Проверка соответствия трансформаторов тока условиям функционирования устройств релейной защиты в аварийных режимах

Станислав Лукьянович Кужеков; Андрей Александрович Дегтярев; Николай Анатольевич Дони; Алексей Александрович Шурупов

doi:10.34831/EP.2022.1092.7.007

Проверка соответствия трансформаторов тока условиям функционирования устройств релейной защиты в аварийных режимах

Станислав Лукьянович Кужеков, Андрей Александрович Дегтярев, Николай Анатольевич Дони, Алексей Александрович Шурупов

Аннотация

В 2020 – 2021 гг. для объектов электроэнергетики ЕЭС России, на которых существуют риски неправильной работы устройств релейной защиты (РЗ) в переходных режимах коротких замыканий (КЗ) с наличием в токе апериодической составляющей, сопровождающихся насыщением трансформаторов тока (ТТ), выполнялись расчёты времени до насыщения (t_нас) ТТ класса Р (без немагнитного зазора в магнитопроводе). В результате расчётов часто делался вывод о необходимости замены указанных ТТ на ТТ с немагнитным зазором класса PR.

Однако в расчётах не учитывались: запас в паспортных значениях номинальной предельной кратности, завышение расчётного значения остаточной магнитной индукции в магнитопроводах ТТ, возможность снижения нагрузки на ТТ путём использования оптоволоконной связи между ТТ и устройствами РЗ, а также новые алгоритмические решения, используемые в современных устройствах РЗ.

В статье предложена методика расчёта фактического значения предельной кратности первичного тока ТТ класса P, базирующаяся на использовании их вольт-амперных характеристик. Установлены расчётные значения остаточной магнитной индукции в магнитопроводах ТТ, обусловленные влиянием токов нагрузочных режимов, а также предложено снизить влияние остаточной магнитной индукции в ТТ путём использования синхронизированного включения выключателя в цикле АПВ.

Установлены целесообразные значения постоянной времени вторичного контура ТТ класса 10PR, при их использовании в качестве источников информации о токе устройствами быстродействующих защит. Показано, что при этих значениях в расчётах времени до насыщения допустимо использовать универсальные характеристики ТТ, приведённые в ГОСТ Р 8669-2019.

Показано также, что проверка соответствия характеристик ТТ условиям правильного функционирования устройств РЗ в переходных режимах, а также выбор ТТ должны проводиться с использованием экспериментально установленных значений времени достоверного измерения тока t_рз.

Ключевые слова

трансформатор тока, классы P и PR, переходный режим, время до насыщения, время достоверного измерения тока, предельная кратность, остаточная магнитная индукция, релейная защита

Полный текст:

PDF

Литература

О мерах по недопущению неправильной работы устройств релейной защиты [Электронный ресурс]: письмо заместителя министра энергетики от 02.04.2019 № ЧА-3440/10. – (https://docs.cntd.ru).

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные с замкнутым магнитопроводом для защиты. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях [Текст]: ГОСТ Р 58669-2019. – Введ. 2020-01-01. – М.: Стандартинформ, 2020.

Трансформаторы измерительные. Часть 2: Технические условия на трансформаторы тока [Электронный ресурс]: ПНСТ 283-2018 ГОСТ Р. – (https://docs.cntd.ru).

Измерительные реле и оборудование релейной защиты. Часть 121: Функциональные требования к дистанционной защите [Электронный ресурс]: МЭК 60255-121. Редакция 1.0 2014-03. – (https://ieeexplore.ieee.org).

Трансформаторы измерительные. Часть 2: Дополнительные требования к трансформаторам тока [Электронный ресурс]: ГОСТ Р МЭК 61869-2-2015. – Введ. 2016-03-01. – (https://docs.cntd.ru)

Instrument Transformers. Part 100 Guidance for Application of Current Transformers in Power System Protection [Electronic resource]: IEC 61869-100: 2017. – (https://ieeexplore.ieee.org).

Циглер, Г. Цифровая дифференциальная защита. Принципы и область применения [Текст] / Г. Циглер; пер. с англ. -- М.: Знак, 2008. -- 216 с.

. Шкафы РЗА серий ШЭ2607, ШЭ2710. Методические указания по проверке и выбору трансформаторов тока. ЭКРА [Электронный ресурс]: 650323.085 Д. – Чебоксары: ООО НПП «ЭКРА», 2021. -- (https://ekra.ru).

Трансформаторы тока. Общие технические условия [Электронный ресурс]: ГОСТ 7746-2001. – Введ. 2003-01-01. – (https://docs.cntd.ru).

Дроздов, А.Д. Расчёт режимов трансформаторов тока в релейной защите по номинальным или базисным параметрам [Текст] / А.Д. Дроздов // Электричество. – 1968. -- № 6. – С. 72 – 75.

Баев, А.В. Остаточная индукция в трансформаторах тока релейной защиты [Текст] / А.В. Баев. – Электричество. – 1971. -- № 7. -- С. 4 – 9.

Дегтярёв, А.А. Определение остаточных магнитных индукций в тороидальных сердечниках трансформаторов тока класса Р для релейной защиты [Текст] / А.А. Дегтярёв, С.Л. Кужеков, Н.А. Дони, А.А. Шурупов // Релейная защита и автоматизация. – 2021. -- № 3. -- С.44 – 57.

Способ автоматического повторного включения выключателя [Текст]: пат. 2769342 Рос. Федерация: МПК Н02 Н3/6 / Дони Н.А., Шурупов А.А., Кужеков С.Л., Дегтярёв А.А.; патентообладатель ООО НПП "ЭКРА". – заявл. 19.10.2021; опублю 30.03.2022, Бюл. № 10 (56).

Дегтярёв, А.А. Анализ и проверка соответствия характеристик трансформаторов тока класса P условиям функционирования первых ступеней дистанционных защит линий электропередачи при переходных процессах [Текст] / А.А. Дегтярев, С.Л. Кужеков, Н.А. Дони, А.А. Шурупов, А.Ю. Федотов // Электрические станции. – 2019. – № 9. – С. 22 – 29.

Кужеков, С.Л. Анализ мероприятий, исключающих неселективные действия дифференциальных защит сборных шин при внешних двухфазных коротких замыканиях с насыщением трансформаторов тока, включённых в неповрежденную фазу [Текст] / С.Л. Кужеков, А.А. Дегтярев, Н.А. Дони, А.А. Шурупов, Л.Н. Костарев, А.Ю. Федотов // Электрические станции. – 2019. – № 9. – С. 22 -- 29.

Сирота, И.М. Переходные режимы работы трансформаторов тока [Текст] / И.М. Сирота. -- Киев: Издательство академии наук Украинской ССР, 1961. – 192 с.

Кужеков, С.Л. Характеристики и выбор трансформаторов тока с немагнитным зазором для релейной защиты при наличии в первичном токе апериодической составляющей [Текст] / С.Л. Кужеков, А.А. Дегтярёв, Н.А. Дони, А.А. Шурупов // Энергоэксперт. – 2020. -- № 3. – С. 18 -- 20.

Технические требования к микропроцессорным устройствам РЗА [Электронный ресурс]: стандарт организации. – М.: ПАО «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы», 2016. – (https://www.fsk-ees.ru).

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.1092.7.007