Минимально необходимое время достоверного измерения тока устройствами релейной защиты в переходных процессах коротких замыканий

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

doi:10.34831/EP.2023.1101.4.008

Минимально необходимое время достоверного измерения тока устройствами релейной защиты в переходных процессах коротких замыканий

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

Аннотация

В конце 2022 г. завершилось обсуждение проектов стандартов, связанных с требованиями к трансформаторам тока (ТТ) для релейной защиты. При этом затронуты вопросы стандартизации технических характеристик ТТ, выбора ТТ и испытаний устройств релейной защиты (УРЗ) в переходных процессах коротких замыканий (КЗ). В отечественных руководящих документах с целью координации функционирования ТТ и УРЗ по аналогии c коэффициентом увеличения размеров ТТ (K_td), используемым в международных стандартах, вводится понятие номинального коэффициента переходного режима (K_п.р.ном). Производителям УРЗ предписано включить в перечень технических характеристик УРЗ минимально необходимое время достоверного измерения тока ТТ (t_рз) в переходных процессах КЗ. При этом в руководящих документах не дано однозначного определения понятия t_рз.

Выполнено сравнение подходов к определению принятых в международных и отечественных нормативных документах требований к ТТ, предъявляемых функциями УРЗ в переходных процессах КЗ. Детально рассмотрено понятие минимально необходимого времени достоверного измерения тока ТТ, а также аналогичные понятия, относящиеся к другим временным интервалам функционирования УРЗ. На примере функции дифференциальной защиты понижающего трансформатора поясняется аналитический подход к расчёту значений t_рз для процесса КЗ в зоне действия защиты. Предложена обобщённая методика экспериментального определения значений t_рз с помощью реальных терминалов УРЗ и имитационных моделей объекта защиты с математическими моделями ТТ. В качестве примера приведены экспериментально полученные значения t_рз для функции дифференциальной защиты шин в процессе КЗ в зоне действия.

Ключевые слова

трансформатор тока, короткое замыкание, переходный режим, время до насыщения, минимально необходимое время достоверного измерения тока, время принятия решения, коэффициент размерности, релейная защита.

Полный текст:

PDF

Литература

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

Правила технологического функционирования электроэнергетических систем [Электронный ресурс]: утв. постановлением правительства Российской Федерации от 13 августа 2018 г. № 937. -- Пункт 128. – (https://docs.cntd.ru).

Об утверждении требований к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики [Электронный ресурс]: приказ министра энергетики Российской Федерации А.В. Новака от 13 февраля 2019 г. № 101. – (https://docs.cntd.ru).

Технические требования к устройствам РЗА [Электронный ресурс]: СТО 56947007-29.120.241-2017. – М.: ПАО «ФСК ЕЭС».– (https://www.fsk-ees.ru).

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Методические указания по определению параметров электромагнитных трансформаторов тока для обеспечения правильного функционирования релейной защиты в переходных режимах (первая редакция) [Электронный ресурс]: проект национального стандарта Российской Федерации. – (https://www.so-ups.ru/tk016/).

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Требования к работе устройств релейной защиты ЛЭП 110 кВ и выше в переходных режимах, сопровождающихся насыщением трансформаторов тока (первая редакция) [Электронный ресурс]: проект национального стандарта Российской Федерации. – (https://www.so-ups.ru/tk016/).

Instrument transformers – Part 2: Additional requirements for current transformers [Electronic resource]: IEC 61869-2: 2012. – (https://www.iec.ch).

Instrument transformers – Part 100: Guidance for application of current transformers in power system protection [Electronic resource]: IEC TR 61869-100: 2017. – (https://www.iec.ch).

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

Measuring relays and protection equipment – Part 121: Functional requirements for distance protection [Electronic resource]: IEC 60255-121. – (https://www.iec.ch).

Трансформаторы измерительные. Часть 2: Технические условия на трансформаторы тока [Электронный ресурс]: ПНСТ 283-2018 ГОСТ Р: предварительный национальный стандарт. – (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 [Электронный ресурс]: ГОСТ Р 58669-2019. – Введ. 2020-01-01 – (https://docs.cntd.ru).

Шкаф защиты трансформатора типа ШЭ2607 041 (ПО 041_305). Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]: ЭКРА.656453.031 РЭ. – Чебоксары: ООО НПП «ЭКРА». – (https://ekra.ru).

Шкафы РЗА серий ШЭ2607, ШЭ2710, ШЭТ. Методические указания по проверке и выбору трансформаторов тока [Электронный ресурс]: ЭКРА.650323.085 Д. – Чебоксары: ООО НПП «ЭКРА». -- 2022. – (https://ekra.ru).

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.1101.4.008