Lignes de protection 110 kV et plus. Sélection et calcul de la protection du relais. Paramètres des équipements protégés

Pour les lignes dont la tension est supérieure ou égale à 110 kV, des dispositifs de protection à relais contre les courts-circuits polyphasés et les défauts à la terre doivent être prévus. Le type de protection de la ligne principale est déterminé en fonction des exigences de maintien de la stabilité du système électrique. On pense que les exigences pour un fonctionnement stable du système électrique sont généralement satisfaites si des courts-circuits triphasés sur les lignes, accompagnés d'une diminution de la tension sur les bus d'alimentation ci-dessous (0,6 ... ... 0,7 ) Unom, sont déconnectés sans délai (à condition que les calculs de stabilité n'imposent pas d'autres exigences plus strictes). De plus, l'utilisation d'une protection rapide peut s'avérer nécessaire lorsque des défauts éteints avec une temporisation peuvent entraîner une perturbation du fonctionnement des consommateurs critiques ou un échauffement inacceptable des conducteurs, ainsi que s'il est nécessaire de mettre en œuvre une protection rapide refermeture automatique.

Sur les lignes sans issue avec une tension de 110-220 kV, une protection de courant de pas ou une protection de courant et de tension de pas doit être installée. Si ces protections ne répondent pas aux exigences de sensibilité ou de vitesse de déconnexion des défauts, une protection de distance progressive est fournie. Dans ce cas, une coupure de courant instantanée est recommandée comme protection supplémentaire.
Pour se protéger contre les défauts à la terre, une protection différentielle étagée (directionnelle ou non directionnelle) est prévue.

Pour protéger les lignes avec une tension de 110-220 kV d'un court-circuit à la terre, en règle générale, une protection de courant homopolaire par étapes est fournie. Les relais de courant de tous les étages de protection sont activés pour la somme de trois phases, ce qui garantit le passage du courant homopolaire à travers eux en cas de courts-circuits monophasés à la terre. Le calcul de la protection homopolaire à échelons est réduit à la détermination du courant de déclenchement et des temporisations des échelons de protection individuels ; la nécessité d'utiliser un relais de direction de puissance en protection ; sensibilité des protections.

Riz. 1. Schémas de calcul pour déterminer le courant de fonctionnement de la protection
homopolaire d'une ligne aérienne sans issue 110-220 kV selon les conditions 1 et 2 : a - initiale ; b - substitution - pour déterminer la résistance équivalente des transformateurs et des lignes avec une connexion monophasée (l'une des cibles est désactivée); i1l1 - résistance inductive de la section de ligne l1 ; xt1 et xt2 - résistances inductives des transformateurs tl et t2 lorsqu'une phase est alimentée
Sur l'exemple d'un schéma typique pour l'alimentation des entreprises industrielles (Fig. 1, a) (ligne sans issue avec alimentation unilatérale), la méthode de choix des paramètres de protection des lignes pour lesquelles une longue- Le fonctionnement à terme de deux phases n'est pas prévu est pris en compte. La protection peut être réalisée en une ou deux étapes.

Compte tenu de la présence de tableaux standards, sur les lignes alimentant les sous-stations avec neutre à la terre, il est recommandé de réaliser une protection à deux étages avec un deuxième étage directionnel, ce qui permet d'augmenter sa sensibilité et de réduire le temps de déconnexion en court-circuit. Le courant de fonctionnement du premier seuil de protection lorsqu'il est exécuté sans temporisation est sélectionné selon les conditions suivantes.
1. Désaccord à partir de la surtension de courant magnétisant des transformateurs avec des neutres à la terre et allumés lorsque la ligne est allumée. Pour les disjoncteurs à variateur triphasé, cette condition n'est pas prise en compte lors du choix des paramètres de fonctionnement de la protection. Il n'est pas non plus pris en compte si le premier étage de protection est réglé dans le temps pour empêcher la fermeture non simultanée des phases du disjoncteur. Dans le même temps, pour les disjoncteurs à entraînement monophasé, le temps de fonctionnement du premier étage doit être d'au moins 0,1-0,2 s (la limite inférieure concerne les disjoncteurs à air, la limite supérieure concerne les disjoncteurs à huile).
Les sous-stations des entreprises industrielles sont généralement réalisées selon des schémas simplifiés avec des courts-circuits dans le circuit du transformateur. Lors de la détermination de la sensibilité de la protection homopolaire des lignes auxquelles ces sous-stations sont connectées, il convient de prendre en compte la diminution du courant 3/0min et de la puissance (3/03 £/n) min due à une éventuelle activation simultanée de trois court-circuit de phase derrière le transformateur et un court-circuit monophasé à la terre sur le côté haut du transformateur lorsque le court-circuit est activé.
Le rapport des courants homopolaires dans la protection de ligne en cas de défaut à la terre d'une phase aux bornes haute tension d'un transformateur avec un court-circuit entre trois phases du côté basse tension (mode 1.3) et en cas de défaut à la terre d'une phase (mode 1) peut être déterminé à partir du tableau.

Protection de courant contre les courts-circuits entre phases

La protection étagée contre les courts-circuits entre phases est largement utilisée sur les lignes en cul-de-sac 110-220 kV. Comme première étape, effectuée, en règle générale, sans délai, la coupure de courant est utilisée. Le courant de déclenchement primaire de la coupure de courant installée sur la ligne (Fig., a) et réalisée sans temporisation est déterminée par les conditions suivantes :
Désaccord du courant passant au lieu d'installation de la protection, avec des courts-circuits triphasés derrière les transformateurs alimentés par la ligne en question. Le désaccord selon cette condition est effectué selon l'expression (11), où /£3) max est le courant le plus élevé dans la protection avec un court-circuit triphasé après les transformateurs au régime maximum du système et au résistance minimale des transformateurs, compte tenu du changeur de prises en charge ; kH ~ 1,3...1,4. En présence de sous-stations de dérivation avec interrupteurs côté HT, la coupure de courant protégeant la ligne, pour assurer la sélectivité, doit être décalée du courant de court-circuit maximal côté HT du poste avec interrupteurs le plus proche.
Désaccord du courant des moteurs de charge en cas de court-circuit triphasé sur les bus du poste où cette protection est installée (point K\ de la Fig. 37, a). Dans ce cas, l'expression (7.5) est calculée, où /i, ™ est le courant maximal envoyé par les moteurs de la charge alimentée à partir de la ligne en question, avec un court-circuit triphasé sur les barres des sous-stations auxquelles la ligne est connectée ; kH-1.3.,1.4,
Désaccord à partir du courant d'auto-amorçage des moteurs de charge alimentés par la ligne en question. L'expression (7.2) est calculée selon cette condition.
Désaccord des surtensions de courant magnétisant des transformateurs connectés à la ligne lorsqu'elle est allumée. Le calcul est effectué pour trois types de commutation : monophasée et biphasée (commutation simultanée de deux phases, puis avec un certain retard commutation sur la troisième phase), ainsi que triphasée (commutation simultanée des trois phases) . L'expression calculée a la forme

où хг equiv est la résistance équivalente des transformateurs et de la ligne jusqu'au lieu d'installation de la protection pour le type d'inclusion calculé. La détermination de LT equiv est effectuée de manière similaire à l'expression (15). Lors du calcul pour une connexion monophasée, seuls les transformateurs à neutre mis à la terre sont pris en compte, qui sont introduits dans le circuit équivalent avec des résistances xy, calculées selon les expressions de calcul à la p. 143. Lors du calcul d'une connexion biphasée, tous les transformateurs alimentés par la ligne en question sont introduits dans le circuit équivalent avec des résistances xf, quel que soit le mode de mise à la terre du neutre. Lors du calcul d'une connexion triphasée, tous les transformateurs sont également pris en compte. Dans ce cas, les transformateurs sont introduits dans le circuit équivalent avec des résistances dont les valeurs sont égales à 1,35 * pour les transformateurs et 1,3 pour les autotransformateurs. La valeur du coefficient Сb est déterminée selon le tableau. 3.
3. La valeur du coefficient Sat

Il convient de noter que lors du choix du courant d'actionnement de coupure protégeant la ligne illustrée à la Fig., a, il est nécessaire de prendre en compte le mode de déconnexion de l'un des circuits et de connecter tous les transformateurs au circuit restant en fonctionnement.
La sensibilité de la coupure de courant est vérifiée dans le mode minimum du système d'alimentation avec un court-circuit biphasé sur les bus des sous-stations connectées à la ligne protégée. Le facteur de sensibilité de coupure de courant minimum lorsqu'il exécute les fonctions
la protection principale doit être de l'ordre de 1,5. Si la coupure de courant sans temporisation remplit les fonctions de protection de ligne supplémentaire, le coefficient de sensibilité doit être d'environ 1,2 en cas de court-circuit sur le lieu d'installation de la protection dans le mode le plus favorable selon la condition de sensibilité. Dans les cas où les simples coupures de courant ne répondent pas aux exigences de sensibilité, il peut être approprié d'utiliser une coupure combinée de courant et de tension.
Le courant de fonctionnement de la coupure combinée est choisi à partir de la condition d'assurer une sensibilité suffisante en cas de court-circuit métallique biphasé à l'extrémité de la zone protégée dans le mode minimum du réseau d'alimentation :

où k4 y est le facteur de sensibilité de coupure de courant (k4 t = 1,5).
En plus de la condition (7.17), /c 0 k doit satisfaire la condition de désaccord fiable des courants d'auto-amorçage en mode de réenclenchement automatique en cas de défauts dans les circuits de tension (expression calculée (2)). La tension primaire pour le fonctionnement du relais de tension est sélectionnée en fonction de la condition de désaccord d'un court-circuit sur les bus basse (moyenne) tension de la sous-station, dans laquelle, en cas de dommage derrière le transformateur, accompagné d'un courant égale à / s 0 k, la tension résiduelle au site d'installation de la protection sera la plus petite :

où hl est la résistance de la section de ligne allant des jeux de barres du poste d'alimentation, sur lequel la protection en question est installée, aux jeux de barres du poste HT, dont l'endommagement derrière le transformateur est calculé ; rm - la plus petite résistance (en tenant compte du changeur de prises en charge) du transformateur, derrière laquelle les dommages sont calculés; kn- 1,2 - coefficient de fiabilité.
La tension de fonctionnement de la coupure combinée doit être comprise entre (0,15 ... 0,65) Unom, qui est déterminée par le réglage minimum des relais de tension standard (limite inférieure) et la condition pour assurer le désaccord d'une éventuelle diminution de la tension dans le réseau (limite supérieure).
La sensibilité de la coupure de tension combinée est contrôlée par la tension résiduelle Uocr au lieu d'installation de la protection aux tensions composées à l'extrémité de la ligne protégée dans le mode de fonctionnement maximal du système :

Le facteur de sensibilité de la coupure de tension combinée doit être d'au moins 1,5.
La protection contre les surintensités avec temporisation est généralement utilisée comme deuxième étape de protection des lignes sans issue avec une tension de 110-220 kV. Les expressions de calcul pour le calcul de la protection de courant maximale des lignes avec une tension de 6-10 kV sont également valables pour les lignes avec une tension de 110-220 kV.
Pour augmenter la sensibilité, la protection peut être réalisée avec un démarrage en tension.

Protection à distance

Le calcul de la protection est réduit à la détermination des résistances de fonctionnement et des temporisations des échelons individuels, ainsi qu'à sa sensibilité. Pour protéger les lignes sans issue avec une tension de 110-220 kV, la protection à distance est effectuée en deux étapes lors de l'utilisation du panneau EPE-1636 ou en une étape - lors de l'utilisation d'un panneau de protection simplifié.
La résistance de réponse du premier étage de protection est sélectionnée en fonction de la condition de désaccord du court-circuit derrière les transformateurs alimentés par la ligne en question. Pour protéger la ligne illustrée à la Fig. a, les expressions de calcul ont la forme

où hl1 et hl2 sont les résistances des tronçons de ligne ; rt1 et rt3 sont les valeurs minimales des résistances des transformateurs T1 et TK, en tenant compte du changeur de prises en charge (si différents transformateurs sont installés aux sous-stations, alors dans les expressions (18) et (19) les transformateurs avec des les résistances sont prises en compte) ; kT Tl, kgt3 - coefficients de distribution de courant égaux aux rapports du courant sur le lieu d'installation de la protection et, par conséquent, des courants dans les transformateurs T1, TZ et dans la section de la ligne L2 en cas de court-circuit derrière le transformateurs. S'il y a des disjoncteurs du côté HT des sous-stations de dérivation, le premier étage de protection, pour assurer la sélectivité, est désaccordé de la résistance de la section de ligne à la sous-station la plus proche avec des disjoncteurs.
Évidemment, lors de la détermination de r \ 3, les modes correspondant aux valeurs maximales des coefficients de distribution de courant doivent être pris comme calculés. En l'absence d'alimentation du côté de la tension inférieure (moyenne) des transformateurs /gt, t1 = kr r3 = = 1. En tant que résistance de réponse du premier étage de protection de distance, la plus petite des valeurs obtenues par les formules (18) et (19) est pris.
La résistance de fonctionnement sélectionnée est vérifiée en fonction de la condition de désaccord du courant d'appel des transformateurs magnétisants lorsque la ligne est mise sous tension selon l'expression

(notation - voir expression (14)). La valeur du coefficient Sb est prise en fonction des travaux et des données du constructeur.
La résistance de réponse primaire du deuxième étage de protection (élément de démarrage) est sélectionnée en fonction de la condition de désaccord à partir de la résistance minimale dans les conditions d'auto-démarrage des moteurs de charge après la désactivation du court-circuit externe :

où UUKa sz - la valeur minimale de la tension primaire sur le lieu d'installation de la protection dans les conditions d'auto-démarrage des moteurs électriques, déterminée par calcul (approximativement peut être prise égale à 80-90% de la tension de fonctionnement minimale du réseau); kB = 1,05 ... 1,1 - facteur de retour du relais ; kH = 1,2 - facteur de fiabilité ; kC3 - coefficient d'auto-démarrage des moteurs en mode après coupure du court-circuit externe, déterminé par calcul (environ kC3 = 1,5 . . . 2); /slave mzhs - la valeur maximale du courant de fonctionnement de la ligne protégée ;<рм_ ч - угол макси- мальвой чувствительности реле сопротивления", <рраб- угол полного сопротивления нагрузки в рассматриваемом режиме после отключения внешнего КЗ.
Lors du choix des paramètres de fonctionnement des éléments de démarrage de la protection de distance des lignes avec des dérivations, il convient également de prendre en compte la condition de désaccord du mode d'auto-démarrage de la charge des sous-stations alimentées par la ligne en question lorsque le la ligne est allumée. La résistance de réponse selon la condition spécifiée est déterminée par l'expression 7.20.Dans ce cas, le coefficient kB n'est pas pris en compte, et kC3 et frab sont déterminés en mode d'auto-démarrage de la charge retardée lorsque la ligne est allumée.

La résistance de fonctionnement du relais des premier et deuxième étages de protection est déterminée par les expressions
où pt et pc sont les rapports de transformation des transformateurs de courant et de tension, respectivement ; £cx est le coefficient du circuit de commutation du relais.
Selon les valeurs trouvées de la résistance de fonctionnement, les paramètres du catalogue du relais sont sélectionnés. Le coefficient de sensibilité de la protection est déterminé par l'expression k4 = g® /2protect, où gprotect est la valeur de résistance maximale fournie à la protection en cas de court-circuit au point de conception. Pour vérifier la sensibilité de la protection, le point calculé est celui caractérisé par la valeur la plus élevée de gzach, pour celui considéré dans la Fig. 37, et les lignes sont le point K2 :

où kt2 est le coefficient de répartition du courant correspondant au mode dans lequel il prend la valeur minimale. Pour augmenter le facteur de sensibilité de protection, vous pouvez utiliser la caractéristique elliptique de l'élément de départ. L'utilisation de la caractéristique elliptique du relais de l'élément de démarrage permet souvent d'assurer une redondance fiable de la protection des transformateurs des postes de réception. Le facteur de sensibilité de protection le plus bas autorisé est d'environ 1,5.
Les réglages de relais sélectionnés doivent être vérifiés pour la sensibilité du courant de fonctionnement fin /tr (indiqué dans les données du catalogue de protection en fonction du réglage du relais de protection). La sensibilité du relais au courant de fonctionnement précis est estimée par le coefficient de sensibilité pour un court-circuit au point calculé.

Conformément aux exigences du PUE, le volume des dispositifs de protection à relais pour les lignes de transport d'énergie est déterminé par le niveau de tension nominale.

Les lignes de 110 kV et plus sont réalisées avec un neutre mis à la terre. Pour la ligne 110-500 kV, des dispositifs de protection à relais contre les défauts à la terre multiphasés et monophasés doivent être prévus.

Pour se protéger contre les courts-circuits polyphasés, une protection à distance est installée et le TO est installé en secours.

La protection contre les défauts est réalisée à l'aide d'un transformateur de courant homopolaire et agit sur le signal du courant capacitif.

Bloc BMRZ-KL

Objet du bloc BMRZ-KL.

L'unité de protection de relais numérique BMRZ-KL est conçue pour remplir les fonctions de protection de relais, d'automatisation, de contrôle, de mesure et de signalisation de câbles et de lignes électriques aériennes, de sous-stations de distribution et de centrales électriques, de protection de moteurs électriques. La fonction de détermination de l'emplacement du défaut (FLO) a été implémentée - calcul de la distance en kilomètres jusqu'au lieu d'un court-circuit biphasé ou triphasé sur les lignes électriques. La présence de dérivations sur une ligne multi-terminaux conduit à une augmentation de l'erreur du défaut. Les paramètres suivants sont utilisés pour calculer la distance jusqu'à l'emplacement du défaut :

· résistance réactive spécifique de la ligne (Ohm/km), qui est définie par le consommateur sous la forme d'un réglage lors du réglage du BMRZ-KL ;

· valeurs de courant et de tension de la boucle de court-circuit, obtenues à partir des oscillogrammes du processus d'urgence.

Le courant et la tension dans la boucle de court-circuit sont enregistrés dans la section de l'oscillogramme avec des grandeurs électriques stables. Si lors d'un accident un court-circuit biphasé se transforme en un court-circuit triphasé, les distances moyennes jusqu'au point de court-circuit sont calculées. Dans le même temps, la diminution de la fiabilité du résultat OMP se reflète sur l'affichage du BMRZ-KL sous la forme du message "Le résultat est instable". La précision du calcul de la distance à l'emplacement du défaut est proportionnelle aux erreurs des transformateurs de courant et de tension de mesure et à la précision du réglage des paramètres de la ligne protégée. Le résultat de l'OMA ne dépend pas de la résistance de contact à l'emplacement du défaut. Les imprécisions dans la détermination des paramètres de ligne ont une influence beaucoup plus grande sur le MLR. Si l'OMT est impossible, par exemple, lorsque les protections se déclenchent sans temporisation, la distance au site du dommage n'est pas affichée.

Le bloc BMRZ-KL permet une affectation libre des entrées et sorties discrètes de réserve. L'unité met en œuvre deux options de protection contre OZZ :

· protection directionnelle avec commande de direction de puissance homopolaire (analogique de ЗЗП - 1М et ЗНЗ);

· enregistrement de la valeur efficace de la somme des harmoniques supérieures dans le courant 3 Io (analogique USZ-3M).

La deuxième méthode est efficace dans les réseaux à neutre compensé et peut être utilisée pour déconnecter automatiquement ou manuellement un départ endommagé, réduisant drastiquement le temps de dépannage. Lorsque les blocs BMRZ-KL sont combinés dans un système de contrôle automatisé, des informations sur les valeurs des harmoniques supérieures 3Io dans tous les départs de la section de l'appareillage apparaissent sur l'ordinateur du relais ou du gestionnaire de sous-station 1 à 2 s après l'apparition du défaut .

Le bloc BMRZ-KL est produit en quatre versions, différant par le canal de communication et la tension de fonctionnement.

Fonctions du bloc BMRZ-KL.

· Protection directionnelle à maximum de courant à trois niveaux (MTZ) avec démarrage de tension combiné. Pour chaque étape, les paramètres sont sélectionnés individuellement.

· Protection directionnelle contre les courts-circuits monophasés à la terre (OSZ) avec démarrage sur courant et tension homopolaire. Enregistrement des harmoniques de courant supérieur 3I®.

· Protection contre les sous-tensions (ZMN) avec contrôle de deux tensions linéaires et tension inverse, avec possibilité de blocage au démarrage des premier et deuxième étages de la protection contre les surintensités.

· Protection contre le déséquilibre et l'absence de phase du départ d'alimentation (ZOF) avec contrôle du courant inverse, ainsi que I 2 /I 1 .

· Redondance en cas de panne du disjoncteur.

· Redémarrage automatique.

· Exécution des commandes de délestage automatique et de réenclenchement automatique par fréquence.

· Oscillographie automatique des processus accidentels. (63 formes d'onde)

· Mémoire des événements d'urgence.

· Comptage des impulsions des compteurs électriques actifs et réactifs (comptabilité technique).

· Mesure des paramètres du réseau.

· Autodiagnostic.

· Deux programmes de réglage.

Téléprotection BMRZ-LT

La protection de distance à trois étages (DZ) avec une zone de réponse quadrangulaire pour les trois étages (ou une zone de réponse quadrangulaire pour les deux premiers étages et triangulaire pour le troisième) est conçue pour protéger les lignes aériennes (unité de ligne aérienne - transformateur) contre les phases- courts-circuits à phase sans défauts à la terre et est réalisé avec trois résistances de relais dans chaque étage, inclus dans les circuits AB, BC, CA.

La protection différentielle à quatre seuils avec temporisations à temps constant est conçue pour fonctionner en cas de défauts à la terre monophasés et biphasés. Les trois premières étapes peuvent être réalisées avec un désaccord de l'appel de courant magnétisant du transformateur de puissance. Toute étape peut être configurée par l'utilisateur à l'aide de clés logicielles :

non directionnel;

Directionnel, avec contrôle par un relais d'autorisation de direction de puissance homopolaire ;

Directionnel, avec commande de relais de blocage de direction de puissance homopolaire ;

Protection contre les surintensités

Protection de courant à trois étages configurable par l'utilisateur à l'aide de clés logicielles : - non directionnelle ; - directionnelle avec autorisation ou blocage par les signaux du relais de direction de puissance ; - avec démarrage combiné par tension (U et U2) ; L'étage de protection contre les surintensités avec démarrage par tension fantôme est conçu pour une redondance longue portée en cas de court-circuit du côté basse tension en aval des transformateurs et pour surveiller le démarrage automatique réussi de la charge restante après l'activation de la protection contre les courts-circuits en aval du transformateur. éteindre.

Protection contre les ruptures de phase

La protection contre les déséquilibres et les pertes de phase peut être configurée par l'utilisateur à l'aide de clés logicielles :

non directionnel;

Avec commande de direction de puissance inverse ;

Avec commande de direction de puissance homopolaire.

Redondance de défaillance de disjoncteur (CBF)

Le signal "défaillance disjoncteur" est émis au bout d'un temps déterminé après l'émission d'un signal d'ouverture du disjoncteur tout en maintenant le courant à travers la liaison déconnectée par la protection. L'algorithme de défaillance du disjoncteur est réalisé avec le contrôle de la position de l'interrupteur. Paramètres de temps : 0,10 à 1,00 s, pas de 0,01 s.

Refermeture automatique (AR)

Le bloc fournit un AR à deux temps. Les premier et deuxième cycles AR peuvent être désactivés indépendamment l'un de l'autre par des clés logicielles. Le réenclenchement automatique peut être bloqué lorsque la coupure est déclenchée et qu'il y a une tension de 3Uo (masse dans le réseau).

Protection multiphase

Nous utilisons TO comme protection principale

Courant de déclenchement de protection

Courant de fonctionnement du relais

Facteur de sensibilité

Par conséquent, la protection ne satisfait pas les conditions de sensibilité

Selon le PUE, les protections de courant progressives doivent être installées sur des lignes simples avec une alimentation unidirectionnelle à partir de défauts multiphasés. Si ces protections ne satisfont pas aux exigences de sensibilité ou de vitesse de freinage, une protection de distance progressive doit être prévue. Dans ce dernier cas, comme protection supplémentaire, il est recommandé d'utiliser la coupure de courant sans temporisation.

Protection à distance

Stade I

On retrouve la résistance de réponse du I étage de protection

Résistance de ligne (90%)

Résistance du transformateur

Résistance de déclenchement du relais

IIe stade

Résistance de ligne (10%)

Résistances moteur :

où est la résistance supertransitoire, 0,2.

Temps de réponse des protections

Étape III

Résistance de déclenchement de protection

Résistance de fonctionnement du relais selon la formule (3.7)

Coefficient de sensibilité de protection comme principal

Protection contre les défauts à la terre

Terminé avec TTNP

On trouve le courant capacitif de la ligne aérienne

Courant capacitif spécifique du fil AC 70 - 0,045A / km

Courant de déclenchement de défaut à la terre

Courant de défaut à la terre pour les lignes aériennes

Vérification de la sensibilité

La protection satisfait donc les conditions de sensibilité

Sélection de la source de courant auxiliaire

Nous utilisons des piles rechargeables comme source de courant de fonctionnement, c'est-à-dire nous utilisons des sources de courant continu. Dont le principal avantage est l'indépendance vis-à-vis du mode de fonctionnement et de l'état du réseau primaire. Par conséquent, le courant de fonctionnement continu est plus fiable lors d'une panne de réseau.

Les réseaux, en règle générale, fonctionnent avec un neutre à la terre.

Par conséquent, les protections sont réalisées à la fois contre les multiphasés (à l'exception des doubles défauts à la terre en différents points) et contre les courts-circuits monophasés. Les réseaux ont souvent une configuration complexe, plusieurs sources d'alimentation. Par conséquent, pour se protéger contre les courts-circuits multiphasés (y compris les doubles défauts à la terre en un point), des protections à distance avec différentes caractéristiques des éléments de résistance sont souvent utilisées, équipées d'un blocage contre les oscillations et les violations des circuits secondaires. À partir des défauts à la terre, ce ne sont pas des protections de distance qui sont utilisées, mais des protections homopolaires directionnelles à plusieurs étages de courant.

Dans les cas où, selon les conditions permettant d'assurer la stabilité du système et des consommateurs responsables, une protection est requise sur toute la longueur de la section protégée sans temporisation (sur les bus des stations et sous-stations pivot Ures avec un court-circuit triphasé< 0,6-0,7Uном), возможны два решения вопроса: дополнение ступенчатых защит устройствами ВЧ блокировки или передачи отключающих сигналов и использование в качестве основной отдельной продольной защиты с абсолютной селективностью, предпочтение отдается второму варианту, обеспечивающему независимость в эксплуатации и более совершенное ближнее резервирование. На тупиковых линиях иногда удается использовать и более простые токовые ступенчатые защиты.

Sujet 8. Protection des lignes avec une tension de 110-220 kV

Conférence 12. Protection des lignes avec une tension de 110-220 kV

Protections à distance.

3. Objet et principe de fonctionnement ré protections à distance.

Caractéristiques de temporisation des protections de distance.

5. Principes de mise en œuvre de la protection sélective des lignes à l'aide de Dz. La structure de la protection de ligne à l'aide de la protection de distance.

6. Dispositif de blocage de balancement (UBK)

7. Schémas d'activation des organes distants pour le courant et la tension. Exigences pour les circuits de commutation

8. Caractéristiques techniques des protections numériques

9. Accélération des protections à distance sur le canal RF.

Informations générales sur la protection des lignes avec une tension de 110-220 kV

Les réseaux avec une tension de 110 à 220 kV fonctionnent en mode avec un neutre effectif ou solidement mis à la terre. Par conséquent, tout défaut à la terre dans de tels réseaux est un court-circuit avec un courant dépassant parfois le courant d'un court-circuit triphasé. Un tel court-circuit doit être déconnecté avec le délai le plus court possible.

Les lignes à haute tension fonctionnent avec des courants de charge élevés, ce qui nécessite l'utilisation de protections aux caractéristiques particulières. Sur les lignes de transit qui peuvent être surchargées, des protections de distance sont utilisées pour se désaccorder efficacement des courants de charge. Sur les lignes en cul-de-sac, dans de nombreux cas, la protection de courant peut être supprimée. Les protections de courant et de distance sont réalisées par étapes. Le nombre d'étapes doit être d'au moins 3, dans certains cas 4-5 étapes sont nécessaires.

Selon le PUE, des dispositifs de prévention des surcharges doivent être utilisés dans les cas où la durée du flux de courant de surcharge pour l'équipement est supérieure à 10 ... 20 minutes. La protection contre les surcharges doit agir sur le déchargement de l'équipement, l'interruption du transit, la déconnexion de la charge et, enfin et surtout, la déconnexion de l'équipement surchargé.

Les lignes à haute tension sont d'une longueur considérable, ce qui complique la recherche de l'emplacement du défaut. Par conséquent, les lignes doivent être équipées de dispositifs qui déterminent la distance au site du défaut (DFL). Selon les documents directifs de la CEI, les lignes d'une longueur de 20 km ou plus doivent être équipées d'armes de destruction massive. Les protections de ligne sur les relais numériques vous permettent d'exécuter simultanément la fonction d'OMP.

Un retard dans l'ouverture du court-circuit peut entraîner une violation de la stabilité du fonctionnement en parallèle des centrales électriques. En raison d'une longue chute de tension, l'équipement des centrales électriques peut s'arrêter et le processus technologique de production d'électricité peut être perturbé, des dommages supplémentaires peuvent survenir sur la ligne sur laquelle le court-circuit s'est produit. Par conséquent, sur de telles lignes, des protections sont utilisées qui coupent le court-circuit à tout moment sans délai. De telles protections comprennent des protections différentielles installées aux extrémités de la ligne et reliées par un canal de communication haute fréquence, filaire ou optique, ou des protections conventionnelles accélérées lorsqu'un signal d'activation ou de blocage est reçu du côté opposé.

Toutes les protections requises sont réalisées sur la base d'un seul appareil numérique. Cependant, la défaillance de ce seul appareil laisse l'équipement sans protection, ce qui est inacceptable. Par conséquent, il est conseillé d'effectuer la protection des lignes à haute tension à partir de deux ensembles : principal et de secours. Le jeu de réserve peut être simplifié par rapport au jeu principal : il n'a pas de refermeture automatique, OMA, il a moins d'étapes, etc. L'ensemble redondant doit être alimenté par un autre disjoncteur, d'autres ensembles de transformateurs de courant et de transformateurs de tension et agir sur un solénoïde de déclenchement du disjoncteur séparé.

Les dispositifs de protection de ligne haute tension doivent tenir compte de la possibilité de défaillance du disjoncteur et doivent donc avoir une défaillance du disjoncteur.

Pour analyser un accident et le fonctionnement d'un relais de protection et d'automatisation, il est nécessaire d'enregistrer des signaux en cas d'événements d'urgence.

Ainsi, pour les lignes à haute tension, les kits de protection et d'automatisation doivent remplir les fonctions suivantes :

Protection contre les courts-circuits entre phases et les courts-circuits à la terre.

Réenclenchement automatique triphasé ou monophasé.

Protection de surcharge.

Détermination de l'emplacement des dommages.

Oscillographie des courants et des tensions en cas de court-circuit, ainsi que repérage des signaux discrets de protection et d'automatisme.

Les dispositifs de protection doivent être redondants ou dupliqués.

Pour les lignes avec interrupteurs à commande monophasée, il est nécessaire d'avoir une protection contre le mode phase ouverte, car un mode phase ouverte à long terme dans les réseaux avec une tension de 110 - 220 kV n'est pas autorisé.

Protection de distance (Dz)

But et principe d'action. Les protections de distance sont des protections directionnelles ou non directionnelles complexes avec une sélectivité relative, réalisées à l'aide de relais à résistance minimale.

Dz réagit à la valeur de la résistance de ligne à l'endroit du court-circuit, qui est proportionnelle à la distance, c'est-à-dire distances. C'est de là que vient le nom de protection à distance. Pour que la protection de distance fonctionne, il est nécessaire d'avoir des circuits de courant à partir de la connexion du TC et des circuits de tension à partir du TT.

Riz. 12.1. Réseau en anneau avec deux alimentations. O - protection directionnelle de courant maximum ; ∆ - protection de distance

Pour protéger les câbles en impasse ou les lignes aériennes avec une alimentation unilatérale, une protection contre les surintensités ou une coupure de courant est suffisante. Mais, si ces lignes sont connectées en série les unes après les autres ou interconnectent plusieurs sources d'alimentation, il est impossible de rendre ces protections sélectives.

Imaginons qu'une ligne part des bus de la sous-station n ° 1, alimentant une autre sous-station - n ° 2. Et une autre ligne sort des bus de cette prochaine sous-station.

Lors de l'utilisation de la protection contre les surintensités au poste n° 1, elle doit fonctionner sur la première ligne, mais permettre à la protection du poste n° 2 de fonctionner sur la suivante.

Mais en même temps, il doit également réserver la protection du second, pour lequel il doit également agir sur la ligne 2. Pour cela, la durée de protection doit être réglée de manière à ce que la vitesse d'obturation au premier poste soit plus longue. De plus, il sera nécessaire de diviser la logique de la protection contre les surintensités en deux ou plusieurs étapes, en fixant pour la première d'entre elles le courant de déclenchement égal au courant nominal à la fin de la première ligne.

Et supposons maintenant que du côté opposé la ligne n° 2 soit alimentée par une autre source d'énergie, indépendante de la première. Maintenant, la tâche devient plus compliquée : les courants de court-circuit changent. De plus, les lignes devront être dirigées.

Il existe un autre type de protection qui peut aider à désactiver efficacement exactement la ligne endommagée - la protection différentielle. Mais pour une ligne de transmission longue distance, il est très difficile de la remplir.

Lors de l'utilisation de protections contre les surintensités et de coupures de courant, les dispositifs de protection s'avèrent complexes, et de plus, ils ne sont pas assez efficaces. Le moyen de sortir de la situation est l'utilisation de la protection à distance.

Principe de protection

Protection de distance (DZ) - un nom qui indique qu'il réagit à la distance au point de court-circuit. Et pour être plus précis : la logique de son travail dépend de l'emplacement du point de fermeture, qui détermine la protection.

Elle le fait à l'aide d'appareils appelés relais de résistance.

Leur tâche : mesurer indirectement la résistance depuis l'emplacement de la protection jusqu'au point de court-circuit. Et pour cela, selon la loi d'Ohm, il faut non seulement du courant, mais également la tension reçue du transformateur de tension installé sur les jeux de barres de la sous-station.

Le relais de résistance fonctionne dans la condition :

Ici Zust– réglage de la résistance d'actionnement du relais. La valeur mesurée est fictive, car dans certains modes de fonctionnement (par exemple, lors des oscillations), sa signification physique, en tant que résistance, est perdue.

Les paramètres de fonctionnement et, par conséquent, le relais de résistance pour DZ, en règle générale, sont au moins trois.

L'aire protégée est divisée en zones appelées zones. Le temps de réponse pour chacune des zones est différent. Et le réglage du relais de résistance est égal à la résistance jusqu'au point à la fin de la zone correspondante. Pour plus de clarté, rappelons un exemple avec des sous-stations et des lignes.

Réglage de la première zone de télédétection

Il est calculé pour qu'il ne protège que sa ligne de départ. Mais pas jusqu'au bout, mais en tenant compte de l'erreur de mesure de la résistance - 0,7-0,85 de sa longueur. Lorsque la première zone de télédétection est déclenchée, la ligne est éteinte avec le délai le plus court possible, car elle est garantie d'être sur elle.

La deuxième zone de télédétection

Réserve la panne de protection du poste suivant. Pourquoi réagit-elle à la fin de la ligne #2. Et la première zone DZ pour le disjoncteur de deuxième ligne de la sous-station n ° 2 est réglée sur la résistance jusqu'au même point de court-circuit, mais déjà à partir des bus de cette sous-station. Mais la temporisation de la 2ème zone de la télédétection du poste n°1 est supérieure à celle de la 1ère zone de la télédétection du poste n°2.

Cela garantit la sélectivité requise : l'interrupteur de la deuxième ligne du poste n° 2 s'éteindra avant que le relais temporisé de protection du poste n° 1 ne fonctionne.

La troisième zone de télédétection

Nécessaire pour réserver la protection de la ligne suivante, si disponible. Les zones supplémentaires ne sont pas fournies.

Une vidéo intéressante sur la configuration de la protection à distance, voir ci-dessous :

Le dispositif et le fonctionnement du kit de téléprotection.

Cependant, sur certains relais à résistance et relais temporisés, une telle protection ne peut pas être réalisée. En pratique, il comprend plusieurs blocs fonctionnels.

Corps de départ DZ

Ce sont des relais de courant ou des relais d'impédance. Leur tâche est de déterminer la présence dans le circuit protégé et de démarrer le fonctionnement d'autres dispositifs de protection.

organes éloignés.

Un ensemble de relais de résistance pour déterminer la zone de fonctionnement et la distance au court-circuit. Un dispositif qui génère des temporisations pour les zones de protection. C'est ordinaire.

Relais de direction de puissance

En fait, il est rarement utilisé, car les relais de résistance ont structurellement leur propre diagramme de rayonnement, ce qui ne permet pas de déclencher la protection lorsqu'ils sont «derrière le dos». Par conséquent, le fonctionnement de la protection est exclu en cas de courts-circuits dans le sens opposé à la ligne protégée.

Corps de blocage

L'un d'eux est la protection contre les pannes de courant. En cas de dysfonctionnement des circuits, le TN DZ est mis hors service. Le verrou suivant fonctionne lors du basculement dans le système. Lorsqu'ils se produisent, il y a généralement une diminution de la tension sur les bus et une augmentation du courant dans les lignes protégées. Ces changements sont perçus par les unités de téléprotection comme une diminution de , de sorte qu'un faux fonctionnement de la protection n'est pas non plus exclu.

Application de la protection de distance

La protection de distance est utilisée dans les réseaux alimentés par deux ou plusieurs sources.

Ce sont des lignes de communication avec une tension de 35, 110 kV et plus, à travers lesquelles s'effectue le transit de l'électricité.

La télédétection est particulièrement efficace et indispensable dans les systèmes d'alimentation en anneau, dont l'utilisation est très courante pour le système énergétique unifié du pays.

Pour tous les réseaux où la télédétection est installée, il est protection de base.

La conception de la DZ sur une base électromécanique implique la présence d'un grand nombre d'éléments : les transformateurs. Un panneau entier est alloué pour son placement. Les versions modernes des protections à microprocesseur tiennent dans un terminal, à côté de leurs autres types, ainsi que la possibilité d'enregistrer les opérations de protection, les opérations de blocage et d'enregistrer les oscillogrammes des processus d'urgence. La combinaison de plusieurs appareils dans un seul terminal offre non seulement une compacité, mais également une facilité d'utilisation du relais de protection de la ligne.

Une autre courte vidéo intéressante sur l'analyse du travail de protection à distance :