Princip rada daljinske zaštite u električnim mrežama 110 kV

Distantna zaštita (DZ) u električnim mrežama naponskog razreda 110 kV obavlja funkciju rezervne zaštite vodova visokog napona, čuva fazno-različnu zaštitu voda, koja se koristi kao glavna zaštita u električnim mrežama 110 kV. DZ štiti nadzemne vodove od kratkog spoja faza-faza. Razmotriti princip rada i uređaje koji izvode rad daljinske zaštite u električnim mrežama 110 kV.

Princip rada daljinske zaštite temelji se na izračunu udaljenosti, udaljenosti do točke kvara. Za izračun udaljenosti do mjesta kvara visokonaponskog dalekovoda, uređaji koji obavljaju funkciju distantne zaštite koriste se vrijednostima struje opterećenja i napona štićenog voda. To jest, krugovi se koriste za rad ove zaštite strujni transformatori (CT) i naponski transformatori (VT) 110 kV.

Uređaji za daljinsku zaštitu prilagođeni su određenom dalekovodu, dijelu elektroenergetskog sustava, na način da je zajamčena njihova postupna zaštita.

Na primjer, daljinska zaštita jednog od dalekovoda ima tri stupnja zaštite. Prvi stupanj pokriva gotovo cijeli vod, na strani trafostanice gdje je ugrađena zaštita, drugi stupanj pokriva ostatak voda do susjedne trafostanice i manji dio električne mreže koji se proteže od susjedne trafostanice, treći pozornica štiti udaljenije dionice. U tom slučaju drugi i treći stupanj daljinske zaštite čuvaju zaštitu koja se nalazi u susjednoj ili udaljenijoj trafostanici. Na primjer, razmotrite sljedeću situaciju.

Nadzemni vod 110 kV povezuje dvije susjedne trafostanice A i B, a na obje trafostanice ugrađeni su setovi daljinske zaštite. Ako postoji kvar na početku voda na strani trafostanice A, zaštitni set instaliran u toj trafostanici će raditi, dok će zaštita u trafostanici B održavati zaštitu u trafostanici A. U ovom slučaju, za zaštitu A, oštećenje će biti unutar rada u prvom stupnju, za zaštitu B u drugom stupnju.

Na temelju činjenice da što je viši stupanj, to je veće vrijeme odziva zaštite, slijedi da će set A raditi brže od skupa zaštite B. U ovom slučaju, u slučaju kvara skupa zaštite A, nakon vremena postavljenog za aktivirat će se rad drugog stupnja zaštite, set B ...

Ovisno o duljini voda i konfiguraciji dionice elektroenergetskog sustava odabire se potreban broj stepenica i pripadajuće područje pokrivanja za pouzdanu zaštitu voda.

Kao što je gore spomenuto, svaki od stupnjeva zaštite ima svoje vrijeme odziva. U ovom slučaju, što je kvar dalje od trafostanice, to je veća postavka vremena odziva zaštite. Na ovaj način je osigurana selektivnost rada zaštite u susjednim trafostanicama.

Postoji nešto poput obrambenog ubrzanja. Ako se prekidač aktivira daljinskom zaštitom, tada se u pravilu jedan od njegovih stupnjeva ubrzava (smanjuje se vrijeme reakcije) u slučaju ručnog ili automatskog ponovnog uključivanja prekidača.

Distantna zaštita, prema principu rada, prati vrijednosti otpora voda u realnom vremenu, odnosno određivanje udaljenosti do mjesta kvara vrši se na neizravan način — svaka vrijednost otpora voda odgovara vrijednosti udaljenosti do mjesta kvara.

Dakle, u slučaju međufaznog kratkog spoja dalekovoda, DZ uspoređuje vrijednosti otpora koje je u određenom trenutku zabilježilo mjerno zaštitno tijelo s navedenim rasponima otpora (zonama djelovanja) za svaki od faze.

Ako se iz jednog ili drugog razloga DZ uređajima ne napaja napon od 110 kV VT, tada kada se postigne određena vrijednost struje, zaštita opterećenja će raditi pogrešno, isključujući napajanje dalekovoda u odsutnosti grešaka. Kako bi se spriječile takve situacije, uređaji za daljinsko praćenje imaju funkciju nadzora prisutnosti naponskih krugova, u nedostatku kojih se zaštita automatski blokira.

Također, daljinska zaštita je blokirana u slučaju promjene napajanja.Ljuljanje nastaje kada je u određenom dijelu elektroenergetskog sustava poremećen sinkroni rad generatora. Ovu pojavu prati porast struje i pad napona u električnoj mreži. Za uređaje relejne zaštite, uključujući DZ, oscilacije u napajanju percipiraju se kao kratki spoj. Ti se fenomeni razlikuju u brzini promjene električnih veličina.

Kod kratkog spoja do promjene struje i napona dolazi odmah, a kod zamaha s kratkim zakašnjenjem. Na temelju ove funkcije, daljinska zaštita ima funkciju blokiranja koja blokira zaštitu u slučaju oscilacija u napajanju.

S porastom struje i padom napona na štićenom vodu, blokada omogućuje rad daljinskog upravljača za vrijeme dovoljno za rad jednog od zaštitnih stupnjeva. Ako električne vrijednosti (mrežna struja, napon, otpor linije) tijekom tog vremena nisu dosegnule granice unaprijed postavljenih zaštitnih postavki, blokirajuće tijelo blokira zaštitu. Odnosno, blokada daljinskog upravljača omogućuje rad zaštite u slučaju stvarnog kvara, ali blokira zaštitu u slučaju zamaha u elektroenergetskom sustavu.

Koji uređaji obavljaju funkciju daljinske zaštite u električnim mrežama

Otprilike do ranih 2000-ih, funkcije svih uređaja za relejnu zaštitu i automatizaciju, uključujući i funkciju daljinske zaštite, obavljale su elektromehaničke relejne naprave.

Jedan od najčešćih uređaja izgrađenih na elektromehaničkim relejima je EPZ-1636, ESHZ 1636, PZ 4M / 1 itd.

Gore navedeni uređaji zamijenjeni su sa višenamjenski zaštitni terminali mikroprocesora, koji obavljaju funkciju više zaštita na vodu 110 kV, uključujući međuvodnu distancnu zaštitu.

Što se konkretno daljinske zaštite tiče, korištenjem mikroprocesorskih uređaja za njezinu provedbu značajno se povećava točnost njezina rada. Također značajna prednost je dostupnost mikroprocesorskih terminala zaštite funkcije određivanja mjesta kvara (OMP) — pokazivanje udaljenosti do mjesta kvara na liniji, što je fiksirano distantnom zaštitom. Udaljenost je naznačena s točnošću od desetinki kilometra, što timovima za popravke uvelike olakšava traženje oštećenja duž pruge.

U slučaju korištenja starih modela distantnih zaštitnih kompleta, proces traženja kvara na liniji postaje znatno kompliciraniji, jer kod elektromehaničkih tipskih zaštita ne postoji mogućnost fiksiranja točne udaljenosti do mjesta kvara.

Alternativno, kako bi se mogla odrediti točna udaljenost do mjesta kvara, postavljaju se trafostanice rekorderi nevolja (PARMA, RECON, Bresler i dr.), koji bilježe događanja u svakoj pojedinoj dionici elektroenergetske mreže.

Ako dođe do kvara na jednom od dalekovoda, hitni zapisničar će dati podatke o prirodi kvara i njegovoj udaljenosti od trafostanice, s naznakom točne udaljenosti.