Автоматизация и цифровизация ВЛ 6–10 кВ на базе вакуумных реклоузеров | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 декабря, печатный экземпляр отправим 22 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №20 (362) май 2021 г.

Дата публикации: 11.05.2021

Статья просмотрена: 13 раз

Библиографическое описание:

Миквельман, Д. А. Автоматизация и цифровизация ВЛ 6–10 кВ на базе вакуумных реклоузеров / Д. А. Миквельман. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 20 (362). — С. 43-45. — URL: https://moluch.ru/archive/362/80910/ (дата обращения: 06.12.2021).



Как показывает статистика, в настоящее время довольно остро стоит проблема защиты воздушных линий электропередачи 6–10 кВ от аварий. Зачастую сети построены таким образом, что авария на каком-либо участке грозит отключением всей линии, к которой одновременно может быть подключено множество потребителей. Для минимизации времени отключения потребителей применяется секционирование ВЛ. В рассмотрим преимущества применения вакуумных реклоузеров в сетях 6–10 кВ.

В статье рассматривается возможность применения вакуумных реклоузеров для электроснабжения объектов нефтегазодобычи. Цель настоящей работы состоит в исследовании современных способов быстрой локализации места аварии и их устранении, повысить уровень надежности системы электроснабжения. Для оценки надежности электроснабжения был выбран интегральный показатель надежности SAIFI, отражающий среднюю частоту отключения потребителей, и SAIDI, показывающий среднюю продолжительность отключений каждого потребителя.

Ключевые слова: реклоузер, воздушные линии, отключение, сети, потребитель, цифровая электрическая сеть, замыкание, напряжение, ток.

Согласно данным статистики аварийных отключений с 2014 по 2018 год, общий процент отключения воздушных линий электропередач 6–10 кВ, связанных с авариями на фидерах составляет 80 % от общего числа отключений.

Основным показателем работы электросетевого комплекса является его надежность. Отсутствие возможности получать информацию о состоянии находящегося в работе оборудования в режиме реального времени приводит к появлению неконтролируемых процессов, развитию аварийных ситуаций. Применение традиционных схем релейной защиты и автоматики не всегда позволяют добиться селективной работы, что зачастую приводит к ложным срабатываниям и отключению оборудования.

Вторым ключевым фактором является недостаточная оперативность устранения возникающих аварийных ситуаций. Отсутствует возможность дистанционно управлять состоянием объекта. Значительное время (до 8 часов) затрачивается на поиск и устранение неисправностей. Устранение неисправностей подстанционного оборудования в настоящий момент производится по факту произошедшей аварийной ситуации, которая зачастую является мало прогнозируемой.

Все вышеперечисленные факторы влекут за собой значительные эксплуатационные затраты на обслуживание и ремонт оборудования, которые можно минимизировать за счет применения цифровых электрических сетей.

Принцип действия и варианты применения

В сети с односторонним питанием (сети радиального типа с единственным источником) реклоузеры устанавливаются на следующих участках сети (рисунок 1):

– на фидере питающей подстанции (реклоузер А1) — выполняют функцию защиты оборудования подстанции от последствий аварийных ситуация на линии;

– на магистрали (реклоузеры А2) — разбивают магистраль на секции для локализации и отключения аварийных участков;

– на отпайках сети (реклоузер А3) — защищают сеть от последствий аварийных ситуаций на стороне конечных потребителей.

Сеть с односторонним питанием

Рис. 1. Сеть с односторонним питанием

Не смотря на различие в местоположении, все реклоузеры в сети с односторонним питанием выполняют аналогичные функции (типа А):

– защита от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ);

– автоматическое повторное включение (АПВ);

– максимальная токовая защита (МТЗ).

Таким образом, для построения такой сети достаточно одного типа реклоузеров (тип А) с односторонним питанием. Поскольку защита является ненаправленной, то использование микропроцессорных устройств защиты и автоматики в этом случае обычно не требуется.

Структура сети с двусторонним питанием (кольцевые и двойные магистральные линии) является более сложной (рисунок 2).

Сеть с двухсторонним питанием

Рис. 2. Сеть с двухсторонним питанием

Для построения сети с двусторонним питанием необходимо три типа реклоузеров:

– тип А с двусторонним питанием — аналогичен реклоузеру типа А с односторонним питанием, однако максимальная токовая защита (МТЗ) является направленной;

– тип В — дополнительно к функциям реклоузера тип А добавляется защита от пропадания питания (защита минимального напряжения — ЗМН);

– тип С — в дополнение к функциям реклоузера типа А добавляется функция автоматического ввода резерва (АВР).

Для реализации перечисленных функций в реклоузере с двусторонним питанием, как правило, требуется микропроцессорное устройство защиты.

Функции, реализуемые реклоузерами, не ограничиваются приведенным списком. Набор защит и дополнительных функций определяется потребностями заказчика и указывается в опросном листе при заказе реклоузера.

Функциональные возможности

Функциональные возможности реклоузера определяются оборудованием, устанавливаемым в шкафу управления ШУ.

Установленный в реклоузере шкаф управления может работать в двух режимах управления: дистанционном и местном. Выбор местного или дистанционного режима управления выполняется путем изменения статуса дискретного входа. Если подается сигнал на этот вход то, устанавливается местный режим управления, в противном случае разрешено дистанционное управление.

Дистанционное управление осуществляется посредствам передачи информации на SCADA АРМ оператора интерфейсами RS232 и RS485, радиоканалам с использованием GSM-модемов, а также Ethernet или волоконно-оптическим линиям связи.

Источником данных для работы защит и автоматики является система измерения реклоузера, которая контролирует параметры сети и преобразует их посредством встроенных датчиков тока и напряжения, а также математического фильтра цифрового сигнала.

Из параметров первичной сети система измерения выделяет те, которые используются для работы защит и автоматики:

– фазные токи;

– фазные напряжения;

– токи прямой, обратной и нулевой последовательностей;

– напряжения прямой, обратной и нулевой последовательностей;

– частота основной гармоники.

Заключение и вывод

Применение вакуумных реклоузеров на ВЛ 6–10 кВ обеспечит высокую степень автоматизации и позволит выполнить цифровизацию энергетической системы, что в свою очередь приведет к значительному повышению надежности и значительному снижению потерь, вызванных аварийными отключениями и их последствиями.

Литература:

  1. СТО 34.01.-4.1.-007–2018 Технические требования к автоматизированному мониторингу устройств РЗА, в том числе работающих по стандарту МЭК 61850
  2. СТО 56947007–25.040.40.226–2016 Общие технические требования к АСУТП ПС ЕНЭС. Основные требования к программно-техническим средствам и комплексам
  3. СТО 56947007–25.040.40.227–2016 Типовые технические требования к функциональной структуре автоматизированных систем управления технологическими процессами подстанций Единой национальной электрической сети (АСУ ТП ПС ЕНЭС)
  4. Хасанзянов Б. Ф. О реклоузерах / Б. Ф. Хасанзянов // Молодой учёный, № 7, 2014. — с. 188–190.
  5. Симонов А. Новый уровень управления аварийными режимами распределительных сетей с помощью реклоузеров / А. Симонов // Электрик № 11, 2012. — с. 8–11.
  6. Автоматизация воздушных распределительных сетей на базе вакуумных реклоузеров / В. В. Воротницкий. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://refdb.ru/look/1117035.html.
Основные термины (генерируются автоматически): тип А, одностороннее питание, двустороннее питание, сеть, SAIDI, SAIFI, дистанционное управление, максимальная токовая защита, микропроцессорное устройство защиты, нулевая последовательность.


Ключевые слова

напряжение, потребитель, ток, реклоузер, сети, воздушные линии, отключение, цифровая электрическая сеть, замыкание
Задать вопрос