CC BY
99
Электроэнергетика
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА
УДК 621.3
Усманов Р.Р., Петров Д.С.
Фазировка объектов энергетики дифференциальными защитами линий
С ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ ПО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ
Целью нашей работы было получение метода дистанционной фазировки объектов энергетики путем передачи векторов в виде цифрового сигнала с помощью продольных дифференциальных защит линий, работающих по волоконно-оптическим линиям связи. Необходимость разработки данного метода была обусловлена тем, что на вновь вводимых объектах энергетики отсутствовало напряжение с которым бы происходило сравнение при фазировке. Разработанный нами метод был успешно опробован в лабораторных условиях, а также при запуске КРУЭ ОАО «ТАНЕКО» и ПГВ ОАО «Аммоний».
Ключевые слова: фазировка, дифференциальная защита линий (ДЗЛ), электрическая подстанция, волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), линия электропередачи (ЛЭП), синхронизация.
Известно, что электрическое оборудование трехфазного тока подлежит обязательной фазировке перед первым включением в сеть, а также после ремонта, во время которого мог быть нарушен порядок чередования фаз. Суть фазировки состоит в проверке того, что на выводы коммутационного аппарата, которые попарно принадлежат одной фазе, поданы одноименные напряжения и обозначения (расцветка) его выводов согласованы с обозначением фаз напряжений.
При этом фазировка энергообъектов выше 1 кВ, как правило, производится косвенными методами, при которых фазировка проверяется на вторичном напряжении трансформаторов напряжения, присоединенных к частям фазируемых электроустановок (рис. 1).
Рис. 1. Косвенная фазировка электроустановок
Фазировка включает три операции. Первая состоит в проверке и сравнении порядка чередования фаз вводимой в работу электроустановки и сети. Вторая - в проверке совпадения по фазе одноименных напряжений (отсутствия между ними углового сдвига). Третья -в проверке одноименности (расцветки) фаз, соединение которых предполагается выполнить с целью проверки правильности подсоединения токоведущих частей к коммутационному аппарату.
Зачастую возникает ситуация, при которой на первой операции определяется обратное чередование фаз, но для точного определения какие фазы поменяны
местами необходимо наличие эталонного напряжения, с которым бы происходило сравнение, для примера, на рис. 1 это может быть вторичное напряжение второй секции. Но мы сталкивались с проблемой, когда на вновь вводимых объектах электроэнергетики эталонного напряжения попросту нет, и вторая операция не могла быть осуществлена.
Тогда нами была разработана и успешно опробована схема, при которой эталонные вектора передавались с одного объекта на другой в виде цифрового сигнала по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) с помощью дифференциальных защит линий (ДЗЛ), которые в последнее время стали часто применяться на вновь вводимых линиях.
Рассмотрим в качестве примера объектов условные подстанцию А и подстанцию Б, тогда сам процесс будет происходить следующим образом (рис. 2, а, б):
1. С подстанции А на подстанцию Б подается первичное напряжение и проверяется чередование фаз на вторичных цепях напряжения подстанции Б. В нашем примере чередование фаз на ПС Б оказалось обратным, но определить какие конкретно фазы перепутаны будет невозможно без наличия эталонного напряжения, с которым бы происходило сравнение.
2. После этого на полукомплект ДЗЛ подстанции А подается трехфазный симметричный ток от проверочного устройства с возможностью синхронизации с внешней сетью. Необходимость подачи именно тока обусловлена тем, что ДЗЛ не обмениваются между собой векторами напряжения. Для удобства мы подавали вектора тока синфазно с цепями напряжения. При этом синхронизация данного устройства должна быть выполнена со вторичными цепями напряжения, которые мы приняли за эталонные, на рис. 2 мы видим, что синхронизация производилась с фазами А-В ПС А.
3. Для полукомплекта ДЗЛ подстанции Б данный ток является током приема вектора которого он будет выстраивать относительно «своего» напряжения и таким образом, если будет существовать фазный сдвиг между напряжением подстанции А и напряжением подстанции Б, то мы увидим это по смещению векторов тока приема. При данном опыте на векторной диаграмме полукомплекта ДЗЛ ПС Б мы видим, что сдвиг по фазе у тока приема фазы В и напряжения фазы В - отсутствует, что говорит о том, что фаза В не спутана. А токи
ЭСиК. №2(27). 2015
29
Электроэнергетика
приема фаз А и С сместились относительно одноименных векторов напряжения, что говорит о том, что именно фазы А и С перепутаны местами. На рис. 2, б приведены реальные числовые значения, которые мы получали при воссоздании данного опыта.
Используя данный метод. возможно определение спутанной фазировки даже тогда, когда поменяны местами все три фазы и простая проверка чередования фаз
покажет правильный результат, а реально обнаружить несоответствие, если отсутствует эталонное напряжение, получится только при проверке под нагрузкой.
Также это применимо в случаях, если необходимо включить в параллель два объекта, питаемых от разных энергосистем (рис. 3) по временным либо вновь созданным схемам, когда существует вероятность фазного сдвига между напряжениями на этих объектах.
ПСА
воле
а
14ч
ДЗЛ с КСЗ терминал 093. Текущие значения аналоговых входов ДЗЛ терминал 093. Текущие аналоговые величины
Величина 1 Значениям Величина I Значением.
01 la, А / * (вторичная величина) 0.9б/о.06 \ ЕГ , ■■ 0.96]/л9^бЧ
02 1Ь,АГ (вторичная величина) Q.MM19.84 \ 01ЬПРМ.о.е. 0.961/120.07 \
03 1с,АГ (вторичная величина) 0*2/113% 1 01сПРМ,о.е. 0.9К/0.08 1
08 Ua, кВ / * (первичная величина) 6711/0.00 1 0 8 Ua. кВ / * (первичная величина) 67.1/0.00 1
09 Ub, кВ / ‘ (первичная величина) 671/-119.70 / 0 9 Ub. кВ / * (первичная величина) 67.»120.12 I
010 U с. кВ/' (первичная величина) 67.\[19.96 J 010 Uc, кВ / * (первичная величина) 67.4\19.80 J
б
Рис. 2. Поясняющая схема фазировки с использованием ДЗЛ (а) и результаты реального опыта (б)
Рис. 3. Определение фазного сдвига между энергообъектами, питаемыми от разных энергосистем
30
ЭСиК. №2(27). 2015
Электроэнергетика
Данный метод был успешно опробован и дал положительные результаты при включении ВЛ 220 кВ Щёлоков - ТАНЕКО, когда соединялись ПС 500 кВ Щёлоков и КРУЭ 220 кВ ОАО «ТАНЕКО», питаемые от разных энергосистем. И предварительный замер через ДЗЛ показал фазный сдвиг два градуса, что в дальнейшем подтвердилось традиционной подачей напряжения на «пустые» шины и замером вольтамперфазометром.
Также при вводе реконструированной подстанции на заводе ОАО «Аммоний», где отсутствовало эталонное напряжение, была произведена проверка правильности фазировки при помощи ДЗЛ и получен положи-
тельный результат.
Нами также проводилось множество лабораторных исследований с использованием двух полукомплектов ДЗЛ, на которых имитировались различные варианты возможных событий в цепях напряжения, и во всех случаях результат оказался положительный.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. - М.:Книга по Требованию, 2013. 624 с.
2. Руководство по эксплуатации шкафа ДЗЛ типа ШЭ2607 093.
3. Лыкин А.В. Электрические системы и сети: учеб. пособие. М.: Логос, 2006. 254 с.
Information in English
Phasing of Energetics Objects by the Differential Protection of the Lines With Data Communications Using Fiber-Optic Communication Links
Usmanov R.R., Petrov D.S.
The aim of the research was to receive the method of remote phasing of energetic objects using the vector transfer in the form of a digital signal by a longitudinal differential lines protection, which are working using fiber-optic line communications. A necessity of a method development appeared due to a situations, when on a new energetics objects there was no voltage, which makes possible to do the comparison while phasing. The development method was successfully tested in a laboratory conditions and also in process of facility commissioning of switchgear on OJSC “TANECO” and load-center substation on OJSC “Ammonium”.
Keywords: phasing, differential protection of connection lines, electric substation, fiber-optic communication link, power line, synchronization.
References
1. Chernobrovov N.V. Relejnaya zashchita [Relay protection]. Moscow: Kniga po Trebovaniyu, 2013, 624 p.
2. Operating manual of DZL-type locker SHE2607 093.
3. Lykin A.V. Elektricheskie sistemy i seti [Electrical systems and networks]. Moscow: Logos, 2006, 254 p.
УДК 621.314.64
Белый А.В., Маклаков А.С., Радионов А.А.
Новый метод компенсации реактивной мощности
ПОСРЕДСТВОМ АКТИВНЫХ ВЫПРЯ-МИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ УМНЫХ СЕТЕЙ
Главная цель статьи состоит в разработке нового способа управления активным выпрямителем напряжения (АВН) для компенсации реактивной мощности в питающей сети. Основное внимание в этом исследовании было уделено теоретическому анализу возможности управления активной, реактивной и полной мощности в системе АВН - питающая сеть. На основании полученных результатов мы можем сделать вывод о том, что регулирование реактивной мощности с помощью АВН возможно при использовании новой системы автоматического регулирования (САР). Наиболее актуально использовать новую САР, когда рядом с точкой подключения к питающей сети параллельно работают установки с нелинейной нагрузкой. Это позволит уменьшить величину потребляемой реактивной мощности с подстанции и улучшить технико-экономические показатели системы электроснабжения в целом для предприятия.
Ключевые слова: активный выпрямитель напряжения; замкнутая система управления; корректировка коэффициента мощности; компенсация реактивной мощности; промышленная умная сеть.
Введение
Последние законодательные акты Правительства РФ, регламентирующие коммерческие отношения предприятий с энергосистемой, показывают, что на потребителя электрической энергии возлагаются достаточно высокие требования и обязанности. В частности, введены нормативные значения коэффициента реактивной мощности tg9=0,4 для внутризаводских сетей напряжением 6-20 кВ и tg<p=0,35 для напряжения 0,4 кВ. Кроме того, для стимулирования выполнения данных требований Федеральной службой по тарифам
РФ введена новая методика расчета повышающих или понижающих коэффициентов на потребляемую электроэнергию. Эта методика предоставляет потребителю возможность получить скидку на электроэнергию при поддержании требуемого коэффициента реактивной мощности. Участие потребителя в соглашениях с сетевой организацией регулируется Постановлением Правительства РФ. Следовательно, возможности компенсации реактивной мощности на предприятиях приобретают особую актуальность и значимость.
В настоящее время наиболее широкое распро-
ЭСиК. №2(27). 2015
31
