Дальнє резервування - пристрій резервування при відмові вимикача (рівнів) в мережах 110-220 кв
Сторінка 2 з 16
Дальнє резервування. Варіант резервування відмови захистів або вимикачів суміжних ділянок отримав найменування далекого. Таке резервування виконується захистами (і відключається вимикачами) нема на об'єкті відмовили пристроями, а на інших віддалених підстанціях. Так, при пошкодженні на одній з ПЛ, що відходить від підстанції ПС1 (рис. 1), з відмовою її захистів або вимикача повинні спрацювати при виконанні функцій далекого резервування захисту і відключитися вимикачі на ПС2-ПС7.
Мал. 1. Схема мережі
Дальнє резервування забезпечує локалізацію аварій, припинення протікання струмів КЗ і розвиток пошкодження обладнання, проте необхідно рахуватися з наступними його недоліками.
1. У разі відмови вимикача приєднання, що відходить від підстанції з двома системами (секціями) шин, і включеному шіносоедінітельном або секційному вимикачі, робота захистів в режимі дальнього резервування призводить до погашення обох систем шин або секцій і до знеструмлення усіх живляться від даної підстанції споживачів. При цьому також відбувається погашення цих відгалужень підстанцій, підключених до ліній, що відходять від підстанції з несправним вимикачем. Так, при схемі мережі, показаної на рис. 1, одночасно з знеструмленими шин ПС1 відбувається погашення цих відгалужень підстанцій і ПС8-ПС12.
2. У режимі дальнього резервування пристрої захисту діють на значному числі підстанцій. Так, в зображеної на рис. 1 мережі відключення відбувається на шести підстанціях. Це ускладнює диспетчерську ліквідацію аварій, ускладнює збір інформації про обсяги відключень, що в ряді випадків не дозволяє оперативно прийняти потрібне рішення по ліквідації аварійної ситуації.
3. Дальнє резервування здійснюється, як правило, останніми ступенями захисту, тобто захистами з великими витримками часу. У багатьох випадках їх чутливість забезпечується тільки в результаті каскадного дії. Наприклад, спочатку мають чутливість до 'даного виду і місця пошкодження захисту тільки на ПС2 і Пс5, після відключення обох вимикачів збільшується до необхідного значення струм в захисті ПС4, після відключення вимикача підвищується чутливість захисту на ПС6 і т.д. В результаті повне час відключення КЗ може бути більше 10-20 с. При таких часи відключення зростає ймовірність стійких ушкоджень і неуспішних АПВ з знеструмленими великого числа споживачів. Навіть при нестійких пошкодженнях АПВ більшості приєднань буде неуспішним, оскільки при виборі часу спрацьовування АПВ зазвичай не враховується настільки тривале існування режиму КЗ.
4. У ряді випадків при пошкодженні в кінці лінії і відмову її захистів або вимикача чутливість захистів в режимах далекого резервування взагалі не забезпечується. В першу чергу це стосується чутливості дистанційних захистів до міжфазних КЗ на лініях, що примикають до потужних підстанцій; НЕ резервуються також КЗ за трансформаторами підстанцій.
5. При дії захистів в режимах далекого резервування, коли відключається велика кількість вимикачів відмова одного з вимикачів або одного із захистів на протилежному кінці (в подальшому будемо називати такі відмови супутніми), створює ще більш важкі умови для роботи суміжних пристроїв релейного захисту. Стосовно до рис. 1 при супутньому відмову вимикача на ПС7 забезпечити чутливість захистів на ПС13, ПС14 іПС15, як правило, неможливо.
Для підвищення чутливості захистів при їх роботі в режимах далекого резервування додатково на шіносоедінітельних (ШСВ) і секційних (СВ) вимикачах встановлюються спеціальні комплекти захистів. Якщо таким комплектом захисту забезпечити відключення ШСВ, то одна з систем шин, а разом з нею ряд ліній і підстанцій відокремлюються від пошкодженої ділянки системи. В приєднання, підключених до іншої системи шин з відключилося пошкодженим елементом, зростають струми КЗ, підвищується чутливість захистів, що забезпечують далеке резервування.
Відомі два варіанти виконання захистів ШСВ.
Характеристика реле опору в комплексній площині опорів (крива 1 на рис. 2) зазвичай представляє з себе що проходить через початок координат окружність, нахилений до осі активних опорів під кутом максимальної чутливості УПМ, відповідно до кута між напругою і струмом без землі. Треті зони захистів типу ЕПЗ-тисячі шістсот тридцять шість в окремих випадках мають характеристики реле, змішані в третій квадрант Х крива 1Г на рис. 2). Уставка реле визначається діаметром окружності, а при зміщенні характеристики в третій квадрант - частиною діаметра від початку координат до точки А. Розглядається реле є реле мінімального опору, його зона спрацювання знаходиться всередині кола. Навантаження на лінії в тих же осях зображується вектором, проведеним з початку координат під кутом навантаження (рн, зазвичай становить приблизно 30 ° (кут навантаження повинен задаватися службою режимів). Значення навантаження в Омасі ZH пов'язано зі струмом навантаження IН співвідношенням
де Umin "- мінімальне експлуатаційне лінійне напруга.
Для того щоб захист не спрацювала при збільшенні навантаження, розрахункове значення опору навантаження приймається за висловом
де кн - коефіцієнт надійності, що приймається 1,1 - 1,2; кв - коефіцієнт повернення, для реле панелей ЕПЗ-+1636 може бути прийнятий 1,05.
З зіставлення характеристик 1 і 2 видно, що при однакових уставках відбудова від навантаження у реле зі зміщеною в третій квадрант характеристикою гірше, оскільки у нього Zcp більше, а значить, струм навантаження, при якому реле спрацює, менше.
Для можливості збільшення уставки за умовою пропуску навантаження застосовуються такі методи.
1. В схемах панелей ЕПЗ-1636 характеристика третьої зони може виконуватися у вигляді еліпса з співвідношенням осей 0,5; 0,65; 0,8 і l. Ha кривої 3 (рис. 2) наведена для прикладу характеристика, що проходить через початок координат з співвідношенням осей 0,5. Очевидно, що при заданому навантаженні можна задавати на реле значно більшу уставку.
2. У схемах захистів типу ДЗ-503 можливий винос характеристики в перший квадрант - до 50% уставки. Очевидно, що умови відбудови від навантажень значно полегшуються (рис. 3, крива 2).
3. У сучасних захистах із застосуванням напівпровідникової техніки, що приходять на зміну панелям ЕПЗ-1 636, характеристика третьої зони - трикутник (крива 3 на рис. 3), де умови відбудови від навантаження теж не будуть визначальними.
При використанні будь-яких варіантів відбудови від струмів навантаження необхідно враховувати, що далеко не завжди кут навантаження приблизно дорівнює 30 °. Відомі випадки, коли по автотрансформатора перетікання потужності з мережі 500 кВ в мережу 220 кВ при кутах приблизно 60 ° був близьким до номінального. В таких умовах ефективність будь-яких методів відбудови від навантаження буде низькою, необхідна тільки відбудова по опору. Тому в тих випадках, коли відбудова від навантаження уставок захистів виконується за допомогою спеціальних характеристик і уставки НЕ відбудовані за опору спрацьовування при вугіллі максимальної чутливості, необхідно проаналізувати можливість роботи передачі при низьких cos # 966; і підбирати статистичний матеріал за наявними режимам.
Експериментально встановлено, що еліптичні характеристики реле опору на панелях ЕПЗ-1636 відповідають заданим співвідношенням осей при токах 1,5-2 номінального струму панелі і більш. При менших значеннях струмів еліпси "товщають" на 10-15% і при уставці в співвідношенні осей 0,5 можуть досягати співвідношення осей 0,55-0,57, а при уставках в мережах 110-220 кВ 100-150-200 Ом струми КЗ можуть бути менш 50% номінального струму. Тому доцільно розрахункову еліптичності характеристики реле опору підтверджувати випробуваннями і при необхідності вносити коригування прийнятих уставок. В [1] дано рекомендації по збереженню заданого співвідношення осей еліпса в реле типу КРС-2 при токах від подвійного номінального струму до подвійного струму точної роботи.
Відсутність далекого резервування в ряді випадків призводило до серйозних аварій, тому розділ 4.4 [2] присвячений заходам щодо підвищення якостей далекого резервування. Однак у зв'язку з тим, що в ряді випадків забезпечити резервування все ж неможливо (див. П. 3.2.17 [3]) допускається застосування далекого резервування тільки при найбільш часто зустрічаються видах ушкодження, без урахування рідкісних режимів роботи і при обліку каскадного дії захисту . При далекому резервному дії передбачається також можливість неселективного дії захистів при КЗ на суміжних елементах, в окремих випадках допускається знеструмлення підстанцій, при цьому слід по можливості забезпечувати виправлення цих неселективних відключень дією АПВ або АВР.
Слід, однак, пам'ятати про те, що відповідно до п. 3.2.5 [3] релейний захист, що діє на відключення, як правило, повинна
бути селективної, а відступ від вимог селективності має затверджуватися головним інженером енергосистеми або його заступником [4].
З урахуванням перерахованих вище недоліків далеке резервування не може вважатися достатнім для забезпечення надійного функціонування енергосистеми при пошкодженнях обладнання, що супроводжуються відмовами захистів або вимикачів. Тому з метою підвищення надійності і живучості енергосистеми, зменшення кількості знеструмлених споживачів, зменшення часу існування КЗ і різкого скорочення числа об'єктів, де проводяться відключення вимикачів, здійснюються заходи щодо ближнього резервування і встановлюються ПРВВ.