РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА КОМПЛЕКСА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ ПОДСТАНЦИИ 110/10 КВ

ВВЕДЕНИЕ 10
1 Задачи проведения проверок, мониторинга и настройки релейной защиты 13
1.1 Риск в энергосистеме 13
1.2 Структурная схема комплекса РЗ 14
1.3 Оценочный анализ надежности релейной защиты 21
1.4 Цифровая трансформация комплексов РЗА 27
Выводы по главе 28
2 Реконструкция релейной защиты подстанции 110/10 кВ 29
2.1 Общие сведения о подстанции 29
2.2 Анализ существующей РЗА на подстанции 32
2.3 Выбор аппаратуры РЗА для реализации функций МТО, МТЗ, АПВ, ОЗЗ, УРОВ, ЛЗШ, ОМП, ДЗТ, АУВ, газовой защиты, осциллографирования аварий 35
2.4 Максимальная токовая защита терминала БЭ2502А0103 38
2.5 Критерии работоспособности комплексов РЗА 40
2.6 Передача электротехнической информации комплексов РЗА ЦПС 42
2.7 Регламент технического обслуживания комплексов РЗА 55
2.8 Проверка электрических характеристик комплексов РЗА 57
2.8 Проверка системы передачи электротехнической информации 66
Выводы по главе 69
3 Разработка системы автоматизированного мониторинга и анализ функционирования релейной защиты и автоматики 71
3.1 Общие сведения 71
3.2 Описание принципов функционирования автоматизированных систем мониторинга и анализа функционирования релейной защиты и автоматики 72
3.3 Методология и разработка автоматизированной системы мониторинга и анализа функционирования релейной защиты и автоматики 76
3.4 Опыт внедрения 81
Выводы по главе 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
ЛИТЕРАТУРА 88
ПРИЛОЖЕНИЯ 96

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Во второй половине 20 века рост промышленного и сельскохозяйственного производства предопределил бурное развитие электроэнергетического комплекса, строились крупные гидро- и теплоэлектростанции, широко распространялась атомная энергетика, увеличивалась длина линий электропередачи, усложнялась конфигурация сетей.
В начале 90-х годов произошел спад экономики во всей стане, в следствии, снизилось потребление и выработка электроэнергии, прекратилось строительство новых электроэнергетических объектов и практически приостановилось модернизация и реконструкция существующих. В результате увеличилось число аварий на объектах и отказов срабатывания устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабжения. В настоявшее время ситуация меняется в лучшую сторону, в электроэнергетических предприятиях производят модернизацию оборудования и систем защит, но данный процесс идет медленно, поэтому по данным ПАО «Россети» все еще остается значительное количество единиц устаревшего и изношенного оборудования, около 55% /9/.
Доля отказов реле по причине их старения – около 34% от всех случаев отказа /10/.
На сегодняшний день, широкими шагами идет развитие устройств релейной защиты и автоматики, на смену электромеханическим реле приходят микропроцессорные терминалы защит. Предлагается большой выбор терминалов РЗиА не только иностранных фирм (АВВ, ЗАО Шнайдер-электрик и др.), но и отечественных производителей (НПП ЭКРА, НПФ Радиус-автоматика, ОАО ЧЭАЗ, ОАО ВНИИР, ИЦ Бреслер, НТЦ Мехатроника и др.). Устройства РЗиА обладают не только функциями защит, но и дополни-тельными, такими как определение места повреждения, запись осциллограмм аварийных ситуаций, контроль параметров сети и т.д., заложенными производителями, в отличие от предшественников микропроцессорные терминалы обладают высокой точностью в установке параметров защиты. Но, несмотря на это устройство РЗ до сих пор, могут срабатывать «ложно», либо «излишне» или же «не сработать».

Весь текст будет доступен после покупки

1 Задачи проведения проверок, мониторинга и настройки релейной защиты

1.1 Риск в энергосистеме
Риск определяется как сочетание вероятности и последствий наступления события, форма его представления, а также численное значение могут быть различны. Основные применяемые на сегодняшний день индексы риска не представляют последствия наступления отказов в явной форме. Так, индекс средней частоты отключений по системе (SAIFI), индекс средней продолжительности отключений по системе (SAIDI) и индекс средней продолжительности отключения одного потребителя (CAIDI), выражаются во временных единицах и не имеют денежного эквивалента. Перечисленные индексы имеют прикладное значение и могут быть использованы для сравнения нескольких энергокомпаний друг с другом, однако, временные показатели характеризуют ущерб, вызываемый ненадежностью системы косвенно и слабо применимы для решения технико-экономических задач.
Основной функцией энергосистемы является обеспечение потребителя электроэнергией с наименьшими затратами и приемлемым уровнем риска. Уровень риска обычно имеет отрицательную корреляцию с затратами на эксплуатацию, то есть одновременное достижение оптимального значения обоих показателей невозможно.
Оценка риска включает в себя две составляющие: оценку вероятности наступления события и оценку причиняемого им ущерба. Для определения первой составляющей используются методы оценки надежности, которых существует достаточно много. В то же время, существующие методы определения ущерба не отличаются высокой точностью. Ущерб выражается в форме недоотпущенной электроэнергии, или финансовых затрат на выплату штрафов потребителям электроэнергии. Наиболее достоверным способом определения ущерба является его фактический подсчет, точное его определение до возникновения непосредственно аварийной ситуации невозможно, потому применяются оценочные методы. Наиболее точным является метод оценки ущерба, основанный на сборе статистики ущербов реальных потребителей в следствие реальных технологических нарушений, с дальнейшим вычислением усредненного значения ущерба по отрасли или стране. Например, промышленные предприятия Канады терпят ущерб от 4 до 10 $/кВт·ч /12/. Недостатком метода является его потребность в анализе внушительных объемов статистической информации. Кроме того, следует учитывать, что ущерб в каждом конкретном случае может сильно отличаться от медианных значений в зависимости от страны, отрасли и других факторов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Указ Президента Российской Федерации «О стратегии национальной безопасности» № 400, Москва: Кремль, 02.07.2021. – Текст : непосредственный
2. Указ Президента Российской Федерации «О национальных целях и стратегических задачах развития РФ на период до 2025 года» от 07.05.2018 №204. Москва, 2018. 19 с. – Текст: непосредственный
3. Российская Федерация. Законы. Об электроэнергетике (с изменениями на 1 мая 2022 года): Федеральный закон № 35-ФЗ : /принят Государственной думой 21 февраля 2003 года : одобрен Советом Федерации 12 марта 2003 года/. – Москва : Проспект ; 2003. – 142 с. ; 20 см. – 1000 экз. – ISBN 978-5-392-26365-3. – Текст : непосредственный
4. РД 153-34.0-35.617-2001. Правила технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и подстанций 110-750 кВ / РАО ЕЭС России. – М.: ОРГРЭС, 2001. – 228 с. – Текст: непосредственный
5. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем / РАО ЕЭС России. – М.: ОРГРЭС, 1997. – 39 с. – Текст: непосредственный.
6. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110–500 кВ: расчеты. Москва : Энергия, 1980. – 88 с.
7. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110–500 кВ: расчеты. Москва : Энергоатомиздат, 1985. – 96 с
8. Правила устройства электроустановок (седьмое издание). Все действующие разделы ПУЭ-7 2023 год. Последняя редакция. – Москва : Моркнига, 2023. – 584, /1/ с. – ISBN 978-5-903089-16-1 – Текст : непосредственный
9. Протокол совместного заседания Научно-технического совета НП «НТС ЕЭС» и Секции по проблемам надёжности и безопасности больших систем энергетики Научного совета РАН по системным исследованиям в энергетике на тему: «Кибербезопасность РЗА и систем управления современных объектов электроэнергетики» г. Москва № 2/20 16 декабря 2020 г. – Текст: непосредственный
10. Андреев, А. Моделирование систем информационного обмена комплексов релейной защиты и автоматики цифровых подстанций / А. Андреев, А. Гребеньков, Р. Хусаинов // Силовая электроника. – 2013. – Т. 5, № 44. – С. 98-100. – EDN RIYLCH.

Весь текст будет доступен после покупки