Два случая защиты фидера
На трансформаторных питателях трансформатор и линия или кабель соединены последовательно и образуют единицу. Таким образом, один ЦБ может быть сохранен. На фидерах с тройниками трансформаторы вдоль фидера напрямую подключены.
Дифференциальная защита фидеров, включая трансформаторы и линии или кабели
В этом случае подстанция сохраняется. В обоих случаях защита сталкивается с особыми трудностями. Для этой цели будет использоваться ассортимент продукции Siemens SIPROTEC.
Давайте обсудим эти два случая:
- Защита трансформаторных питателей
-
Дифференциальная защита фидеров с тройниками (резьбовые линии)
Пример расчета
Защита трансформаторных питателей
Дифференциальная защита для этого приложения должна включать специальные функции, необходимые для дифференциальной защиты трансформатора: соотношение и адаптация векторной группы, а также блокирование вторжения и стабилизация от перенапряжения.
Кроме того, защищаемому объекту должно быть разрешено растягиваться на большие расстояния, что означает, что передача измеренного значения должна обладать свойствами дифференциальной защиты фидера.
С обычной технологией для расстояний до ок. 1 км применялась дифференциальная защита трансформатора. Чтобы уменьшить нагрузку, наложенную на дистанционный КТ, ток на кабеле пилот-сигнала был уменьшен до ок. 100 мА с помощью промежуточных трансформаторов тока на распределительном устройстве и на трансформаторе.
Однако была применена также дифференциальная защита фидера. Для этой цели КТ на одном конце были соединены в дельте, чтобы обеспечить адаптацию векторной группы. Блокировка броска была предусмотрена с обоих концов с помощью дополнительных реле.
Рисунок 1 - Дифференциальная защита для податчика трансформатора (пример)
С числовой технологией теперь доступно реле, которое включает в себя свойства дифференциальной защиты трансформатора и фидера в одном блоке (7SD84). На рисунке 1 приведен пример приложения.
Следует также отметить, что устранение тока нулевой последовательности должно быть активировано, если точка заземления обмотки заземлена. Связь может быть реализована посредством прямого соединения FO. Для проводных или направленных радиолиний требуются дополнительные преобразователи 7XV56.
При желании можно выбрать дифференциальное реле со встроенными дистанционными зонами (7SL86). В этом случае подземные зоны будут сгруппированы в трансформатор с обеих сторон. Это обеспечит быструю защиту даже при сбое передачи сигнала, а также позволит провести грубую дискриминацию между ошибками первичной и вторичной обмотки.
Однако на стороне (сторонах), где применяется функция 21, необходимы трансформаторы напряжения.
В примере максимальная токовая защита (50/51) предусмотрена с обеих сторон в качестве резервной защиты.
Вернуться к содержанию ↑
Дифференциальная защита фидеров с тройниками (резьбовые линии)
Прямые тройники от питателя без распределительного устройства распространены в распределительных сетях (132 кВ и ниже). Во многих случаях присутствуют несколько тройников. Это могут быть чистые потребители (загрузка), а также обратные каналы (распределенная генерация). Соединение может применяться с CB или без него.
Заземление точки трансформатора на стороне подачи не всегда одинаково. В заземленных системах точка звезды трансформатора на кране может быть изолирована или эффективно заземлена. Концепция защиты должна быть индивидуально адаптирована к условиям применения.
Для применения дифференциальной защиты фидера порог срабатывания должен быть установлен выше максимального суммарного тока приложенных кранов. Поскольку блокировка бросков обычно недоступна при использовании обычных реле, необходимо учитывать ток в токе трансформатора в случае одностороннего включения питателя.
Максимальный ток короткого замыкания во время сбоя на вторичной стороне трансформатора крана должен рассматриваться в любом случае. Если имеется связь по сигналу, дифференциальная защита на фидере может быть заблокирована в критических условиях, если защита на вторичной стороне трансформаторного крана поднимается.
В качестве альтернативы может быть применена ненаправленная дистанционная защитная зона в качестве критерия выпуска для защиты дифференциала фидера. Эта зона должна покрывать 100% податчика (установка 120% Z L), однако не может пройти через трансформатор отвода. Соответствующая настройка может быть найдена, когда рейтинг трансформаторов крана не очень велик, а фидер не слишком длинный, как показано в следующем примере.
Рисунок 2 - Множественная дифференциальная защита терминала для фидера с соединениями teed
При цифровой защите фидер с тройниками может быть оптимально защищен, если доступна широкополосная связь (FO или направленное радио). Может применяться цифровая дифференциальная защита фидера 7SD52 / 86/87 для до 6 контуров линии (то есть 4 тройника) (рис. 2 выше).
Трансформаторы также могут быть включены в защищенный объект (левый трансформатор на рисунке 2 выше), так как все вышеупомянутые функции защиты трансформатора интегрированы в реле.
Если канал передачи данных доступен только между двумя концами первичного фидера, тогда также может применяться цифровая дифференциальная защита для двух концов линии (реле SIPROTEC 7SD61 / 84). Порог срабатывания должен быть установлен выше токов короткого замыкания тройников.
Если применяется разблокировка зоны дистанционной защиты, как описано выше, для этой цели может использоваться интегрированная дистанционная защита (опция в 7SL86).
Вернуться к содержанию ↑
пример
Установка цифровой защиты пилот-сигнала на линии с тройниками.
Данный:
- ВН 110 кВ,
- л = 27 м,
- X L = 0, 4 Ом / км
Данные системы подачи и тройников согласно рис. 3:
Рисунок 3 - Конфигурация фидера, например, 1
Требуется (2 вопроса)
- Насколько высок порог срабатывания дифференциальной защиты?
- Можно ли повысить чувствительность пикапинга путем применения дистанционной зоны?
Решение
Импульсы короткого замыкания были рассчитаны и приведены на рисунке 3.
Можно видеть, что импедансы трансформатора на порядок больше, чем входные и линейные импедансы. Таким образом, эти (входное и линейное сопротивление) можно пренебречь для приблизительного расчета токов короткого замыкания трансформатора. Исходя из этого предположения, полученные результаты находятся на безопасной стороне.
Наибольший ток ошибки (дифференциальный ток) для дифференциальной защиты возникает при коротком замыкании за трансформатором 20 МВА:
Поэтому порог срабатывания дифференциальной защиты должен быть установлен на I Diff ≥ 1, 3 · 957 = 1244 А, обеспечивая запас прочности 30%. Эта настройка затем будет соответствовать трехкратному номинальному току ТТ.
Зона дистанционной защиты с 20% -ной перегрузкой должна быть установлена:
Z OR = 1, 2 · 0, 4 Ом / км · 27 км = 13 Ом
Наименьший импеданс короткого замыкания трансформатора составляет 73 Ом. Поэтому риск чрезмерного охвата безопасно исключается. Даже установка, равная 50 Ом, позволяет получить максимально возможный охват трансформаторов (около 70% трансформатора 20 МВА).
Для настройки дистанционной зоны необходимо также учитывать пусковой ток трансформатора, когда податчик питается от одного конца.
Затем дистанционная защита измеряет сопротивление:
Для этого расчета предполагалось, что численная защита оценивает только фундаментальную и что основной компонент пускового тока не превышает 50%.
Кроме того, предполагается, что для размера трансформатора этого примера токи пика не превышают значения, равного 5-кратному номинальному току, так что может быть выполнено следующее приближение:
Поэтому измеренный импеданс достаточно далеко от предполагаемой установки 50 Ом.
Таким образом, зона избыточности в этом примере идеально подходит для выпуска дифференциальной защиты фидера. Порог срабатывания может быть уменьшен до приблизительно половины номинального тока. Другими словами, можно установить 200 А.
ВАЖНЫЕ ЗАМЕТКИ:
Благодаря обычной технологии защиты измерение направления для близких сбоев не было достигнуто с абсолютной безопасностью. Память напряжения была относительно дорогой и применялась только на уровне EHV.
Поэтому дифференциальная защита была превосходной для обеспечения 100% -ного охвата защиты фидера по сравнению с принципом направленного сравнения.
Благодаря современной дистанционной защите измерение направления обеспечивается за счет памяти цифрового напряжения. Таким образом, защита от направленного сравнения сопоставима с дифференциальной защитой с точки зрения селективности, тем более что сравнение направлений теперь можно также выполнить по фазе (реле 7SA6 SIPROTEC).
Степень ограничения с точки зрения избирательности для дистанционной защиты приводит только к возникновению множественных или последовательных ошибок, которые очень редки.
Для примера, описанного выше, следовало бы рассмотреть вопрос о том, не предпочтительнее ли дистанционная защита с направленным сравнением для достижения более простого решения.
Особым преимуществом дифференциальной защиты является независимость от трансформаторов напряжения. Выпуск по дистанционной зоне в любом случае не должен применяться вместо, но параллельно с критерием текущей разблокировки, так что только чувствительность срабатывания при малых токовых ошибках увеличивается.
Вернуться к содержанию ↑
ССЫЛКА: // Цифровая дифференциальная защита - Принципы и приложения Герхарда Зиглера (покупка опечатки с Amazon)