Стыковаться будут ДФЗ-201 и ШЭ2607 ЭКРА. Понятно что речь там пойдёт о пусковых органах, что они должны работать по одинаковому принципу (не использовать в ШЭ ПО по приращению и по разности), и на форуме помнится обсуждалось. Но только ли это? Вот и захотельсь взглянуть на него в оригинале.

Москва, 1–4 июня 2010 г.
19
ОСОБЕННОСТИ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
МИКРОПРОЦЕССОРНОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО
ПОЛУКОМПЛЕКТОВ ДФЗ ВЛ
ДОНИ А.Н., ДОНИ Н.А.
ООО НПП «ЭКРА»
ЛЕВИУШ А.И.
ОАО «НТЦ электроэнергетики»
В качестве основной защиты от всех видов замыканий на ВЛ 110...500 кВ в России традиционно
применяется дифференциально-фазная защита (ДФЗ). В настоящее время в эксплуатации находится
большое количество ДФЗ, выполненных на электромеханической (ЭМ) базе.
При переходе на микропроцессорные защиты (МП), в частности при модернизации подстанций с
заменой существующего оборудования, возникают определенные сложности, вызванные различной
ведомственной принадлежностью двух разных концов ВЛ. Поэтому была поставлена задача оценки
возможности совместной работы двух полукомплектов защиты, если замене на микропроцессорный
аналог подлежит только один из них.
В 2004 г. были проведены совместные испытания МП ДФЗ типа ШЭ2607 081 и ЭМ ДФЗ-201 и
ДФЗ-504 с моделированием внешних и внутренних повреждений, в результате которых был сделан
вывод о надежном правильном действии защиты во всех проверенных режимах.
Начиная с 2005 г., в МП ДФЗ типа ШЭ2607 081 был предусмотрен специальный режим совмести-
мости с ЭМ ДФЗ, при входе в который создаются необходимые условия их совместной работы на
одной ВЛ.
В указанном режиме в МП ДФЗ автоматически выводятся из действия пусковые органы (ПО),
реагирующие на ток нулевой последовательности и на приращение токов прямой или обратной по-
следовательности. Поскольку частотные и динамические свойства ПО ЭМ и МП ДФЗ отличаются,
причем реально ПО МП ДФЗ более быстродействующие, в режиме совмещения автоматически уве-
личивается задержка сигнала на входе органа сравнения фаз (ОСФ) с 0,01 с до 0,02 с.
Однако длительный опыт эксплуатации ДФЗ в режиме совместимости показал, что 2-5% внешних
повреждений сопровождаются излишними действиями ЭМ ДФЗ-201.
Анализ реальных осциллограмм при ложных срабатываниях выявил, что причиной излишних дей-
ствий является несогласованность переходных характеристик ОМ обоих полукомплектов и возмож-
ность значительного увеличения времени возврата ПО ДФЗ при ликвидации внешних повреждений.
Увеличение времени возврата связанно с пониженным коэффициентом возврата ПО ДФЗ-201 и с
разновременностью отключения фаз выключателей. Из-за разного характера переходных процессов
в ОМ по концам ВЛ в ВЧ сигнале может появиться одиночная пауза длительностью 3…5 мс, а выход-
ные сигналы ПО могут остаться в активном состоянии еще некоторое время. В результате происходит
излишнее срабатывание ЭМ ДФЗ.
МП ДФЗ в момент ликвидации внешних повреждений ложно не действует, так как снабжено
устройством, фиксирующим внешнее повреждение. После фиксации внешнего повреждения автоматически вводится дополнительная задержка в цепь отключения защиты на время 0,05 с. Отключение второго конца линии от МП ДФЗ происходит только после действия панели ДФЗ-201 на запрет посылки ВЧ сигнала при отключении выключателя ВЛ.
Кроме того, несогласованность характеристик ОМ определяется разной частотной зависимостью коэффициента K комбинированного фильтра тока I2 + 1/K ⋅I1 для МП и ЭМ ДФЗ. Частотная зависимость коэффициента K для обоих типов ДФЗ приведена на рис. 1.__

Значительная зависимость коэффициента K от частоты входного сигнала объясняется тем, что в качестве комбинированного фильтра в ДФЗ-201 использован фильтр тока обратной последовательности с частотой настройки, отличной от номинальной частоты (так, например, для K = 8 частота настройки фильтра приблизительно равна 64 Гц).
Зависимость от частоты коэффициента K комбинированного фильтра тока МП ДФЗ в диапазоне (45…55) Гц практически отсутствует.
0 2 4 6 8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 f, D_
8
Рис. 1. Зависимость коэффициента K комбинированного фильтра токов от частоты входных сигналов
В результате проведенных исследований, для МП ДФЗ был разработан алгоритм нового ОМ,
являющийся математической моделью комбинированного фильтра тока, используемого в ЭМ ДФЗ-201, и детектор наличия переходного процесса в ОМ. Указанный алгоритм используется только для режима совместимости ЭМ и МП ДФЗ.
Частотные свойства реального устройства ОМ ДФЗ-201 и моделируемого ОМ в МП ДФЗ совпа
дают, что обеспечивает одинаковое изменение коэффициента K комбинированных фильтров при изменении частоты и близкие переходные характеристики устройств по обоим концам линии.
В логической части МП ДФЗ обеспечивается блокирование ЭМ комплекта путем принужденной посылки ВЧ сигнала ограниченной длительности при фиксации внешнего повреждения и наличии сигнала от детектора переходного режима в ОМ. Указанная посылка ВЧ сигнала перекрывает упомянутую ранее возможную паузу в ВЧ сигнале, и ложные действия ДФЗ при ликвидации внешних повреждений отсутствуют.
Испытания реальных модернизированных МП устройств и ЭМ ДФЗ-201 путем подачи токов и
напряжений, соответствующих осциллограммам, в которых ранее было излишнее действие ЭМ защиты, показали надежную отстройку от ложных действий ДФЗ без принятия дополнительных мер по замедлению ДФЗ-201 в соответствии с существующими циркулярами.
Испытания также показали, что на ВЛ, при переходе внешнего повреждения во внутреннее, надежное отключение КЗ происходит с дополнительной задержкой на время (0,04-0,05) с.
Подобные изменения были введены в МП ДФЗ для режима совместимости с ЭМ ДФЗ-504 с учетом частотных свойств ее ОМ. Также проведены испытания модернизированных МП устройств совместно с ЭМ ДФЗ-504, показавшие аналогичные результаты при испытаниях с ДФЗ-201.
Следует отметить, что с целью повышения надежности ДФЗ в режиме совместимости, при вводе защиты в эксплуатацию необходимо, путем подачи трехфазных симметричных составляющих тока с помощью испытательного устройства, произвести проверку реального коэффициента K комбинированного фильтра тока и компенсацию тока нулевой последовательности в ОМ ДФЗ-201. При подаче тока нулевой последовательности, равного 3IНОМ, выходное напряжение ОМ должно составлять не более 0,05 от этого же напряжения, определенного при подаче тока обратной последовательности, равного IНОМ.
Необходимо также снять реальную характеристику блокирования полукомплектов ДФЗ с помощью двух источников тока, синхронизированных с помощью системы GPS. Следует определить обе зоны блокирования защиты по отношению к начальному углу между токами по концам линии 180°. В этом случае будут учтены все фазовые сдвиги в ОМ обоих полукомплектов ДФЗ и реальные искажения фазы токов, вносимые аппаратурой передачи и приема ВЧ сигналов.
В настоящее время, с целью увеличения надежности, возможна замена программного обеспечения в действующих МП ДФЗ, работающих в режиме совместимости с ЭМ ДФЗ.