Het werkingsprincipe van beveiliging op afstand in elektrische netwerken van 110 kV

Afstandsbeveiliging (DZ) in elektrische netwerken van 110 kV-spanningsklasse vervult de functie van back-upbeveiliging van hoogspanningslijnen, behoudt de faseverschillende lijnbeveiliging, die wordt gebruikt als de hoofdbeveiliging in 110 kV elektrische netwerken. DZ beschermt bovenleidingen tegen fase-fase kortsluiting. Overweeg het werkingsprincipe en apparaten die de afstandsbeveiliging uitvoeren in elektrische netwerken van 110 kV.

Het werkingsprincipe van beveiliging op afstand is gebaseerd op de berekening van de afstand, de afstand tot het punt van falen. Om de afstand tot de foutlocatie van een hoogspanningslijn te berekenen, gebruiken apparaten die de functies van afstandsbescherming vervullen, de waarden van de belastingsstroom en de spanning van de beschermde lijn. Dat wil zeggen, circuits worden gebruikt voor de werking van deze beveiliging stroomtransformatoren (CT) En spanningstransformatoren (VT) 110 kV.

Apparaten voor beveiliging op afstand zijn aangepast aan een specifieke stroomlijn, onderdeel van het stroomsysteem, om hun stapsgewijze beveiliging te garanderen.

De beveiliging op afstand van een van de hoogspanningslijnen heeft bijvoorbeeld drie beschermingsniveaus. De eerste fase beslaat bijna de hele lijn, aan de kant van het onderstation waar de beveiliging is geïnstalleerd, de tweede fase beslaat de rest van de lijn naar het aangrenzende onderstation en een klein deel van het elektrische netwerk dat zich uitstrekt van het aangrenzende onderstation, de derde podium beschermt meer afgelegen delen. In dit geval behouden de tweede en derde fase van bescherming op afstand de bescherming die zich in een aangrenzend of verder weg gelegen onderstation bevindt. Beschouw bijvoorbeeld de volgende situatie.

De 110 kV-bovenleiding verbindt twee naast elkaar gelegen onderstations A en B en op beide onderstations zijn beveiligingskits op afstand geïnstalleerd. Als er een fout is aan het begin van de lijn aan de kant van onderstation A, werkt de beveiligingsset die in dat onderstation is geïnstalleerd, terwijl de beveiliging in onderstation B de beveiliging in onderstation A handhaaft. In dit geval, voor bescherming A, de schade valt binnen de werking in de eerste fase, voor bescherming B in de tweede fase.

Op basis van het feit dat hoe hoger de trap, hoe groter de responstijd van de beveiliging, volgt hieruit dat set A sneller zal werken dan beveiligingsset B. In dit geval, in het geval van een storing van beveiligingsset A, na de ingestelde tijd voor de werking van de tweede beschermingsfase, set B wordt geactiveerd ...

Afhankelijk van de lengte van de lijn en de configuratie van het deel van het voedingssysteem, wordt het vereiste aantal stappen en het bijbehorende dekkingsgebied geselecteerd voor een betrouwbare bescherming van de lijn.

Zoals hierboven vermeld, heeft elk van de beveiligingsfasen zijn eigen responstijd. In dit geval, hoe verder van het onderstation de fout is, hoe hoger de instelling voor de reactietijd van de beveiliging. Op deze manier wordt de selectiviteit van het beveiligingsbedrijf in naburige onderstations gewaarborgd.

Er bestaat zoiets als verdedigingsversnelling. Als de stroomonderbreker wordt geactiveerd door beveiliging op afstand, wordt in de regel een van zijn trappen versneld (de reactietijd wordt verkort) in het geval van handmatige of automatische hersluiting van de stroomonderbreker.

Afstandsbeveiliging, volgens het werkingsprincipe, bewaakt de lijnweerstandswaarden in realtime. Dat wil zeggen, de bepaling van de afstand tot de foutlocatie gebeurt op een indirecte manier - elke waarde van de lijnweerstand komt overeen met de waarde van de afstand tot de foutlocatie.

Zo vergelijkt de DZ in het geval van fase-naar-fase kortsluiting van de voedingslijn de weerstandswaarden die op een bepaald moment door de meetbeveiligingsinstantie zijn geregistreerd met de gespecificeerde weerstandsbereiken (actiezones) voor elk van de stadia.

Als om de een of andere reden geen spanning van 110 kV VT wordt geleverd aan de DZ-apparaten, zal de belastingsbeveiliging, wanneer een bepaalde stroomwaarde wordt bereikt, foutief werken en de stroomtoevoer naar de stroomlijn uitschakelen bij afwezigheid van fouten. Om dergelijke situaties te voorkomen, hebben apparaten voor bewaking op afstand een functie om de aanwezigheid van spanningscircuits te bewaken, bij afwezigheid waarvan de beveiliging automatisch wordt geblokkeerd.

Ook wordt de afstandsbeveiliging geblokkeerd bij een schommeling in de stroomvoorziening.Zwaaien treedt op wanneer de synchrone werking van de generator wordt verstoord in een bepaald deel van het voedingssysteem. Dit fenomeen gaat gepaard met een toename van de stroom en een afname van de spanning in het elektrische netwerk. Voor relaisbeveiligingsapparaten, waaronder DZ, worden schommelingen in de voeding gezien als kortsluiting. Deze verschijnselen verschillen in de mate van verandering van elektrische grootheden.

Bij kortsluiting treedt de verandering in stroom en spanning direct op en bij een schommeling met een korte vertraging. Op basis van deze functie heeft de beveiliging op afstand een blokkeerfunctie die de beveiliging blokkeert bij een schommeling in de stroomvoorziening.

Naarmate de stroom toeneemt en de spanning daalt op de beschermde lijn, staat de blokkering de werking van de afstandsbediening toe gedurende een tijd die voldoende is voor de werking van een van de beveiligingstrappen. Als de elektrische waarden (netstroom, spanning, lijnweerstand) gedurende deze tijd de limieten van de vooraf ingestelde beveiligingsinstellingen niet hebben bereikt, blokkeert het blokkeerlichaam de beveiliging. Dat wil zeggen, door de afstandsbediening te blokkeren, kan de beveiliging werken in het geval van een echte fout, maar wordt de beveiliging geblokkeerd in het geval van een schommeling in het voedingssysteem.

Welke apparaten de functie van bescherming op afstand in elektrische netwerken vervullen

Tot ongeveer het begin van de jaren 2000 werden de functies van alle relaisbeveiligings- en automatiseringsapparaten, inclusief de afstandsbeveiligingsfunctie, uitgevoerd door elektromechanische relaisgebaseerde apparaten.

Een van de meest voorkomende apparaten gebouwd op elektromechanische relais is EPZ-1636, ESHZ 1636, PZ 4M / 1, enz.

Bovenstaande toestellen zijn vervangen door multifunctionele microprocessorbeveiligingsterminals, die de functie vervullen van verschillende beveiligingen op de 110 kV-lijn, inclusief lijnafstandsbeveiliging.

Met betrekking tot afstandsbescherming in het bijzonder, verhoogt het gebruik van microprocessorapparaten voor de implementatie ervan de nauwkeurigheid van de werking ervan aanzienlijk. Een belangrijk voordeel is ook de beschikbaarheid van de microprocessorterminals van de bescherming van de functie van het bepalen van de locatie van de fout (OMP) - het tonen van de afstand tot het punt van de lijnfout, die wordt vastgelegd door de afstandsbeveiliging. De afstand wordt aangegeven met een nauwkeurigheid van tienden van een kilometer, wat het zoeken naar schade langs de lijn door reparatieteams enorm vergemakkelijkt.

In het geval van het gebruik van oude modellen afstandsbeveiligingskits, wordt het zoeken naar een fout op de lijn veel gecompliceerder, omdat er bij elektromechanische type beveiligingen geen mogelijkheid is om de exacte afstand tot de locatie van de fout vast te stellen.

Als alternatief worden onderstations geïnstalleerd om de exacte afstand tot de locatie van de storing te kunnen bepalen storingsrecorders (PARMA, RECON, Bresler, enz.), die gebeurtenissen in elk afzonderlijk deel van het elektriciteitsnet registreren.

Als er een storing optreedt op een van de hoogspanningslijnen, geeft de noodrecorder informatie over de aard van de storing en de afstand tot het onderstation, met vermelding van de exacte afstand.