РЗА-2010

Подождите немного. Документ загружается.

Релейная защита и автоматика энергосистем

290

Таблица 2

ПС

Расстояние

до места

КЗ, км

Без подавления С подавлением

одностор.

ОМП, км

двухстор.

ОМП, км

погр., км

одностор.

ОМП, км

двухстор.

ОМП, км

погр., км

Курган 233 221,158 232,867 11,84/0,13 232,781 233,218 0,22/0,22

Козырево 47,32 44,755 47,453 2,57/0,133 47,265 47,102 0,06/0,22

Рис. 5. Пример объекта, где требуется многостороннее ОМП

В заключении нужно отметить, что опыт, полученный за два года использования комплекса,

выявил наиболее проблемные вопросы его эксплуатации, позволил сделать некоторые выводы и на-

метить пути дальнейшего развития.

1. В ходе эксплуатации комплекса WinBres на линиях ФСК были выявлены и решены вопросы

с приведением цифровых осциллограмм разных производителей к единому формату, совместно с

представителями ФСК и МЭС согласованы протоколы результатов ОМП, решена задача подавления

апериодической составляющей, разработан алгоритм многостороннего ОМП, совершенствуются

модели ВЛ по поступающим от пользователей данным.

2. Для развития программного комплекса ОМП предполагается дальнейшая работа по совершен-

ствованию моделей ВЛ, установка модулей на оставшихся линиях ФСК, работа по ликвидации этапа

конвертирования, вывод удельных и эквивалентных сопротивлений, отдельных участков ВЛ, совер-

шенствование интерфейса, с учетом пожеланий диспетчеров ЦУСов. Отдельно хотелось бы отметить,

возможность создания отдельного модуля редактирования моделей ВЛ и всей документации по его

использованию для передачи его пользователю, если в этом возникнет необходимость.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Козлов Владимир Николаевич родился 15 августа 1952 г., главный конструктор ООО «НПП Бреслер».

В 1975 г. окон чил Чувашский государственный университет по специальности «Электрические

аппараты», кандидат технических наук, доцент кафедры «ТОЭ и РЗА» ЧГУ.

Павлов Александр Олегович родился 14 ноября 1975 г., ведущий инженер, начальник отдела РЗА ООО

«НПП Бреслер». В 1998 г. окончил электроэнергетический факультет Чувашского государственного

университета, кандидат технических наук, доцент кафедры ТОЭ и РЗА ЧГУ.

Ефимов Евгений Борисович родился 22 мая 1976 г., ведущий инженер, начальник отдела программи-

ро вания ООО «НПП Бреслер». В 1998 г. окончил электроэнергетический факультет Чувашского

государствен ного университета, кандидат технических наук, доцент кафедры ТОЭ и РЗА, ЧГУ.

Москва, 1–4 июня 2010 г.

291

АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС

ДВУХСТОРОННЕГО ОМП ВЛ

КОЗЛОВ В.Н., ПАВЛОВ А.О., БЫЧКОВ Ю.В.

ООО «НПП Бреслер»

В настоящее время сложилось два направления в определении расстояния до места повреждения

(ОМП) на ВЛ – программные комплексы ОМП и аппаратные устройства (приборы) ОМП.

Программные комплексы ОМП в качестве входной информации используют аварийные осцилло-

граммы переходного процесса в момент появления замыкания на ВЛ. Такие ОМП устанавливаются

на отдельных ЭВМ, способны работать с осциллограммами, полученными от любых микропроцес-

сорных терминалов (РЗА, ПА, РАС и др.) и на линиях любой конфигурации. Для расчетов исполь-

зуется модель линии, которые легко адаптируются к изменению параметров и режимов работы ВЛ.

В зависимости от качества осциллограмм, соответствия реальной линии ее модели и используемых

методов расчета достигается основной критерий качества ОМП – высокая точность. Однако имеется и

ряд недостатков – низкая оперативность получения результата, сравнительно высокая трудоемкость,

зависимость результата от квалификации пользователя.

Аппаратные устройств ОМП практически полностью свободны от указанных недостатков. Однако

до сих пор они обеспечивали более низкую точность ОМП. Это обуславливалось двумя основными

факторами: недостаточным вычислительным ресурсом микропроцессорных терминалов и отсут-

ствием обмена информацией о переходном процессе между двумя сторонами ВЛ. Первый фактор

не позволял реализовать методы расчета, аналогичные используемым в программных комплексах,

второй – выполнить ОМП по результатам двухстороннего замера.

Выполнение ОМП по результатам двухстороннего замера намного проще, чем при одностороннем

замере, а достигаемая точность значительно выше.

Аппаратный комплекс двухстороннего (одностороннего) ОМП «Бреслер-0107.ОМП» – состоит из

двух полукомплектов, устанавливаемых с обоих концов ВЛ (рис. 1). Основная его цель – реализация

высокоточного ОМП методом двухстороннего замера. Однако при отсутствии второго полукомплекта

или невозможности обмена между ними выполняется одностороннее ОПМ, по алгоритмам, анало-

гичным используемым программой BresOMP, входящей в состав программного комплекса WinBres.

Выполнение двухстороннего ОМП требует одновременного наличия синхронизированных осцил-

лограмм с обоих концов ВЛ. Объем аварийных осциллограмм некоторых микропроцессорных тер-

Рис. 1. Организация двухстороннего ОМП с помощью встроенного GSM-модема

Релейная защита и автоматика энергосистем

292

миналов, являющихся их источником, весьма значителен. Передача таких осциллограмм по каналам

связи – отдельная непростая задача.

Терминалу «Бреслер-0107.ОМП» не требуется специальный источник синхронизации. Синхрони-

зация выполняется аналогично дифференциально-фазной защите, т. е. по току предаварийного режи-

ма. Не требуется и передача второму полукомплекту всей аварийной осциллограммы. Из последней

выделяются только те сигналы и только в той их части, которые необходимы для расчета. Выделенные

части осциллограмм подвергаются предварительной обработке (предрасчету) и подготавливаются

к обмену. В результате таких процедур объем файла обмена составляет менее 100 Байт. Основными

модулями предварительной обработки, которые являются отличительной особенностью данного

устройства от других, являются модули подавления апериодической составляющей и двойного цикла

расчета при неуспешном АПВ.

Модуль подавления апериодической составляющей позволяет произвести расчет для случаев с

малым временем отключения (а с применением современных выключателей, время отключения

снижается), так как не требуется «отступ» от начала аварийного процесса (рис. 2а).

а) б)

Рис. 2. Быстрое отключение (а) и неуспешное АПВ (б)

Модуль двойного цикла расчета при неуспешном АПВ позволяет провести два цикла расчета по

одной осциллограмме, что раньше было доступно лишь программным средствам ОМП.

Незначительный объем информации, которой обмениваются полукомплекты, позволяет использо-

вать для связи практически любые виды модемов. В основной массе установленных устройств исполь-

зованы различные GSM модемы. Даже при плохом качестве связи обмен с помощью этих модемов

не превышает нескольких десятков секунд. В терминал может устанавливаться как встроенный GSM

модем производства «НПП Бреслер», так и использоваться любой внешний модем.

Следует отметить, что для обмена может использоваться ВЧ канал связи, при его наличии на ВЛ.

В частности, совместно с ООО «Уралэнергосервис» проведена проверка возможности использования

для связи полукомплектов ОМП приемопередатчиков ПВЗУ-Е. Достоинством такого решения следует

считать высокую надежность канала связи, так как он обслуживается наряду с аппаратурой РЗА. На

момент использования канала аппаратурой ОПМ он больше никем не используется.

Существует несколько вариантов удаленного доступа к результатам ОМП – например, вариант,

представленный на рис. 3.

Москва, 1–4 июня 2010 г.

293

Рис. 3. Удаленный доступ к результатам аппаратного ОМП

В этом варианте при получении результатов ОМП на одном из терминалов, расположенных на

подстанции и объединенных в локальную сеть, посылается сообщение по любому каналу связи, в

данном случае через GSM-канал, к компьютеру диспетчера. С помощью установленного на нем

специализированного программного обеспечения, диспетчер получает сообщение, где содержится

вся информация о повреждении (рис. 4а) и автоматически готовится бланк протокола по результатам

ОМП (рис. 4б).

а) б)

Рис. 4. Результаты ОМП: а) – информация о повреждении на экране компьютера;

б) – протокол результатов ОМП

Релейная защита и автоматика энергосистем

294

Конструктивно, терминал «Бреслер-0107.ОМП» может быть выполнен в трех габаритах (¼19',

½19' и ¾19') и представляет собой полноценный регистратор аварийных событий. В минимальном

габарите терминал со встроенным GSM-модемом контролирует одну линию (рис. 5а), при наличие

внешнего модема терминал позволяет одновременно обслуживать 2 ВЛ с одной (рис. 5б) или двумя

(рис. 5в) системами шин.

В максимальном габарите (¾19') терминал может контролировать до 13 линий.

Для задания уставок терминала ВЛ необходимо разбить на участки однородности (Под участка-

ми однородности подразумеваются участки с одинаковыми параметрами прямой и нулевой последова-

тельности, которые, в свою очередь, зависят от марки провода, типа опор, марки троса и способа его

заземления, а также влияния параллельной линий.), указать параметры ответвительных подстанций,

Рис. 6. Программа редактирования моделей ВЛ

Рис. 5. Варианты подключение терминала ОМП минимального габарита

Москва, 1–4 июня 2010 г.

295

шунтирующих реакторов, параметры обходной связи и т. д. Все эти данные вносятся в программу ре-

дактирования файла модели ВЛ «FPDEdit» (рис. 6), которая и генерирует файл уставок для терминала

ОМП, а также файл модели ВЛ для программного комплекса WinBres.

Перенос файла уставок в терминал «Бреслер-0107.ОМП» может осуществляться как по локальной

сети, так и с помощью внешнего USB носителя.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Козлов Владимир Николаевич родился 15 августа 1952 г., главный конструктор ООО «НПП Бреслер».

В 1975 г. окон чил Чувашский государственный университет по специальности «Электрические

аппараты», кандидат технических наук, доцент кафедры «ТОЭ и РЗА» ЧГУ.

Павлов Александр Олегович родился 14 ноября 1975 г., ведущий инженер, начальник отдела РЗА ООО

«НПП Бреслер». В 1998 г. окончил электроэнергетический факультет Чувашского государственного

университета, кандидат технических наук, доцент кафедры ТОЭ и РЗА ЧГУ.

Бычков Юрий Владимирович родился 28 декабря 1983 г., ведущий инженер, зав. сектором ОМП ООО

«НПП Бреслер». В 2007 г. окончил магистратуру электроэнергетического факультета Чувашского

государственного университета, аспирант кафедры ТОЭ и РЗА ЧГУ.

Релейная защита и автоматика энергосистем

296

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭМС

НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЯХ

БОРИСОВ Р.К., СМИРНОВ М.Н.

ООО «НПФ ЭЛНАП»

В последние годы в энергетике России осуществляется масштабное техперевооружение энер-

гообъектов (электрические станции и подстанции). Вводятся в работу системы релейной защиты

и автоматики, выполненные с использованием микропроцессорной элементной базы. Вторичное

оборудование (системы) на протяжении всего срока службы подвергается электромагнитным воз-

действиям разного вида, возникающих при коротких замыканиях, переключениях (коммутациях)

первичного оборудования, ударах молнии, коммутациях во вторичных цепях, работе высокочастотной

связи разного назначения и т. п. Устойчивая и надежная работа современного энергообъекта возможна

только при обеспечении условий электромагнитной совместимости.

Системный подход к решению проблемы ЭМС на объектах электроэнергетики предусматривает

комплекс организационных и технических мероприятий:

- применение на энергообъектах оборудования с высокой помехоустойчивостью;

- разработка и реализация технических мероприятий по обеспечению благоприятной ЭМО;

- контроль ЭМО при строительстве (техперевооружении) и эксплуатации энергообъектов.

Для практической реализации такого подхода, прежде всего, должна быть соответствующая база

нормативно-технических документов (НТД).

1. ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭМС В СИСТЕМЕ НТД ОАО «ФСК ЕЭС»

ОАО «ФСК ЕЭС» в последние годы проведена большая работа по созданию нормативных доку-

ментов по ЭМС. Разработаны и введены в действие следующие нормы и правила по обеспечению

ЭМС на электрических подстанциях.

В образцовом Техническом задании на разработку проекта строительства (расширения, рекон-

струкции, технического перевооружения) подстанции предусмотрено задание на «решения по элек-

тромагнитной совместимости устройств РЗА, ПА, АСУ ТП, АИИС КУЭ, связи, обеспечивающих их

нормальную работу, с отражением в отдельном разделе» (п. 4.4).

В Нормах технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напря-

жением 35-750 кВ, СТО 56947007-29.240.10.028-2009 введен раздел 5: «Защита от перенапряжений,

заземление, электромагнитная совместимость», в котором даны указания по обеспечению ЭМС при

проектировании.

В соответствии с «Положением об аттестации оборудования и технологий в ОАО «ФСК ЕЭС» в

обязательном порядке осуществляется аттестация оборудования по ЭМС.

При аттестации к оборудованию предъявляются требования по помехоустойчивости в соответствии

с ГОСТ 51317.6.5-2006 (МЭК 61000-6-5-2001) «Совместимость технических средств электромагнитная.

Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях

и подстанциях. Требования и методы испытаний». Испытания на помехоустойчивость проводятся в

соответствии с ГОСТ Р 51317.4 … ( МЭК 61000-4-…). Совместимость технических средств электро-

магнитная. Требования и методы испытаний.

С 21.04.2010 г. вводятся в действия два новых документа:

- Руководство по обеспечению электромагнитной совместимости вторичного оборудования и

систем связи электросетевых объектов. СТО 56947007-29.240.043-2010.

- Методические указания по обеспечению электромагнитной совместимости на объектах электро-

сетевого хозяйства. СТО 56947007-29.240.044-2010.

Москва, 1–4 июня 2010 г.

297

С вводом этих документов отменяются «Методические указания по защите вторичных цепей

электрических станций и подстанций от импульсных помех», РД 34.20.116-93.

При сдаче объектов в эксплуатацию производятся приемо-сдаточные испытания в соответствии

с «Методическими указаниями по определению электромагнитных обстановки и совместимости на

электрических станциях и подстанциях». СО 34.35.311.2004.

2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, РЕАЛИЗОВАННЫЕ В НТД

В указанных НТД устанавливаются следующие основные положения.

Требования по обеспечению ЭМС должны выполняться при проектировании, строительстве/

техперевооружении и эксплуатации электрических подстанций.

ЭМС должна быть обеспечена для систем релейной защиты и противоаварийной автоматики,

автоматизированных систем управления технологическим процессом, автоматизированных инфор-

мационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии, автоматизированных систем

диспетчерского управления, систем сбора и передачи информации, противопожарных систем, систем

видеонаблюдения, охранной сигнализации и связи, систем постоянного и переменного тока электро-

сетевых объектов класса напряжения 6-750 кВ.

При проектировании, на этапе приемо-сдаточных испытаний и в процессе эксплуатации долж-

ны рассматриваться наибольшие возможные уровни электромагнитных воздействий всех видов для

вторичного оборудования и систем связи. При определении электромагнитной обстановки на под-

станции применяются расчетно-экспериментальные методики.

Основой (критериями) для разработки необходимого комплекса мероприятий по обеспечению

ЭМС являются допустимые уровни всех видов электромагнитных воздействий для конкретного

устройства, устанавливаемого на электросетевом объекте.

Мероприятия по обеспечению ЭМС выбираются на основании технико-экономического расчета.

2.1. Руководство по обеспечению электромагнитной

совместимости вторичного оборудования и систем связи

электросетевых объектов

Документ содержит комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на

обеспечение устойчивой и надежной работы оборудования и устройств объектов ЕНЭС, а также объ-

ектов электроэнергетики, присоединяющихся к сетям ЕНЭС.

Организационные мероприятия для объектов нового строительства, комплексной реконструкции,

расширения действующих объектов и при замене/установке отдельных устройств:

- принятие технических решений по обеспечению ЭМС в составе проектной документации на

стадии проекта;

- применение сертифицированных ТС на помехоустойчивость в соответствии с ГОСТ 51317.6.5-

2006 (МЭК 61000-6-5-2001) и назначением;

- реализацию принятых проектных решений в конструкторской, строительной, монтажной и

другой документации на стадии разработки рабочей документации;

- авторский надзор за выполнением проектных решений при производстве строительно-монтажных

и пуско-наладочных работ;

- проведение приемо-сдаточных испытаний с целью подтверждения достаточности выполненных

мероприятий.

Организационные мероприятия для действующих объектов:

- проведение планового (периодического) контроля ЭМО при эксплуатации объекта;

- проведение внепланового контроля ЭМО при возникновении признаков ее ухудшения в меж-

плановый контрольный период;

Релейная защита и автоматика энергосистем

298

- выполнение ремонтных работ по устранению выявленных недостатков и не требующих разра-

ботки проектной документации;

- разработка, при необходимости, проектной документации по устранению выявленных недо-

статков, и выполнение работ в соответствии с проектом.

Для создания ЭМО, обеспечивающей выполнение на объекте требований ЭМС, должны быть

выполнены основные и дополнительные (при необходимости) технические мероприятия.

К основным техническим мероприятиям относятся технические решения по:

- заземляющему устройству;

- молниезащите;

- компоновке объекта (первичного, вторичного оборудования, молниеотводов и др.);

- кабельной канализации (выбор типа кабельной канализации, трассы, раскладка кабелей в ка-

бельных каналах);

- определение ЭМО и проверка обеспечения требований ЭМС с использованием методов и тех-

нических средств в соответствии с СО 34.35.311.2004г.

Дополнительные технические мероприятия следует выполнить в случае невозможности дости-

жения ЭМО, обеспечивающей требования ЭМС ТС, реализацией только основных технических

мероприятий.

К дополнительным техническим мероприятиям относятся технические решения по:

- экранированию помещений, в которых установлены ТС;

- применению экранированных кабелей для подключения ТС;

- усилению заземляющего устройства (изменение шага сетки, замена материала заземляющего

устройства);

- ограничение уровня эмиссии помех в источнике их возникновения.

2.2. Мероприятия, которые должны быть выполнены

при проектировании

Расчет напряжения и токов промышленной частоты, воздействующих на вторичное оборудование

при коротких замыканиях на землю и разработка проектных решений по обеспечению допустимых

уровней воздействий.

Расчет импульсных помех, возникающих при коммутациях силового оборудования и КЗ в пер-

вичных цепях и разработка технических решений по обеспечению допустимых уровней воздействий

на вторичное оборудование.

Расчет импульсных помех от токов молнии и разработка технических решений по обеспечению

допустимых уровней воздействий на вторичное оборудование.

Расчет магнитных полей промышленной частоты и разработка технических решений по обеспе-

чению допустимых уровней воздействий на вторичное оборудование.

Разработка проектных решений по защите от электромагнитных полей радиочастотного диапа-

зона.

Расчет импульсных магнитных полей и разработка технических решений по обеспечению допу-

стимых уровней воздействий на вторичное оборудование.

Разработка технических решений по защите от разрядов статического электричества.

Разработка технических решений по защите от наносекундных импульсных помех.

Разработка проектных решений по обеспечению качества электропитания переменным током

вторичного оборудования.

Разработка технических решений по защите от кондуктивных помех.

Авторский надзор за выполнением проекта в части ЭМС.

В «Руководстве по обеспечению электромагнитной совместимости вторичного оборудования и

систем связи электросетевых объектов» установлены требования по выполнению приемо-сдаточных

испытаний и контролю электромагнитной обстановки при эксплуатации, а также требования к

Москва, 1–4 июня 2010 г.

299

персоналу, проводящему работы по обеспечению ЭМС вторичного оборудования и систем связи

электросетевых объектов.

2.3. Методические указания по обеспечению электромагнитной

совместимости на объектах электросетевого хозяйства.

СТО 56947007-29.240.044-2010

В документе рассмотрены технические решения по обеспечению ЭМС вторичного оборудования

при компоновке электросетевых объектов, выполнении проекта заземляющих устройств, молниеза-

щиты, кабельной канализации, систем оперативного постоянного тока и электроснабжения 0,4 кВ

переменного тока, а также представлены методики расчета наибольших уровней электромагнитных

воздействий на вторичное оборудование. В приложениях приведены: справочный материал к разде-

лам, примеры типовых проектных решений, обеспечивающих выполнение условий электромагнитной

совместимости вторичного оборудования на электросетевых объектах.

2.3.1. Компоновка оборудования, зданий и помещений на электросетевом объекте

Уровень воздействий на вторичное оборудование напряжений и токов промышленной частоты,

электромагнитных полей и импульсных помех зависит от решений по компоновке оборудования, зда-

ний и помещений. Обеспечение благоприятной ЭМО при компоновке позволяет снизить затраты на

применение дополнительных мероприятий по защите от опасных электромагнитных воздействий.

2.3.2. Заземляющее устройство

Заземляющие устройства выполняют по условиям электробезопасности и ЭМС. Во всех случаях

при проектировании ЗУ должны проводиться предпроектные изыскания.

Мероприятия по обеспечению ЭМС при проектировании ЗУ различаются для энергообъектов:

- вновь строящегося;

- при полной реконструкции (техперевооружение) с заменой первичного и вторичного оборудо-

вания;

- при поэтапной реконструкции (техперевооружение) подстанции с заменой части первичного и

вторичного оборудования;

- при частичной реконструкции (техперевооружение) подстанции с заменой отдельных систем;

- при замене или оборудовании новых отдельных систем; замены или установки новых устройств

АСТУ, связи и других систем.

Напряжение на ЗУ воздействует на изоляцию кабелей (связи, телемеханики и др.), отходящих от

электросетевого объекта. Значение напряжения на ЗУ не должно превышать 5 кВ (гл. 1.7 ПУЭ). Если

напряжение на ЗУ выше 5 кВ, то необходимо принимать меры по защите отходящих кабелей.

Разность потенциалов на ЗУ между точкой КЗ (или местом заземления нейтрали АТ/Т) и местом

расположения вторичного оборудования, к которому приходят кабели с РУ, воздействует на изоляцию

кабелей и вторичного оборудования. Наибольшее значение разности потенциалов на ЗУ не должно

превышать 2 кВ.

Токи по экранам, броне, оболочкам и проводникам не должны вызывать их термического по-

вреждения. Допустимое значение токов зависит от сечения и материала экрана, брони, оболочки и

проводника и определяется расчетом.

При выполнении устройства заземления внутри зданий ГРЩ, РЩ и ОПУ, а также других зданий

и сооружений, содержащих вторичное оборудование и системы связи, используют замкнутую сеть

заземления. Система заземления электрических сетей переменного тока 0,38 кВ в помещении аппа-

ратной должна удовлетворять требованиям TN-S системы, т. е. не допускается применение объединен-