Das Funktionsprinzip des Fernschutzes in 110-kV-Stromnetzen

Der Distanzschutz (DZ) in Stromnetzen der Spannungsklasse 110 kV übernimmt die Funktion des Reserveschutzes von Hochspannungsleitungen und erhält den phasendifferenzierten Leitungsschutz aufrecht, der als Hauptschutz in Stromnetzen von 110 kV verwendet wird. DZ schützt Freileitungen vor Phase-Phase-Kurzschlüssen. Berücksichtigen Sie das Funktionsprinzip und die Geräte, die den Distanzschutz in 110-kV-Stromnetzen ausführen.

Das Funktionsprinzip des Fernschutzes basiert auf der Berechnung der Entfernung, der Entfernung zur Fehlerstelle. Um die Entfernung zum Fehlerort einer Hochspannungsleitung zu berechnen, verwenden Geräte, die die Funktionen des Distanzschutzes übernehmen, die Werte des Laststroms und der Spannung der geschützten Leitung. Das heißt, für den Betrieb dieses Schutzes werden Schaltkreise verwendet Stromwandler (CT) Und Spannungswandler (VT) 110 kV.

Fernschutzgeräte werden an eine bestimmte Stromleitung, einen Teil des Stromnetzes, angepasst, um deren schrittweisen Schutz zu gewährleisten.

Beispielsweise verfügt der Fernschutz einer der Stromleitungen über drei Schutzstufen. Die erste Stufe deckt fast die gesamte Leitung ab, auf der Seite des Umspannwerks, wo der Schutz installiert ist, die zweite Stufe deckt den Rest der Leitung zum angrenzenden Umspannwerk und einen kleinen Teil des Stromnetzes ab, der vom benachbarten Umspannwerk ausgeht, die dritte Stufe schützt weiter entfernte Abschnitte. In diesem Fall bewahren die zweite und dritte Stufe des Fernschutzes den Schutz in einem benachbarten oder weiter entfernten Umspannwerk. Betrachten Sie beispielsweise die folgende Situation.

Die 110-kV-Freileitung verbindet zwei benachbarte Umspannwerke A und B, in beiden Umspannwerken sind Fernschutzbausätze installiert. Wenn am Anfang der Leitung auf der Seite der Unterstation A ein Fehler auftritt, wird das in dieser Unterstation installierte Schutzset aktiviert, während der Schutz in Unterstation B den Schutz in Unterstation A aufrechterhält. In diesem Fall gilt für Schutz A das Der Schaden erfolgt in der ersten Stufe im Betrieb, in der zweiten Stufe für den Schutz B.

Basierend auf der Tatsache, dass die Reaktionszeit des Schutzes umso größer ist, je höher die Stufe ist, folgt daraus, dass Satz A schneller arbeitet als Schutzsatz B. In diesem Fall wird im Falle eines Ausfalls von Schutzsatz A nach Ablauf der eingestellten Zeit gearbeitet Der Betrieb der zweiten Schutzstufe, Satz B, wird ausgelöst ...

Abhängig von der Länge der Leitung und der Konfiguration des Abschnitts des Stromnetzes werden die erforderliche Anzahl von Stufen und der entsprechende Abdeckungsbereich für einen zuverlässigen Schutz der Leitung ausgewählt.

Wie oben erwähnt, hat jede Schutzstufe ihre eigene Reaktionszeit. In diesem Fall ist die Einstellung der Schutzreaktionszeit umso höher, je weiter der Fehler von der Unterstation entfernt ist. Dadurch wird die Selektivität des Schutzbetriebs in benachbarten Umspannwerken gewährleistet.

Es gibt so etwas wie Verteidigungsbeschleunigung. Wird der Leistungsschalter durch Fernschutz ausgelöst, so wird bei manueller oder automatischer Wiedereinschaltung des Leistungsschalters in der Regel eine seiner Stufen beschleunigt (Reaktionszeit verkürzt).

Der Distanzschutz überwacht nach dem Funktionsprinzip die Leitungswiderstandswerte in Echtzeit. Das heißt, die Bestimmung der Entfernung zum Fehlerort erfolgt auf indirekte Weise – jeder Wert des Leitungswiderstands entspricht dem Wert der Entfernung zum Fehlerort.

So vergleicht die DZ im Falle eines Phase-zu-Phase-Kurzschlusses der Stromleitung die zu einem bestimmten Zeitpunkt von der messenden Schutzstelle erfassten Widerstandswerte mit den jeweils angegebenen Widerstandsbereichen (Einwirkungszonen). die Bühnen.

Wenn den DZ-Geräten aus dem einen oder anderen Grund keine Spannung von 110 kV VT zugeführt wird, löst der Lastschutz bei Erreichen eines bestimmten Stromwerts eine Fehlfunktion aus und schaltet bei Abwesenheit die Stromversorgung der Stromleitung ab von Fehlern. Um solche Situationen zu verhindern, verfügen Fernüberwachungsgeräte über eine Funktion zur Überwachung des Vorhandenseins von Spannungskreisen, bei deren Fehlen der Schutz automatisch blockiert wird.

Außerdem wird der Distanzschutz bei Schwankungen in der Stromversorgung blockiert.Schwingungen treten auf, wenn der Synchronbetrieb des Generators in einem bestimmten Abschnitt des Stromnetzes gestört ist. Dieses Phänomen geht mit einem Anstieg des Stroms und einem Spannungsabfall im Stromnetz einher. Bei Relaisschutzgeräten, einschließlich DZ, werden Schwankungen in der Stromversorgung als Kurzschluss wahrgenommen. Diese Phänomene unterscheiden sich in der Änderungsgeschwindigkeit elektrischer Größen.

Bei einem Kurzschluss erfolgt die Strom- und Spannungsänderung sofort, bei einer Schwingung mit einer kurzen Verzögerung. Basierend auf dieser Funktion verfügt der Fernschutz über eine Blockierfunktion, die den Schutz im Falle einer Schwankung der Stromversorgung blockiert.

Wenn der Strom ansteigt und die Spannung auf der geschützten Leitung abfällt, ermöglicht die Blockierung den Betrieb der Fernbedienung für eine Zeit, die für den Betrieb einer der Schutzstufen ausreicht. Wenn die elektrischen Werte (Netzstrom, Spannung, Leitungswiderstand) in dieser Zeit die Grenzen der voreingestellten Schutzeinstellungen nicht erreichen, blockiert der Sperrkörper den Schutz. Das heißt, durch das Blockieren der Fernbedienung kann der Schutz im Falle einer echten Störung funktionieren, im Falle einer Störung im Stromnetz wird der Schutz jedoch blockiert.

Welche Geräte übernehmen die Funktion des Fernschutzes in Stromnetzen?

Bis etwa Anfang der 2000er Jahre wurden die Funktionen aller Relaisschutz- und Automatisierungsgeräte, einschließlich der Distanzschutzfunktion, von elektromechanischen, relaisbasierten Geräten übernommen.

Eines der am häufigsten auf elektromechanischen Relais basierenden Geräte ist EPZ-1636, ESHZ 1636, PZ 4M / 1 usw.

Die oben genannten Geräte wurden durch ersetzt Multifunktions-Mikroprozessor-Schutzklemmen, die die Funktion mehrerer Schutzvorrichtungen auf der 110-kV-Leitung übernehmen, einschließlich des Leitungsdistanzschutzes.

Was den Distanzschutz speziell betrifft, so erhöht die Verwendung von Mikroprozessorgeräten für seine Implementierung die Genauigkeit seiner Funktionsweise erheblich. Ein wesentlicher Vorteil ist auch die Verfügbarkeit der Mikroprozessorklemmen des Schutzes mit der Funktion zur Bestimmung des Fehlerortes (OMP) – Anzeige der Entfernung zum Punkt des Leitungsfehlers, der durch den Distanzschutz festgelegt wird. Die Entfernung wird mit einer Genauigkeit von Zehntelkilometern angezeigt, was Reparaturteams die Suche nach Schäden entlang der Strecke erheblich erleichtert.

Bei der Verwendung älterer Modelle von Distanzschutzsätzen wird die Suche nach einem Fehler in der Leitung wesentlich komplizierter, da es bei elektromechanischen Schutzvorrichtungen nicht möglich ist, den genauen Abstand zum Fehlerort festzulegen.

Alternativ werden Umspannwerke installiert, um die genaue Entfernung zum Fehlerort ermitteln zu können Störungsschreiber (PARMA, RECON, Bresler, etc.), die Ereignisse in jedem einzelnen Abschnitt des Stromnetzes aufzeichnen.

Wenn auf einer der Stromleitungen ein Fehler auftritt, gibt der Notfallrekorder Auskunft über die Art des Fehlers und seine Entfernung vom Umspannwerk sowie die genaue Entfernung.