Новые предложения по изменению алгоритма работы блокировки при качаниях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Филиал АО «СО ЕЭС» ОДУ Урала, Екатеринбург, Россия

Новые предложения по изменению алгоритма работы блокировки при качаниях

Т.С. Просвирякова,

Е.С. Якупова,

А.С. Федоров

Аннотация -- рассмотрена существующая логическая схема блокировки дистанционной защиты при качаниях производства НПП «ЭКРА», рассчитаны параметры срабатывания по приращению тока прямой последовательности чувствительного органа, приведены возможные варианты изменения логики работы блокировки дистанционной защиты при качаниях.

Ключевые слова -- дистанционная защита; блокировка при качаниях; прямая последовательность.

Abstract -- The paper considers the existing logical scheme of blocking of distance protection during swings produced by RPR 'ECRA'. There were calculated the actuation data on current increment of sensible organ, there were provided possible variants of change of logic of operation of swing blocking of the distance protection.

Keywords -- distance protection; blocking during swings; direct sequence.

Возникновение качаний в энергосистеме сопровождается появлением уравнительных токов, изменяющихся во времени с определенной периодичностью. Токи при этом могут быть значительно больше максимальных токов нагрузочного режима, а напряжения в точках сети, близких к электрическому центру качаний, снижаются в пределе до нуля. Качания могут привести к тому, что сопротивление, измеряемое дистанционной защитой (ДЗ), из области нагрузочных режимов переходит в область характеристик срабатывания. Для исключения неправильного действия защиты используется устройство блокировки при качаниях.

Блокировкой при качаниях в общем смысле называют функцию в составе микропроцессорного устройства РЗА, отвечающую за правильную работу дистанционной защиты в режиме качаний и режиме асинхронного хода в энергосистеме (ЭС).

Режим качаний и режим короткого замыкания (КЗ) можно различать, используя два основных фактора:

1) Появление при КЗ несимметричных составляющих тока и напряжения (в случае трехфазного симметричного замыкания в начальный момент возникновения КЗ присутствует кратковременная несимметрия) и отсутствие несимметрии в режиме качаний или асинхронном режиме.

2) Значительное изменение электрических параметров в энергосистеме (высокая скорость приращения электрических величин) за малые промежутки времени при КЗ и относительно медленное изменение электрических величин в режиме качаний.

В отечественной практике используется два алгоритма построения логики блокировок дистанционных защит при качаниях в микропроцессорных устройствах. Речь идет о алгоритме контроля приращения векторов тока прямой и обратной последовательности (DI1, DI2) и алгоритме контроля скорости изменения сопротивления (dZ/dt). В операционной зоне ОДУ Сибири и ОДУ Урала широко распространен принцип построения блокировки, основанный именно на контроле приращения векторов тока прямой и обратной последовательности.

оценка работы алгоритма блокировки при качаниях в аварийной ситуации

В 2016 году, во время аварийной ситуации в объединенной энергосистеме выявились случаи неправильной работы блокировки при качаниях дистанционной защиты производства НПП «ЭКРА» в условиях асинхронного режима (рис. 1).

Рис. 1 Осциллограмма асинхронного режима на ВЛ 500 кВ Беловская ГРЭС - Ново-Анжерская

В данном случае из-за наличия близко расположенного источника генерации частота скольжения в асинхронном режиме была выше 2 Гц, что привело к быстрому нарастанию тока прямой последовательности, было расценено блокировкой при качаниях как режим симметричного короткого замыкания и привело к ложной работе дистанционной защиты. На рис.2. приведена функциональная логическая схема блокировки при качаниях устройства БЭ2704. Пуск быстродействующих ступеней ДЗ осуществляется срабатыванием чувствительных пусковых органов по приращению тока прямой или обратной последовательности (DI1_БЛ и DI2_БЛ).

Рис.2. Функциональная логическая схема блокировки при качаниях устройства БЭ2704

Для обеспечения работы ДЗ с учетом возможного каскадного действия защиты при КЗ в конце линии время ввода быстродействующих ступеней DT27 обычно принимают равным 0,4 с.

В асинхронном режиме с периодом качаний меньше уставки DT27 пуск DI1_БЛ позволит отработать быстродействующим ступеням ДЗ, если годограф сопротивления успеет войти в зону срабатывания [1]. Таким образом, для определения уставки DI1_БЛ необходимо оценить величину изменения вектора тока прямой последовательности при качаниях.

Для двухмашинной системы ток качаний определяется:

(1)

(2)

где ДE - разность ЭДС эквивалентных генераторов;

д - угол между ЭДС эквивалентных генераторов, изменяющийся в процессе качаний;

Z_1У - эквивалентное сопротивление прямой последовательности связи;

Iкач.макс - максимальное действующее значение тока качаний при д = 180°.

В произвольный момент времени угол между ЭДС (в режиме качаний или асинхронного хода) определяется в зависимости от разности частот эквивалентных генераторов Дf:

(3)

Изменение тока качаний за период промышленной частоты:

(4)

По данным осциллограммы асинхронного режима на ВЛ 500 кВ Рефтинская ГРЭС - Тюмень № 1 определим изменение тока качаний за период промышленной частоты:

? максимальное действующее значение тока прямой последовательности I1макс = 1700 А;

? период качаний Тц = 0,3 с;

? разность частот энергосистем ?f = 3,33 Гц.

Изменение тока качаний за период промышленной частоты:

Максимальный расчетный ток Iкач.макс в ремонтной схеме при отключенной параллельной ВЛ 500 кВ Рефтинская ГРЭС - Тюмень № 2 составляет 4800 А.

Максимальное расчетное значение DI1макс для данной линии при разности частот энергосистем ?f = 3,33 Гц:

Установка пускового органа DI1_БЛ выбирается по условию чувствительности к трехфазным КЗ на смежных присоединениях для обеспечения работы ступеней ДЗ, обеспечивающих дальнее резервирование защит смежных присоединений:

Таким образом, отстройка чувствительного пускового органа DI1_БЛ от изменения тока прямой последовательности в режиме качаний приведет к потере чувствительности дистанционной защиты при КЗ в зоне дальнего резервирования.

На основании собранной в ОДУ статистики в сети 500 кВ операционной зоны произошло порядка 1300 КЗ из них 13 трехфазных КЗ. При этом из 13 КЗ лишь одно имело первоначальный трехфазный характер (с наличием несимметрии по токам) остальные развивались преимущественно из двухфазных КЗ на землю, следовательно, вероятность возникновения трехфазного короткого замыкания на ВЛ 500 кВ без предварительной несимметрии крайне мала, поэтому, целесообразно рассмотреть возможность исключения пуска быстродействующих ступеней дистанционной защиты от чувствительного органа по приращению тока прямой последовательности DI1_БЛ на время возникновения короткого замыкания с последующим вводом данного контроля на время трехфазного автоматического повторного включения ТАПВ + t_запас для исключения несрабатывания дистанционной защиты в режиме включения от ТАПВ на трехфазное короткое замыкание, когда несимметрия величин определяется исключительно разновременностью включения фаз выключателя. Данный способ позволит снизить риски ложной работы дистанционной защиты при асинхронном режиме на ВЛ и сохранить чувствительность ДЗ к включению на симметричное короткое замыкание.

дистанционный защита качание

Список литературы

1. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. - Энергоатомиздат, 2007. -- 549 с.

2. А. Б. Барзам. Системная автоматика. - 4-е изд.,перераб.и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1989. - 446 с.

Размещено на Allbest.ru