми плюсами данные устройства имеют свои недостатки. Большинство данных устройств необходимо устанавливать в отапливаемых распределительных устройствах, так как при температуре ниже -25 градусов жидкокристаллический дисплей, которым снабжены микропроцессорные устройства, становится не читаемым. Это является особым недостатком для Северного региона, так как зимой температура может опускаться до -40 градусов, что делает невозможным применение данных устройств в комплексных распределительных устройствах наружного типа. Устройство микропроцессорных комплексов более сложное и с этим связан ряд трудностей с их ремонтом. Если электромеханический комплекс можно разобрать и заменить поврежденную деталь, то починить микропроцессорный комплекс возможно только на заводе-изготовителе. Кроме того, большинство микропроцессорных устройств имеют 12-ти летний гарантийный срок службы, по истечении которого устройство может начать работать некорректно, и определить неисправность будет не просто. Так же существуют проблемы со встроенными часами календарем, время на микропроцессорных устройствах может сбиваться, и при регистрации аварии в журнал событий может быть записано ложное время аварии. Эта проблема связанна с отсутствием стабилизации импульсов кварцевого генератора. Данная проблема решается с помощью устройства синхронизации времени, к которому можно подключить сразу несколько устройств, и оно обеспечит точное время на всех устройствах.

Микропроцессорная релейная защита на современном этапе развивается быстрыми темпами и не исключено, что приведенные недостатки будут устранены в самое ближайшее время. Микропроцессорные комплексы более сложны в устройстве, эксплуатации и наладке, но вместе с этим они обеспечивают высокую точность измерений, заменяют огромные панели с электромеханическими реле, тем самым уменьшают количество проводов, и делают систему релейной защиты и автоматики гораздо компактнее.

 

Литература:

  1. Чернобровов Н.В.. Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем: Учеб. Пособие для техникумов. - M.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с.: ил.
  2. Микропроцессорное устройство защиты Сириус-Т: Руководство по эксплуатации. - ЗАО «РАДИУС Автоматика». Редакция 1.21 от 25.11.15.
  3. Устройство определения места повреждения на воздушных линиях электропередачи Сириус-2-ОМП: Руководство по эксплуатации. - ЗАО «РАДИУС Автоматика». 2010.
Год: 2017