О ближнем резервировании на подстанциях с выключателем 110 кВ в цепи трансформатора
Маруда И. Ф.
В соответствии с информационным письмом ИП-1-96э РАО “ЕЭС России” от 30/IX 1996 г. “О совершенствовании ближнего и дальнего резервирования работы устройств Р3А распределительных сетей 6 - 110 кВ” предлагаются следующие виды ближнего резервирования и принципы их выполнения для подстанций с выключателем в цепи трансформатора.
Резервирование отказа выключателя. На подстанциях (ПС) распределительных сетей 110 кВ, на которых для повышения надежности работы электрических сетей и электроснабжения потребителей производятся замены отделителей- короткозамыкателей 110 кВ (ОД-КЗ-110) на выключатели, и новых ПС с выключателями в цепях трансформаторов предлагается выполнять устройство резервирования отказа выключателя - УРОВ, используя полезную модель РФ “Электрическая подстанция” (Маруда И. Ф., свидетельство 5891).
Рис. 1. Схема подстанции с отделителем:
QR - отделитель типа ОДЗ-110
С заменой ОД-КЗ-110 подстанции лишаются одного из видов ближнего резервирования - отключения отделителя 110 кВ при отказе во включении короткозамыкателя - УРОК и выполнение УРОВ восстановит на ПС этот вид ближнего резервирования.
Полезная модель № 5891 предусматривает установить отделитель 110 кВ в цепи трансформатора вместо разъединителя, выполнить устройство резервирования отказа выключателя и производить отключение отделителя при отказе в отключении выключателя. Схема ПС изображена на рис. 1.
Эффективность использования отделителей для отключения коротких замыканий на низкой стороне трансформаторов подтверждена практикой эксплуатации ОД-КЗ-110.
Выполнение резервной максимальной токовой защиты на стороне 110 кВ трансформатора. Резервную МТЗ на стороне 110 кВ трансформатора предлагается выполнить с использованием одной фазы трансформатора напряжения 110 кВ вместо трех, встречающихся в проектах, в качестве источника ее оперативного тока.
Такой вариант исполнения защиты позволяет сохранить одинаковую надежность максимальных токовых защит трансформатора (основной и резервной) как в нормальном, так и в ослабленных режимах, когда на ПС в работе находится один трансформатор собственного расхода (ТСР), например, в пусковой, ремонтный и другие периоды.
Рис. 2. Схема подстанции с выключателем, отделителем и выносными трансформаторами:
TV - ТН 110 кВ; 1ТА - выносной ТТ 110 кВ резервной максимальной токовой защиты; 2ТА - встроенный в трансформатор ТТ
В варианте, когда основная и резервная МТЗ питаются от разных ТСР подстанции, обе защиты в этих случаях оказываются запитанными от одного ТСР, что снижает надежность защиты трансформатора.
Кроме того, использование ТН 110 кВ позволяет выполнить резервную МТЗ 110 кВ на выпрямленном оперативном токе - наиболее надежном переменном оперативном токе, что подтверждается широкой практикой использования его в защитах линий 110 кВ проходных ПС распределительных сетей 110 кВ.
На рис. 2 изображена первичная схема ПС с выключателем, отделителем, выносными трансформаторами тока и напряжения 110 кВ в цепи трансформатора.
Защита на выпрямленном оперативном токе (рис. 3). Для получения выпрямленного постоянного оперативного тока используются стабилизированный блок питания напряжения, включаемый на обмотку 100 В ТН 110 кВ, и стабилизированные токовые блоки типа БПТ-1002.
Выпрямленный оперативный ток применяется как для цепей защиты, так и цепей отключения выключателя и отделителя.
В качестве стабилизированного блока питания напряжения можно использовать трехфазный блок типа УПНС-М или заказать изготовить однофазный.
Трехфазный блок, включая в режим питания на напряжение 100 В ТН 110 кВ одной фазы, целесообразно включить двумя обмотками, например АВ и СА, соединив перемычкой клеммы питания В и С блока.
Рис. 4. Защита на переменном оперативном токе:
включение выключателя Q (ВМТ-110) производится при взведенной пружине привода; UGC - устройство питания БПЗ-401 с блоком конденсаторов БК-400; КТ - реле времени РСВ-13; KA - реле тока резервной МТЗ
Рис. 3. Защита на выпрямленном оперативном токе:
включение выключателя Q (ВМТ-110) осуществляется при взведенной пружине привода; UGV - стабилизированный токовый блок питания; KA - реле тока резервной МТЗ
Это позволит получить диапазон стабилизации с от 0,55 до 1,1 UH вместо (0,7 ^ 1,1)UH по техническим данным при двухфазном питании блока.
Обмотка с U = 100 В фазы ТН 110 кВ обеспечивает выдачу мощности во вторичные цепи, равную мощности трех фаз ТН обмоток с фазным напряжением U = 58 В.
В трансформаторах малой мощности, например 2,5 МВ'А, у которых малы значения токов короткого замыкания при КЗ на низкой стороне и поэтому не обеспечивается работа токовых блоков, последние не используются. Блок напряжения обеспечивает работу защиты.
Рис. 5. Защиты трансформаторов с разделением оперативных цепей:
- цепи основной МТЗ; YAQR - токовая катушка отключения отделителя
Защита на переменном оперативном токе (рис. 4) выполнена с использованием реле времени типа РСВ-13 и устройств питания типа БПЗ-401 и блоков накопительных конденсаторов БК-400, также питающихся от обмотки 100 В ТН 110 кВ. По сравнению с предыдущей схема более экономична из-за отсутствия в ней токовых блоков питания, но менее надежна, так как цепи защиты с устройствами питания и блоками конденсаторов в эксплуатации менее надежны.
Схема может применяться для всех имеющихся в распределительных сетях 110 кВ трансформаторов.
Общие замечания по выполнению основной МТЗ трансформатора:
- На ПС с выключателем 110 кВ в связи с невозможностью отключения выключателя по “дешунтированию” принцип “дешунтирования” в основной МТЗ целесообразно сохранить и выполнить отключение отделителя 110 кВ резервным действием защиты при отказе выключателя, т.е. использовать его для УРОВ.
Практикой подтверждена надежность работы защиты по “дешунтированию”.
Для этого в привод 0Д-110 необходимо установить токовые катушки, аналогичные катушкам короткозамыкателя 110 кВ.
- Защиты трансформаторов, где реле дифференциальной защиты и основной МТЗ включены в одни токовые цепи, необходимо разделить по оперативным цепям, чтобы при работе дифзащиты не происходило отключение выключателя и отделителя трансформатора одновременно.
На рис. 5 указанные изменения выделены.
Выводы
Для ПС распределительных сетей 110 кВ с выключателями в цепях трансформаторов предлагаются следующие виды ближнего резервирования и принципы их выполнения.
- Резервирование отказа выключателя. Предлагается в цепи трансформатора устанавливать отделитель 110 кВ вместо разъединителя, выполнить устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) и отделителем производить отключение К3 на НН трансформатора при отказе в отключении выключателя.
Эффективность использования отделителей для отключения К3 на низкой стороне трансформаторов подтверждена практикой эксплуатации ОД-К3-110.
- Выполнение резервной МТ3 на стороне 110 кВ трансформатора.
Предлагается резервную МТ3 110 кВ выполнять с использованием одной фазы ТН 110 кВ в качестве источника ее оперативного тока.
Такое исполнение защиты позволяет сохранить одинаковую надежность максимальных токовых защит трансформатора (основной и резервной) как в нормальном, так и в ослабленных режимах, когда на ПС в работе находится один трансформатор собственного расхода.
В варианте, когда основная и резервная МТ3 питаются от разных ТСР подстанции, в режимах работы одного ТСР на ПС обе МТ3 оказываются запитанными от одного ТСР, что снижает надежность защиты трансформатора.
Кроме того, использование ТН 110 кВ позволяет выполнить резервную МТ3 110 кВ на выпрямленном оперативном токе - наиболее надежном переменном оперативном токе, что подтверждается широкой практикой использования его в защитах линий 110 кВ проходных ПС распределительных сетей 110 кВ.
