Требования к уров

Надежность отключения КЗ на ВЛ обеспечивается как надежностью срабатывания защиты ВЛ, так и надежностью отключения выключателей ВЛ. Надежность срабатывания защиты ВЛ обеспечивается ближним резервированием защит. Но сколько бы защит ни сработало на ВЛ, если откажет выключатель ВЛ, то поврежденная ВЛ все равно не отключится. При этом будет работать дальнее резервирование защит.

Недостатки дальнего резервирования защит при отказе выключателя ВЛ:

1. Погашение всего ОРУ 500 кВ, от которого отходит поврежденная ВЛ с отказавшим выключателем.

2. Большое полное время ликвидации КЗ (несколько секунд). Если в условиях дальнего резервирования защиты работают каскадно, то полное время отключения КЗ может достигать нескольких десятков секунд.

3. Если КЗ на ВЛ устойчивое, то на него повторно поочередно подается напряжение устройствами ТАПВ всех отключившихся ВЛ.

4. Сложность восстановления нормальной схемы сети после ликвидации КЗ, так как отключения выключателей произошли на нескольких ПС.

Все эти недостатки исключаются, если на ПС применяется специальное устройство резервирования отказов выключателей (УРОВ). УРОВ предназначено для быстрого отключения выключателей, смежных с отказавшим. Общий принцип действия УРОВ: если сработала защита, действующая на отключение выключателя, а ток через выключатель не прекращается в течение заданного времени, то УРОВ отключает все выключатели, соседние с отказавшим.

Для выполнения на ПС УРОВ, кроме самого УРОВ, необходимо выполнить следующее:

1. Все защиты, действующие на отключение выключателей, должны иметь по 4 выходных контакта: два контакта — на отключение двух выключателей ВЛ и два контакта — на пуск УРОВ двух выключателей.

2. На каждом выключателе устанавливается специальное реле тока, которое контролирует для УРОВ наличие тока через выключатель. Специально для УРОВ разработано трехфазное реле тока типа РТ-40/Р, которое срабатывает при наличии тока в одной, двух или трех фазах.

Выдержка времени УРОВ обычно принимается 0,3-0,4 сек. За это время выключатель должен успеть отключиться.

Возможны два принципиально разных варианта выполнения УРОВ на ПС. Первый вариант — выполнение одного общего УРОВ для всех присоединений ОРУ — применяется при включении присоединений через один выключатель (двойная СШ 500 кВ, ТГРЭС). Второй вариант — применение на каждом выключателе своего собственного индивидуального УРОВ — применяется при включении присоединений через два выключателя.

Первый вариант более дешевый — одно УРОВ на все ОРУ — но имеет низкий процент правильности действия УРОВ. УРОВ часто срабатывает ложно, в основном, из-за ошибок релейного персонала. Причина этого — сложная схема УРОВ, имеющая пуски от всех устройств РЗА и действующая на отключение всех выключателей.

УРОВ – устройство резервирования отказа выключателя, принцип действия, реализация

Одно из обязательных требований к релейной защите – возможность резервирования отдельных защит в случае их отказа. Для этого, в случае невыполнения отключения аварийного режима собственной защитой присоединения должна сработать другая. Эта другая защита обычно отключает участок шин подстанции, к которому подключен неисправный фидер.

Но для обеспечения селективности отключение произойдет за более длительное время, необходимое для того, чтобы дать возможность фидеру отключиться от собственных устройств. За это время короткое замыкание принесет большие разрушения, может увеличиться в масштабах.

Чтобы ускорить этот процесс, применяют один из видов противоаварийной автоматики – УРОВ. Расшифровывается это сокращение как «устройство резервирования отказа выключателя».

Даже новый и надежный выключатель, управляемый микропроцессорным устройством РЗА, не застрахован от неисправностей.

Причины сбоев могут быть не только в его механике или в приваривании контактов. В цепях отключения тоже могут возникнуть неполадки, создающие препятствия на пути команды от выходного реле до катушки отключения. Но и на этом перечень возможных неполадок не исчерпывается. Порой в отказах виновен человеческий фактор: выбор неправильного режима работы защиты, вывод ее из действия.

Интересное видео о работе УРОВ смотрите ниже:

Принцип работы УРОВ

Устройство входит в состав всех современных микропроцессорных терминалов, или выполняется отдельным для электромеханических защит. Его задача: выдать сигнал в случае отказа, который направляется в схему РЗА вышестоящего фидера.

Например, при сбое в работе защиты отходящего от шин подстанции фидера сигнал УРОВ выдает команду отключения на выключатель линии, питающей секцию шин, а также секционного выключателя (при его наличии).

Следует учесть, что в цепях отключения вводных и секционных выключателей при этом собираются воедино сигналы отключения от УРОВ от всех присоединений питаемой ими секции.

Для того, чтобы сформировался сигнал УРОВ, необходимо совпадение следующих событий:

• срабатывание основной защиты фидера;
• продолжение аварийного процесса после формирования команды на отключение собственного выключателя, либо отсутствие сигнала о том, что выключатель отключился.

Логика действий УРОВ предельно проста: произошло короткое замыкание, вызвавшее запуск защиты, пошла команда отключения, а сигнал от трансформаторов тока о наличии КЗ не прекращается. Значит – выключатель не отключается, или его перекрыла электрическая дуга.

Непременный атрибут УРОВ – своя собственная выдержка по времени.

Отсчитывается она между моментом подачи команды на отключение от основной защиты и командой на вышестоящий выключатель. Выдержка небольшая, но необходима для того, чтобы дать возможность сработать механике, ведь любой выключатель имеет собственное время отключения.

Схемы УРОВ на электромеханической базе

Для реализации алгоритма УРОВ на базе электромеханических реле используется несколько методов.

Самый простой: от выходного реле защит запускается реле, отсчитывающее выдержку УРОВ.

В этой цепи устанавливается накладка для вывода автоматики из действия. Замкнувшиеся контакты реле времени формируют команду на отключение.

Такая схема не получила широкого распространения из-за недостаточной надежности. Слишком много факторов могут приводить к ее ложному срабатыванию.

Разумный выход из создавшегося положения – добавить в схему узел, контролирующий наличие короткого замыкания в сети. Простейший вариант – установка реле напряжения. Оно замыкает свои контакты в цепи при снижении линейного напряжения или реагирует на его прямую или обратную последовательность. Но иногда не чувствует существенных изменений при КЗ за трансформаторами.

Эффективнее работает автоматика с контролем тока присоединения.

Формирование сигнала происходит при совпадении двух факторов: срабатывании у защиты выходного реле и наличии тока через выключатель, контролируемого дополнительным токовым реле.

Для еще большего повышения надежности в цепи УРОВ включаются контакты, выводящие его из действия при оперировании ключом управления. А также вводится дополнительная цепь отключения собственного выключателя командой УРОВ, не зависимая от цепей отключения от защит.

В случае неправильных действий УРОВ это иногда позволяет избежать масштабных отключений, ограничившись ложным отключением выключателя своего присоединения.

Но влияние человеческого фактора на ложные действия УРОВ исключить трудно. Если не будет выведена накладка (разомкнута цепь отключения), то при проверке или опробовании РЗА может возникнуть ситуация, когда отключающий импульс все же сформируется.

УРОВ в составе микропроцессорных устройств

Терминалы современных релейных защит по умолчанию содержат в своем составе УРОВ. Вводить его или не вводить – это проектное решение, принимаемое для конкретного случая применения.

В настройках УРОВ терминала выбирается вся необходимая для ее работы конфигурация, включая уставки по времени и контролю тока.

Поскольку все защиты собраны в одном корпусе и связаны между собой, работа автоматики становится более надежной. Остается только одна проблема: вывод УРОВ из работы перед проверкой защиты персоналом электролабораторий необходим в обязательном порядке. При проверке уставок срабатывания и возврата любой защиты ток, соответствующий аварийному параметру, существует на входе терминала длительное время, которого с лихвой хватает на формирование сигнала УРОВ.

Поэтому вывод в ремонт и ввод в действие устройств, содержащих противоаварийную автоматику, должен производиться по заранее составленным программам.

Принципы построения УРОВ — Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ) в сетях 110—220 кВ

2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УРОВ
Схемы УРОВ стали широко внедряться в последние 15—20 лет. Так, в ПУЭ издания 1965 г. установка УРОВ требовалась только в случаях, когда отказ защиты или выключателя на крупной или очень ответственной подстанции мог привести к особо тяжелым последствиям из-за неудовлетворительного дальнего резервирования, недопустимого по условиям устойчивости времени отключения. В ПУЭ издания 1985 г. предполагается наличие УРОВ на объектах 110-500 кВ и дается только перечень редких исключений. Это объясняется следующими причинами:
в связи с укрупнением систем, появлением большого количества мощных узловых подстанций обеспечить дальнее резервирование через шины указанных подстанций стало затруднительно;
ужесточились требования быстрого отключения повреждений по условиям устойчивости генераторов и нагрузки;
получили широкое распространение отпаечные подстанции; обесточение большого количества таких подстанций и соответствующих потребителей при действии защит в режимах дальнего резервирования не соответствует современным требованиям в части надежности и живучести энергосистем.
В настоящее время в эксплуатации находятся схемы УРОВ разных лет выпуска, резко различающиеся по принципу построения.

Рис. 4. Схемы, поясняющие принципы действия УРОВ

Принцип действия УРОВ поясняется с помощью упрощенных схем на рис. 4. Наиболее простая логическая схема УРОВ представлена на рис. 4, а.
При срабатывании выходного реле защиты присоединения одновременно с подачей команды на отключение выключателя (цепи отключения на рис. 4 не показаны) подается сигнал (контактом АК) на пуск схемы УРОВ.
Если выдержку времени реле КГ принять больше суммы времени отключения выключателя и возврата схемы защиты и УРОВ, то контакт реле времени замкнется только в случае отказа выключателя и произведет необходимые отключения. Такая схема при внешней простоте и надежности обладает серьезными недостатками.
1. При выводе из-за неисправности или по режиму оперативным персоналом защиты, в случае если накладка SX в цепи пуска УРОВ оказалась неотключенной, защита может излишне сработать, пустить схему УРОВ, в результате чего после срабатывания реле КТ отключается ряд выключателей.
2. Ошибки релейного персонала при проверках защиты могут привести к ложной или излишней работе УРОВ.
3. Невозврат из-за механической неисправности любого из реле схемы УРОВ приводит к его ложной работе.
4. Невыполнение жесткого требования по отстройке времени срабатывания реле КТ схемы УРОВ от полного времени отключения выключателя, времени возврата схемы защиты и возврата реле схемы УРОВ может привести к ложной работе УРОВ. Необходимость соблюдения указанного требования в ряде случаев приводит к необходимости увеличения времени работы УРОВ.
Первые две причины наиболее часто приводят к ложному или излишнему срабатыванию не только этой, но и других схем УРОВ.
Изложенные недостатки не позволяют широко применять такую схему. Известны случаи использования схемы с действием на ШСВ временно, до получения, наладки и ввода проектной схемы УРОВ.
Схема УРОВ с дополнительным контролем по напряжению приведена на рис. 4, б. Контакт KV замыкается при появлении напряжения нулевой или обратной последовательности или при снижении одного из линейных напряжений. Схемы подобного типа эксплуатируются и в настоящее время, однако обладают рядом серьезных недостатков, основной из которых состоит в недостаточной чувствительности органов напряжения при повреждениях за трансформаторами станций или подстанций. Данная схема также не обладает достаточной надежностью на несрабатывание.
Схема УРОВ с контролем по току и с предварительным отключением выключателя показана на рис. 4, е. Пусковое реле УРОВ KL1 срабатывает при условии одновременного существования двух качеств: срабатывания выходного реле защиты АКи наличия тока в присоединении (срабатывает реле КА), у которого произошел отказ выключателя. При срабатывании KL1 подается дополнительный импульс на отключение отказавшего выключателя. Если сигнал на срабатывание KL 1 организовался ложно или излишне из-за ошибок персонала или неправильного действия защиты, то отключение выключателя контактом KL1.1 приведет к исчезновению тока, возврату контакта реле КА, чем и будет предотвращено неправильное, срабатывание УРОВ (естественно, что отключение выключателя одного присоединения также является недостатком) .
На рис. 4, г показана схема УРОВ с контролем по току, с предварительным отключением выключателя, с запоминанием факта срабатывания защиты на заданное время. Схема допускает возможность крат
ковременного срабатывания выходного реле защиты с гарантирован^ ной возможностью работы УРОВ при отказе выключателя. Кратковременная работа выходного реле возможна при работе дистанционной защиты по памяти, при срабатывании газовой защиты, при работе ДФЗ и трехфазном КЗ в конце линии за зоной чувствительности токового реле и т.д.
Схема УРОВ с контролем по току и с контролем посылки отключающего импульса на отключение выключателя от защит показана на рис. 4, д.
Схема обладает повышенной надежностью на несрабатывание, поскольку в нее введен размыкающий контакт реле положения выключателя ВКЛЮЧЕНО KQC, замыкающийся при подаче импульса на отключение. Этот контакт не входит в схему защит, он расположен на панели управления или сигнализации, и одновременное ложное (излишнее) замыкание всех трех цепей (контактов защиты, токового реле и реле KQC) практически невозможно. По этому принципу выполнены современные схемы УРОВ.
Несмотря на то, что в схемах УРОВ используются простые реле, процент правильной работы УРОВ достаточно низок и в настоящее время находится на уровне 70-80%. Причем среди неправильных действий подавляющее большинство составляют ложные срабатывания и излишние действия УРОВ. К основным причинам неправильных действий можно отнести следующие:
а) при выводе из работы защиты из-за ее неисправности или по режиму оперативный персонал не отключает пуск УРОВ от этой защиты. В дальнейшем при ее излишнем срабатывании происходит неправильное действие УРОВ;
б) при отключении присоединения и неотключенных защитах во времени проверки исправности токовых цепей первичным током срабатывают защиты и с учетом появления тока в ТТ происходит ложная работа УРОВ;
в) выходные реле защиты после отключения выключателя могут -не возвращаться из-за механических дефектов реле;
г) токовые реле, контролирующие факт отключения выключателя, могут остаться в сработанном положении после исчезновения тока присоединения. К этим реле предъявляется требование высокой чувствительности, поэтому при токах нагрузки реле во многих случаях находятся в сработанном состоянии. С учетом принципа действия применяющихся в настоящее время трехфазных токовых реле типа РТ-40/Р и выполнения их контактной системы при изменении нагрузки подвижные контакты многократно перемещаются по неподвижным. При длительной работе реле это приводит к механическому повреждению контактов, к появлению на них заусениц и, как следствие, к невозврату контактной системы в случаях нормального отключения выключателя и исчезновения тока. Для устранения этого дефекта включаются два токовых реле с последовательным включением их обмоток и контактов. В ряде систем разработаны и внедрены свои конструкции токовых реле, у которых контактная система свободна от указанного выше недостатка;
д) схемы оперативного тока УРОВ относительно сложные. При значительном количестве перемычек на зажимах панели и на колках реле проведение полноценного опробования с выявлением всех возможных ошибок затруднительно. Следствием указанного является повышенный процент отказов и ложных действий УРОВ.
Поэтому при разработке новых схем УРОВ основное внимание уделяется повышению надежности УРОВ на несрабатывание, вводу различного рода блокировок.
В зависимости от первичной схемы и от того, на каком присоединении произошло повреждение и какой выключатель отказал, УРОВ должен по разному реагировать и воздействовать на отключение различного набора выключателей. Рассмотрим направление действия УРОВ для ряда типовых первичных схем.

Двойная система, шин с фиксированным присоединением элементов (рис. 5, а). В целях упрощения на рисунке не указана развилка шинных разъединителей, подключение присоединений по системам шин выполнено в соответствии с заданной фиксацией. Для рассматриваемой схемы возможны следующие варианты сочетаний КЗ и отказов выключателей:
а) при КЗ на линии, трансформаторе или автотрансформаторе (К1 или К2) и отказе выключателя (соответственно Q1 или Q3) УРОВ воздействует на отключение всех выключателей присоединений данной системы шин, включая ШСВ ((?5). Обычно в таком режиме работы УРОВ воздействует на выходные реле дифференциальной защиты шин (ДЗШ) соответствующей системы шин. При работе подстанции в режиме нарушенной фиксации УРОВ также через схему ДЗШ воздействует на отключение обеих систем шин;
б) при КЗ на системе шин с отказом ШСВ УРОВ действует на соответствующие выходные реле схемы ДЗШ с отключением выключателей другой системы шин;
в) при КЗ на системе шин с отказом выключателя трансформатора (предполагается, что трансформатор имеет двух- или трехстороннее питание) УРОВ воздействует на выходные реле защит трансформатора и отключает выключатели с других питающих сторон. В некоторых схемах УРОВ воздействует не на выходные реле защит, а непосредственно на отключение соответствующих выключателей трансформатора;
г) КЗ на системе шин с отказом выключателя питающей линии. УРОВ действует на остановку высокочастотного передатчика основной защиты данной линии, что приводит к срабатыванию дифференциально-фазной защиты с обеих сторон и отключению выключателя с противоположной стороны линии. При наличии на линии других типов основных быстродействующих защит (например, высокочастотной блокировки резервных защит) УРОВ также выполняет операции, обеспечивающие отключение линии с противоположной стороны.

Рис. 5. Первичные схемы подстанций

В вариантах действия УРОВ по пунктам «б», «в» и «г» отключение повреждения осуществляется с минимальным временем и наименьшим количеством отключаемых выключателей. Чувствительность защит, установленных с противоположных сторон присоединений, всегда достаточна. Действие же УРОВ по варианту «а» кроме перечисленных задач обеспечивает отключение поврежденного участка в тех случаях, когда защиты присоединений могут оказаться нечувствительными или когда отрицательные стороны дальнего резервирования проявляются наиболее явно (например, отключение с большими выдержками времени, погашение большого числа отпаечных подстанций).
При установке на подстанции воздушных или малообъемных масляных выключателей повреждения могут создавать ситуацию, идентичную отказу выключателя, хотя выключатель отключается нормально. При использовании вышеупомянутых выключателей устанавливаются ТТ только с одной стороны выключателя на линиях и трансформаторах за выключателем — в сторону присоединения, в цепи ШСВ — в сторону одной из систем шин (см. рис. 5, а). На разные обмотки этих ТТ включаются и защиты присоединения и защита шин. Поэтому повреждение, например в точке К4, является повреждением в зоне действия ДЗШ, однако после срабатывания ДЗШ второй системы шин и отключения всех выключателей этой системы повреждение не ликвидируется и продолжает орддитываться с противоположной стороны трансформатора. Не возвращается и схема защиты шин, поскольку ТТ поврежденного трансформатора в схеме ДЗШ продолжают обтекаться током повреждения (предполагается, что чувствительные органы ДЗШ в этом режиме обеспечивают невозврат защиты). Этот режим аналогичен КЗ на второй системе шин и отказу выключателя Q4. При повреждении в точке К5 и нормальном отключении всех выключателей системы шин также создается режим, аналогичный повреждению на первой системе щин и отказе Q5.
Таким образом, на подстанциях с воздушными и малообъемными масляными выключателями функции УРОВ расширяются, а зона его действия увеличивается.
Короткое замыкание в точке Кб не входит в зону действия защит линии, установленных на данной подстанции. Отключение выключателя с противоположной стороны будет обеспечиваться либо действием УРОВ данной подстанции с остановом высокочастотного (ВЧ) передатчика линейной защиты ДФЗ, либо действием резервных защит с другой стороны линии. Поэтому необходимо не допускать наложения вывода в ремонт УРОВ подстанции и резервных защит с противоположных сторон линий. Если же такой режим создается, то необходимо включение подменных защит вместо выводимых в ремонт резервных защит линии.

Схема квадрата (рис. 5, б). При КЗ на линии W1 в точкеК1 и отказе выключателя Q1 УРОВ отключает все выключатели 77, в том числе Q4, или действует на выходное реле защит 77 с последующим отключением тех же выключателей. При том же повреждении и отказе выключателя Q2 УРОВ действует на отключение выключателей 72, в том числе QS, или на выходное реле защит. При КЗ в точке К2 и отказе выключателя Q1 УРОВ действует на отключение выключателя Q2 и останов ВЧ передатчика защиты ДФЗ линии W1, что создает условия для работы ДФЗ с обеих сторон и отключения выключателя с противоположной стороны линии. При том же повреждении и отказе выключателя Q4 от УРОВ отключается выключатель Q3 и останавливается ВЧ передатчик линии W2. Действие УРОВ при повреждении W2 или Т2 и отказе одного из выключателей аналогично и детально не рассматривается.
Необходимо учитывать, что при повреждении за автотрансформатором, особенно на стороне низшего напряжения, чувствительность пусковых органов ДФЗ с противоположной стороны линии при действии УРОВ может оказаться недостаточной и обесточивания поврежденного автотрансформатора не произойдет. Обеспечить чувствительность защиты ДФЗ при таком повреждении (особенно при трехфазном КЗ) не всегда удается; более того, при расчете защиты такая проверка, как правило, не выполняется. В рассматриваемом случае работа УРОВ не обеспечивает отключения соответствующих выключателей и локализацию повреждения.
При установке на подстанции воздушных или малообъемных масляных выключателей функции УРОВ расширяются по аналогии с рассмотренной выше схемой с двумя системами шин.
Схема мостика с тремя выключателями (рис. 5, в). При КЗ на линии WI с отказом выключателя Q1 УРОВ действуют на отключение секционного выключателя Q3 и выключателей трансформатора 77. Отключение трансформатора с противоположных сторон необходимо при наличии многостороннего питания, а в ряде случаев и при отсутствии питания со стороны среднего и низкого напряжений. При КЗ в трансформаторе 77 и отказе секционного выключателя УРОВ действует на отключение выключателя Q2 и выключателей трансформатора Т2. Короткое замыкание в трансформаторе 77 и одновременно отказ выключателя Q1 вызывают действие УРОВ на останов ВЧ передатчика ДФЗ линии W1 для обеспечения ее отключения с противоположной стороны. Однако при повреждении за трансформатором чувствительность пусковых органов ДФЗ с противоположной стороны линии может оказаться недостаточной, а работа УРОВ при этом неэффективной. Чем меньше мощность трансформатора и больше его сопротивление, тем вероятнее отказ ДФЗ по чувствительности.
При повреждении второй линии или второго трансформатора работа УРОВ аналогична.

Все о защите и автоматике электрических сетей

Навигация по записям

Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ)

Что делать, если короткое замыкание произошло, а защита или выключатель не могут его устранить? Конечно, заранее выполнять их резервирование. Про дальнее и ближнее резервирование защит мы уже говорили в этой статье. Сегодня поговорим о способах резервирования при отказе выключателя.

УРОВ — это устройство или алгоритм, который выполняет ближнее резервирование, т.е. дополняет установленные на конкретном объекте защиты. Это может быть отдельный шкаф с электромеханическими реле, а может быть и распределенный алгоритм в нескольких микропроцессорных терминалах.

Принцип действия УРОВ состоит в следующем:

Таким образом, для стандартной схемы 6-10 кВ, при отказе выключателя линии, УРОВ будет действовать на ввод своей секции и СВ. Несмотря на то, что СВ в нормальном режиме отключен воздействие от УРОВ присоединений на него всегда выполняется, чтобы не вводить дополнительную логику определения режима секции

Для схем 110 кВ и выше, где сети обычно кольцевые, УРОВ будет действовать на все выключатели 110 кВ и на вводные выключатели 6-10 и 35 кВ, если через них возможна подпитка точки КЗ.

Какие преимущества дает УРОВ?

Изначально УРОВ, в виде панели с электромеханическими реле, применялось на подстанциях и станциях с РУ 220 кВ и выше. Его применение обусловлено повышенными требованиями к надежности отключение короткого замыкания за наименьший промежуток времени.

Представьте, что на линии 220 кВ, в соответствии с принципом ближнего резервирования, установлены комплекты основной (ДФЗ) и резервных защит (ДЗ, ТЗНП, ТО), и все это бесполезно из-за механической неисправности привода выключателя. Сигнал на отключение защитами выдан, но ничего не происходит, и линия продолжает «гореть».

Остается надежда только на защиты дальнего резервирования, которые установлены на противоположных концах соседних линий.

По требованию дальнего резервирования эти защиты обязаны чувствовать КЗ на смежной лини и устранять их. Но во-первых, выдержки времени в этом случае могут быть достаточно большими (особенно, если ДЗ или ТЗНП начинают чувствовать КЗ только после отключения некоторых параллельных линий). А во-вторых, дальнее резервирование удается обеспечить не всегда. К тому же при действии защит дальнего резервирования происходит отключение множества выключателей на разных подстанциях, что затрудняет работу диспетчера при локализации аварии.

В таких случая, требуется меры по усилению ближнего резервирования, т.е. установке устройства резервирования при отказе выключателя.

УРОВ принимает команду отключения выключателя от защит и если через время Туров отключения не происходит, то устройство дает команду на отключение смежных выключателей. Просто и надежно

При этом время отключения от УРОВ всегда определено как сумма времени действия собственной защиты присоединения плюс ступень селективности. К тому же УРОВ «использует» чувствительность своей защиты, которая выше, чем у защиты дальнего резервирования.

На напряжении 110 кВ и ниже УРОВ использовался реже из-за стоимости панели и отсутствия жестких требований к скорости отключения, как на сверхвысоком напряжении. Ведь панель УРОВ стоит денег и занимает место.

Однако, с развитием микропроцессорной техники функция УРОВ стала практически бесплатной. Распределенный алгоритм УРОВ стал использоваться в логике терминалов, а «снаружи» остались только шинки и ключи ввода/вывода. Сегодня УРОВ применяют на всех классах напряжения, начиная с 6 кВ.

Давайте рассмотрим, что дает УРОВ на стандартной подстанции по схеме «6-1» (одна секционированная система шин 6 кВ).

1 случай (удаленное КЗ на линии 1)

При возникновении короткого замыкания на линии 1 в зоне действия МТЗ (конец линии), защита срабатывает с выдержкой времени 0,9 с. При отказе выключателя алгоритм УРОВ отключит вводной выключатели через время Тзащ. = Тмтз + Туров = 0,9 + 0,3= 1,2 с.

Если алгоритм УРОВ отсутствует, то МТЗ ввода отключит КЗ через 1,5 с (дальнее резервирование).

Таким образом, мы получаем выигрыш 0,3 с.

Также обратите внимание, что здесь для пуска алгоритма мы используем МТЗ линии, а не ввода, что дает значительно большую чувствительность. Особенно сильна эта разница будет для секций 6 кВ с двигателями.

2 случай (близкое КЗ на линии 1)

При возникновении короткого замыкания на линии 1 в зоне действия отсечки (начало линии), защита срабатывает с выдержкой времени 0,1 с. При отказе выключателя алгоритм УРОВ отключит вводной выключатели через время Тзащ. = Тто + Туров = 0,1 + 0,3= 0,4 с.

По дальнему резервированию мы так же получим 1,5 с, т.е. теперь выигрыш уже 1,1 с.

Очевидно, что и на 6 кВ применение УРОВ дает преимущество в быстродействии и чувствительности

При всех своих плюсах УРОВ — достаточно «опасная» функция и применять ее нужно обдуманно. Следует помнить, что при срабатывании УРОВ полностью отключает участок сети с блокировкой любой автоматики восстановления питания, такой как АПВ и АВР. Это означает невозможность быстрого восстановления нормального режима и массовый недоотпуск электроэнергии (особенно если нижестоящие потребители не имеют своих АВР).

В связи с этой особенностью при пуске УРОВ, помимо контроля тока через выключатель, применяют различные способы ограничения возможности излишнего действия.

О логике и схемах УРОВ мы поговорим в следующей статье

Микропроцессорная защита шин и УРОВ – новая разработка Исследовательского центра «Бреслер»

Повреждения в узловых точках электрических систем – на шинах подстанций и электростанций – как правило, сопровождаются наибольшими токами КЗ и могут привести к значительному ущербу для первичного оборудования и нарушению динамической устойчивости энергосистем.

Исследовательский центр «Бреслер» представил новую серию шкафов микропроцессорной защиты шин (ошиновок) и УРОВ 35‑1150 кВ типа «Бреслер ШШ 2310». Данная разработка дополнила существующую линейку защит ИЦ «Бреслер», что позволило иметь полный спектр продукции РЗА для объектов всех классов напряжения.

Шкафы «Бреслер ШШ 2310» разработаны с учетом современных требований к защите шин: обеспечения высокого быстродействия и высокой чувствительности, надежной отстройки от режимов внешних замыканий, сопровождающихся сильным насыщением ТТ, гибкости в применении устройства. Кроме того, в состав включена функция централизованного устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ) всех присоединений. При этом сохранена традиционная идеология построения защиты, привычная эксплуатационному персоналу, хорошо зарекомендовавшая себя и имеющая многолетний опыт применения.

Применение шкафов серии «Бреслер ШШ 2310» позволяет выполнить сверхбыстродействующую защиту шин и ошиновок всех классов напряжений, типичное время срабатывания которой составляет 10 мс (включая время работы выходных реле).

Высокая степень отстройки от внешних КЗ, в том числе сопровождающихся сильным насыщением ТТ с участками правильной трансформации от 2,5 мс, обеспечивает надежную работу защиты и пониженные требования к ТТ, что позволяет снизить затраты на первичное и вторичное оборудование.

Реализация пускового органа ДЗШ с автоматически переключаемым коэффициентом торможения позволяет обеспечить эффективную и надежную защиту шин на ПС с «развилкой» из двух выключателей АТ.

Сохранена традиционная отечественная идеология построения схем ДЗШ и УРОВ. Наличие централизованного УРОВ, совмещенного с ДЗШ, позволяет выполнить надежное и экономичное решение.

Область применения и модификации

Шкаф защиты шин и УРОВ 35‑1150 кВ «Бреслер ШШ 2310.12» (рис. 1) предназначен для защиты одиночной системы шин и двойной системы шин с жесткой и изменяемой фиксацией присоединений, с обходной системой шин или без нее, с числом присоединений (групп ТТ) не более 12.

Шкаф защиты шин имеет следующий набор функций и измерительных органов:
• дифференциальная защита шин (ДЗШ) с торможением, состоящая из пускового органа (ПО) и избирательных органов первой (ИО 1 с.ш.) и второй (ИО 2 с.ш.) систем шин;
• контроль исправности токовых цепей ДЗШ;
• чувствительные токовые органы ДЗШ, включенные на ток ПО, ИО 1 с.ш. и ИО 2 с.ш.;
• логика автоматического повышения чувствительности ДЗШ в цикле АПВ шин;
• УРОВ всех присоединений;
• реле тока опробования в каждом из присоединений;
• логика ручного опробования;
• логика запрета АПВ;
• регистратор аварийных режимов;
• регистратор событий.

Шкаф защиты ошиновки и УРОВ «Бреслер ШШ 2310.14» (рис. 2) предназначен для защиты ошиновок 35‑1150 кВ, первичная схема которых построена по схеме «мостик», схеме «четырехугольника», «полуторной» схеме и т. п., а также для защиты ошиновки автотрансформатора, трансформатора. Устройство может быть применено для продольной дифференциальной защиты токоограничивающих реакторов 6‑35 кВ и шунтирующих реакторов 500‑1150 кВ. Каждая зона защиты может иметь число групп ТТ не более четырех. Шкаф может содержать до двух комплектов ДЗО.

Шкаф защиты ошиновки имеет следующий набор функций и измерительных органов:
• дифференциальная защита ошиновки (ДЗО) с торможением;
• контроль исправности токовых цепей ДЗО;
• чувствительный токовый орган ДЗО;
• логика очувствления ДЗО в цикле АПВ ошиновки;
• УРОВ каждого из четырех присоединений;
• трехфазные реле тока опробования в каждом из четырех присоединений;
• логика ручного опробования;
• логика запрета АПВ;
• регистратор аварийных режимов;
• регистратор событий.

Отправить на Email

Также читайте в номере № 07 (123) апрель 2009 года:

В Министерстве энергетики России состоялась встреча министра энергетики Сергея Шматко и министра топлива и энергетики Украины Юрия Продана. Во встрече также принимали участие и.о. председателя правления НАК «Нефтегаз Украины» Игорь Деденко, а также заместитель председателя правления ОАО «Газпром» Валерий Голубев. Стороны обменялись мнениями по вопросам модернизации газотранспортной системы Украины, а также обсудили дальнейшие перспек.

Министр энергетики России Сергей Шматко обсудил с комиссаром ЕС по энергетике Андрисом Пиебалгсом вопросы энергодиалога Россия – ЕС. .

Правительство Республики Коми обратится в Федеральную сетевую компанию с письмом о необходимости срочных мер по устранению дефектов на системообразующей ЛЭП. .

В марте в стенах производственного комплекса ОАО «Звезда-Энергетика» успешно прошли высоковольтные испытания электростанций для французского концерна TOTAL. .

Министр энергетики Сергей Шматко вместе с представителями «Холдинга МРСК» и ОАО «МОЭСК» посетил подстанции 500 кВт «Чагино» и «Кожухово», а также Центр управления сетями Московской объединенной электросетевой компании. .

Устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ)

УРОВ предназначено для ликвидации повреждения,сопровождаю­щегося отказом выключателя (или выключателей). УРОВ также долж­но действовать при к.з. в зоне между выносными ТТ и выключате­лем.

УРОВ применяется в сетях 110,220,330кВ и выше, когда из-за особенностей конструктивного выполнения выключателей (преиму­щественно воздушных и масляных с пофазным приводом) приходится считаться с их отказами в отключении одной, двумя и даже тремя фазами.

УРОВ действует с небольшой выдержкой времени (0,2-0,25 сек для присоединений 330,750 кВ и 0,3- 0,35 сек для присоединений 110-220кВ) на отключение ближайших к отказавшему выключателей присоединений, обеспечивая ликвидацию аварии с минимальными по­терями для системы.

В энергосистеме эксплуатируются следующие типы схем УРОВ:

– централизованный УРОВ для выключателей 110-220кВ, являю­щийся общим для всех выключателей одного напряжения на подстан­ции;

– индивидуальный УРОВ для двух выключателей линии 330кВ;

– индивидуальный УРОВ для каждого выключателя 330-750кВ.

В общем случае УРОВ действует в следующих направлениях:

При коротком замыкании на одном из отходящих от дан­ной системы (секции) шин присоединений и отказе в отключении его выключателя – на отключение данной системы (секции) шин через

выходные промежуточные реле избирательных органов дифференциаль­ной токовой защиты данной системы (секции) шин.

При коротком замыкании на шинах и отказе в отключе­нии шиносоединительного (секционного) выключателя на отключение второй неповрежденной системы (секции) шин.

При коротком замыкании на шинах и отказе в отключении выключателя трансформатора (автотрансформатора) или блока со стороны рассматриваемых шин – на отключение этого трансформатора (автотрансформатора) или блока его выключателями с низкой сторо­ны, со стороны питания).

При коротком замыкании на шинах и отказе в отключе­нии выключателя питающей линии, оборудованной высокочастотной защитой – на останов высокочастотного передатчика указанной ли­нии с целью ускорения отключения повреждения с противоположной стороны.

Для схем электрических соединений,в которых на одно присоединение приходится более одного выключателя (полуторная, шины-трансформатор, многоугольник), УРОВ действует на отключение неповрежденного элемента ( системы шин, линии, АТ), для которого отказавший выключатель является общим с поврежденным элементом.

Для этих схем при работе защит блока (АТ) и отказе выключа­теля, общего с ВЛ-330кВ, схема УРОВ-330 действует на 3-х фазное отключение линии с обеих сторон с запретом ТАПВ.

Отключение и запрет ТАПВ на противоположной стороне линии осуществляется по каналу телеотключения. Там же отключение 3-х фаз линии без запрета ТАПВ производится от ДФЗ после останова в.ч.передатчика на стороне линии с отказавшим выключателем.

При к.з. на ВЛ-330 и отказе выключателя, общего с блоками, схема УРОВ действует на отключение блока и на запрет ТАПВ линии.

Запрет ТАПВ необходим для исключения подачи напряжения на останавливающийся блок при успешном ТАПВ линии.

Запрет ТАПВ противоположной стороны линии производится по каналу телеотключения. При выводе из работы канала телеотключе­ния опробование такой линии с помощью ТАПВ КОНЛ должно произво­диться со стороны электростанций.

Запуск устройства резервирования осуществляется от всех защит поврежденного элемента, выключатель которого отказал в действии.

В схеме УРОВ предусматриваются специальные меры для предотвращения неправильного действия устройства на обесточение системы (секции) шин при ошибках обслуживающего персонала.

ТАКИМИ МЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ:

Установка общего на систему (секцию) шин дополнитель­ного пускового органа напряжения, контролирующего наличие корот­кого замыкания. Этот орган состоит из трех элементов: устройства фильтр-реле напряжения отрицательной последовательности для действия при несимметричных коротких замыканиях; реле напряже­ния, включенного на междуфазное напряжение, для действия при симметричных коротких замыканиях, и реле напряжения, включенного на напряжение нулевой последовательности, для действия при ко­ротких замыканиях на землю .

Автоматическая проверка исправности выключателя. Схема УРОВ выполняется таким образом,чтобы при пуске УРОВ какого либо присоединения схема УРОВ без выдержки времени действует на отключение выключателя этого присоединения и,в случае его отказа в отключении (контроль наличия тока через выключатель) УРОВ с выдержкой времени отключает выключатели присоединений, ближайшие по электрической цепи к отказавшему.

Следовательно, в случае ошибочного замыкания персоналом пусковой цепи какого либо присоединения УРОВ отключит выключа­тель только этого присоединения и, так как ток через “отказав­ший” выключатель прекратится, схема УРОВ возвратится в исходное состояние.

Использование дублированного пуска. Цепи пуска УРОВ от защит дублируются фиксацией их действия на отключение выклю­чателя. Фиксация действия защит осуществляется контактами реле положения “включено”.

Использование в цепи УРОВ фактора, подтверждающего действие защиты, исключает необходимость автоматической проверки исправ­ности выключателя, что снижает количество ложных отключений при­соединений, например, при проверках отдельных защит на работаю­щих линиях, когда ошибочно не отключена накладкой цепь пуска УРОВ от проверяемой защиты.

Такие схемы применяются как правило с УРОВ-110кВ, введенных в работу с 1973-1974 года.

В схеме УРОВ выполняется контроль исправности цепей. Схема контроля исправности цепей выводит УРОВ из действия через время 0,8 – 1,2 сек после появления каких либо неисправностей и подает сигнал о неисправности; снятие сигнала и обратный ввод УРОВа в работу осуществляется нажатием кнопки на панели УРОВ.

При работе УРОВ-330кВ и УРОВ-750кВ запрет АПВ отклю­чившихся от их действия присоединений запрещается во всех случа­ях.

После действия УРОВ-110, УРОВ-220кВ запрет АПВ отключивших­ся от УРОВ присоединений производится только при действии на от­казавший выключатель защит трансформаторов (блоков).