Il principio di funzionamento della protezione remota nelle reti elettriche a 110 kV

La protezione a distanza (DZ) nelle reti elettriche della classe di tensione 110 kV svolge la funzione di protezione di backup delle linee ad alta tensione, preserva la protezione della linea a differenza di fase, che viene utilizzata come protezione principale nelle reti elettriche 110 kV. DZ protegge le linee aeree dal cortocircuito fase-fase. Considerare il principio di funzionamento e i dispositivi che eseguono l'operazione di protezione della distanza nelle reti elettriche a 110 kV.

Il principio di funzionamento della protezione remota si basa sul calcolo della distanza, la distanza dal punto di guasto. Per calcolare la distanza dal luogo del guasto di una linea elettrica ad alta tensione, i dispositivi che svolgono le funzioni di protezione a distanza, utilizzano i valori della corrente di carico e della tensione della linea protetta. Cioè, i circuiti vengono utilizzati per il funzionamento di questa protezione trasformatori di corrente (TA) E trasformatori di tensione (TV) 110 kV.

I dispositivi di teleprotezione sono adattati ad una specifica linea elettrica, parte del sistema elettrico, in modo tale da garantirne la protezione passo dopo passo.

Ad esempio, la teleprotezione di una delle linee elettriche prevede tre stadi di protezione. Il primo stadio copre la quasi totalità della linea, dal lato della cabina dove è installata la protezione, il secondo stadio copre il resto della linea fino alla cabina adiacente e una piccola parte della rete elettrica che si estende dalla cabina adiacente, il terzo il palco protegge le sezioni più distanti. In questo caso, il secondo e il terzo stadio di teleprotezione preservano la protezione situata in una cabina adiacente o più distante. Ad esempio, considera la seguente situazione.

La linea aerea 110 kV collega due sottostazioni adiacenti A e B e su entrambe le sottostazioni sono installati i kit di teleprotezione. In caso di guasto all'inizio della linea lato cabina A interverrà il set di protezione installato in quella cabina, mentre la protezione della cabina B manterrà la protezione della cabina A. In questo caso, per la protezione A, il il danno sarà operativo nel primo stadio, per la protezione B nel secondo stadio.

In base al fatto che maggiore è il gradino, maggiore è il tempo di risposta della protezione, ne consegue che il set A lavorerà più velocemente del set di protezione B. In questo caso, in caso di guasto del set di protezione A , trascorso il tempo impostato per l'intervento del secondo stadio di protezione, set B scatterà...

A seconda della lunghezza della linea e della configurazione della sezione del sistema di alimentazione, viene selezionato il numero richiesto di passaggi e l'area di copertura corrispondente per una protezione affidabile della linea.

Come accennato in precedenza, ciascuna delle fasi di protezione ha il proprio tempo di risposta. In questo caso, più il guasto è lontano dalla sottostazione, maggiore è l'impostazione del tempo di risposta della protezione. In questo modo è garantita la selettività del funzionamento protetto nelle sottostazioni vicine.

Esiste una cosa come l'accelerazione della difesa. Se l'interruttore viene attivato dalla protezione remota, di norma uno dei suoi stadi viene accelerato (il tempo di reazione viene ridotto) in caso di richiusura manuale o automatica dell'interruttore.

La protezione della distanza, secondo il principio di funzionamento, monitora i valori della resistenza di linea in tempo reale, ovvero la determinazione della distanza dalla posizione del guasto viene effettuata in modo indiretto: ogni valore della resistenza di linea corrisponde al valore della distanza dal luogo del guasto.

Pertanto, in caso di cortocircuito fase-fase della linea elettrica, il DZ confronta i valori di resistenza registrati in un dato momento dal corpo di protezione di misurazione con gli intervalli di resistenza specificati (zone di azione) per ciascuna delle le tappe.

Se, per un motivo o per l'altro, ai dispositivi DZ non viene fornita una tensione di 110 kV VT, al raggiungimento di un determinato valore di corrente, la protezione del carico funzionerà in modo errato, interrompendo l'alimentazione alla linea elettrica in assenza di colpe. Per prevenire tali situazioni, i dispositivi di monitoraggio remoto hanno una funzione per monitorare la presenza di circuiti di tensione, in assenza dei quali la protezione viene automaticamente bloccata.

Inoltre, la protezione della distanza è bloccata in caso di oscillazione dell'alimentazione.L'oscillazione si verifica quando il funzionamento sincrono del generatore viene disturbato in una determinata sezione del sistema di alimentazione. Questo fenomeno è accompagnato da un aumento della corrente e da una diminuzione della tensione nella rete elettrica. Per i dispositivi di protezione relè, incluso DZ, le oscillazioni nell'alimentazione sono percepite come un cortocircuito. Questi fenomeni differiscono nella velocità di variazione delle grandezze elettriche.

In caso di cortocircuito, la variazione di corrente e tensione avviene immediatamente e, in caso di oscillazione, con un breve ritardo. Sulla base di questa funzione, la protezione remota dispone di una funzione di blocco che blocca la protezione in caso di oscillazione dell'alimentazione.

All'aumentare della corrente e al diminuire della tensione sulla linea protetta, il blocco consente il funzionamento del telecomando per un tempo sufficiente all'intervento di uno degli stadi di protezione. Se i valori elettrici (corrente di rete, tensione, resistenza di linea) durante questo tempo non hanno raggiunto i limiti delle impostazioni di protezione preimpostate, l'organo di blocco blocca la protezione. Cioè, il blocco del telecomando consente alla protezione di funzionare in caso di guasto reale, ma blocca la protezione in caso di oscillazione del sistema di alimentazione.

Quali dispositivi svolgono la funzione di protezione remota nelle reti elettriche

Fino all'inizio degli anni 2000 circa, le funzioni di tutti i dispositivi di protezione e automazione dei relè, inclusa la funzione di protezione a distanza, erano svolte da dispositivi elettromeccanici basati su relè.

Uno dei dispositivi più comuni costruiti su relè elettromeccanici è EPZ-1636, ESHZ 1636, PZ 4M / 1, ecc.

I dispositivi di cui sopra sono stati sostituiti da terminali multifunzione di protezione del microprocessore, che svolgono la funzione di più protezioni sulla linea 110 kV, compresa la protezione distanziometrica.

Per quanto riguarda in particolare la protezione della distanza, l'uso di dispositivi a microprocessore per la sua implementazione aumenta notevolmente la precisione del suo funzionamento. Anche un vantaggio significativo è la disponibilità dei terminali del microprocessore della protezione della funzione di determinazione della posizione del guasto (OMP) - che mostra la distanza dal punto del guasto della linea, che è fissata dalla protezione della distanza. La distanza è indicata con una precisione di decimi di chilometro, il che facilita notevolmente la ricerca di danni lungo la linea da parte delle squadre di riparazione.

Nel caso di utilizzo di vecchi modelli di kit di protezione distanziometrica, il processo di ricerca di un guasto sulla linea diventa molto più complicato, perché con protezioni di tipo elettromeccanico non è possibile fissare la distanza esatta dalla posizione del guasto.

In alternativa, per poter determinare l'esatta distanza dal luogo del guasto, vengono installate delle sottostazioni registratori di guai (PARMA, RECON, Bresler, ecc.), che registrano gli eventi in ogni singola sezione della rete elettrica.

Se si verifica un guasto su una delle linee elettriche, il registratore di emergenza darà informazioni sulla natura del guasto e sulla sua distanza dalla cabina, indicando la distanza esatta.