Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах
У статті розглянута актуальна науково-прикладна задача, що полягає у дослідженні впливу ємності ліній електропередачі надвисокого класу напруги на визначення дійсних співвідношень між фазами струмів приєднань в аварійних режимах енергосистеми диференційно фазним захистом шин, що може бути впроваджен...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Гідроенергетика України |
|---|---|
| Datum: | 2017 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141747 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах / В.В. Ніценко, Д.О. Кулагін, П.В. Махлін // Гідроенергетика України. — 2017. — № 3-4. — С. 11-16. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-141747 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ніценко, В.В. Кулагін, Д.О. Махлін, П.В. 2018-09-11T15:43:17Z 2018-09-11T15:43:17Z 2017 Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах / В.В. Ніценко, Д.О. Кулагін, П.В. Махлін // Гідроенергетика України. — 2017. — № 3-4. — С. 11-16. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1812-9277 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141747 621.316.925 У статті розглянута актуальна науково-прикладна задача, що полягає у дослідженні впливу ємності ліній електропередачі надвисокого класу напруги на визначення дійсних співвідношень між фазами струмів приєднань в аварійних режимах енергосистеми диференційно фазним захистом шин, що може бути впроваджений у технічну експлуатацію у якості основного захисту збірних шин напругою 110-750 кВ розподільчих установок енергетичних об'єктів. Авторами проведено розрахунок аварійних режимів для реального енергетичного об'єкта, у якості якого була обрана одна з найбільш потужних підстанцій у Дніпровській електроенергетичній системі державного підприємства НЕК "Укренерго" — підстанція 750 кВ "Запорізька". Приведена однолінійна принципова схема даної підстанції, її розрахункова схема та схема заміщення. Розрахунок комплексних величин еквівалентних опорів схеми заміщення проводився для режиму з компенсацією ємнісної провідності повітря них ліній 750 кВ та для режиму без її компенсації. За отриманими результатами зроблено висновок про те, що ємнісна провідність повітряних ліній надвисокої напруги не призводить до порушення селективної дії диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах, що підтверджується виконанням умови спрацювання захисту при внутрішніх коротких замиканнях та умови його неспрацювання при зовнішніх коротких замиканнях, що дозволяє не враховувати вплив ємнісної провідності при розрахунку уставки параметра кута блокування даного типу захисту шин, а також не застосовувати додаткових засобів з компенсації ємнісної складової струму. uk Інститут електродинаміки НАН України Гідроенергетика України Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах |
| spellingShingle |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах Ніценко, В.В. Кулагін, Д.О. Махлін, П.В. Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| title_short |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах |
| title_full |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах |
| title_fullStr |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах |
| title_full_unstemmed |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах |
| title_sort |
вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах |
| author |
Ніценко, В.В. Кулагін, Д.О. Махлін, П.В. |
| author_facet |
Ніценко, В.В. Кулагін, Д.О. Махлін, П.В. |
| topic |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| topic_facet |
Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| publishDate |
2017 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Гідроенергетика України |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| format |
Article |
| description |
У статті розглянута актуальна науково-прикладна задача, що полягає у дослідженні впливу ємності ліній електропередачі надвисокого класу напруги на визначення дійсних співвідношень між фазами струмів приєднань в аварійних режимах енергосистеми диференційно фазним захистом шин, що може бути впроваджений у технічну експлуатацію у якості основного захисту збірних шин напругою 110-750 кВ розподільчих установок енергетичних об'єктів. Авторами проведено розрахунок аварійних режимів для реального енергетичного об'єкта, у якості якого була обрана одна з найбільш потужних підстанцій у Дніпровській електроенергетичній системі державного підприємства НЕК "Укренерго" — підстанція 750 кВ "Запорізька". Приведена однолінійна принципова схема даної підстанції, її розрахункова схема та схема заміщення. Розрахунок комплексних величин еквівалентних опорів схеми заміщення проводився для режиму з компенсацією ємнісної провідності повітря них ліній 750 кВ та для режиму без її компенсації. За отриманими результатами зроблено висновок про те, що ємнісна провідність повітряних ліній надвисокої напруги не призводить до порушення селективної дії диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах, що підтверджується виконанням умови спрацювання захисту при внутрішніх коротких замиканнях та умови його неспрацювання при зовнішніх коротких замиканнях, що дозволяє не враховувати вплив ємнісної провідності при розрахунку уставки параметра кута блокування даного типу захисту шин, а також не застосовувати додаткових засобів з компенсації ємнісної складової струму.
|
| issn |
1812-9277 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/141747 |
| citation_txt |
Вплив ємнісної провідності ліній електропередачі надвисокої напруги на функціонування диференційно-фазного захисту шин в аварійних режимах / В.В. Ніценко, Д.О. Кулагін, П.В. Махлін // Гідроенергетика України. — 2017. — № 3-4. — С. 11-16. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT nícenkovv vplivêmnísnoíprovídnostílíníielektroperedačínadvisokoínapruginafunkcíonuvannâdiferencíinofaznogozahistušinvavaríinihrežimah AT kulagíndo vplivêmnísnoíprovídnostílíníielektroperedačínadvisokoínapruginafunkcíonuvannâdiferencíinofaznogozahistušinvavaríinihrežimah AT mahlínpv vplivêmnísnoíprovídnostílíníielektroperedačínadvisokoínapruginafunkcíonuvannâdiferencíinofaznogozahistušinvavaríinihrežimah |
| first_indexed |
2025-11-25T20:54:33Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:54:33Z |
| _version_ |
1850543508261175296 |
| fulltext |
Гідроенергетика України, 3—4/2017, ISSN 1812�9277 1111
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
ВВ
ступ. Магістральні еле к т ричні ме режі
(ЕМ) над ви со ко го кла су на пру ги (на -
пру гою 500 кВ та ви ще, згідно [1]) спо -
ру д жу ють ся з ме тою пе ре дачі знач них за ве ли чи -
ною об сягів еле к т рич ної енергії від по туж них еле к -
т рич них станцій (ЕС) на да лекі відстані до пунк тів
її роз поділу та спо жи ван ня або з ме тою тран зи ту
ви роб ле ної еле к т рич ної енергії між ок ре ми ми ча с -
ти на ми еле к т ро е нер ге тич ної си с те ми (ЕЕС) у ме -
жах однієї дер жа ви та міждер жав ни ми зв'яз ка ми.
Як відо мо, лінії еле к т ро пе ре дачі (ЛЕП) на -
пру гою 500 кВ та ви ще ма ють знач ну ємнісну
про відність, ве ли чи на якої за ле жить від кон ст -
рук тив них па ра метрів та га ба рит них розмірів ЛЕП,
а та кож від їх кла су на пру ги і про тяж ності [2]. Так,
на при клад, відповідно до роз ра хун ко вих да них, на -
ве де них у [2], ємнісна провідність по віт ря них ліній
(ПЛ) на пру гою 750 кВ, ви ко на них про во дом мар ки
АС3400/51 (при за сто су ванні 5 про відників на од ну
фа зу ПЛ) на кожні 100 км цих ПЛ ста но вить при -
близ но b0 = 4,13·1034 См, у той час як їх за ряд на по -
тужність до ся гає май же q0 = 232 МВАр у роз ра хун -
ку на кожні 100 км до вжи ни. За сто со ву ю чи ці дані
мож на на бли же но роз ра ху ва ти ве ли чи ну ємнісно го
стру му, що бу де ге не ру ва тись у нор маль но му ре -
жимі ро бо ти вка за ною ПЛ на кожні 100 км її до -
вжи ни за на ступ ним ви ра зом [3]:
IC = UПЛ b0 , (1)
де UПЛ — номіна ль на на пру га ПЛ; b0 — пи то ма єм -
нісна провідність ПЛ на кожні 100 км її до вжи ни [2].
IC = 750·103 · 4,13·1034 = 310. А.
От ри ма не зна чен ня ємнісно го стру му
ІС=310А ПЛ 750 кВ до вжи ною у 100 км є сут -
тєвим та у разі її не знач но го за ван та жен ня за ак -
тив ною по тужністю мо же ви я ви тись співста ви -
мим за ве ли чи ною зі стру мом на ван та жен ня да ної
ПЛ. У ви пад ку знач ної про тяж ності ПЛ 750 кВ
ємнісна скла до ва стру му мо же дорівню ва ти, або
ж навіть пе ре ви щу ва ти ак тив но3індук тив ну скла -
до ву стру му на ван та жен ня у то му разі, як що на
ПЛ не пе ред ба чається жод них технічних за ходів
із ком пен сації її ємнісної провідності, що де таль -
но опи сані у [1]. Че рез це ємнісні стру ми ЛЕП
над ви со ко го кла су на пру ги за пев них умов мо -
жуть впли ва ти на нор маль не (се лек тив не)
функціону ван ня при ст роїв ре лей но го за хи с ту
(РЗ), вста нов ле них на енер ге тич них об'єктах з
ви щою на пру гою 500—750 кВ [3].
У статті, зо к ре ма, дослідже но вплив ємнісної
провідності ПЛ над ви со ко го кла су на пру ги на
функціону ван ня при ст роїв ди фе ренційно3фаз но -
го за хи с ту шин (ДФЗШ), що мо жуть бу ти впро -
ва д жені в ек сплу а тацію у якості ос нов но го за хи с -
ту збірних шин (ЗШ) на пру гою 110—750 кВ роз -
подільчих ус та но вок (РУ) енер ге тич них об'єктів
[4], в аварійних ре жи мах ЕЕС.
Особ ли вості по бу до ви, прин цип дії та спосіб
на ла ш ту ван ня при ст роїв ДФЗШ більш де таль но
роз г ля ну то у [4]. Згідно з [4], за своїм прин ци пом
дії при ст рої ДФЗШ ре а гу ють на співвідно шен ня
між фа за ми струмів приєднань у будь3яких ре жи -
мах ЕЕС, при чо му по шко д жен ня, що ви ни ка ють
у ме жах зо ни дії да но го ти пу РЗ, тоб то на си с темі
ВПЛИВ ЄМНІСНОЇ ПРОВІДНОСТІ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ
НАДВИСОКОЇ НАПРУГИ НА ФУНКЦІОНУВАННЯ
ДИФЕРЕНЦІЙНО�ФАЗНОГО ЗАХИСТУ ШИН В АВАРІЙНИХ РЕЖИМАХ
УДК 621.316.925 НІЦЕНКО В.В., інж. ВП ДП "НЕК "Укренерго" Дніпровська ЕС,
КУЛАГІН Д.О., канд. техн. наук, доцент, проф.,1
МАХЛІН П.В., канд. техн. наук, доцент,1
1 Кафедра "Електропостачання промислових підприємств"
Запорізького національного технічного університ
У статті роз г ля ну та ак ту аль на на уко во�при клад на за да ча, що по ля гає у дослідженні впли ву ємності ліній
еле к т ро пе ре дачі над ви со ко го кла су на пру ги на виз на чен ня дійсних співвідно шень між фа за ми струмів приєднань в
аварійних ре жи мах енер го си с те ми ди фе ренційно�фаз ним за хи с том шин, що мо же бу ти впро ва д же ний у технічну
ек сплу а тацію у якості ос нов но го за хи с ту збірних шин на пру гою 110�750 кВ роз подільчих ус та но вок енер ге тич них
об'єктів. Ав то ра ми про ве де но роз ра ху нок аварійних ре жимів для ре аль но го енер ге тич но го об'єкта, у якості яко го
бу ла об ра на од на з найбільш по туж них підстанцій у Дніпровській еле к т ро е нер ге тичній си с темі дер жав но го
підприємства НЕК "Ук ре нер го" — підстанція 750 кВ "За порізька". При ве де на од нолінійна прин ци по ва схе ма да ної
підстанції, її роз ра хун ко ва схе ма та схе ма заміщен ня. Роз ра ху нок ком плекс них ве ли чин еквіва лент них опорів схе -
ми заміщен ня про во див ся для ре жи му з ком пен сацією ємнісної провідності повітря них ліній 750 кВ та для ре жи -
му без її ком пен сації. За от ри ма ни ми ре зуль та та ми зроб ле но вис но вок про те, що ємнісна провідність повітря них
ліній над ви со кої на пру ги не при зво дить до по ру шен ня се лек тив ної дії ди фе ренційно�фаз но го за хи с ту шин в
аварійних ре жи мах, що підтвер д жується ви ко нан ням умо ви спра цю ван ня за хи с ту при внутрішніх ко рот ких за -
ми кан нях та умо ви йо го не спра цю ван ня при зовнішніх ко рот ких за ми кан нях, що доз во ляє не вра хо ву ва ти вплив
ємнісної провідності при роз ра хун ку ус тав ки па ра ме т ра ку та бло ку ван ня да но го ти пу за хи с ту шин, а та кож не
за сто со ву ва ти до дат ко вих за собів з ком пен сації ємнісної скла до вої стру му.
К л ю ч о в і с л о в а: релейний захист, диференційно�фазний захист шин, збірні шини, ємнісна провідність,
надвисока напруга, лінії електропередачі, аварійний режим.
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 3—4/2017, ISSN 1812�92771212
ЗШ, ви яв ля ють ся ос таннім за збігом фаз струмів
усіх приєднань, підклю че них до цієї си с те ми ЗШ,
яки ми за без пе чується піджив лен ня ду ги ко рот -
ко го за ми кан ня (КЗ).
Як за зна чається у [3], ємнісний струм, що ге -
не рується ПЛ на пру гою 330—750 кВ, мо же де що
спо тво рю ва ти фа зу су мар но го стру му (ге о ме т -
рич на су ма век торів ємнісно го стру му ПЛ та
індук тив но го стру му КЗ) на кож но му кінці да ної
ПЛ у разі її по шко д жен ня. Ступінь цьо го спо тво -
рен ня виз на чається співвідно шен ням між ве ли -
чи ною стру му КЗ, що має пе ре важ но індук тив -
ний ха рак тер [5], та ємнісно го стру му ПЛ, тоб то
чим більше ве ли чи на ємнісно го стру му та мен ше
ве ли чи на аварійно го стру му, тим більше ступінь
спо тво рен ня йо го фа зи за ра ху нок впли ву
ємності. От же, ємнісна провідність вка за них ПЛ
пев ним чи ном здат на впли ва ти на виз на чен ня
дійсних співвідно шень між фа за ми струмів на
різних кінцях цих ПЛ. Відповідно до [3], вплив
ємнісно го стру му мо же при зво ди ти до по ру шен -
ня ро бо ти ди фе ренційно3фаз них ви со ко ча с тот -
них за хистів (ДФЗ ВЧ) ПЛ та на прав ле но го ви -
со ко ча с тот но го бло ку ван ня (ВЧБ).
Ак ту альність те ми. Вар то відзна чи ти, що по -
пе реднє ствер д жен ня сто сується ли ше впли ву єм -
нісної провідності ПЛ на пру гою 330—750 кВ на
функціону ван ня ДФЗ ВЧ, у яких порівнян ня фаз
струмів по кінцях ПЛ здійснюється шля хом за -
сто су ван ня комбіно ва них сиг налів I1+kI2, сфор -
мо ва них комбіно ва ни ми фільтра ми си ме т рич них
скла до вих із трьох фаз ної си с те ми струмів IA, IB,
IC [6]. Ступінь та наслідки вка за но го впли ву вже
не од но ра зо во досліджу ва лись раніше при роз -
робці ро бо чих ал го ритмів ДФЗ ВЧ [1, 3], що обу -
мо ви ло, на підставі ре зуль татів цих досліджень,
не обхідність за сто су ван ня у ком плекті ДФЗ ВЧ
ПЛ на пру гою 330—750 кВ спеціаль но го ор га ну
ком пен сації ємнісно го стру му [3].
Оскільки за сто су ван ня при ст роїв ДФЗШ, у
яких прин цип порівнян ня фаз струмів за сто со ва -
но у якості єди но го за со бу із за без пе чен ня аб со -
лют но се лек тив ної дії за хи с ту у будь3яких ре жи -
мах ЕЕС, є прин ци по во но вим на уко во3тех ніч ним
рішен ням, за про по но ва ним ав то ра ми статті [4],
жод них по пе редніх досліджень впли ву ємності ПЛ
на пру гою 330—750 кВ до те перішньо го ча су не
про во ди лось, то ж ос нов ною за да чею статті є пе -
ревірка роз ра хун ко во3аналітич ним ме то дом
ймовірності впли ву ємнісної провідності цих ПЛ
на ро бо ту за про по но ва них при ст роїв ДФЗШ, які
ма ють де які особ ли вості у порівнянні з при ст ро я -
ми ДФЗ ВЧ, що бу дуть роз г ля нуті далі.
Та ким чи ном, ак ту аль ним за вдан ням у разі
впро ва д жен ня в ек сплу а тацію при ст роїв ДФЗШ для
за без пе чен ня за хи с ту ЗШ на пру гою 330—750 кВ є
вста нов лен ня впли ву ємнісної провідності ПЛ,
підклю че них до цих шин, на ро бо ту за про по но ва но -
го ти пу їх за хи с ту з ура ху ван ням особ ли во с тей йо го
за сто су ван ня для ЗШ у порівнянні з ДФЗ ВЧ.
Ме та ро бо ти — досліджен ня впли ву ємнісної
провідності про тяж них ПЛ над ви со ко го кла су на -
пру ги на се лек тивність функціону ван ня ди фе -
ренційно3фаз но го за хи с ту шин в аварійних ре жи -
мах енер го си с те ми.
Ма теріали досліджень. За про по но ва ний ав то -
ра ми пристрій ДФЗШ мо же бу ти за сто со ва но у
якості аб со лют но се лек тив но го РЗ ЗШ від всіх ви -
дів їх по шко д жень з до стат ньо ви со кою чут ливістю
та швид кодією, про що бу ло зроб ле но відповідні
вис нов ки у [4]. Особ ли во с тя ми йо го за сто су ван ня у
порівнянні з при ст ро я ми ДФЗ ВЧ є на ступні:
3 триси с тем не ви ко нан ня
вимірю валь них кіл за хи с ту,
згідно з яким пе ред ба чається
здій снен ня роздільно го порів -
нян ня фаз струмів при єднань у
кожній із фаз стру мо вих кіл за -
хи с ту [7];
3 відсутність по тре би в ор -
ганізації ВЧ ка на лу зв'яз ку, що
є ха рак тер ним для ДФЗ ВЧ [6],
Рис. 1. Однолінійна принципова схема РУ 750 кВ ПС
"Запорізька" та прилеглої до неї ЕМ
Таблиця 1. Розрахункові параметри елементів ЕМ, зображеної на Рис. 1.
Гідроенергетика України, 3—4/2017, ISSN 1812�9277 1313
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
оскільки про цес порівнян ня фаз струмів приєд -
нань у да но му ви пад ку здійснюється у ме жах РУ
од но го енер ге тич но го об'єкта;
3 до си с тем ЗШ РУ, як пра ви ло, підклю ча єть -
ся знач на кількість приєднань (від 3 до 15), що
обу мов лює не од на ко вий стру мо роз поділ між ни -
ми у різних ре жи мах ЕЕС (у то му числі і в
аварійних ре жи мах), в ре зуль таті чо го відбу ва єть -
ся виз на чен ня співвідно шень між фа за ми стру мів
од но час но декількох при єднань, на відміну від
подібно го про це су у ДФЗ ВЧ на ПЛ, що мо жуть
ма ти ли ше декілька відга лу жень (ПЛ на пру гою
110—220 кВ), або зовсім їх не ма ють (ПЛ на пру -
гою 330 кВ та ви ще), тоб то є двокінце ви ми ПЛ;
3 про цес фа зо вої мо ду ляції (пе ре тво рен ня
вто рин них струмів приєднань у пря мо кутні оди -
ничні ім пуль си на пру ги по зи тив ної та не га тив ної
по ляр ності пев ної три ва лості та скваж ності) має
певні особ ли вості [4], що обу мов лені за сто су ван -
ням па ра ме т ра рівня фор му ван ня імпульсів та їх
на ступ ним по до вжен ням, про що більш де таль но
роз г ля ну то у [8];
На явність ви ще пе реліче них особ ли во с тей
ДФЗШ пев ним чи ном відрізняє ал го ритм йо го
функціону ван ня від ана логічно го ал го рит му дії
ДФЗ ВЧ, при зна че но го для за хи с ту ПЛ.
Для то го, щоб підтвер ди ти або спро с ту ва ти
вплив ємнісної провідності ПЛ над ви со ко го кла -
су на пру ги на функціону ван ня при ст роїв ДФЗШ
в ава рійних ре жи мах ЕЕС, а са ме при внутрішніх
та зов ніш ніх КЗ, ав то ра ми про ве де но роз ра ху нок
аварійних ре жимів ро бо ти ре аль но го енер ге тич -
но го об'єкта та при лег лої до ньо го ЕМ. У якості
та ко го об'єкта бу ло об ра но
вуз ло ву си с тем ну підстанцію
(ПС) 750/330/15,75 кВ "За -
порізька", що є однією з най по -
тужніших ПС в об'єд наній еле -
к т ро е нер ге тичній си с темі
(ОЕС) Ук раїни, вста нов ле на
по тужність якої ста но вить 2000
МВА, та є ос нов ною си с те мо у -
тво рю ю чою ПС у Дніп ровській
еле к т ро енер ге тичній си с темі
(ДнЕС). Од нолінійна прин ци -
по ва схе ма РУ 750 кВ ПС "За -
по різь ка" та при лег лої до неї
ЕМ, що досліджу ва лась, на ве -
де на на Рис. 1.
Як по ка за но на Рис. 1, до
ЗШ РУ 750 кВ підклю че но три
ПЛ та дві трифазні гру пи си ло -
вих ав то транс фор ма торів (АТ)
оди нич ною по тужністю 333
МВА ко жен. До кож ної ПЛ
750 кВ, з однієї або з двох її сторін, як це по ка за но
на Рис. 1, підклю чені шун ту ючі ре ак то ри (РШ),
при зна чені для ком пен сації єм нісної про від ності
цих ПЛ та, тим са мим, підви щен ня їх про пу ск ної
здатності і по пе ре д жен ня ви ник нен ня пе ре на пруг
на ши нах ПС, що з'єднані ци ми ПЛ [1]. Роз ра хун -
кові па ра ме т ри ви ще пе реліче них еле ментів ЕМ,
зо б ра же ної на Рис. 1, за на да ною ДнЕС довідко вою
інфор ма цією на ве дені у Табл. 1.
Згідно [3], при ви ко нанні аналізу та на бли же -
но го роз ра хун ку впли ву ємнісно го стру му ПЛ
над ви со ко го кла су на пру ги на фа зу су мар но го
ава рійно го стру му при КЗ, роз поділе ну ємність
кож ної із фаз цих ПЛ, як пра ви ло, заміню ють зо -
се ре д же ною ємністю за Т3подібною, або за П3по -
дібною схе ма ми. За сто су ван ня вка за но го до пу -
щен ня доз во ляє спро с ти ти роз ра ху нок ре зуль ту -
ю чих опорів еле ментів схе ми заміщен ня ЕМ. У
стат ті бу ла за сто со ва на П3подібна схе ма заміщен -
ня роз поділе ної ємності ПЛ 750 кВ.
Та кож у на бли же них роз ра хун ках аварійних
ре жимів до пу с каємо, що ши ни 750 кВ суміжних
ПС та ши ни 330 кВ ПС "За порізька" є дже ре ла ми
на пру ги нескінчен ної по туж ності [5], що доз во ляє
знех ту ва ти за лежністю фа зи су мар но го стру му КЗ
від ха рак те ру та ве ли чи ни опо ру енер го си с тем при -
єднань з жив лен ням, тоб то прий ня ти XC = 0, а от же
і відно шен ня XC /XC = 0 . На Рис. 2 на ве де на роз ра -
хун ко ва схе ма ЕМ, що досліджується (Рис. 2, а), та
схе ма її заміщен ня (Рис. 2, б).
Ме тою роз ра хун ку аварійних ре жимів
внутрішньо го КЗ (у точці К1, на ши нах 750 кВ
ПС "За порізька") та зовнішньо го КЗ (у точці К2,
на ши нах 330 кВ ПС "За порізька") є вста нов лен -
Рис. 2. Розрахункова схема досліджуваної ЕМ (а) та схема її заміщення (б)
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 3—4/2017, ISSN 1812�92771414
ня мак си маль но го зна чен ня різниці між фа за ми
аварійних струмів піджив лен ня КЗ, які протіка -
ють усіма приєднан ня ми у вка за них ре жи мах.
Роз ра ху нок аварійних ре жимів бу ло про ве де -
но за двох на ступ них умов:
3 з увімкне ни ми у ро бо ту РШ на усіх ПЛ 750 кВ
(з ком пен сацією ємнісної провідності);
3 з ви мк не ни ми РШ на усіх ПЛ 750 кВ (без
ком пен сації ємнісної провідності).
Для роз ра хун ку ком плекс них ве ли чин ре -
зуль ту ю чих опорів еле ментів схе ми заміщен ня
ЕМ, на ве де ної на Рис. 2, б, бу ло здійсне но її пер -
вин не пе ре тво рен ня так, як це по ка за но на Рис. 3.
1. Роз ра ху нок впли ву ємнісної провідності
ПЛ 750 кВ на фа зу су мар но го стру му КЗ при
увімкне них РШ (з ком пен сацією ємнісної
провідності). Опо ри еле ментів пе ре -
тво ре ної схе ми заміщен ня ЕМ, на ве -
де ної на Рис. 3, в аварійних ре жи мах
з увімкне ни ми РШ роз ра хо вані за
ви ра за ми (2—6).
Опо ри ПЛ 750 кВ "За -
порізька3ЗА ЕС" (Л31, Рис. 2) мож на
виз на чи ти за на ступ ни ми ви ра за ми
[5], Ом:
, (2)
, (3)
, (4)
, (5)
Опо ри двох інших ПЛ 750 кВ роз ра -
хо ву ють ся ана логічно. При роз ра хун ку опорів ПЛ
750 кВ "За порізька3Дніпровсь ка" (Л32, Рис. 2) за
ви ра за ми (2—5) не вра хо вується індук тив ний опір
РШ зі сто ро ни ПС "За порізька" че рез їх
відсутність. Опо ри обох АТ 750/330/15,75 кВ виз -
на ча ють ся за на ступ ним ви ра зом [5], Ом:
Z41 = Z51 = (RBH + RCH) + j (XBH +XCH) (6)
Пе ре тво ри мо на ве де ну на Рис. 3 схе му
заміщен ня до більш простішо го ви гля ду, як це по -
ка за но на Рис. 4.
Тоді ре зуль ту ючі опо ри приєднань ПЛ 750 кВ
зо б ра же ної на Рис. 4 схе ми заміщен ня ЕМ мож на
роз ра ху ва ти за на ступ ни ми ви ра за ми [5], Ом:
, (7)
, (8)
, (9)
Всі проміжні та кінцеві ре -
зуль та ти роз ра хун ку еквіва лент -
них опорів еле ментів пе ре тво ре -
них схем заміщен ня ЕМ зве де но
до Табл. 2.
Ви ра зи мо усі роз ра хо вані
опо ри приєднань 750 кВ у ком -
плексній формі за пи су по ти пу
[5]:
Рис. 3. Перетворення схеми заміщення досліджуваної ЕМ
Рис. 4. Перетворення схеми заміщення ЕМ: а) для розрахунку внутрішнього КЗ;
б) для розрахунку зовнішнього КЗ
Гідроенергетика України, 3—4/2017, ISSN 1812�9277 1515
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Z16 = 68,5 ej85,6 , Z25 = 40,8 ej85,9 ,
Z36 = 40,8 ej86,7 , Z41 = Z51 = 166,8 ej87,6. (Ом).
Як ба чи мо із про ве де них роз ра -
хунків, аварійні стру ми, що протіка ють
по шко д же ни ми фа за ми усіх приєднань з
піджив лен ням КЗ, ма ють пе ре важ но
індук тив ний ха рак тер за ра ху нок
більшо го індук тив но го опо ру ПЛ 750 кВ у
порівнянні з їх ак тив ним опо ром, при цьо му
ємність цих ПЛ та індук тив ний опір РШ у по -
шко д же них фа зах фак тич но "ви шун то ву ють ся" зі
схе ми ЕМ, тоб то не обтіка ють ся стру мом КЗ та,
як наслідок, не впли ва ють на йо го фа зу.
На підставі от ри ма них роз ра хун ко вих да них
вста нов люємо, що при внутрішніх КЗ (точ ка К1
на Рис. 2) мак си маль не зна чен ня розбіжності між
фа за ми аварійних струмів різних приєднань, що
обу мов ле на відмінністю їх еле к т рич них па ра -
метрів, ста но ви ти ме:
Δ ϕ max = ϕ max − ϕ min, (10)
де ϕ max, ϕ min — мак си маль не та мінімаль не зна -
чен ня імпе данс но го ку та приєднань при
внутрішніх КЗ.
Δ ϕ maxK1 = 87,6° − 85,6° = 2°,
З ура ху ван ням то го, що ус тав ка ку та бло ку -
ван ня ДФЗШ, згідно з про ве де ни ми у [9]
досліджен ня ми, оби рається рівною 90°, мож на
зро би ти вис но вок, що ємнісна провідність ПЛ на -
пру гою 750 кВ при увімкне них РШ ніяким чи ном
не впли ває на се лек тив не функціону ван ня при ст -
роїв ДФЗШ, а зо к ре ма у да но му разі ви ко ну ва ти -
меть ся умо ва спра цю ван ня за хи с ту [10]:
Δ ϕ maxK1 < (180° − ϕбл), (11)
де ϕбл — па ра метр ку та бло ку ван ня ДФЗШ, ус -
тав ка яко го відповідно до [9], прий мається
рівною 90°.
При зовнішніх КЗ, як це по ка за но на Рис. 4, б,
аварійні стру ми, що протіка ють приєднан ня ми до
ЗШ 750 кВ, роз поділя ють ся між ни ми не рів но мір -
но, а зо к ре ма приєднан ня ми АТ1 та АТ2 протіка ти -
ме су мар ний струм піджив лен ня КЗ від усіх ПЛ
750 кВ. Роз ра хуємо для цьо го ви пад ку еквіва лент -
ний опір усіх приєднань, яки ми здійснюється
піджив лен ня зовнішньо го КЗ (у точці К2, на Рис. 2)
від енер го си с те ми на на прузі 750 кВ че рез АТ1 та
АТ2, за на ступ ни ми ви ра за ми [5]:
, (12)
= 0.003836 − j 0.03349 (Ом)
Для приєднань АТ1 та АТ2:
= 6.83 + j 112.7 = 112,9 ej85,6 (Ом) (Z41 = Z51)
Для приєднань ПЛ 750 кВ:
= 8.65 + j 151.5 = 151,7 ej86,7 (Ом),
= 6.35 + j 123.8 = 124 ej87,1 (Ом),
= 6.75 + j 141.2 = 141,4 ej87,3 (Ом).
Подібно роз г ля ну то му ре жи му внутрішньо го
КЗ вста нов люємо мак си маль не зна чен ня роз біж -
ності між фа за ми аварійних струмів різних
приєднань при зовнішньо му КЗ за ви ра зом (10):
Δ ϕ maxK2 = 87,3° − 86,5° = 0,8°,
Умо вою для не спра цю ван ня ДФЗШ при
зовнішніх КЗ, відповідно до [10], є на ступ на:
(180° − Δ ϕ maxK2 ) ≥ ϕбл,
(180° − Δ ϕ maxK2 ) = 179,2° ≥ 90°, (13)
З ви ра зу (13) вид но, що умо ва бло ку ван ня дії
ДФЗШ при зовнішніх КЗ у да но му разі ви ко -
нується, тоб то се лек тив на дія за хи с ту не по ру -
шується, що доз во ляє спро с ту ва ти вплив єм ніс -
ної провідності ПЛ 750 кВ на функціону ван ня
при ст роїв ДФЗШ в аварійних ре жи мах з
увімкне ни ми в ме ре жу РШ.
2. Роз ра ху нок впли ву ємнісної провідності
ПЛ 750 кВ на фа зу су мар но го стру му КЗ при ви мк -
не них РШ (без ком пен сації ємнісної про від нос ті).
Роз ра ху нок ви ко на но ана логічно по пе ред -
ньо му, а са ме за тією ж ме то ди кою, схе ма ми за -
міщен ня еле ментів ЕМ та фор му ла ми. Йо го від -
мінність по ля гає ли ше у то му, що при виз на ченні
еквіва лент них опорів ПЛ 750 кВ не вра хо ву вав ся
індук тив ний опір ви мк не них РШ, тоб то ви раз (2)
ма ти ме у да но му разі на ступ ний ви гляд [5]:
Z11 = Z12 = − j (XC1/2). (14)
Всі проміжні та кінцеві ре зуль та ти роз ра хун -
ку еквіва лент них опорів ПЛ 750 кВ без увімкне -
них РШ та АТ зве дені до Табл. 3.
Таблиця 2. Результати розрахунку опорів елементів схеми заміщення ЕМ для
режиму роботи ПЛ 750 кВ з увімкненими РШ
Н А У К А — Н А У К О В О � Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 3—4/2017, ISSN 1812�92771616
Ви ра зи мо усі роз ра хо вані опо ри приєднань
750 кВ у ком плексній формі за пи су по ти пу
[5]:
Z16 = 37,7 ej85,3 , Z25 = 20,9 ej85,9 , Z36 = 31,1 ej86,3,
Z41 = Z51 = 166,8 ej87,6. (Ом),
Zекв + Z41/2 = 92,7e j87,5 (Ом),
Z16 + Z41/2 = 121e j86,9 (Ом),
Z25 + Z41/2 = 104,1e j87,3 (Ом),
Z36 + Z41/2 = 114,3e j87,3 (Ом).
Як ба чи мо із про ве де них ви ще роз ра хунків,
умо ви протікан ня про цесів внутрішньо го та
зовнішньо го КЗ при ви мк не них РШ прак тич но
не відрізня ють ся від по пе редніх роз ра хунків тих
са мих ре жимів за увімкне них РШ, а са ме:
Δ ϕ maxK1 = 87,6° − 85,3° = 2,3°,
Δ ϕ maxK2 = 87,5° − 86,9° = 0,6°,
У да но му разі та кож за без пе чу ва ти меть ся аб -
со лют на се лек тивність дії ДФЗШ, тоб то ви ко ну -
ва ти меть ся умо ва йо го спра цю ван ня (11) при
внутрішніх КЗ та умо ва йо го бло ку ван ня (13) при
зовнішніх КЗ:
Δ ϕ maxK1 =2,3° < 90°,
(180° − Δ ϕ maxK2 ) = 179,4° ≥ 90°,
Та ким чи ном, мо же мо ствер д жу ва ти, що в
аварійних ре жи мах ЕЕС при ви мк не них РШ, тоб -
то за відсут ності ком пен сації ємнісної про від нос -
ті ПЛ над ви со ко го кла су на пру ги, ос тан ня та кож
не здійсню ва ти ме жод но го впли ву на про цес по -
рів нян ня фаз струмів приєднань при ст ро я ми
ДФЗШ у цих ре жи мах, на відміну сво го впли ву
на ро бо ту при ст роїв ДФЗ ВЧ цих ПЛ, ви ко на них
за ана логічним прин ци пом дії, про що бу ло
відзна че но на по чат ку статті.
Вис нов ки. От же, підсу мо ву ю чи от ри мані
роз ра хун ко во3аналітич ним ме то дом ре зуль та ти
про ве де но го досліджен ня, мож на зро би ти вис но -
вок, що ємнісна провідність ПЛ над ви со кої на -
пру ги не при зво дить до по ру шен ня се лек тив ної
дії ДФЗШ в аварійних ре жи мах ЕЕС, що підтвер -
д жується ви ко нан ням умо ви спра цю ван ня за хи с -
ту при внутрішніх КЗ та умо ви йо го не спра цю -
ван ня при зовнішніх КЗ. Вста нов ле но, що су мар -
ний аварійний струм піджив лен ня КЗ має пе ре -
важ но індук тив ний ха рак тер
(ϕі=85388°) за ра ху нок пе ре -
важ но го впли ву індук тив но го
опо ру ПЛ та об мо ток АТ, при
цьо му роз поділе на ємність ПЛ
фак тич но "ви шун то вується" із
кон ту ру протікан ня аварійно -
го стру му та, як наслідок, не
здійснює жод но го впли ву на
йо го фа зу, що доз во ляє не вра хо ву ва ти ємнісну
провідність ПЛ над ви со кої на пру ги при роз ра -
хун ку ус тав ки па ра ме т ра ку та бло ку ван ня при ст -
роїв ДФЗШ, а та кож не за сто со ву ва ти до дат ко -
вих за собів (ал го ритмів) з ком пен сації ємнісно го
стру му цих ПЛ у ДФЗШ.
ЛІТЕРАТУРА
1. Ры жов Ю.П. Даль ние эле к т ро пе ре да чи сверх вы со ко го
на пря же ния : Учеб ник для ву зов / Ю. П. Ры жов. — М. : Из -
да тель ский дом МЭИ, 2007. — 488 с.
2. Идель чик В.И. Эле к т ри че с кие си с те мы и се ти : Учеб ник
для ву зов/В.И. Идель чик. — М.: Энер го ато миз дат, 1989. — 592 с.
3. Ан д ре ев В.А. Ре лей ная за щи та и ав то ма ти ка си с тем эле -
к т ро снаб же ния /В. А. Ан д ре ев. — М. : Высш. шк., 2006. — 639 с.
4. Ніцен ко В.В. Підви щен ня ефек тив ності дії при ст роїв
ре лей но го за хи с ту збірних шин роз подільчих ус та но вок
енер ге тич них об'єктів / В. В. Ніцен ко, Д. О. Ку лагін // Про -
мис ло ва еле к т ро е нер ге ти ка та еле к т ро техніка. — К. : ТОВ
"Етін", 2017. — Вип. 2/2017. — С. 27—33. — ISSN 240932924. 3
Ре жим до сту пу: http://promelektro.com.ua/archive.html.
5. Ве ни ков В.А. Пе ре ход ные эле к т ро ме ха ни че с кие про -
цес сы в эле к т ри че с ких си с те мах : Учеб. для эле к т ро энер гет.
спец. ву зов/В.А. Ве ни ков. — М. : Высш. шко ла, 1985. — 536 с.
6. Бу да ев М.И. Вы со ко ча с тот ные за щи ты ли ний 1103220 кВ
/ М. И. Бу да ев. — М. : Энер го ато миз дат, 1989. — 112 с.
7. Ніцен ко В.В. Досліджен ня ме тодів ре алізації вимірю -
валь них кіл ди фе ренційно3фаз но го за хи с ту збірних шин /
В.В. Ніцен ко, Д.О. Ку лагін // Еле к т ро технічні та ком п'ю -
терні си с те ми. —2017. — Вип. 24 (100). — С. 28 — 38. — ISSN
222133805. Ре жим до сту пу: http://www.etks.opu.ua/ ?fetch= -
articles& with= topic&id=24
8. Ніцен ко В. В. Роз роб ка за собів підви щен ня се лек тив -
ності дії ди фе ренційно3фаз но го за хи с ту збірних шин при на -
си ченні транс фор ма торів стру му / В. В. Ніцен ко, Д. О. Ку -
лагін, П. В. Махлін // Енер ге ти ка: еко номіка, тех но логії, еко -
логія. — К. : НТУУ КПІ, 2016. — Вип. 4/2016. — С. 43—52. —
ISSN 2308—7382. — http://energy.kpi.ua/a rticle/ view/98443.
9. Ни цен ко В.В. Ис сле до ва ние ос нов ных рас чет ных па -
ра ме т ров диф фе рен ци аль но3фаз ной за щи ты сбор ных шин
энер го объ ек тов и фак то ров эле к т ри че с кой се ти, ока зы ва ю -
щих вли я ние на их вы бор / В.В. Ни цен ко, Д.А. Ку ла гин, П.В.
Мах лин, А.Н. Клим ко // Еле к т ро техніка та еле к т ро е нер ге -
ти ка. — За поріжжя : ЗНТУ, 2015. — Вип. 2/2015. — С. 87—94.
— ISSN 160736761. — http://journal.zntu. edu.ua/ et/files/ -
ET22015/ET(2)_2015.pdf
10. Ни цен ко В.В. Пер спек ти вы ис поль зо ва ния диф фе рен -
ци аль но3фаз но го прин ци па для за щи ты си с тем сбор ных шин
рас пре де ли тель ных ус т ройств 110—750 кВ / Ни цен ко В. В.,
Ку ла гин Д. А. // Еле к т ро ме ханічні і енер гоз беріга ючі си с те ми.
Щок вар таль ний на уко во3ви роб ни чий жур нал. — Кре мен чук :
КрНУ, 2015. — Вип. 3/2015 (31). — С. 158—166. — ISSN
207439937. — http://ees.kdu.edu.ua/wp3content/uploads/2015/ -
10/020_ 1583166_Ни цен ко_Ку ла гин.pdf
Таблиця 3. Результати розрахунку опорів елементів схеми заміщення ЕМ для режиму
роботи ПЛ 750 кВ з вимкненими РШ
© Ніценко В.В., Кулагiн Д.О., Махлiн П.В., 2017
|