Η αρχή λειτουργίας της απομακρυσμένης προστασίας σε ηλεκτρικά δίκτυα 110 kV
Η προστασία απόστασης (DZ) σε ηλεκτρικά δίκτυα κατηγορίας τάσης 110 kV εκτελεί τη λειτουργία εφεδρικής προστασίας γραμμών υψηλής τάσης, διατηρεί την προστασία γραμμής διαφορετικής φάσης, η οποία χρησιμοποιείται ως κύρια προστασία σε ηλεκτρικά δίκτυα 110 kV. Το DZ προστατεύει τις εναέριες γραμμές από βραχυκύκλωμα φάσης φάσης. Εξετάστε την αρχή λειτουργίας και τις συσκευές που εκτελούν τη λειτουργία προστασίας απόστασης σε ηλεκτρικά δίκτυα 110 kV.
Η αρχή λειτουργίας της απομακρυσμένης προστασίας βασίζεται στον υπολογισμό της απόστασης, της απόστασης μέχρι το σημείο αστοχίας. Για να υπολογίσετε την απόσταση από τη θέση σφάλματος μιας γραμμής υψηλής τάσης, οι συσκευές που εκτελούν τις λειτουργίες προστασίας απόστασης, χρησιμοποιήστε τις τιμές του ρεύματος φορτίου και την τάση της προστατευμένης γραμμής. Δηλαδή χρησιμοποιούνται κυκλώματα για τη λειτουργία αυτής της προστασίας μετασχηματιστές ρεύματος (CT) και μετασχηματιστές τάσης (VT) 110 kV.
Οι συσκευές απομακρυσμένης προστασίας είναι προσαρμοσμένες σε μια συγκεκριμένη γραμμή τροφοδοσίας, μέρος του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, με τέτοιο τρόπο ώστε να διασφαλίζεται η βήμα προς βήμα προστασία τους.
Για παράδειγμα, η απομακρυσμένη προστασία μιας από τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας έχει τρία στάδια προστασίας. Το πρώτο στάδιο καλύπτει σχεδόν ολόκληρη τη γραμμή, στην πλευρά του υποσταθμού όπου είναι εγκατεστημένη η προστασία, το δεύτερο στάδιο καλύπτει την υπόλοιπη γραμμή προς τον παρακείμενο υποσταθμό και ένα μικρό μέρος του ηλεκτρικού δικτύου που εκτείνεται από τον παρακείμενο υποσταθμό, το τρίτο Το στάδιο προστατεύει πιο απομακρυσμένα τμήματα. Στην περίπτωση αυτή, το δεύτερο και το τρίτο στάδιο της απομακρυσμένης προστασίας διατηρούν την προστασία που βρίσκεται σε παρακείμενο ή πιο απομακρυσμένο υποσταθμό. Για παράδειγμα, εξετάστε την ακόλουθη κατάσταση.
Η εναέρια γραμμή 110 kV συνδέει δύο παρακείμενους υποσταθμούς Α και Β, ενώ και στους δύο υποσταθμούς εγκαθίστανται κιτ απομακρυσμένης προστασίας. Εάν υπάρχει σφάλμα στην αρχή της γραμμής στην πλευρά του υποσταθμού Α, το σετ προστασίας που είναι εγκατεστημένο σε αυτόν τον υποσταθμό θα λειτουργεί, ενώ η προστασία στον υποσταθμό Β θα διατηρεί την προστασία στον υποσταθμό Α. Στην περίπτωση αυτή, για την προστασία Α, Η ζημιά θα είναι εντός λειτουργίας στο πρώτο στάδιο, για την προστασία Β στο δεύτερο στάδιο.
Με βάση το γεγονός ότι όσο υψηλότερο είναι το στάδιο, τόσο μεγαλύτερος ο χρόνος απόκρισης προστασίας, προκύπτει ότι το σετ Α θα λειτουργήσει γρηγορότερα από το σετ προστασίας Β. Σε αυτήν την περίπτωση, σε περίπτωση αστοχίας του σετ προστασίας Α, μετά τον καθορισμένο χρόνο για η λειτουργία του δεύτερου σταδίου προστασίας, το σετ Β θα ενεργοποιηθεί ...
Ανάλογα με το μήκος της γραμμής και τη διαμόρφωση του τμήματος του συστήματος ισχύος, επιλέγεται ο απαιτούμενος αριθμός βημάτων και η αντίστοιχη περιοχή κάλυψης για αξιόπιστη προστασία της γραμμής.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, κάθε ένα από τα στάδια προστασίας έχει τον δικό του χρόνο απόκρισης. Σε αυτή την περίπτωση, όσο πιο μακριά από τον υποσταθμό είναι το σφάλμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ρύθμιση χρόνου απόκρισης προστασίας. Με αυτόν τον τρόπο διασφαλίζεται η επιλεκτικότητα της προστατευτικής λειτουργίας σε γειτονικούς υποσταθμούς.
Υπάρχει κάτι σαν επιτάχυνση άμυνας. Εάν ο διακόπτης κυκλώματος ενεργοποιείται από απομακρυσμένη προστασία, τότε, κατά κανόνα, ένα από τα στάδιά του επιταχύνεται (ο χρόνος αντίδρασης μειώνεται) σε περίπτωση χειροκίνητου ή αυτόματου επανακλεισίματος του διακόπτη κυκλώματος.
Η προστασία απόστασης, σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας, παρακολουθεί τις τιμές αντίστασης γραμμής σε πραγματικό χρόνο. Δηλαδή, ο προσδιορισμός της απόστασης από τη θέση του σφάλματος γίνεται με έμμεσο τρόπο — κάθε τιμή της αντίστασης γραμμής αντιστοιχεί στην τιμή της απόστασης από τη θέση του σφάλματος.
Έτσι, σε περίπτωση βραχυκυκλώματος φάσης-φάσης της γραμμής ισχύος, το DZ συγκρίνει τις τιμές αντίστασης που καταγράφονται σε μια δεδομένη στιγμή από το σώμα προστασίας μέτρησης με τις καθορισμένες περιοχές αντίστασης (ζώνες δράσης) για καθεμία από τα στάδια.
Εάν, για τον ένα ή τον άλλο λόγο, δεν παρέχεται τάση 110 kV VT στις συσκευές DZ, τότε όταν επιτευχθεί μια ορισμένη τιμή ρεύματος, η προστασία φορτίου θα λειτουργήσει λανθασμένα, απενεργοποιώντας την τροφοδοσία ρεύματος στη γραμμή ρεύματος σε περίπτωση απουσίας των σφαλμάτων. Για την αποφυγή τέτοιων καταστάσεων, οι συσκευές απομακρυσμένης παρακολούθησης έχουν τη λειτουργία παρακολούθησης της παρουσίας κυκλωμάτων τάσης, ελλείψει των οποίων η προστασία μπλοκάρεται αυτόματα.
Επίσης, η προστασία απόστασης μπλοκάρεται σε περίπτωση ταλάντευσης στο τροφοδοτικό.Η αιώρηση συμβαίνει όταν η σύγχρονη λειτουργία της γεννήτριας διαταράσσεται σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του συστήματος ισχύος. Το φαινόμενο αυτό συνοδεύεται από αύξηση του ρεύματος και μείωση της τάσης στο ηλεκτρικό δίκτυο. Για συσκευές προστασίας ρελέ, συμπεριλαμβανομένου του DZ, οι ταλαντεύσεις στο τροφοδοτικό γίνονται αντιληπτές ως βραχυκύκλωμα. Αυτά τα φαινόμενα διαφέρουν ως προς το ρυθμό μεταβολής των ηλεκτρικών μεγεθών.
Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, η αλλαγή του ρεύματος και της τάσης συμβαίνει αμέσως και σε περίπτωση αιώρησης, με μικρή καθυστέρηση. Με βάση αυτή τη λειτουργία, το τηλεχειριστήριο έχει μια λειτουργία μπλοκαρίσματος που μπλοκάρει την προστασία σε περίπτωση ταλάντευσης στο τροφοδοτικό.
Καθώς το ρεύμα αυξάνεται και η τάση πέφτει στην προστατευμένη γραμμή, το μπλοκάρισμα επιτρέπει τη λειτουργία του τηλεχειριστηρίου για αρκετό χρόνο για τη λειτουργία ενός από τα στάδια προστασίας. Εάν οι ηλεκτρικές τιμές (ρεύμα δικτύου, τάση, αντίσταση γραμμής) κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου δεν έχουν φτάσει τα όρια των προκαθορισμένων ρυθμίσεων προστασίας, το σώμα μπλοκαρίσματος εμποδίζει την προστασία. Δηλαδή, το μπλοκάρισμα του τηλεχειριστηρίου επιτρέπει στην προστασία να λειτουργεί σε περίπτωση πραγματικής βλάβης, αλλά μπλοκάρει την προστασία σε περίπτωση ταλάντευσης στο σύστημα ισχύος.
Ποιες συσκευές εκτελούν τη λειτουργία της απομακρυσμένης προστασίας σε ηλεκτρικά δίκτυα
Μέχρι περίπου τις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι λειτουργίες όλων των συσκευών προστασίας ρελέ και αυτοματισμού, συμπεριλαμβανομένης της λειτουργίας προστασίας απόστασης, εκτελούνταν από ηλεκτρομηχανικές συσκευές βασισμένες σε ρελέ.
Μία από τις πιο κοινές συσκευές που κατασκευάζονται σε ηλεκτρομηχανικά ρελέ είναι τα EPZ-1636, ESHZ 1636, PZ 4M / 1, κ.λπ.
Οι παραπάνω συσκευές έχουν αντικατασταθεί από ακροδέκτες προστασίας μικροεπεξεργαστή πολλαπλών λειτουργιών, που εκτελούν τη λειτουργία πολλών προστασιών στη γραμμή 110 kV, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας απόστασης γραμμής.
Όσον αφορά συγκεκριμένα την προστασία απόστασης, η χρήση συσκευών μικροεπεξεργαστή για την υλοποίησή της αυξάνει σημαντικά την ακρίβεια της λειτουργίας της. Επίσης σημαντικό πλεονέκτημα είναι η διαθεσιμότητα των τερματικών μικροεπεξεργαστή της προστασίας της λειτουργίας προσδιορισμού της θέσης του σφάλματος (OMP) — που δείχνει την απόσταση από το σημείο του σφάλματος γραμμής, το οποίο καθορίζεται από την προστασία απόστασης. Η απόσταση υποδεικνύεται με ακρίβεια δέκατων του χιλιομέτρου, γεγονός που διευκολύνει πολύ την αναζήτηση ζημιών κατά μήκος της γραμμής από τα συνεργεία επισκευής.
Στην περίπτωση χρήσης παλαιών μοντέλων κιτ προστασίας απόστασης, η διαδικασία αναζήτησης σφάλματος στη γραμμή γίνεται πολύ πιο περίπλοκη, επειδή με ηλεκτρομηχανολογικές προστασίες δεν υπάρχει δυνατότητα καθορισμού της ακριβούς απόστασης από τη θέση της βλάβης.
Εναλλακτικά, για να είναι δυνατός ο προσδιορισμός της ακριβούς απόστασης από τη θέση της βλάβης, εγκαθίστανται υποσταθμοί καταγραφείς προβλημάτων (PARMA, RECON, Bresler, κ.λπ.), που καταγράφουν συμβάντα σε κάθε μεμονωμένο τμήμα του ηλεκτρικού δικτύου.
Εάν παρουσιαστεί σφάλμα σε μία από τις γραμμές τροφοδοσίας, ο καταγραφέας έκτακτης ανάγκης θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τη φύση του σφάλματος και την απόστασή του από τον υποσταθμό, υποδεικνύοντας την ακριβή απόσταση.