СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
METHOD OF PROTECTING POWER TRANSMISSION LINES WITH RENEWABLE ENERGY SOURCES

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите и автоматике (РЗА) линий электропередачи (ЛЭП) с подключением к ним возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Решает проблему быстродействующей защиты с абсолютной селективностью на линиях электропередачи с инверторными преобразователями на стороне ВИЭ.
Согласно [1], на ЛЭП с двухсторонним питанием необходима установка быстродействующих защит с абсолютной селективностью. В связи с тем, что ВИЭ с инверторами по сути являются источниками тока, известные способы защиты ЛЭП с абсолютной селективностью с применением ВЧ-связи оказываются неприемлемы. В отличие от электростанций традиционной энергетики, ВИЭ с инверторами представляют собой источник тока с незначительным диапазоном изменения рабочих и аварийных токов, т.е. токи со стороны ВИЭ не информативны и не могут быть использованы в качестве информационных параметров для целей РЗА.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ, описанный в [2], где для защиты ЛЭП предлагается использовать направленную высокочастотную защиту (НВЧЗ). Этот способ выбран в качестве прототипа изобретения. Его недостатком является то, что при коротком замыкании на линии в зоне или за пределами зоны защиты у полукомплекта НВЧЗ со стороны подстанции (ПС) с ВИЭ наблюдается недостаточная чувствительность основных измерительных органов НВЧЗ: реле направления мощности обратной последовательности (РНМОП) и реле сопротивления (PC). Со стороны питающей ПС энергосистемы недостаточная чувствительность будет наблюдаться при повреждениях «за спиной» данной ПС.
Цель изобретения - обеспечение чувствительности защиты ЛЭП с абсолютной селективностью. Поставленная цель достигается путем применения дополнительных измерительных органов в защитах на ПС с ВИЭ и изменением типа функционирования защиты при повреждениях в различных точках защищаемой ЛЭП.
Осуществление способа иллюстрирует представленная на фиг. 6лок-схема функционирования полукомплектов защиты, установленных по разным концам одной и той же ЛЭП. Блок-схема по фиг. содержит следующие блоки: блоки А и Б структурной схемы полукомплектов защиты для ПС с ВИЭ и питающей ПС, блок В - однолинейная схема защищаемой сети, включающей структурное изображение защищаемой ЛЭП Л1 и ЛЭП Л2-ЛМ на стороне питающей сети, выключатели на защищаемой ЛЭП, трансформаторы T1-TN ответвительных ПС, ПС с ВИЭ, питающая ПС. Блок А полукомплекта защиты со стороны ПС с ВИЭ включает в себя РНМОП (элемент 1), максимальное реле тока прямой последовательности РТ И (элемент 2), максимальное реле напряжения обратной последовательности РН U2 (элемент 3) и минимальное реле напряжения прямой последовательности РН U1 (элемент 4), логические элементы 5 и 6 «ИЛИ», которые управляют приемопередатчиком (ПП) данного конца (элемент 8.1). Блок Б соответствующего полукомплекта защиты со стороны питающего конца включает ПП (элемент 8.2), пускаемый от НВЧЗ (элемента 9) с некоторой задержкой (элемент времени 10 с выдержкой времени на срабатывание (ВВС)). Выход ПП блока Б (элемент 8.2) посредством логического элемента «И» (элемент 11) блокирует отключение линии.
Способ осуществляется следующим образом.
При повреждениях за шинами полукомплекта защиты А, установленного на ПС с ВИЭ (блок А), когда токи в обоих полукомплектах защиты определяются токами повреждения от питающей ПС, у полукомплекта А срабатывает либо РНМОП при несимметричных повреждениях, либо РТ I1 при трехфазных симметричных замыканиях. Сигналы от этих реле по схеме «ИЛИ» на элементе 5 поступают на передатчик ПП (элемент 8.1) и посредством ВЧ-сигнала блокируют отключение линии с двух сторон независимо от состояния защиты со стороны питающей ПС.
При повреждениях в зоне защиты в полукомплекте А срабатывают в зависимости от вида повреждения реле напряжения прямой (РН U1) либо обратной (РН U2) последовательностей, которые по схеме «ИЛИ» на элементе 6 подготавливают цепи отключения. Непосредственно отключение будет происходить при получении разрешающего ВЧ-сигнала от полкомплекта Б, находящегося на питающей ПС. Формирование разрешающего сигнала происходит от элемента НВЧЗ и с задержкой на элементе времени 10, выдержка времени на срабатывание которого определяется отстройкой от максимального времени срабатывания РНМОП (элемент 1) и РТ I1 (элемент 2) полукомплекта А. Приоритет блокирующего ВЧ-сигнала от полукомплекта А выше разрешающего сигнала, поэтому формирование разрешающего сигнала при внешних КЗ должно быть всегда позже блокирующего. Со стороны питающей ПС отключение линии будет происходить при отсутствии блокирующего ВЧ-сигнала со стороны полукомплекта А от модуля НВЧЗ (элемент 9).
При повреждениях «за спиной» полукомплекта Б питающей ПС из-за малых токов в линии не срабатывает модуль НВЧЗ (элемент 9) и не формируется отключающий сигнал на питающей ПС и разрешающий ВЧ-сигнал на ПС с ВИЭ.
Таким образом, по принципу своего действия предложенный способ позволяет для ЛЭП с ВИЭ обеспечить защиту с абсолютной селективностью и с высоким быстродействием.
Источники информации
1. Правила устройства электроустановок, 7 изд., утв. Приказом Минэнерго России от 08.07.2002 №204.
2. Атабеков Г.И. Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей. М. Госэнергоиздат, 1957.