Журнал «Релейная защита и автоматизация» №2 (47) 2022
Особенности выбора трансформаторов тока для первых ступеней цифровых дистанционных защит линий напряжением 110-220 кВ
Пашковская Е.В.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: рассмотрен выбор трансформаторов тока (ТТ) первой ступени дистанционной защиты (ДЗ) для линий распределительных сетей напряжением 110-220 кВ. Установлено, что при коротком замыкании (КЗ) в конце зоны действия первой ступени время до насыщения в первом периоде может быть меньше 5 мс. Показано, что при КЗ на линиях распределительной сети, отходящих от шин электрической станции, допустимое время протекания тока однофазного КЗ по условию динамической устойчивости может быть принято 0,3 с. На данных линиях рекомендуется применять ТТ класса Р, выбор предельной кратности которых необходимо производить с учетом обобщенного параметра. На линиях распределительных сетей наблюдаются сравнительно небольшие постоянные времени затухания апериодической составляющей, поэтому время срабатывания первой ступени ДЗ в переходном режиме не превысит 60-80 мс (без учета времени срабатывания выходного реле).
Ключевые слова: трансформатор тока, шины электрической станции, линии, дистанционная защита, распределительные сети, апериодическая составляющая, устойчивость энергосистемы, время до насыщения.
Features of the selection of current transformers for the first stages of digital distance protection of lines with voltage of 110-220 kV
Pashkovskaya E.V.,
EKRA Research and Production Enterprise LTD, Cheboksary, Russia.
Abstract: the choice of current transformers (CT) of the first stage of distance protection (DP) for subtransmission circuits with voltage of 110-220 kV is considered. It was found that in the case of a short circuit (SC) at the end of the first stage coverage, the time to saturation in the first period can be less than 5 ms. It is shown that in the case of a short circuit on the subtransmission circuits, outgoing from the power plant buses, the permissible time for the current of a single-phase short circuit, according to the condition of dynamic stability, can be taken as 0.3 s. It is recommended to use CT class P on these circuits, the choice of the accuracy limit should be made taking into account the generalized parameter. Relatively small decat time constants of the aperiodic component are observed on the subtransmission circuits, therefore, the response time of the DP first stage in the transient mode will not exceed 60-80 ms (without taking into account the response time of the output relay).
Keywords: current transformer, power line, bus power station, power line distance protection, distribution networks, aperiodic component, grid stability, time to saturation.
Особенности выбора расчетного вида короткого замыкания при определении чувствительности защитных аппаратов в сетях 0,4 кВ
д.т.н. Попов М.Г., к.т.н. Лапидус А.А., Соловьева С.Н.,
Институт энергетики, высшая школа высоковольтной энергетики, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ), г. Санкт-Петербург, Россия.
Аннотация: в последнее время выросло количество случаев неправильной работы автоматических выключателей в промышленных электросетях 0,4 кВ. Как правило, недостаточная чувствительность обусловлена некорректным выбором параметров срабатывания расцепителей автоматических выключателей. Существующие методики определения наименьших значений токов короткого замыкания (КЗ) в электросетях до 1000 В и рекомендации по проверке автоматических выключателей по условиям их чувствительности не имеют четких указаний по выбору вида КЗ. Вопрос выбора вида КЗ для расчетных оценок чувствительности защиты особенно актуален при питании распределительной сети 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток «треугольник – звезда с заземленной нейтралью». В таких случаях не очевидно, при каком виде КЗ аварийный ток является наименьшим. В статье приводятся результаты расчетов токов однофазных и двухфазных (в том числе дуговых) КЗ при вариации параметров и места повреждения электрооборудования сети. На основе полученных результатов сформулированы рекомендации по выбору расчетных условий для определения минимальных токов КЗ в сетях 0,4 кВ за трансформатором со схемой соединения «треугольник – звезда с заземленной нейтралью», которые должны использоваться для оценки чувствительности защитных аппаратов.
Ключевые слова: минимальный ток КЗ, электрическая дуга, автоматический выключатель, чувствительность защиты.
The specifics of choosing the design type of short circuit when determining the sensitivity of protective devices in 0,4 kV networks
d.Sc. Popov M.G., Ph.D. Lapidus A.A., Solovjeva S.N.,
Institute of Energy Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, Russia.
Abstract: recently, the number of cases of incorrect operation of circuit breakers in industrial power networks of 0.4 kV has increased. As a rule, insufficient sensitivity is due to the incorrect choice of the release parameters. The existing methods for determining the lowest values of short-circuit currents (SC) in power networks up to 1000 V and recommendations for testing circuit breakers according to the conditions of their sensitivity do not have clear instructions for choosing the type of short circuit. The issue of choosing the type of short circuit for calculated assessments of protection sensitivity is especially relevant when supplying a 0.4 kV transformer distribution network with a delta-star winding connection with a grounded neutral. In these networks it is not obvious at what type of short circuit the emergency current is the smallest. The article presents the results of calculations of single-phase and two-phase (including arc) short-circuit currents, taking into account the electric arc when the parameters and the location of damage to the electrical equipment of the network vary. Based on the results obtained, recommendations were formulated for the selection of design conditions for determining the minimum short-circuit currents in networks of 0.4 kV behind a transformer with a delta-star connection with a grounded neutral, which should be used to assess the sensitivity of protective devices.
Keywords: minimum level short-circuit current, electric arc, circuit breaker, protect sensitivity.
Испытания трансформаторных датчиков постоянного тока в условиях воздействия кондуктивных помех
к.т.н. Галкин И.А., к.т.н. Ильин В.Ф.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия,
Федоров Ю.А.,
Ассоциация «ИнТЭК», г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: в статье приводятся результаты испытаний трансформаторных дифференциальных датчиков постоянных токов, применяемых в устройствах контроля изоляции на энергообъектах РФ в условиях воздействия кондуктивных электромагнитных помех. Обоснована необходимость испытания датчиков на устойчивость к кондуктивным помехам. Предложена конфигурация и методика проведения испытания датчиков в условиях воздействия кондуктивными помехами на сигнальный измерительный порт. Показаны различные нарушения функции измерения датчиков в условиях помех. Даны рекомендации по внесению в отраслевой стандарт для устройств контроля изоляции расширения в части соответствия требованиям электромагнитной совместимости.
Ключевые слова: релейная защита и автоматика, устройство контроля сопротивления изоляции, сети оперативного электропитания постоянного тока, дифференциальные датчики тока, электромагнитная совместимость, степень жесткости испытаний, критерий качества функционирования.
Testing of dc transformer sensors under the influence of conductive interference
ph.D. Galkin I.A., Ph.D. Ilyin V.F.,
EKRA Research and Production Enterprise LTD, Cheboksary, Russia,
Fedorov Yu.A.,
INTEK Association, Cheboksary, Russia.
Abstract: the article presents the results of tests of transformer differential DC sensors used in insulation monitoring devices at power facilities of the Russian Federation under the influence of conductive electromagnetic interference. The necessity of testing sensors for resistance to conductive interference is justified. The configuration and methodology of testing sensors under the influence of conductive interference on the signal measuring port are proposed. Various violations of the sensor measurement function under interference conditions are shown. Recommendations are given for introduction to the industry standard for expansion insulation monitoring devices in terms of compliance with EMC requirements.
Keywords: relay protection and automation, insulation resistance monitoring device, DC operational power supply networks, differential current sensors, electromagnetic compatibility, degree of test rigidity, criterion of functioning quality.
Автоматизация расчетов для проектирования подстанционной микропроцессорной релейной защиты с применением облачных технологий
Рыбалкин Д.А.,
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Аннотация: наличие на рынке большого числа производителей устройств релейной защиты привело к тому, что сложность проектирования повысилась многократно. С целью снижения вероятности появления ошибок при проектировании и повышения производительности труда проектировщиков целесообразно переложить рутинную составляющую проектирования на ЭВМ, разработав для этого соответствующие программы.
Ключевые слова: релейная защита, выбор уставок, автоматизация проектирования.
Automation of calculations for the design of substation microprocessor relay protection using cloud technologies
Rybalkin D.A.,
Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Abstract: the presence on the market of a large number of manufacturers of relay protection has led to the fact that the complexity of the design has increased many times. In order to reduce the likelihood of errors in design and increase the productivity of designers, it is advisable to transfer the routine component of design to a computer by developing appropriate programs for this.
Keywords: relay protection, selection of settings, design automation.
Повреждение трансформаторов напряжения до 35 кВ с литой изоляцией и снижение рисков их отказа в эксплуатации
к.т.н. Ширковец А.И.,
ООО «Болид», г. Новосибирск, Россия,
Колупаев М.В.,
Пермское региональное управление ООО «ЛУКОЙЛ-ЭНЕРГОСЕТИ», г. Пермь, Россия.
Аннотация: в статье представлены результаты обзора и исследования условий выхода из строя заземляемых трансформаторов напряжения (ТН) с литой изоляцией напряжением до 35 кВ. Основной причиной отказа таких трансформаторов являются сверхтоки, вызывающие необратимые повреждения первичной обмотки ТН при феррорезонансе, перевозбуждении или подмагничивании сердечника постоянным током при несимметричных дугах, в редких случаях при воздействии атмосферных перенапряжений. Рассмотрены схемно-конструктивные решения по защите электромагнитных ТН, проанализирована эффективность защиты современных трансформаторов с помощью защитных предохранительных устройств (ПУ). Сформулированы предложения по снижению риска отказов ТН, которые могут быть внедрены на различных этапах их жизненного цикла: при разработке, изготовлении и заводских испытаниях, в проектировании и эксплуатации.
Ключевые слова: трансформатор напряжения, литая изоляция, однофазное замыкание на землю, феррорезонансный процесс, предохранительное устройство, насыщение магнитопровода, ток холостого хода, частичные разряды.
Failure of molded voltage transformers up to 35 kV and reduction of the risks of their failures during operation
ph.D. Shirkovets A.I.,
BOLID LLC, Novosibirsk, Russia,
Kolupaev M.V.,
Perm Regional Administration of «LUKOIL-ENERGOSETI» Ltd., Perm, Russia.
Abstract: the paper presents the results of a review and investigation of failure conditions of grounded voltage transformers (VT) with molded insulation with a rated voltage of up to 35 kV. The main reason for the failure of such transformers is overcurrents, which cause irreversible damages of the VT primary winding under ferroresonance conditions, due to overexcitation or magnetization of the core by direct current with asymmetric arcs, and, in rare cases, under atmospheric overvoltages. Schematic and design solutions for the protection of electromagnetic VTs are considered. The paper also analyzes the efficiency of protection of modern voltage transformers using fuse protection devices. The proposals for the reduction of the risks of VT failures are developed and formulated, which can be implemented at various stages of their lifetime: during development, manufacture and factory testing, in designing and operation.
Keywords: voltage transformer, molded insulation, single phase-to-ground fault, ferroresonance process, fuse protection device, magnetic core saturation, no-load current, partial discharges.
Актуальность применения средств автоматического определения характеристик трансформаторов тока
к.т.н. Яблоков А.А.,
Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, г. Иваново, Россия,
Панащатенко А.В.,
ООО НПО «Цифровые измерительные трансформаторы», г. Иваново, Россия,
к.т.н. Шамис М.А., Иванов Ф.А.,
ЗАО «ЭнЛАБ», г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: исследования трансформаторов тока (ТТ) на соответствие требованиям ГОСТ Р 58669-2019 при переходных процессах показали необходимость измерения параметров ТТ во всем диапазоне их работы. Для этого целесообразно использование специализированных средств анализа характеристик ТТ. В статье представлены основные требования и функциональные возможности двух наиболее известных в России таких анализаторов PCT200 и CT Analyzer.
Ключевые слова: автоматическое снятие характеристик ТТ, остаточная намагниченность, время до насыщения ТТ, PCT200, CT Analyzer.
Оптимальный угол наклона неподвижных фотомодулей солнечных электростанций
Федотов А.Ю.,
ООО НПП «ЭКРА», г. Чебоксары, Россия.
Аннотация: фотомодули часто устанавливают в одном положении, без возможности его изменения. В этом случае необходимо определить для них оптимальный угол наклона, при котором выработка электроэнергии за год будет наибольшей. При определении угла наклона фотомодулей можно ориентироваться на широту места установки солнечной электростанции. Для точного определения оптимального угла наклона можно рассчитать с помощью метеорологических данных, паспортных данных фотомодулей и координат места установки солнечной электростанции солнечное излучение, падающее на поверхность фотомодулей в течение года в диапазоне углов. Принять угол, соответствующий наибольшему солнечному излучению, в качестве оптимального.
Ключевые слова: фотоэлектрические модули, угол наклона фотомодулей.