8.1.110 ～ 220 kV 架空送電線にはどのような種類の保護が使用されていますか?

ネットワークは、原則として、しっかりと接地された中性線で動作します。 したがって、多相短絡（異なる点での二重地絡を除く）および単相短絡の両方に対して保護が実行されます。 ネットワークは多くの場合、複数の電源を備えた複雑な構成になっています。 したがって、多相短絡（1点での二重地絡を含む）を保護するために、二次回路の揺れや違反に対する遮断装置を備えた、抵抗素子の異なる特性を備えたリモートステップ保護がよく使用されます。 地絡に対しては、距離保護ではなく、多段方向のゼロシーケンス電流保護が使用されます。

システムの安定性と責任ある消費者を確保するための条件に従って、時間遅延なく保護セクションの全長に沿って保護が必要な場合（三相短絡のある駅およびノー​​ド変電所のバス上）回路 ≤ 0.6 ÷ 0.7 Unom)、問題に対する 2 つの可能な解決策は、HF 遮断デバイスで段階的保護を補完するか、またはトリップ信号を送信し、絶対的な選択性を備えたメインの個別の縦方向保護として使用することです。 2 番目のオプションが優先され、動作の独立性とより高度な短距離冗長性が保証されます。

行き止まり線では、より単純な電流ステップ保護を使用できる場合があります。

8.2. どのような種類の保護を距離保護と呼びますか?

距離保護は相対的な選択性による保護と呼ばれ、抵抗測定器官を使用して実行されます。GOSTによれば、その特性値は、複素形式で表される影響電圧と影響電流の比の所定の関数です。

実際には、短絡時の距離保護の動作は、障害位置までの距離だけでなく、遷移抵抗、電源とそれらが存在する場所間の負荷の存在など、他の多くの歪み要因によっても決まります。スイッチオンと短絡、電源のEMF間の位相シフト、影響する抵抗素子の値の非最適な組み合わせなど。

8.3. 110 ～ 220 kV の架空線を保護するために使用されるパネルの種類に名前を付けてください。

現在、電気機械式、半導体式、マイクロプロセッサーベースのタイプの保護パネルが使用されています。 これらには、生産中止になったがまだ使用されているパネルが含まれます: PZ-157、PZ-158、PZ-152、PZ-153、PZ-164A、PZ-2、PZ-201、DFZ-2、

工業的に生産されたEPZ-1636。 ShDE-2801(2); PDE-2802; DFZ-201; EPZ 1637-91 (並列電力線の横方向差動電流方向保護の実行用); EPZ 1639 91 (1 つまたは 2 つの電力線の縦方向の差動電流保護の実行用)。 EPZ 1643 (遠隔保護および地絡の HF ブロック); ShDE 2803 (DZ および 電流保護ブレーカー故障故障キットを備えたライン); ШЭ2607 011021 (回線保護キャビネットおよび回線スイッチの自動制御); ШЭ2607 031 (HF ブロック付き指向性回線保護); ШЭ2607 081 (差相線路保護)。 ШЭ2607 シリーズのキャビネットは BE2704 シリーズのマイクロプロセッサ端子を使用して作られています。

8.4. 分岐のない両面電源を備えた 1110 ～ 500 kV の単線では、地絡に対するゼロシーケンス保護の段階はどのように選択されますか?

RP第12号ガイドラインによる 初段動作電流時間遅延なしで実行する場合、保護が設置されている場所を通過するトリプルゼロシーケンス電流からの離調条件に従って選択されます。

反対側の変電所の母線に地絡が発生した場合。

短期欠相モードでは、スイッチの各相が同時にオンにならないときに発生します。

保護回線の OAPR サイクルで発生する欠相モード。

2段目の動作電流保護は次の条件に従って選択されます。

隣接する電圧側の前の単巻変圧器の後ろで地絡が発生したときに、保護装置が設置されている場所を流れる 3 倍の零相電流からの調整。

欠相モードで保護装置の設置場所を流れる 3 倍の零相電流からの離調。被保護回線または前の回線の OAPR サイクル、および前の回線の長期欠相モードで発生します。 。

第 2 ステージは通常、ライン全体を保護し、0.4 ～ 0.5 秒の時間遅延で動作します。

3段目の動作電流前線の保護（2 段目または 3 段目）または隣接する電圧側に設置されている前の単巻変圧器の地絡保護との調整条件に基づいて選択されます。

4段目の動作電流問題のゼロシーケンス保護段の時間遅延が、損傷した要素の相間の故障に対する保護と同じかそれ以下である場合、相間の外部故障中に電流から離調する必要があります。

3 番目と 4 番目のステージは 1 番目と 2 番目のステージを予約し、長距離バックアップ機能を実行します。 それらの動作（オン時に加速されるものを除く）は、第 1 段または第 2 段の回路に誤動作が存在することや、スイッチの故障または隣接する要素の保護の可能性も考えられます。

3 番目と 4 番目のステージは最も感度が高く、欠相モードで動作できます。 この場合、トリガーされたステージを削除することができます。 ほとんどの場合、欠相モードでは選択性を確保することはできません。

PUE によれば、実質的に接地された中性点を備えた 110 ～ 500 kV ネットワークの送電線には、多相故障および地絡に対するリレー保護装置と、欠相動作に対する保護を設ける必要があります。

7SA6距離保護リレーは、 ユニバーサルデバイス SIPROTEC 4 システムに基づく保護、制御、自動化は非常に汎用的で、すべての電圧クラスに使用できます。

保護機能:

高性能。

非常に短いラインを保護する機能。

最大 7 Hz のパワースイングを自動検出。

変流器飽和検出器により、迅速なシャットダウンと遠隔測定の高精度を保証します。

HF 制御による段階ごとの保護。

デバイス間のデジタル通信は、統合されたシリアル セキュリティ インターフェイスを介して実行されます。

自動再閉鎖 (AR)。

保護機能。

入力値切り替えなしの6回路保護(21/21N);

高い接触抵抗による地絡保護により、単相と三相の両方のシャットダウンが可能 (50N、51N、67N)。

絶縁され補償された中性点を備えたネットワークにおける接地への短絡の検出。

HF コントロールによる距離保護 (85);

損傷位置 (FL) の特定。

パワースイング検出 (68/68T);

電流保護 (50/51);

スイッチオン時の損傷保護 (50HS)。

7SA611 は、電力線保護の実装に通常必要なすべての機能を組み合わせて、システム全体に距離保護を提供します。 このリレーは、容量補償の有無にかかわらず、架空線およびケーブル線の障害を迅速かつ選択的に除去します。 ネットワークは、確実に接地、接地、絶縁、または補償された中性線を使用できます。 7SA611 は、テレプロテクションの有無にかかわらず、回路での単相または三相のトリップに使用できます。

このリレーには、電力線の保護を実装するために必要ないくつかの特性があります。

短い応答時間。

ケーブルや 航空会社直列コンデンサを使用する場合と使用しない場合の両方。

周波数 7 Hz 以下の電力変動を認識するための自己調整。

2 つまたは 3 つのエンド ステーションを使用する場合は、デジタル ピンを使用してリレー間の接続が行われます。

適応型自動再閉路 (AR)。

計算は相対単位または名前付き単位で行うことができます。 名前付き単位メソッドを使用します。 これを行うには、回路のすべての要素を同じベース電圧にする必要があります。ベース電圧として Ubase = 115 kV を採用します。

システムの相電圧:

システム抵抗:

(3.21)

(3.22)

ライン抵抗:

(3.23)

式を使用して配線抵抗を計算し、表 3.5 にまとめてみましょう。

表 3.5 – ライン抵抗

115 kV 引出線の距離保護のためのトリップ設定の計算。

距離保護の最初の段階の設定の計算。

初段の抵抗は、対向変電所の母線の三相短絡からの離調条件から選択されます。この場合、短絡電流は計算されませんが、ライン L3 の抵抗が使用されます。

第 1 段階の要件: ライン上のあらゆる種類の短絡を遅延なく選択的にシャットダウンする信頼性を確保する:

(3.25)

どこ β = 0.05 – 変圧器と抵抗リレーの誤差を考慮した係数、

δ = 0.1 – 一次電気量の計算における誤差を考慮した係数。

最初のステージは時間遅延なしで動作します。

保護設置場所における変電所母線の短絡からの離調は、次の理由により実行されません。 すべての保護段階には方向性があります。

距離保護のステージ 2 の設定の計算。

第 2 段階の動作設定は、隣接回線の距離保護との調整条件に応じて選択されます。

(3.26)

どこ Kz= 0.78 – 調整されたライン保護の選択性の安全係数。

K電流– 電流分配係数。調整が行われる保護の適用範囲の端での三相短絡によって決定されます。

。 – 設定が選択されている保護の変流器を流れる電流。

– 調整が行われる隣接する保護装置の変流器を流れる電流。

– 隣接回線の第一（または第二）段階の保護動作の設定。

計算用 K電流 Mulitsim プログラムで 115 kV 送電線をモデル化してみましょう (図 3.2)。

図 3.2 – 電流分配係数の計算

保護の第 2 段階は感度に基づいています。

第 2 段階の時間遅延は、選択性段階 (Δ t=0.3 と) ライン L2 の第 2 ステージの遅延時間が増加します。

.

距離保護の第 3 段階の設定の計算。

保護の第 3 段階の応答設定は、原則として、からの離調条件に従って選択されます。 最大電流ラインロード。 負荷電流は、ワイヤの長期許容加熱電流から取得されるか、電力システムの配電サービスによって設定されます。後者の場合、cos が示されます。 φ 負荷：

, (3.26)

どこ – 最小動作電圧は0.9に等しい あなたの名前;

– 信頼性係数;

– 抵抗リレーの戻り係数。

– 最大感度の角度。

– 負荷による抵抗の角度。

– 最大負荷電流。

第３段階の保護の時間遅延は、第２段階の時間遅延の選択と同様に、第２段階の保護の時間遅延よりも大きな選択レベルに選択される。

二次量の計算:

(3.27)

電流カットオフライン W3。

保護動作電流は次のように計算されます。

ここで、 は保護された線 W4 の端での短絡電流です。

感度係数は次のように計算されます。

.

ここで、 は保護されたライン W3 の始点における短絡電流です。

電流カットオフはインストール用に受け入れられました。

ライン w4 のゼロシーケンス電流保護 (ZCP)。

AWP SRZA プログラムを使用して短絡電流を計算します。

最初の段階の計算。

初段の遮断電流は、最大電流3から離調することを条件として選択されます。 私隣接するセクションのスイッチの後ろ (受信変電所のバス上) での短絡中に保護回路を流れる 0:

どこ K n = 1.3 – リレー誤差、計算誤差、非周期成分の影響、必要なマージンを考慮した選択性信頼性係数。

注釈

リレー保護は、最新の電力システムで使用される自動化の最も重要かつ重要な部分です。 リレー保護では、損傷や異常状態を自動的に除去する問題を研究しています。

リレー保護のタスク、電力システムの信頼性の高い動作と消費者への電力の中断のない供給を確保する上でのその役割と重要性。 これは、回路の複雑さの増大と電気ネットワークの成長によるものです。 これに関連して、リレー保護の動作速度、選択性、感度、信頼性に対する要件が高まっています。 半導体素子を用いたリレー保護装置の普及が進んでいます。 これらを使用すると、高速保護を作成する機会がさらに広がります。

現在、マイクロプロセッサベースのリレー保護装置が開発されており、保護速度がさらに向上します。

保護対象機器のパラメータ

保護されたジェネレーターのパラメーター。

次の指定が適用されます。

T - タービン発電機。

VF - 水素強制冷却。

63 - 有効電力、MW;

2 - ローター極の数。

E - 単一の統一シリーズ。

U - 気候バージョン - 穏やかな気候。

保護された架空線のパラメータ。

110 kV 送電線保護の選択

2.1 110 kV 線路の保護 W 5.

一方向電源を備えた単線では、PUE (条項 3.2.110) に従って、ステップ電流保護が提供されます。

1. 相間短絡から セット内容:

a) 時間遅延を伴う電流遮断および最大電流保護から (行き止まり線の場合)

2. 地絡保護キットは次のもので構成されます。

a) 零相電流遮断と零相時間遅延による最大電流保護（行き止まり線の場合）

110 kV 送電線保護の計算。

3.1 正相等価回路

計算は Ubase = 115 kV で指定された単位で実行されます。

付録 1

システム抵抗:

発電機の抵抗:

ライン抵抗:

電圧調整なしの変圧器抵抗

負荷時タップ切替器を考慮した変圧器 T1、T2 の抵抗

TDTN-40000/110/10

U定格NN=11kV

U c.m in =9.52%= U c(–PO)

英国名 =10.5%

U k.max =11.56%= U k (+PO)

「マイナス」レギュレーションの極限段階における変圧器抵抗 T1、T2

ここで =1-0.12=0.88

「正」レギュレーションの第 10 段階におけるトランス抵抗 T1、T2

ここで =1+0.1=1.1

トランス抵抗 T5

TDTN-25000/110/10

U 内部定格 =115 kV ±12% (±12 ステップ)

U定格NN=11kV

U k(-PO) =9.99%

英国名 =10.5%

U k(+PO) =11.86%

定格データにおける変圧器 T5 の抵抗

「負」レギュレーションの極限段階における変圧器 T5 の抵抗

ここで =1-0.12=0.88

「正」レギュレーションの第 10 段階におけるトランス T5 の抵抗

ここで =1+0.1=1.1

3.2 ゼロシーケンスの等価回路。

110 kV 変圧器の中性点の動作モードの選択:

1. 火力発電所は中性線 T1 および T2 を確実に接地するモードを採用しています。

2. 中継変電所では、次のモードを受け入れます。1 台の 25 MVA 変圧器はしっかりと接地された中性点を備え、2 番目の変圧器 - 中性点はスパーク ギャップ (T3 および T4) を介して接地されます。

3. 行き止まりの変電所では、変圧器 T5 はスパーク ギャップを介して接地された中性点で動作します。

回路を作成するときは、零相電流が通過する要素の抵抗が考慮されます (回路は付録 2 に示されています)。

付録 2

システムゼロシーケンス抵抗:

ラインゼロシーケンス抵抗:

K電源線=3.0 2回路線用 避雷ケーブル付き

避雷ケーブル付き単回路線の場合、K 電力線 =2.0

変圧器抵抗

3.3 電流の計算 短絡 K 1、K 2、K 3 点で W 5 行目の MTZ 設定を選択します。

直接シーケンス等価回路を点 K3 に分解します。

ポイントK1

ポイントK2

X 21 =X カット =X 20 +X 11 =12.5+15=22.5 オーム

ポイントK3

通常モード:

X 22 =X 分解 =X 21 +X 12 中 =22.5+55.5=78 オーム

最大モード:

X 22 =X カット =X 21 +X 12 分 =22.5+74.4=96.9 オーム

1 段目 (TO) には KZ-9 セットを選択し、MTZ の 2 段目と 3 段目に時間遅延を設けて 2 つの KZ-14 セットを選択します。

第1段階

動作電流 I cf は、最大モードの点 K3 における三相短絡電流からの離調条件から選択されます。

以下を受け入れます:

リレー選択 RT 140/50 s シリアル接続巻線

線路端での 2 相短絡による初段の感度

t av =0.1 秒 – 回線に設置されている避雷器をタップから離調します。

2段階目

動作電流 I cf は、保護された回線の最大動作電流からの離調条件から選択されます。

離調 =1.2÷1.3 – 離調係数

К сз =2÷3 – 電気モーターのセルフスタート係数

K voz =0.8 – リレー RT-40 (RT-140) の戻り係数

最小モードでの点 K 3 における二相短絡に対するステージ II の感度:

通常モードと同じ

応答時間は110kV側変圧器の過電流保護との連携条件から選定

以下を受け入れます:

3段階目

動作電流 I cf は、最大モードの K 3 点での短絡中に K h ≧ 1.2 が確保される条件から選択されます。

セレクトリレー RT-140/10s 並列接続巻線

タイムリレーの選択 RV-132

3.4 地絡保護の計算

零相等価回路を分解し、さまざまなモードでの点 K 1 および K 2 における単相短絡電流を決定します。

マキシマムモード	ミニマムモード

等価回路は次の形式になります。

マキシマムモード	ミニマムモード
短絡点 K 1 の場合
短絡点K2の場合
短絡点 K 1
短絡点 K 2

電流リレー 3 個と時間リレー 2 個を含む KZ-115 セットを選択します。 ゼロシーケンス電力方向リレーは使用しません。

3.5 地絡電流保護設定の選択

私はステージします

最小モード（K 2 点）での線路端での地絡時に必要な感度を確保する条件に応じて動作電流を選択します。

K 4 =1.5 – 必要な感度係数。

承ります

巻線を並列接続したリレー RT-140/50 を選択します。

II段階

第 2 段階の設定は、第 1 段階（保護の留保）との調整条件から選択します。

承ります

巻線を並列接続したリレー RT-140/20 を選択します。

Ⅲ段階

変圧器後方の三相短絡時に保護回路を流れる最大不平衡電流 (点 K 3) からの離調条件に応じて、第 3 段階の設定を選択します。

離調 =1.25 – 離調係数

K per =1.0 – 過渡モードでの不平衡電流の増加を考慮した係数

K nb =0.05÷1 – アンバランス係数

I (3) =852 (A) – 計算された短絡電流

I nom.tr-ra =125 (A)

承ります

巻線を並列接続したリレー RT-140/10 を選択します。

このパンフレットでは、高周波チャネルを備えた 110 ～ 220 kV 送電線の保護の動作原理、つまり位相差保護タイプ DFZ 201 と、EPZ 1643-69 パネルの距離および電流方向の高周波遮断保護について概説しています。 特定保護回路のリレーおよび高周波部品について説明します。

考慮された メンテナンス、高周波測定、RF チャネルのチェック、およびこれらの保護の操作。 ...

1. 差相高周波保護 DFZ-201

2. 高周波遮断距離保護・電流方向零相保護タイプ EPZ-1643-69

3. 高周波リレー保護チャンネル

4. DFZ-201の電源再投入時のリレー部分の確認

5. HF 遮断距離保護および電流方向ゼロシーケンス保護タイプ EPZ-1643-69 の再スイッチオン時のリレー部分の確認

6. 再度電源を入れたときに VFA タイプ upz-70 を確認する

7. 再度スイッチを入れる際の RF パスの要素のチェック

8. 再度電源を入れたときに HF チャンネルを確認する

9. RF保護のメンテナンス

序文

高周波 (HF) 保護は 110 ～ 220 kV などの送電線で普及しています。 高電圧。 使用されている保護タイプの中で、生産中止になった保護タイプ（差相タイプ DFZ-2、DFZ-402、DFZ-501 および高周波遮断タイプ PVB）が大きな位置を占めています。 DFZ-2 および HF 遮断パネルは、PVZK タイプの高周波装置 (HFA) で動作するように設計されており、DFZ-402 および DFZ-501 パネルは、PVZK タイプの高周波装置 (HFA) で動作するように設計されています。 PVZDタイプ。

現在、差動位相保護タイプ DFZ-201、DFZ-504、DFZ-503、および距離遮断および電流方向ゼロシーケンス保護の HF が製造されています。 これらの保護は、VFA タイプ UPZ-70 と連携して動作するように設計されています。UPZ-70 は、PVZK および PVZD と比較して、動作周波数範囲が拡張され、送信機出力の残留電圧が低減され、制御回路が改善され、寸法と重量が小さくなり、ブロックが付いています。デザイン。 彼らは使用します プリント回路の設置、線形フィルターが送信機出力で使用されます。

ごく最近、業界は半導体素子で作られた AVZK-80 タイプの新しいトランシーバーの生産を開始しました。 この HF デバイスは、現在入手可能なすべての HF 保護リレー回路で使用できます。

高周波保護の信頼性の高い動作により、消費者の受電器の安定した動作が保証されます。 したがって、消費者への電力供給の信頼性を向上させるための複雑な対策の中で、リレー保護装置と電気自動化の調整と操作の品質、そして何よりもメインのHFライン保護が特別な場所を占めています。

HF 保護キットのコミッショニング作業の全範囲が 1 つの統合チームによって実行される場合、調整作業は最高の品質で実行できると同時に、より少ない労力で実行できます。 このような調整作業の組織の広範な導入は、RF 保護のリレーと高周波部分の両方の調整の問題を概説した本の出版によって大幅に促進されます。

110 ～ 220 kV 架空線の保護セットを実装するためのオプション。

1. 最も単純な保護セットは、行き止まり架空線に使用されます。相間短絡に対する 2 段階の電流保護 (MTZ および MFTO) と 3 段階の故障保護です。 同時に、架空線保護の短距離冗長性はなく、行き止まりの架空線で短絡が発生し、その保護が故障したときに、大規模なシステム変電所の 2 次レベル全体が停止するケースが発生する可能性があります。長距離冗長保護が動作している場合は消灯します。 つまり、大規模な変電所や発電所の母線から延びる単純な行き止まり架空線であっても、変電所や発電所の動作の信頼性を高めるために一次保護とバックアップ保護を使用することが望ましいですが、そのような実践はは受け入れられません。

2. 3 段 DZ、4 段 ZZ、および MFTO の 2 方向電源を備えたシステム形成架空線の最もシンプルなオプション。 DZ および ZZ は、あらゆる種類の短絡から架空線を保護し、保護の長距離冗長性を提供します。 MFTOは次のように適用されます 追加の保護そのシンプルさ、低コスト、高い信頼性、スピードによります。

一般的な 110 ～ 220 kV 架空線リレー保護装置は市販されており、3 段階の遠隔保護、4 段階の保護、および MFTO を備えています。

電気機械パネル タイプ EPZ-1636 は、1967 年以来チェボクサル電気装置工場 (CHEAZ) で製造されています。 チェリャビンスク地域の電力システムのほとんどの 110 ～ 220 kV 架空線に設置されています。
- 電子キャビネット タイプ ShDE-2801 は、1986 年から ChEAZ によって製造されており、チェリャビンスク地域の電力システムでは、数十本の 110 ～ 220 kV 架空線にのみ設置されています。
- She2607 シリーズのマイクロプロセッサ キャビネット、NPP スクリーンは 1990 年代から生産されています: She2607 011、She2607 016 (三相駆動スイッチによる制御、3 段 DZ、4 速 ZZ、MFTO)、She2607 012 (コントローラー)可倒式ドライブ、3 段 DZ、4 段定 Chatai ZZ、MFTO)、ShE2607 021 (3 段 DZ、4 段 ZZ、MFTO) 付き。

近くの予約が不足している。
- 保護の第 2 段階または第 3 段階の際に、保護された架空線の端で短絡が切断される。

3. 詳細 難しい選択肢両面電源による架空線の保護 - 保護キャビネット タイプ ShDE-2802 (1986 年以降 CHEAZ によって製造) の使用。 キャビネットには、メインとバックアップの 2 つの保護セットが含まれています。 主な保護セットには、3 段階の緊急保護、4 段階の保護、MFTO が含まれます。 バックアップ キット - 簡素化された 2 段階の DZ および ZZ。 各キットは、あらゆるタイプの短絡から架空線を保護します。 この場合、バックアップ セットは短距離保護の冗長性を提供し、メイン セットは長距離バックアップを提供します。

この一連の保護の欠点は次のとおりです。

a) メインおよびバックアップの保護セットは次のとおりであるため、完全な短距離冗長性とは言えません。

持っている 共有デバイス（例えば、スイング中に遠隔制御をブロックする装置）、その故障はメインセットとバックアップセットの両方の同時故障につながる可能性があります。
- 同じ原理で作られているため、同じ理由で両方が同時に故障する可能性があります。 - 同じキャビネット内にあるため、同時に損傷する可能性があります。

b) 保護された架空線の終端での短絡を 2 段目または 3 段目の時点で無効にする。