Сравнение традиционных и волнового методов определения места повреждения

В своей работе службы релейной защиты и автоматики (СРЗА) филиалов АО “СО ЕЭС” сталкиваются с проблемой недостоверных показаний фиксирующих приборов (ФП), регистраторов аварийных событий (РАС) и данными встроенных функций определения места повреждения (ОМП) микропроцессорных терминалов защит. Это приводит к снижению надежности энергосистемы, а также увеличению временных и экономических затрат на отыскание места КЗ [1].

В соответствии с директивными документами [2], специалисты СРЗА анализируют все случаи работы ФП и расследуют причины недостоверных показаний ОМП. замыкание электропередача волновой

Анализ работы ФП, эксплуатирующихся в операционной зоне (ОЗ) Северокавказского РДУ (СК РДУ), за 2016 год показывает, что из 1521 случае срабатывания ФП было 87 случаев их неправильной работы.

Причиной этому были: переходное сопротивление в месте КЗ, нагрузки ЛЭП в предаварийном режиме, погрешность измерительных трансформаторов тока (ТТ) и трансформаторов напряжения (ТН), наличие сложных электромагнитных связей с другими линиями, физический и моральный износ устройств ОМП и т.д.

По результатам расчетов и информации о результатах осмотра ЛЭП производится анализ точности работы приборов ОМП, при необходимости уточнение (корректировка) методик расчета ОМП [3].

Наиболее достоверную информацию о точности работы приборов ОМП можно получить, используя метод натурных испытаний.

За период 2014-2015 гг. в ЕЭС России были проведены 3 этапа опытов натурных испытаний по оценке точности устройств ОМП.

Все установленные для опытов натурных испытаний устройства ОМП можно разделить на две группы:

· Традиционные устройства ОМП - это устройства ОМП, работающие по параметрам аварийного режима. Они основаны на анализе симметричных составляющих сигналов (токов и напряжений), возникающих в момент КЗ на ЛЭП, поскольку их величины зависят от места повреждения [4]. По методам ОМП они делятся на односторонние и двухсторонние. Последние одновременно используют информацию с обоих концов ЛЭП. К ним относятся ИМФ-3Р и Сириус-2-ОМП.

· Волновые устройства ОМП - это устройства ОМП, основанные на измерении разницы времени пробега электромагнитной волны, возникающей в момент повреждения, от точки повреждения к разным концам ЛЭП. Волновое ОМП является двухсторонним и требует обязательной связи между устройствами, расположенными на концах ЛЭП [5]. К ним относятся Бреслер-0107.090; TWSFL8; СМВЛ, ТОР 100-ЛОК.

Задачи испытаний сводились к следующему:

· Проверка и сравнительный анализ точности различных дистанционных методов ОМП ЛЭП для линий различной конфигурации.

· Оценка и сравнение функциональности интерфейса человек-машина (ИЧМ) устройств ОМП ЛЭП различных производителей.

· Выбор перспективного пути развития системы ОМП ЛЭП ЕНЭС.

· Разработка мероприятий и рекомендаций по построению системы ОМП ЛЭП ЕНЭС для повышения точности с целью снижения эксплуатационных расходов, связанных с отысканием мест повреждения ЛЭП.

Уникальность методики проведения опытов заключается в том, что после включения линии в работу производится подтягивание капроновой нити, и в момент приближения медного каната к рогу происходит перекрытие, нить перегорает, а проволока начинает падать. По мере падения проволоки появляется дуга, которая растягивается и исчезает после отключения ЛЭП устройствами релейной защиты. В результате автоматического повторного включения линия остается в работе, этим обеспечивается непрерывность электроснабжения потребителей [6].

Северный Кавказ

Первые опыты натурных испытаний были проведены в сентябре 2014 года в ОЗ СК РДУ на ВЛ 330 кВ Владикавказ-2 - Грозный.

· Опыт однофазного короткого замыкания на тело опоры производился в одной точке ЛЭП.

· Опыт однофазного короткого замыкания на землю через переходное сопротивление производился в одной точке ЛЭП.

Кроме ОМП при помощи вышеуказанных устройств, места КЗ были рассчитаны при помощи двух специализированных программных комплексов (ПК), используемым в СК РДУ. Результаты опыта №1, представлены в таблице I, а опыта №2 - в таблице II.

Сибирь

В октябре 2014 года опыты натурных испытаний устройств ОМП на искусственных дефектах изоляции были проведены на ВЛ 220 кВ Барнаульская - Бийская, МЭС Сибири.

· Проверка работоспособности устройства СМВЛ в условиях реальной эксплуатации в режиме мониторинга аварийных отключений ЛЭП.

· Проверка точности определения места повреждения (КЗ) на ЛЭП.

Были проведены два однотипных однофазных КЗ на ВЛ 220 кВ Барнаульская - Бийская:

· Опыт однофазного КЗ на землю при замыкании на вертикальный стержневой заземлитель на расстоянии 30 метров от опоры ЛЭП (опора №150). Расстояние 34,747 км от ПС 220 кВ Барнаульская.

· Опыт однофазного КЗ на землю при замыкании на вертикальный стержневой заземлитель на расстоянии 30 метров от опоры ЛЭП (опора №377). Расстояние 86,931 км от ПС 220 кВ Барнаульская.

Каждый опыт КЗ был зарегистрирован в штатном автоматическом режиме в “Журнале событий на ВЛ”. Время актуализации данных о событиях - опытах КЗ на АРМ СМВЛ составило 5-20 минут.

Результаты опытов натурных испытаний устройств ОМП на ВЛ 220 кВ Барнаульская - Бийская представлены в таблице III.

Дальний Восток

В декабре 2015 года опыты натурных испытаний устройств ОМП были проведены на спаренных ВЛ 220 кВ Амурская - Короли/тяговая с отпайкой на ПС 220 кВ Белогорск и ВЛ 220 кВ Завитая - Короли/тяговая с отпайкой на ПС 220 кВ Хвойная, расположенных в филиале ПАО “ФСК ЕЭС” - МЭС Востока, Амурское ПМЭС.

· Опыт однофазного КЗ на землю в режиме опробования ВЛ 220 кВ Завитая - Короли/тяговая с отпайкой на ПС 220 кВ Хвойная производился в одной точке ВЛ 220 кВ Завитая - Старт Короли/тяговая с отпайкой на ПС 220 кВ Хвойная.

· Опыт однофазного КЗ на землю через переходное сопротивление производился в одной точке ВЛ 220 кВ Завитая - Короли/тяговая с отпайкой на ПС 220 кВ Хвойная на отпайки на ПС 220 кВ Хвойная.

· Опыт междуфазного (двухфазного) КЗ производился в одной точке ВЛ 220 кВ Амурская - Короли/тяговая с отпайкой на ПС 220 кВ Хвойная.

Кроме ОМП при помощи вышеуказанных устройств, места КЗ были рассчитаны при помощи двух специализированных ПК, используемым в Амурском ПМЭС.

Результаты опытов №1, 2, 3 представлены в таблицах IV, V, VI соответственно.

По итогам натурных испытаний сделаны следующие выводы:

1. Наибольшую точность ОМП в опытах КЗ показали устройства, использующее двухсторонний волновой метод. Целесообразно применение волнового способа в качестве основного способа ОМП для ЛЭП 330-750 кВ.

2. В настоящее время в Европе функционируют независимые испытательные центры, которые объединены в Международную ассоциацию испытательных центров (STL). В России центры, обеспечивающие проведение полного цикла испытаний электротехнического оборудования, отсутствуют, поэтому назрела острая необходимость создать такой испытательный центр. Ввиду важности оценки точности работы приборов ОМП на системообразующих ЛЭП необходимо создание лаборатории для решения данных задач [7].

3. Персоналом эксплуатирующих организаций при проведении опытов натурных испытаний были выявлены следующие недостатки:

· Длительность выполнения расчета ОМП ПО Бреслер-0107.090.

· Частая неточность расчета ОМП ТОР 100-ЛОК.

· ПО ДЗЛ (ЭКРА) не предназначено для расчета ОМП.

Кроме того были сделаны следующие предложения:

· Необходимо предусмотреть передачу осциллограмм оперативным персоналом ПС в центр управления сетями (ЦУС) для ТОР 100-ЛОК.

На основе проведенных опытов натурных испытаний специалистами СК РДУ и ООО НПП “Экра” было проведено моделирование всех вышеуказанных опытов в ПАК RTDS. Проведенные исследования позволяют сделать вывод об актуальности моделей, полученных с помощью ПАК RTDS. Комплекс может использоваться для широкого круга задач и позволяет значительно сократить временные затраты на различные теоретические исследования и практические испытания устройств РЗА.

Список литературы

1. С.Б. Бухвалов. Экспериментальный метод настройки прибора ОМП на ЛЭП с высокой степенью неоднородности параметров // Релейщик. - 2010. - № 3. - с. 34-36.

2. Директивные документы:

3. - Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 55438-2013 “Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Релейная защита и автоматика. Взаимодействие субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии при создании (модернизации) и эксплуатации”:

4. - Положение о Службе РЗА Филиала АО “СО ЕЭС” Северокавказское РДУ (актуальная редакция).

5. СТО 56947007-29.240.55.159-2013 Типовая инструкция по организации работ для определения мест повреждения воздушных линий электропередачи напряжением 110 кВ и выше. Стандарт организации ПАО “ФСК ЕЭС”.

6. Аржанников Е.А., Лукоянов В.Ю., Мисриханов М.Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях / Под ред. Шуина В.А. - М.: Энергоатомиздат, 2003.

7. Козлов В.Н., Бычков Ю.В., Ермаков К.И. О точности современных устройств ОМП // Релейная защита и автоматизация. - 2016. - №1. - С. 42-46.

8. Айзенфельд А.И., Аронсон В.Н., Гловацкий В.Г.. Фиксирующие индикаторы тока и напряжения ЛИФП-А, ЛИФП-В, ФПТ и ФПН. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

9. Хренников А.Ю., Мажурин Р.В. Мощный испытательный центр в России. Технические и организационные факторы // Новости ЭлектроТехники. - 2012. - № 3(75).

Размещено на Allbest.ru