CC BY
85
УДК 621.316.925.1
Т.А. Колосков, магистр, (4872) 35-54-50, eists @гатЬ ler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ИХ РАБОТЫ
Разработан выбор схем резервирования систем РЗА на основании теории надёжности для оборудования электрических подстанций и сетей напряжением 0,4... 750 кВ, что позволяет повысить надёжность систем РЗА. Совершенствование методов и средств расчёта аппаратной надёжности релейной защиты электроэнергетических систем.
Ключевые слова: релейная защита, надёжность систем РЗА, проектирование, шкафы защиты.
Эффективность и надёжность являются основными показателями качества функционирования релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем. Особенно остро вопрос обеспечения высокого уровня надёжности и эффективности встаёт в настоящее время в связи с началом широкого внедрения микропроцессорных терминалов защит.
При широком внедрении микропроцессорных терминалов в России необходимо предусмотреть соответствующие мероприятия:
- использовать на практике только проверенные, надёжные изделия, адаптированные к условиям России;
- внедрить в практику проектных организации методики оценки надёжности РЗА и выбора оптимальных по надёжности вариантов защиты;
- разработать и внедрить в практику методы и средства повышения надёжности систем РЗА на этапах разработки и эксплуатации;
- обеспечить необходимый уровень помехозащищённости комплектов РЗА;
- повышать надёжность и техническое совершенство источников информации для РЗА - измерительных трансформаторов тока и напряжения;
- разработать и внедрить в практику систему технического обслуживания комплектов защиты, выполненных на современной элементной базе (в первую очередь это касается импортных устройств РЗА);
- построить систему мониторинга уровня надёжности («отслеживание» уровня эксплуатационной надёжности техники различных фирм-изготовителей в условиях России), сбор информации по надёжности комплектующих элементов, ошибок персонала и последствий неправильных действий РЗА для дальнейшего уточнения расчётов и т.д.
Показатели эффективности и надёжности релейной защиты и автоматики в большой степени зависят от вида и функций, выполняемых за-
щищаемым объектом в энергосистеме. Поэтому исполнение системы РЗА, оптимальное для одного объекта, может оказаться совершенно неэффективным для другого объекта такого же вида (линии, трансформатора, сборных шин и т.д.). Для каждого объекта в процессе проектирования должны быть выбраны оптимальный состав и алгоритм взаимодействия элементов РЗА.
Расчёты, приведённые автором, показывают, что широко практикуемое в настоящее время резервирование защит «по срабатыванию» (включение двух и более комплектов на отключение защищаемого объекта независимо друг от друга) не всегда оправдано. Иногда более эффективны схемы, включённые по схеме И (действие на отключение при одновременном срабатывании двух защит) (таблица).
Сравнение систем защиты
№ п/п Состав защиты Процент неправильных действий, Д,% Математическое ожидание ущерба от неидеальной надёжности защиты, $/год
1 Один шкаф РЗА 33 637,8
2 Два шкафа РЗА по схеме ИЛИ 49,6 652,5
3 Два шкафа РЗА по схеме И 5,2 662,5
На наиболее ответственных объектах может оказаться целесообразным включение трёх идентичных шкафов защиты с действием на отключение по схеме «два из трёх», т.е. с действием на отключение защищаемого объекта лишь при одновременном срабатывании двух шкафов и выдаче сигнала о неисправности в случае, если на отключение сработал только один шкаф защиты. В первую очередь такие решения следует применять, если при отказе в срабатывании защиты возможно нарушение устойчивости системы и разделение её на части, возникновение цепочечных аварий и т.д.
Разработана методика расчёта показателей надёжности систем РЗА на этапе проектирования в условиях отсутствия точных исходных данных по некоторым частным показателям надёжности используемых устройств РЗА, а также отсутствие таких важных сведений, как последствия отказов функционирования защиты на конкретных защищаемых объектах, «стоимость ненадёжности» и т.д.
В качестве данных использовались имеющиеся статистические данные по процентам неправильных действий защит, накопленных в настоящее время в России (данные, полученные МРСК «Центра и Привол-
жья»). Для того чтобы учесть различные аспекты надёжности (надёжность срабатывания и несрабатывания) использовали коэффициенты, оценивающие частоту разного рода отказов (ложных срабатываний, излишних срабатываний, отказов в срабатывании).
Причины неправильных действий систем РЗА:
- человеческий фактор (18 %) - 8 из них при несанкционированном взломе подстанции посторонними лицами;
- изъяны в конструкции реле (13,5 %);
- наведённые извне сигналы/помехи (7,6 %);
- форс-мажор (7,6 %) - например, взрыв недалеко от подстанции, разрушивший несколько реле, наводнение и т.д.;
- повреждения компонентов реле (4,5 %);
- невыявленные причины (3 %).
В дальнейшем целесообразно построить систему мониторинга уровня надёжности («отслеживание» уровня эксплуатационной надёжности техники различных фирм-изготовителей в условиях России), осуществить сбор информации по надёжности комплектующих элементов, о последствиях неправильных действий защит для дальнейшего уточнения расчётов и т.д.
Автоматизация расчетов показателей надёжности систем РЗА на этапе проектирования реализована в среде Excel на основе информации о статистических данных по процентам неправильных действий защит, что является важным для автоматизированного решения поставленных задач и их практического использования.
Список литературы
1. Базиленко О. К., Шор Е.Я., Вероятностные методы оценки эффективности защитных устройств / Кишинев, 1975. 170 с.
2. Гуревич В. Микропроцессорные реле защиты. Новые перспективы или новые проблемы. / Новости электротехники. 2005. № 6
3. Надёжность систем энергетики и их оборудования : справочник: в 4 т. Т. 2: Надёжность электроэнергетических систем. / под ред.
Ю. Н. Руденко. М.: Энергоатомиздат, 2000. 568 с
4. Наумова Г. И., Смирнов Э.П.Метод расчёта периода контроля устройств релейной защиты, основанный на модели с нестационарным потоком коротких замыканий / Тр. Всесоюз. проект.-изыскат. НИИ «Энерго-сетьпроект». 1976. Вып. 7. С. 172-177.
5. Негневицкий М. В., Файбисович В.А. Методика исследования надёжности комплекса на базе управляющих вычислительных машин для реализации функций защиты и автоматики / Изв. вузов. Энергетика. 1981. № 8. С. 9-12.
6. Неклепаев Б. Н., Востросаблин А.А. Вероятностные характери-
стики коротких замыканий в энергосистемах / Электрические станции. 1999. № 8. С. 15-23.
T.A. Koloskov
DEFINING THE PARAMETERS OF RELAYING ELECTRICAL NETWORK TO IMPROVE THE RELIABILITY OF THEIR WORK
А range of systems redundancy schemes based on the RPA theory of reliability for the equipment of electric substations and networks with a voltage 0,4-750 kV, which improves the reliability of relay protection. Improving the methods and means of calculating the hardware reliability of relay protection of electric power systems is developed.
Key words: relay protection, relay protection system reliability, design, cabinets protection.
Получено: 24.12.11
УДК 621.311
Н.А. Жирнов, магистр, (910)556-34-94, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Рассмотрена возможность использования конденсаторных установок в сетях предприятий для компенсации реактивной мощности. Обоснована эффективность применения управляемых реакторов совместно с батареями конденсаторов.
Ключевые слова: реактивная мощность, компенсация реактивной мощности, конденсаторная установка, управляемый реактор, устройство компенсации.
Проблема компенсации реактивной мощности возникла одновременно с практическим использованием переменного тока, поскольку передача необходимой для работы электроустановок реактивной мощности является одной из основных составляющих технологических потерь электроэнергии в сетях электроснабжения. Значительная часть потерь активной энергии обусловлена сетевыми перетоками реактивной мощности, а их снижения можно достигнуть за счет увеличения степени компенсации реактивной мощности.
Рациональная (оптимальная) компенсация реактивной мощности в электросетях предприятий охватывает комплекс вопросов, направленных на повышение экономичности работы электроустановок и включает в себя методы выбора и расчета компенсирующих устройств; места их установки; рациональной и безопасной эксплуатации; защиты от аварийных режимов; автоматического регулирования реактивной мощности в сети. Поэтому обеспечение норм качества и снижение потерь электроэнергии в значитель-
236
