Главная
/
Новости
/
РЗиА распределительных сетей

РЗиА распределительных сетей

29/03/2017

Вышеперечисленные поломки могут нанести огромный материальный ущерб энергетическим предприятиям, а возникающие токи короткого замыкания за счет большой тепловой энергии способны сжечь не только линии электропередач, но и привести к разрушению силового оборудования питающих подстанций. Для незамедлительного отключения поврежденного участка распределительной сети используется релейная защита и автоматика (РЗиА), обеспечивающая управляемость и надежность электрического хозяйства.

Существует огромное разнообразие видов релейной защиты (РЗ), которые отличаются по конструкции, по способу воздействия и по назначению. Рассмотрим типовые случаи применения РЗиА. В распределительных электрических сетях с заземленными «нулевыми точками» трансформаторов для отключения аварийного участка применяется, помимо защиты от межфазного короткого замыкания (к. з.), релейная защита однофазных к. з. В свою очередь, если распределительные сети имеют изолированную нейтраль, то защита от к. з. на землю устанавливается для сигнализации диспетчерской службе о поломке, а не для отключения части электросети, так как замыкание не приводит к нарушению работы оборудования потребителей электроэнергии. В зависимости от типа питания распределительной сети (одностороннее или двухстороннее) отличается и комплекс предохранительной релейной защиты. При одностороннем питании используются токовая отсечка, максимальная токовая защита, токовая поперечная дифференциальная защита параллельных линий. Релейная защита линии с двухсторонним питанием состоит, помимо вышеуказанных защит, из направленной отсечки, высокочастотной защиты, продольной дифференциальной защиты и максимальной направленной защиты.

При проектировании систем РЗиА проектировщики руководствуются следующими принципами: селективность, быстродействие, чувствительность и надежность. Селективность означает свойство защиты определять местоположение повреждения и производить отключение его от сети ближайшим выключателем. Неселективные действия РЗиА могут повлечь за собой аварийные ситуации. Релейная защита должна обладать высокими быстродействием и чувствительностью, чтобы в кратчайшие сроки реагировать на появившиеся признаки неисправности электрической сети. Надежность РЗиА подразумевает срабатывание необходимой релейной защиты для конкретного вида неисправности.

Релейную защиту и автоматику распределительных сетей принято разделять на основную и резервную. Основная РЗ обладает кратчайшим временем срабатывания и абсолютной селективностью, обеспечивает защиту всему «подконтрольному» ей участку. Резервная защита присоединения рассчитывается таким образом, чтобы действовать при отказе или поломке основной защиты оборудования сети. У распределительных сетей, которые не подвергались длительное время модернизации, резервная защита имеет принцип дальнего резервирования – защиты смежных участков сети со стороны противоположных удаленных объектов. Такие защиты устарели, и им присущи такие недостатки, как отключение при срабатывании большого числа потребителей при наличии на линии более двух подстанций, необходимость в относительно большом промежутке времени реагирования на возникшее к. з. Из-за возникающих проблем с чувствительностью, быстродействием срабатывания защиты и с усложнением распределительных сетей все чаще дальняя резервная защита дополняется резервной защитой ближнего действия. Ближнее резервирование реализуется установкой дублирующих комплектов защит на узлы электрической сети, принцип действия которых обычно отличается от основной защиты и остается в работоспособном состоянии при выходе из строя основной релейной защиты. На современных подстанциях устанавливаются ближняя резервная РЗ, а на высоковольтных линиях, не имеющих дальнего резервирования, применяются три системы защиты.

Как показывает практика сегодняшнего времени, использование большого количества защит может быть бесполезно, если возникает механическая поломка привода выключателя на подстанции при возникновении к. з. на линии электроснабжения. Для таких ситуаций разработали устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ). Когда система РЗиА получает сигнал о сработавшей основной защите на отключение, а на самом деле размыкание силовых контактов не произошло, то УРОВ через рассчитанное время подает сигнал на отключение ближайших выключателей, которые подпитывают место к. з. Контроль УРОВ за высоковольтным выключателем выполняется посредством измерения первичного тока и фиксации положения выключателя. Автоматика УРОВ срабатывает быстрее, чем защита дальнего резервирования, что увеличивает надежность всей распределительной сети.

Большинство случаев неправильной работы и сбоев в энергосистемах возникает из-за плохого состояния некоторых видов оборудования РЗиА, несвоевременного определения и замены дежурными бригадами деталей РЗиА, у которых закончился срок службы; зачастую заминка с заменой комплектующих связана с отсутствием запасных реле. На низком уровне находится качество и точность регулировки защит приводов высоковольтных выключателей из-за применения устаревших технологий, что становится причиной отказов и задержек в срабатывании выключателей. Для увеличения надежности энергосистемы постепенно электромеханические реле заменялись на полупроводниковые аналоговые, которые, в свою очередь, заменяют на микропроцессорные (цифровые) реле – многофункциональные устройства управления и защиты установок электрических сетей. Эти устройства обладают множеством достоинств по сравнению с аналогами, такими как наличие самоконтроля и диагностики, легкость и быстрота технического оперативного обслуживания, высокая информационная добротность, возможность мониторинга, фиксации и контроля параметров защищаемого узла электросети, наличие в памяти токового модуля нескольких времятоковых характеристик, неограниченные возможности совершенствования системы РЗиА и сведение всех элементов защиты в одну сеть. Внедрение РЗиА на микропроцессорной основе является перспективным, так как оно позволяет на ранней стадии определить и устранить повреждение, тем самым снизив тяжесть аварии и сократив затраты на ремонт оборудования. Объем работ и время, затраченное на поиск и починку неисправности, также сокращается. Аварийные ситуации регистрируются, записываются и расшифровываются в виде осциллограммы, что исключает дополнительные затраты на покупку, монтаж и обслуживание регистраторов, автоматических осциллографов и другого подобного оборудования. Использование микропроцессорных технологий повышают селективность, быстродействие и чувствительность работы релейной защиты за счет точности срабатывания и отсутствия вибрации электромеханических частей, а из-за высокой аппаратной надежности и постоянной самодиагностики, исключающей сбой РЗ, сокращается вероятность получения ущерба потребителем вследствие некачественного электроснабжения. Оператор модернизированной распределительной сети получает возможность дистанционно менять уставки согласно возникающим изменениям в схеме и режиме работы сети, производить не только сбор информации о состоянии системы защиты, наблюдение за работой релейной защиты и автоматики, но и управлять ей. Микропроцессорная РЗиА является многофункциональным устройством. Обладая небольшими габаритами, одно цифровое реле способно заменить до 20 аналоговых реле и несколько измерительных устройств.

Вся микроэлектроника обладает сильной чувствительностью к воздействиям электромагнитных излучений, а комплексы микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики устанавливаются на электроподстанциях и работают в условиях сильной напряженности электрического поля, поэтому оборудование, кабели питания и управления  комплекса нуждаются в надежной экранированной защите с отводом накапливаемого потенциала на земляную шину. На многих электроподстанциях характеристики контура заземления не отвечают эксплуатационным требованиям микропроцессорных устройств релейной защиты, которые необходимо модернизировать в комплексе с модернизацией РЗиА. В противном случае, в работе микропроцессорных защит могут происходить сбои из-за электромагнитных возмущений в системе, которые можно создавать намеренно, как и вмешательства в работу программного обеспечения.

Сотрудники фирмы ЭДС-ИНЖИНИРИНГ ответственно подходят к подбору устройств микропроцессорной релейной защиты, производя полный анализ особенностей энергообъекта. Производят необходимые технико-экономические расчеты для обоснования использования микропроцессорных устройств РЗиА разных фирм-производителей, при этом учитывают материальные расходы на содержание смонтированной релейной защиты. Монтажно-наладочный отдел произведет работы по установке спроектированной РЗиА и настроит систему согласно параметрам распределительной сети.