Relejna zastita elektroenergetskog sustava_zbornik

Str. 2874 – 255. ZAKLJU AK U radu je spomenuto korištenje modernih digitalnih mreža samo u svrhu prijenosa podataka ikriterija za proradu uzdužne diferencijalne zaštite. Karakteristike modernih komunikacija omogu avajuprijenos ve eg broja kriterija koji se koriste za potrebe zaštite. Izme u ostalog to su kriteriji za distantnuzaštitu, usmjerenu zemljospojnu zaštitu te zaštitu od otkaza prekida a. Komunikacijski protokoli koji e sekoristiti mogu se odabrati ovisno o raspoloživosti komunikacijskog sustava. Eventualno prilago enjemože se obaviti sa konverterima koji ne predstavljaju problem sa gledišta kašnjenja ili kvaliteteprenošenog kriterija. Revitalizacija sustava zaštite zahtijevat e u budu nosti mnogo širi pristup. Proizvo a i ure ajarelejne zaštite sve više koriste komunikacijske sustave za prijenos podataka i kriterija neophodnih za radzaštite. Ne može se više govoriti o koncentriranim jedinicama zaštite jer numeri ka izvedba relejaomogu ava vrlo fleksibilno korištenje \"usluga\" ostalih sustava ime se oni integriraju u sustav relejnezaštite te cijela koncepcija zaštite distribuirana. Planiranje razvoja komunikacijskih sustava i sustavarelejne zaštite neupitno se moraju nadopunjavati kako bi se ostvarila zadovoljavaju a pouzdanostcjelokupnog elektroenergetskog sustava. LITERATURA[1] ABB Network partner, User Guide REL 561 2.0 \"Line differential protection terminal\"[2] Siemens, User Guide 7SD61** \"Line differential protection\"[3] User Manual \"Flexibil Multiplexer FMX2R3.1\"488

Str. 288 B5-10HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNOG VIJEĆAZA VELIKE ELEKTROENERGETSKE SUSTAVE – CIGRÉ9. savjetovanje HRO CIGRÉCavtat, 8. - 12. studenoga 2009.Petar SarajčevSveučilište u Splitu,Fakultet elektrotehnike, strojarstva i [email protected] PROCJENA KOEFICIJENATA MEĐUNAPAJANJA PRI IZBORU PODEŠENJA DISTANTNE ZAŠTITE SAŽETAK U radu je tretirana problematika određivanja koeficijenata međunapajanja većih od jedinice. Ovikoeficijenti međunapajanja koriste se pri odabiru podešenja viših proradnih stupnjeva (npr. III. stupanj)distantne zaštite. Prezentirane su teorijske podloge koje na jednostavan i brz način omogućujuodređivanje dotičnih koeficijenata međunapajanja. Ove teorijske podloge se temelje na poznatoj iraspoloživoj raspodjeli struja tropolnoga kratkog spoja u sujednom postrojenju, gledano od mjestaugradnje promatrane distantne zaštite. Naime, valja navesti da su spomenute raspodjele struja kratkogspoja, u pravilu, široko dostupne. Primjena izloženih teorijskih podloga prikazana je na konkretnomprimjeru distantne zaštite smještene u postrojenju 110 kV Peruća na DV 110 kV Peruća - Buško Blato. Ključne riječi: distantna zaštita, koeficijent međunapajanja, raspodjela struja kvara, tropolnikratki spoj FAST ASSESMENT OF INFEED CONSTANTS FOR THE DISTANT PROTECTION SETTINGS CALCULATION SUMMARY This paper describes a methodology for the assessment of the infeed constants, greater thanone. These constants are used in distance protection settings calculation for the higher protection zones(e.g. Zone 3). Theoretical background which allows a fast and simple computation of the mentionedinfeed constants will be presented. This theoretical background stems from the known current distributiondue to the three-pole short circuit in the neighboring switchyard, viewed in regard with the distanceprotection mounting point. It needs to be stated that afore mentioned short-circuit current distributions arewidely accessible. Application of the theoretical developments will be presented on the concrete distanceprotection example of a 110 kV overhead power line Peruća – Buško Blato. Key words: distance protection, infeed constant, short circuit current distribution, three-pole shortcircuit1. UVOD Distantna zaštita (ANSI 21, IEC Z<) je osnovna / glavna zaštita prijenosnih mreža, u odnosu nanastupe međufaznih kratkih spojeva (tropolni i dvopolni kratki spoj) i kratkih spojeva sa zemljom(jednopolni kratki spoj i dvopolni kratki spoj s istodobnim spojem sa zemljom). Ona posjeduje višeproradnih stupnjeva (I., II., III., itd.). U suvremenim uređajima numeričke zaštite postoji mogućnost 1

Str. 289primjene do pet proradnih stupnjeva, npr. [1]. Svaki proradni stupanj posjeduje u (R, X) ravnini, gdje su:R - djelatni otpor a X - reaktancija, svoju radnu (isklopnu) karakteristiku općenito poligonalnog tipa.Pritom, svaki proradni stupanj može biti usmjeren u pravcu štićenog elementa, ili pak u suprotnomsmjeru. Štićeni element je ovdje redovito vod prijenosne mreže u kojem je ugrađena promatranadistantna zaštita. Na slici 1 prikazan je primjer radne karakteristike poligonalnog tipa jednog od proradnihstupnjeva usmjerenih u pravcu štićenog voda. Na dotičnoj je slici s DV označen pravac štićenog voda, aφDV je kut štićenog voda.Slika 1. Primjer radne (isklopne) karakteristike proradnog stupnja distantne zaštite usmjerenog u pravcu štićenog vodaPri izboru podešenja viših proradnih stupnjeva (II., III. stupanj) distantne zaštite potrebno je poznavati tzv.koeficijent međunapajanja. Po svojoj definiciji, koeficijent međunapajanja (km) jednak je omjeru struje ususjednom elementu (vod, energetski transformator) i struje u štićenom elementu, u uvjetima nastupakratkog spoja na kraju susjednog elementa, [2]. Za koeficijent međunapajanja je značajno da ovisi okonfiguraciji (uklopnom stanju) pripadne mreže. On može biti manji, jednak ili veći od jednice. Pri određivanju koeficijenta međunapajanja za izbor podešenja II. proradnog stupnja distantnezaštite bira se takva konfiguracija pripadne mreže za koju je zadovoljeno: km ≤ 1 (1)Naime, II. proradnim stupnjem distantne zaštite treba štititi 15 - 20 % ostatka štićenog voda (njegovih 80 -85 % duljine štićeno je pak I. proradnim stupnjem distantne zaštite, gledano od mjesta njene ugradnje), tesigurno prijeći sabirnice susjednog postrojenja. Za izbor podešenja primjerice III. proradnog stupnja distantne zaštite uzima se pak takvakonfiguracija pripadne mreže za koju je zadovoljena sljedeća relacija: km > 1 (2)Naime, ovaj proradni stupanj predstavlja u stvari pričuvnu zaštitu vodova koji polaze iz susjednogpostrojenja. Njime se nastoji štititi po mogućnosti najdulji vod koji izlazi iz susjednog postrojenja. Valja naglasiti da je određivanje koeficijenta međunapajanja koji zadovoljava relaciju (2) znatnosloženije nego li određivanje koeficijenta međunapajanja koji zadovoljava relaciju (1). Upravo zbog toga,u ovom radu, prikazat će se brza procjena odgovarajućeg koeficijenta međunapajanja za km > 1. U tusvrhu prezentirat će se odgovarajuće teorijske podloge. One će se temeljiti na poznatoj i raspoloživojraspodjeli struja kratkog spoja u pojedinim čvorištima (postrojenjima) prijenosne mreže HEP-a. Valjanavesti da su podaci o dotičnim raspodjelama struja kratkog spoja lako dostupni za razne tzv. \"nazivnegodine\" razvoja prijenosne mreže HEP-a. Ove podatke povremeno prezentiraju odgovarajući instituti(primjerice [3]) i fakulteti za elektrotehniku.2

Str. 2902. TEORIJSKE PODLOGE Na slici 2 prikazan je dio prijenosne mreže, sa štićenim vodom A-B, kojem je u postrojenju Augrađena promatrana distantna zaštita. Ona je priključena preko pripadnih strujnih i naponskihtransformatora (oznake ST i NT, respektivno). Ovdje je s B označeno susjedno postrojenje, a prikazani sui susjedni elementi (vodovi B-C i B-D, te blok transformator BT s pripadnim generatorom). Također supredočene i odgovarajuće nadomjesne mreže incidentne postrojenjima A, C i D.Slika 2. Jednopolna shema dijela prijenosne mreže sa štićenim vodom A-B, kojem je u postrojenju A ugrađena promatrana distantna zaštitaNeka se dalje razmatraju neistodobni nastupi tropolnoga kratkog spoja u postrojenjima C i D. Neposrednoprije nastupa navedenih kvarova, neka je pripadna mreža bila u stanju praznog hoda. Spomenuti kratkispoj je simetričan kvar. Kod njega se razvijaju sustavi struja i napona direktnog redosljeda. Naime, valjanavesti da se podešenje primarnih proradnih vrijednosti spomenutih stupnjeva distantne zaštite provodi uodnosu na direktne impedancije / reaktancije elemenata pripadne mreže. U konkretnom slučaju, primarnavrijednost odgovarajuće mjerene impedancije promatrane distantne zaštite određuje se sljedećimizrazom:Z mj L1VA (3) L1I A Bu kojem su: L1VA - napon faze L1 prema zemlji u postrojenju A, L1I A B - struja u fazi L1 štićenog voda A-B.2.1. Nastup tropolnoga kratkog spoja u postrojenju C U slučaju nastupa tropolnoga kratkog spoja u postrojenju C, mreže prikazane na slici 2,odgovarajuća nadomjesna shema pripadnog fiktivnog sustava prikazana je na slici 3. 3

Str. 291 Slika 3. Nadomjesna shema pripadnog fiktivnog sustava, za slučaj nastupa tropolnoga kratkog spoja u postrojenju COznake upotrijebljene na slici 3 imaju sljedeća značenja: Vn – napon tzv. fiktivnog generatora. On je jednak faznom naponu na mjestu kvara prije nastupa istog, samo je suprotnog smjera. Može se odrediti sljedećim izrazom: Vn c Un (4) 3 gdje su: c – naponski faktor. Za njega se može usvojiti c = 1,1. Un – nazivni napon pripadne mreže. Z A B , ZB C , ZB D - direktne impedancije štićenog voda A-B, te susjednih vodova B-C i B-D, respektivno, Z BT , X \" - direktna impedancija blok transformatora i subtranzijentna reaktancija generatora, G reducirane na naponsku razinu pripadne mreže, ZmA , ZmB , ZmD - direktne impedancije nadomjesnih mreža incidentnih respektivno postrojenjima A, C i D, 0 – neutrala fiktivnog sustava.Osim toga, na slici 3 prikazana je također i odgovarajuća raspodjela struja promatranog kvara upripadnom fiktivnom sustavu, kao i odgovarajući fiktivni napon u postrojenju A. S obzirom na prijenavedeno vrijede sljedeći izrazi: L1VA Vn CVA (5) L1I A B CI A B (6)Nadalje, u skladu s oznakama i simbolikom primijenjenom na slici 3 može se postaviti sljedeća jednakost: CVA Vn CI A B Z A B CI B C ZB C (7)4

Str. 292Uvrštenjem (7) u (5) dobiva se: L1VA CI A B Z A B CI B C ZB C (8)Daljnjim uvrštenjem (6) i (8) u (3) slijedi: C Z mj ZA B CIB C ZB C (9) CIA BDotični izraz može se dalje napisati u sljedećem obliku: C Zmj Z A B Ckm ZB C (10)pri čemu veličina C km predstavlja koeficijent međunapajanja u odnosu na vod B-C. On je ovdje, u skladus (9) i (10), jednak sljedećem izrazu: Ckm CIB C (11) CIA BPrema slici 3, zadovoljena je također sljedeća jednakost: C I B C CI A B CI D B CI BT (12)Stoga uvrštenjem (12) u (11) slijedi: Ckm 1 C I D B CI BT (13) CIA BZa stanje prikazano na slici 3 također vrijedi: 11C I D B CI BT Z B D Z mD Z BT jX \" (14) CIA B 1 G Z A B Z mAKorištenjem dotičnog izraza može se izraz (13) prikazati i u sljedećem obliku: 11Ckm 1 ZB D ZmD Z BT jX \" (15) 1 G Z A B ZmA2.2. Nastup tropolnoga kratkog spoja u postrojenju D U slučaju nastupa tropolnoga kratkog spoja u postrojenju D, mreže prikazane na slici 2,odgovarajuća nadomjesna shema pripadnog fiktivnog sustava prikazana je na slici 4. Tu je takođerprikazana i odgovarajuća raspodjela struje dotičnog kvara, kao i odgovarajući fiktivni napon u postrojenjuA. Sve istoimene oznake imaju ista značenja kao i na slici 3. 5

Str. 293 Slika 4. Nadomjesna shema pripadnog fiktivnog sustava, za slučaj nastupa tropolnoga kratkog spoja u postrojenju DAnalogno provodeći analizu za stanje prikazano na slici 4 mogu se postaviti sljedeći izrazi: L1VA Vn DVA (16) L1I A B DI A B (17) DVA Vn DI A B Z A B DI B D ZB D (18)Uvrštenjem (18) u (16) dobiva se: L1VA DI A B Z A B DI B D ZB D (19)Daljnjim uvrštenjem (17) i (19) u (3) slijedi: D Zmj ZA B DIB D ZB D (20) DIA BOvaj izaz može se dalje napisati u sljedećem obliku: DZmj Z A B Dkm ZB D (21)pri čemu veličina Dkm predstavlja koeficijent međunapajanja u odnosu na vod B-D. On je ovdje, u skladus (20) i (21), jednak sljedećem izrazu: Dkm DIB D (22) DIA BPrema slici 4, zadovoljena je također sljedeća jednakost:6