246
(or a combination of harmonics), by analogy with blocking-braking of the differential protection of the transformer, will be an
effective measure to prevent the incorrect action of protections.
Key words:
relay protection, bias-controlled shunt reactors, performance analysis
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Основным
назначением
управляемых
подмагничиванием шунтирующих реакторов (далее -УШР)
является регулирование реактивной мощности и
напряжения. Релейная защита управляемых реакторов
имеет ряд особенностей, связанных с их принципом
действия, однако выполняется с использованием серийных
или специализированных микропроцессорных терминалов,
применяемых для трансформаторного оборудования. В
процессе
эксплуатации
УШР
были
выявлены
неправильные действия релейной защиты, связанные с
некорректным выбором параметров срабатывания
вследствие отсутствия ясного понимания физических
процессов, происходящих в обмотках реактора в
различных режимах работы сети. [1]. Более подробно
случаи неправильного действия защит были рассмотрены в
[2,3].
Для исследования поведения релейной защиты была
разработана модель реального УШР в программном
комплексе MATLAB и проведены опыты для различных
коммутационных режимов работы сети, с целью
проработки рекомендаций в части выбора состава и
параметров настройки релейной защиты.
II.
О
ПЫТЫ С КОММУТАЦИЯМИ УШР
Ранее в [3] были приведены случаи неправильной
работы максимальной токовой защиты компенсационной
обмотки (далее - МТЗ КО), а в качестве одной из
рекомендаций по решению проблемы было предложено
ввести блокировку по уровню 2 гармоники в токе КО при
любых коммутациях и режимах и внешних коротких
замыканий.
При этом, как подчеркивалось ранее, для шинных
реакторов, и даже для линейных в режимах
автоматического повторного включения (далее – АПВ),
отсутствие блокировки по 2 гармонике сравнительно редко
может привести к ложной работе МТЗ КО (или
дифференциальной защиты нулевой последовательности
(далее -ДЗНП) и отключению реактора. Это объясняется
тем, что режимы коммутаций реактора (включая
оперативный ввод и ТАПВ) обеспечиваются системой
автоматического управления (далее – САУ) с
предварительным подмагничиванием магнитной системы
реактора, что обеспечивает в токе треугольника КО
отсутствие первой гармоники. От режимов же ОАПВ,
продольных несимметрий и внешних КЗ с землей защита
отстроена
блокировкой
по
току
нулевой
последовательности со стороны СО. Именно поэтому
случаев излишней работы МТЗ КО практически не было, а
на УШР ПС 500 кВ Озерная рассматриваемый случай в [3]
произошел в процессе длительного затухания токов на уже
отключенной линии с реактором.
Тем не менее, исключить коммутации с
недостаточным
подмагничиванием
УШР
или
с
разновременным включением фаз выключателя нельзя,
поэтому блокировка МТЗ КО и ДЗНП КО-СО второй
гармоникой (или сочетанием гармоник) по аналогии с
блокировкой-торможением дифференциальной защиты
трансформатора должна быть применена.
III.
О
ПЫТЫ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
ПОДМАГНИЧИВАНИЯ И РАЗНЫМИ УГЛАМИ ВКЛЮЧЕНИЯ БЕЗ
УПРАВЛЯЕМОЙ КОММУТАЦИИ
Были проведены опыты с разным уровнем
предварительного подмагничивания от 0,85 Тл до
номинального значения примерно 2 Тл.
Из полученных результатов в ходе экспериментов
включая анализ гармонического состава тока КО стало
понятно, что степень предварительного подмагничивания
в момент включения оказывает влияние на наличие
гармонического спектра и, в частности, 2 гармоники в токе
КО, а также уровень и форму кривой тока СО. Анализ
амплитуды свободных составляющих показал, что ток
включения КО и время затухания возникающего
переходного процесса существенно меньше в сравнении с
результатами опыта включения без предварительного
подмагничивания
Как отмечалось ранее предположительно блокировка
МТЗ КО и ДЗНП СО - КО второй гармоникой (или
сочетанием гармоник) по аналогии с блокировкой-
торможением дифференциальной защиты трансформатора
должна быть, что позволит снизить риск излишних и
ложных срабатываний.
Для
доказательства
данного
предположения
рассматриваются случаи возникновения близких двух и
трехфазных коротких замыканий, с целью выявления
зависимости появления составляющих токов второй
гармоники в составе токов сетевой и компенсационной
обмотки. Поскольку случаев близких симметричных
коротких замыканий на реальных объектах зафиксировано
не было или натурные осциллограммы отсутствуют, то
корректность
наблюдаемых
явлений,
полученных
расчетным путем в MATLAB, доказана ранее путем
верификации модели во всех возможных режимах работы
устройства [3-7].
Расчеты указанных режимов показали, что после
близких двух и трехфазных коротких замыканий в КО тоже
возникают значительные токи первой гармоники с
длительным затуханием. Поскольку ток 2 гармоники имеет
довольно большое значение все время затухания в случае
отсутствии блокировки МТЗ КО и ДЗНП СО - КО будут
иметь излишние срабатывания с ложным отключением, как
и в случае вывода линии 500 кВ с УШР на ПС 500 кВ
