Защитные схемы ретрансляции
Подстанция может использовать множество ретрансляционных систем для защиты оборудования, связанного со станцией. Наиболее важными из них являются: линии передачи и распределения, исходящие от станционных, повышающих и понижающих трансформаторов, станций автобусов, выключателей, шунтирующих и последовательных реакторов и шунтирующих и последовательных конденсаторов.
Шесть различных типов ретрансляционных схем для защиты оборудования подстанции EHV и UHV
Подстанции, обслуживающие цепочки системы массовых передач, должны обеспечивать высокий уровень надежности и безопасности для обеспечения непрерывности обслуживания системы. Все больше внимания уделяется очень сложным ретрансляционным системам, которые должны надежно функционировать и на высоких скоростях для устранения сбоев линии и станции при минимизации ложного срабатывания.
В большинстве систем EHV и UHV используются два набора защитных реле для линий, шин и трансформаторов.
Многие коммунальные предприятия по-прежнему используют один комплект электромеханических реле для защиты линии передачи, с полностью раздельным избыточным набором твердотельных реле для обеспечения второго защитного ретрансляционного пакета или двух полностью изолированных резервных наборов твердотельных реле.
Использование двух отдельных наборов реле, работающих от отдельных трансформаторов напряжения и тока и от отдельных аккумуляторных батарей, позволяет тестировать реле без необходимости отключения защищенной линии или шины от обслуживания.
Для более сложных ретрансляционных приложений, таких как линии EHV с использованием последовательных конденсаторов в линии, некоторые компании всегда используют два набора твердотельных реле для обеспечения систем защиты.
Релейные терминалы линии передачи расположены на подстанции и используют множество различных схем ретрансляции, которые включают в себя следующее:
-
- Пилотный провод
- Прямое недополучение
- Допустимое недополучение
- Допустимое превышение
- Направленное сравнение
- Сравнение фаз
1. Релейная проводка
Релейная передача пилот-сигнала - это адаптация принципа дифференциальной ретрансляции к защите линии и функций, обеспечивающих высокоскоростную очистку линии для сбоев в любой точке линии.
Пилоты включают в себя проводной пилот-сигнал (с использованием двухпроводной пары между концами линии), пилот-сигналы несущего тока, микроволновые пилоты, пилот-сигналы оптической оптики и использование аудио-тонального оборудования по проводам, несущей, волоконной оптике или микроволновая печь.
Линии передачи могут иметь два или более терминалов, каждый с автоматическими выключателями для отсоединения линии от остальной части энергосистемы. Все описанные системы ретрансляции могут использоваться на двух- или многотерминальных линиях. Релейные системы программируют автоматическое срабатывание автоматических выключателей во время сбоев энергосистемы.
Термин «пилот-сигнал» означает, что между концами линии передачи имеется какой-то соединительный канал, по которому может передаваться информация.
В настоящее время используются три разных типа такого канала, и их называют «проводным пилотом», «пилотом-носителем тока» и «микроволновым пилотом».
Пилот-проводник обычно состоит из двухпроводной схемы типа телефонной линии либо открытого провода, либо кабеля. Часто такие схемы снимаются у местной телефонной компании.
Пилотом-носителем тока для целей защитного ретрансляции является то, в котором низковольтные высокочастотные токи (от 30 кГц до 200 кГц) передаются вдоль проводника линии электропередачи к приемнику на другом конце, земля и земля провод, обычно действующий как обратный проводник.
Микроволновый пилот - это сверхвысокочастотная радиосистема, работающая над 900 мегациклами. Пилот-проводник обычно экономичен для расстояний до 5 или 10 миль, за которым пилот-ток-ток обычно становится более экономичным.
Микроволновые пилоты используются, когда количество услуг, требующих пилотных каналов, превышает технические или экономические возможности тока несущей.
Цель пилота
На рисунке 1 показана однолинейная диаграмма секции линии передачи, соединяющей станции A и B, и показывающая часть соседней линейной секции за пределами B. Предположим, что вы были на станции A, где для считывания напряжения были доступны очень точные счетчики, тока и фазового угла между ними для участка линии AB.
Рисунок 1 - Секции линии передачи для иллюстрации цели пилотного
Зная характеристики импеданса на единицу длины линии и расстояние от А до В, вы могли бы, подобно дистанционному реле, рассказать разницу между коротким замыканием в точке С в середине линии и в точке D, дальний конец линия.
Но вы не могли бы различать неисправность в D и ошибку в E непосредственно за выключателем прилегающей секции линии, поскольку импеданс между D и E был бы настолько мал, чтобы произвести незначительную разницу в величинах, которые вы измеряли, Несмотря на то, что вы можете обнаружить небольшую разницу, вы не можете быть уверены, сколько из-за неточностей, хотя и незначительных, в ваших метрах или в трансформаторах тока и напряжения, поставляющих ваши счетчики.
И, конечно же, у вас возникнут трудности, если бы были задействованы смещенные токовые волны.
В таких обстоятельствах вы вряд ли захотите принять на себя ответственность за то, что вы отключили свой автоматический выключатель от неисправности на D, а не отключили его для неисправности на E. Но если вы были на станции B, несмотря на ошибки в ваших метрах или источник питания, или были ли волны смещения, вы могли бы положительно определить, была ли неисправность в D или E.
Было бы практически полное изменение токов, или, другими словами, примерно разность фазового угла на 180 °.
Таким образом, что необходимо на станции А, является своего рода индикацией, когда фазовый угол тока на станции В (относительно тока в точке А) отличается примерно на 180 ° от его значения для неисправностей в линии AB. Такая же потребность существует на станции B для сбоев по обе стороны от станции A.
Эта информация может быть предоставлена либо путем предоставления каждой станции соответствующей выборки фактических токов на другой станции, либо сигналом от другой станции, когда ее текущий фазовый угол примерно на 180 ° отличается от того, что для отказа в строке будучи защищенным.
Вернуться к содержанию ↑
2. Прямые реле защиты от перегрузки
Эти реле (рис. 2) на каждом терминале защищенной линии означают потерю мощности в линию. Их зоны работы должны перекрываться, но не перекрывать удаленные терминалы.
Работа реле на любом терминале инициирует как открытие локального выключателя, так и передачу непрерывного сигнала дистанционного отключения для обеспечения мгновенной работы всех удаленных выключателей.
Например, на рисунке 2 ниже, для неисправности линии вблизи шины A, неисправность реле непосредственно отключается от A (разомкнутый) выключатель A и передает сигнал отключения передачи в B. Прием этого сигнала отключения при отключении B B.
Рисунок 2 - Зоны срабатывания реле неисправности для системы ретрансляции передающей линии
Вернуться к содержанию ↑
3. Разрешающие реле
Эксплуатация и оборудование для этой системы такие же, как и системы прямой поддонов, с добавлением блоков обнаружения неисправностей на каждом терминале.
Детекторы неисправностей должны перегружать все удаленные терминалы. Они используются для обеспечения дополнительной безопасности, контролируя дистанционное отключение. Таким образом, реле неисправности работает, как показано на рисунке 2, и детекторами неисправностей, как показано на рисунке 3.
В качестве примера, для неисправности вблизи A на рисунке 2, неисправность реле на A отключает выключатель A напрямую и посылает сигнал отключения передачи в B. Прием сигнала отключения и срабатывание реле неисправности реле B (рис. 3) отключает выключатель B.
Рисунок 3 - Зоны срабатывания реле неисправности для пилот-сигнала сверхпроводящей линии
ретрансляционная система
Вернуться к содержанию ↑
4. Разрешающие перегрузочные реле
Реле неисправности на каждом терминале защищенной линии сигнализируют о сбое питания в линию, причем зоны их работы перекрывают все удаленные терминалы.
Для отключения любого выключателя требуется как работа локальных аварийных реле, так и сигнал отвода от всех удаленных терминалов. Таким образом, в примере, показанном на рисунке 3, для неисправности линии вблизи А, реле неисправности на А работают и передают сигнал отключения на В.
Аналогично, реле B работают и передают сигнал отключения на A. Выключатель A срабатывает при работе реле неисправности A плюс сигнал дистанционного отключения от B.
Аналогично, прерыватель B срабатывает при работе реле неисправности B плюс сигнал дистанционного отключения от A.
Вернуться к содержанию ↑
5. Реле с направленным сравнением
Канальный сигнал в этих системах (рис. 4) используется для блокировки отключения в отличие от его использования для инициирования отключения в предыдущих трех системах. Реле неисправности на каждом терминале защищенной линии разделяют смысл потока мощности в линии.
Их зоны работы должны охватывать все удаленные терминалы. На каждом терминале требуются дополнительные блоки обнаружения неисправностей, чтобы инициировать сигнал блокировки канала. Их рабочие зоны должны расширяться или быть более чувствительными, чем реле неисправности на дальних терминалах.
Например, на рисунке 3 зона блокировки в точке B должна продолжаться дальше за выключателем B (справа), чем рабочая зона реле неисправности в точке A.
Соответственно, зона блокировки в точке A должна продолжаться дальше в систему (влево), чем рабочая зона реле неисправности в точке B.
Рисунок 4 - Зоны срабатывания реле неисправности и блокировки для системы управления пилот-сигналами линии направленного сравнения
Для внутренней неисправности в линии AB сигнал канала не передается (или если он передается, он отключается реле неисправности) с любого терминала. В этом отсутствие какого-либо сигнала канала, реле неисправности на A мгновенно отключен A и реле неисправности B мгновенного отключения B.
Для внешней неисправности справа от B, как показано на рисунке 3, блокирующая зона реле на B передает сигнал канала блокировки, чтобы предотвратить реле неисправности на A от выключателя A срабатывания.
Выключатель B не отключается, поскольку рабочая зона B не видит эту неисправность.
Вернуться к содержанию ↑
6. Реле сравнения фаз
Три линейных тока на каждом конце защищенной линии преобразуются в пропорциональное однофазное напряжение. Фазовые углы напряжений сравниваются, позволяя положительному полупериоду напряжения передавать полуволновый сигнальный блок по пилот-каналу.
Для внешних сбоев эти блоки не соответствуют фазе, так что поочередно локальный, а затем удаленный сигнал обеспечивает по существу непрерывный сигнал для блокировки или предотвращения отключения. Для внутренних неисправностей локальные и дистанционные сигналы по существу находятся в фазе, так что существует примерно полупериод отсутствия сигнала канала.
Это используется, чтобы позволить реле неисправности на каждом терминале отключать свои соответствующие выключатели.
Вернуться к содержанию ↑
Рекомендации //
- Стандартный справочник для эл. инженеры - подстанции В. Брюса Дицмана и Филиппа Болина
- Проводно-пилотные реле GE GRID