Цифровий захист лінії 35 кВ підстанції «Янтар»

Abstract

У сучасних умовах зростаючих вимог до надійності електропостачання ключову роль у забезпеченні стабільної роботи електроенергетичних систем відіграють пристрої релейного захисту та автоматики (РЗА) [1-3]. Бакалаврська кваліфікаційна робота присвячена розробці струмових захистів лінії 35 кВ на основі цифрового терміналу РС83-АВ3, що дозволяє суттєво підвищити ефективність і точність реагування на аварійні та особливі режими роботи лінії [4]. Все більшого розповсюдження отримують цифрові пристрої РЗА, в тому числі і в розподільчих мережах 6-35 кВ. Використання сучасних цифрових терміналів РЗА дозволяє підвищити надійність, чутливість та швидкодію, реалізувати складні алгоритми захисту, об'єднати ряд функцій в одному пристрої [5, 6]. Об'єкт дослідження - повітряна лінія 35 кВ ПС "Янтар". Предмет дослідження - релейний захист повітряної лінії 35 кВ ПС "Янтар". Мета дослідження: розробка релейного захисту лінії 35 кВ ПС "Янтар" на базі цифрового терміналу РС83-АВ3. Робота включає детальний опис енергетичного району, де розташована підстанція, зокрема її структури, основного обладнання та принципів побудови схем електричних з’єднань. У межах дослідження проаналізовано основні види пошкоджень повітряних ліній, особливості аварійних режимів, а також розглянуто методи їх виявлення та локалізації за допомогою сучасних пристроїв РЗА [2, 5]. Проведено порівняння характеристик мікропроцесорного пристрою РС83-АВ3 з традиційними системами захисту, визначено його функціональні можливості, а також методи програмування через середовище BURZA [4]. Були виконані розрахунки струмів короткого замикання на лінії за допомогою програмного комплексу «ДАКАР» у максимальному та мінімальному режимах. На основі отриманих результатів були розраховані параметри спрацювання захистів [7]. Були обрані трансформатори струму, які відповідають вимогам до електродинамічної й термічної стійкості. Для захисту повітряної лінії 35 кВ на базі цифрового терміналу РС83-АВ3 були розраховані струмові захисти, а саме: струмова відсічка без витримки часу, максимальний струмовий захист, захист від перевантажень, захист нульової послідовності від однофазних замикань на землю. Обрані захисти забезпечують селективність, чутливість і надійність під час виникнення коротких замиканнях, перевантаженнях та однофазних замиканнях на землю [5]. Також були розглянуті особливості реалізації дугового захисту комірки приєднання. Наведені особливості конфігурування цифрового терміналу за допомогою ПЗ "BURZA". У завершальній частині роботи розглянуто організаційні та технічні заходи з охорони праці та безпеки персоналу, а також техніко-економічне обґрунтування впровадження розробленої системи захисту.In modern conditions of increasing requirements for the reliability of power supply, relay protection and automation devices (RPA) play a key role in ensuring the stable operation of power systems [1-3]. The bachelor's qualification work is devoted to the development of current protection of a 35 kV line based on the RS83-AV3 digital terminal, which allows to significantly increase the efficiency and accuracy of response to emergency and special modes of operation of the line [4]. Digital RPA devices are becoming increasingly widespread, including in 6-35 kV distribution networks. The use of modern digital RPA terminals allows to increase reliability, sensitivity and speed, implement complex protection algorithms, and combine a number of functions in one device [5, 6]. The object of the study is the 35 kV overhead line of the "Yantar" substation. The subject of the study is the relay protection of the 35 kV overhead line of the "Yantar" substation. The purpose of the study: development of relay protection of the 35 kV line of the "Yantar" substation based on the RS83-AV3 digital terminal. The work includes a detailed description of the energy district where the substation is located, in particular its structure, main equipment and principles of constructing electrical connection diagrams. The study analyzed the main types of overhead line damage, features of emergency modes, and also considered methods of their detection and localization using modern relay devices [2, 5]. The characteristics of the RS83-AV3 microprocessor device were compared with traditional protection systems, its functionality was determined, as well as programming methods through the BURZA environment [4]. Calculations of short-circuit currents on the line were performed using the DAKAR software package in maximum and minimum modes. Based on the results obtained, the parameters of protection operation were calculated [7]. Current transformers were selected that meet the requirements for electrodynamic and thermal stability. To protect the 35 kV overhead line based on the RS83-AV3 digital terminal, current protections were calculated, namely: current cut-off without time delay, maximum current protection, overload protection, zero sequence protection against single-phase ground faults. The selected protections provide selectivity, sensitivity and reliability during the occurrence of short circuits, overloads and single-phase ground faults [5]. The features of the implementation of arc protection of the connection cell were also considered. The features of configuring the digital terminal using the "BURZA" software are given. In the final part of the work, organizational and technical measures for labor protection and personnel safety are considered, as well as the feasibility study for implementing the developed protection system.