Что такое защита уров

Устройство резервирования при отказе выключателей

Для начала расшифруем, что же значит загадочная аббревиатура УРОВ. Под УРОВ понимают устройство резервирования при отказе выключателей. Применяется на ЛЭП высокого напряжения от 35кВ и выше.

В релейной защите используют понятия ближнее и дальнее резервирование. Кратко напомню, что это такое.

При ближнем резервировании при отказе срабатывания защит поврежденного элемента повреждение устраняется действием других защит этого элемента, а при дальнем – действием защит смежных элементов.

Так вот УРОВ относится к ближнему резервированию. Принцип работы УРОВ на пальцах можно объяснить следующим образом:

* Т состоит из времени необходимого для предотвращения протекания тока КЗ при нормальном режиме работы выключателя (оно должно быть чуть больше времени отключения выключателя). Или более точно из времени возврата пусковых защит, реле, времени запаса, времени отключения выключателя с учетом гашения дуги, время разброса реле;

Защита дублируется вторым комплектом, который резервирует первый. Защиты выполнены независимо и запитаны от разных цепей опертока через отдельные ТТ и выполнены разными реле. Это необходимо для того, чтобы отказ одного комплекта защиты не привел к отключению второго комплекта.

Преимущество УРОВ перед дальним резервированием в том, что УРОВ требует меньшего количества отключений, что положительно сказывается на надежности.

Кроме этого УРОВ выполняется непосредственно на защитах самого элемента, поэтому обладает высокой чувствительностью.

Однако, схемы УРОВ достаточно сложные, так как содержат в себе много цепей от реле, схем управления всеми выключателями, задействованными в схеме. Поэтому возможны ложные срабатывания, в том числе и из-за действий персонала. Такие случайные срабатывания могут привести к серьезным последствиям, поэтому к системам УРОВ предъявляются серьезные требования по надежности.

Более подробно с типовыми схемами УРОВ и принципами работы можно ознакомиться в следующей литературе:

Источник

Проект РЗА

Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике

Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ)

Что делать, если короткое замыкание произошло, а защита или выключатель не могут его устранить? Конечно, заранее выполнять их резервирование. Про дальнее и ближнее резервирование защит мы уже говорили в этой статье. Сегодня поговорим о способах резервирования при отказе выключателя.

УРОВ — это устройство или алгоритм, который выполняет ближнее резервирование, т.е. дополняет установленные на конкретном объекте защиты. Это может быть отдельный шкаф с электромеханическими реле, а может быть и распределенный алгоритм в нескольких микропроцессорных терминалах.

Принцип действия УРОВ состоит в следующем:

Таким образом, для стандартной схемы 6-10 кВ, при отказе выключателя линии, УРОВ будет действовать на ввод своей секции и СВ. Несмотря на то, что СВ в нормальном режиме отключен воздействие от УРОВ присоединений на него всегда выполняется, чтобы не вводить дополнительную логику определения режима секции

Для схем 110 кВ и выше, где сети обычно кольцевые, УРОВ будет действовать на все выключатели 110 кВ и на вводные выключатели 6-10 и 35 кВ, если через них возможна подпитка точки КЗ.

Какие преимущества дает УРОВ?

Изначально УРОВ, в виде панели с электромеханическими реле, применялось на подстанциях и станциях с РУ 220 кВ и выше. Его применение обусловлено повышенными требованиями к надежности отключение короткого замыкания за наименьший промежуток времени.

Представьте, что на линии 220 кВ, в соответствии с принципом ближнего резервирования, установлены комплекты основной (ДФЗ) и резервных защит (ДЗ, ТЗНП, ТО), и все это бесполезно из-за механической неисправности привода выключателя. Сигнал на отключение защитами выдан, но ничего не происходит, и линия продолжает «гореть».

Остается надежда только на защиты дальнего резервирования, которые установлены на противоположных концах соседних линий.

По требованию дальнего резервирования эти защиты обязаны чувствовать КЗ на смежной лини и устранять их. Но во-первых, выдержки времени в этом случае могут быть достаточно большими (особенно, если ДЗ или ТЗНП начинают чувствовать КЗ только после отключения некоторых параллельных линий). А во-вторых, дальнее резервирование удается обеспечить не всегда. К тому же при действии защит дальнего резервирования происходит отключение множества выключателей на разных подстанциях, что затрудняет работу диспетчера при локализации аварии.

В таких случая, требуется меры по усилению ближнего резервирования, т.е. установке устройства резервирования при отказе выключателя.

УРОВ принимает команду отключения выключателя от защит и если через время Туров отключения не происходит, то устройство дает команду на отключение смежных выключателей. Просто и надежно

При этом время отключения от УРОВ всегда определено как сумма времени действия собственной защиты присоединения плюс ступень селективности. К тому же УРОВ «использует» чувствительность своей защиты, которая выше, чем у защиты дальнего резервирования.

На напряжении 110 кВ и ниже УРОВ использовался реже из-за стоимости панели и отсутствия жестких требований к скорости отключения, как на сверхвысоком напряжении. Ведь панель УРОВ стоит денег и занимает место.

Однако, с развитием микропроцессорной техники функция УРОВ стала практически бесплатной. Распределенный алгоритм УРОВ стал использоваться в логике терминалов, а «снаружи» остались только шинки и ключи ввода/вывода. Сегодня УРОВ применяют на всех классах напряжения, начиная с 6 кВ.

Давайте рассмотрим, что дает УРОВ на стандартной подстанции по схеме «6-1» (одна секционированная система шин 6 кВ).

1 случай (удаленное КЗ на линии 1)

При возникновении короткого замыкания на линии 1 в зоне действия МТЗ (конец линии), защита срабатывает с выдержкой времени 0,9 с. При отказе выключателя алгоритм УРОВ отключит вводной выключатели через время Тзащ. = Тмтз + Туров = 0,9 + 0,3= 1,2 с.

Если алгоритм УРОВ отсутствует, то МТЗ ввода отключит КЗ через 1,5 с (дальнее резервирование).

Таким образом, мы получаем выигрыш 0,3 с.

Также обратите внимание, что здесь для пуска алгоритма мы используем МТЗ линии, а не ввода, что дает значительно большую чувствительность. Особенно сильна эта разница будет для секций 6 кВ с двигателями.

2 случай (близкое КЗ на линии 1)

При возникновении короткого замыкания на линии 1 в зоне действия отсечки (начало линии), защита срабатывает с выдержкой времени 0,1 с. При отказе выключателя алгоритм УРОВ отключит вводной выключатели через время Тзащ. = Тто + Туров = 0,1 + 0,3= 0,4 с.

По дальнему резервированию мы так же получим 1,5 с, т.е. теперь выигрыш уже 1,1 с.

Очевидно, что и на 6 кВ применение УРОВ дает преимущество в быстродействии и чувствительности

При всех своих плюсах УРОВ — достаточно «опасная» функция и применять ее нужно обдуманно. Следует помнить, что при срабатывании УРОВ полностью отключает участок сети с блокировкой любой автоматики восстановления питания, такой как АПВ и АВР. Это означает невозможность быстрого восстановления нормального режима и массовый недоотпуск электроэнергии (особенно если нижестоящие потребители не имеют своих АВР).

В связи с этой особенностью при пуске УРОВ, помимо контроля тока через выключатель, применяют различные способы ограничения возможности излишнего действия.

О логике и схемах УРОВ мы поговорим в следующей статье

Источник

Устройство резервирования при отказе выключателей

Накопленный опыт проектирования и эксплуатации УРОВ позволяет сформировать следующие принципы его выполнения:

1. Направленность действия УРОВ зависит от схемы первичных соединений распределительного устройства (РУ).

1.1 В случае использования схемы со сборными шинами с одним выключателем на присоединение, УРОВ действует на отключение секции через вводной и секционный выключатели при возникновении КЗ и отказе выключателя на одном из отходящих присоединений данной секции сборных шин. При КЗ непосредственно на секции шин и отказе секционного выключателя, УРОВ действует на отключение смежной секции шин, выдавая команду на отключение ее вводного выключателя.

1.2 На понижающих подстанциях (при наличии за вводными выключателем силового трансформатора (автотрансформатора), при КЗ на сборных шинах и отказе вводного выключателя, алгоритм УРОВ действует на отключение трансформатора (автотрансформатора) со всех остальных сторон.

1.3 Для узловых подстанций, при КЗ на сборных шинах и отказе выключателя линии, УРОВ блокирует работу ВЧ передатчиков высокочастотных защит линии, таким образом снимается блокирующий сигнал, передаваемый на противоположный конец линии.

1.4 При использовании УРОВ в РУ с более чем одним выключателем на присоединение (многоугольник, полуторная и др.), автоматика действует на отключение смежного неповрежденного элемента, для которого отказавший выключатель является общим с поврежденным присоединением.

2. Пуск автоматики УРОВ от защит поврежденного присоединения осуществляется через его выходное реле.

3. Для контроля отказа выключателя используется выдержка времени, которая отстраивается от времени отключения выключателя и времени возврата пускового органа устройства.

5. В связи с тем, что ложный пуск УРОВ, вызванный ошибочными действиями персонала, приводит к отключению всех смежных участков сети, а не только одного, как при ложном пуске защиты, предусматриваются следующие мероприятия:

В качестве дополнительного мероприятия для предотвращения ложных срабатываний УРОВ в обеих схемах в цепи пуска схемы УРОВ устанавливаются накладки или ключи управления, позволяющие при проверке защиты или ее неисправности разомкнуть цепь пуска и выдачи команды на отключение питающих присоединений.

6. Схемы УРОВ предусматривают возможность срабатывания не только при отказе выключателя после срабатывания защиты, но и при последовательном отказе второго и третьего вы­ключателей после первого и второго срабатывания УРОВ.

7. В схемах УРОВ при повреждении в трансформаторе (автотрансформаторе) и отказе его выключателя предусматривается запрещение АПВ элемента, для которого отказавший выклю­чатель является общим с трансформатором.

8. В схемах УРОВ принимаются меры для исключения ложного действия при неправильном срабатывании выходных реле, входящих в схему.

9. В схемах УРОВ предусмотрен контроль наличия оперативного тока, действующий на блокирование УРОВ и на сигнал при его исчезновении.

Несмотря на описанные выше меры, возможны ложные срабатывания и излишние действия УРОВ по следующим причинам:

— при выводе из работы защиты из-за ее неисправности или по режиму оперативный персонал не отключает пуск УРОВ от этой защиты;

— при отключении присоединения для проверки защиты и не отключённом пуске УРОВ во время проверки, с учетом появления тока происходит его ложная работа;

— выходные реле защиты после отключения выключателя могут не возвратиться из-за ме­ханических дефектов;

— токовые реле, контролирующие факт отключения выключателя, могут залипать. Из-за их высокой чувствительности контакты могут часто замыкаться в режиме нагрузки и на них появляются заусенцы, что приводит впоследствии к невозврату контактной системы (относится к схемам УРОВ на электромеханической элементной базе);

— схемы оперативного тока УРОВ на электромеханических реле относительно сложны, и проведение полноценного опробования с выявлением всех возможных ошибок затруднительно.

Учитывая многолетний опыт по использованию схем УРОВ, а также наработанною статистику по неправильным действиям данных схем для устройств БЗП проработан алгоритм, учитывающий все данные особенности. В устройствах БЗП признаком, по которому УРОВ распознает отказ выключателя, является срабатывание любой защиты на отключение данного выключателя, отсутствия сигнала РПО и при этом наличие тока, протекающего через выключатель.

Функциональные схемы УРОВ для устройств БЗП-03 приведены на рисунках 1.1, 1.2, 1.3.

Рисунок 1.1 – функциональная схема УРОВ для БЗП-03-ОТ

Рисунок 1.2 – функциональная схема УРОВ для БЗП-03-ВВ

Обязательным условием работы УРОВ является наличие разрешающего сигнала «Разр УРОВ» от ключа управления, установленного в каждой ячейке.

УРОВ формирует сигнал на отключение выключателя основного и резервного питания по факту отказа выключателя присоединения при срабатывании защит. В алгоритме пуска УРОВ некоторые защиты (МТЗ-1, МТЗ-2, УМТЗ, ОТКЛ от ДЗ) введены постоянно, возможность добавления других пусковых сигналов от защит, предусмотрена программными переключателям и определяется службой РЗиА эксплуатирующей организации.

Об отказе выключателя после срабатывания защиты будет свидетельствовать отсутствие сигнала «РПО» и наличие тока превышающего заданную уставку через выключатель присоединения, сигнал «Пуск по I».

Принципиально логика работы УРОВ для всех устройств серии БЗП и различных типов присоединений (БЗП-ОТ, БЗП-СВ, БЗП-ВВ) схожа, различие есть только в сигналах, участвующих в формировании сигнала «Пуск УРОВ» (см. рисунки 1.1, 1.2 и 1.3). На рисунке 2 показана принципиальная схема организации шинок УРОВ на терминалах БЗП-03.

Рисунок 2 – Принципиальная схема организации шинок УРОВ на терминалах БЗП-03 (номера клемм показаны условно)

Источник

Устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ)

УРОВ предназначено для ликвидации повреждения,сопровождаю­щегося отказом выключателя (или выключателей). УРОВ также долж­но действовать при к.з. в зоне между выносными ТТ и выключате­лем.

УРОВ применяется в сетях 110,220,330кВ и выше, когда из-за особенностей конструктивного выполнения выключателей (преиму­щественно воздушных и масляных с пофазным приводом) приходится считаться с их отказами в отключении одной, двумя и даже тремя фазами.

УРОВ действует с небольшой выдержкой времени (0,2-0,25 сек для присоединений 330,750 кВ и 0,3- 0,35 сек для присоединений 110-220кВ) на отключение ближайших к отказавшему выключателей присоединений, обеспечивая ликвидацию аварии с минимальными по­терями для системы.

В энергосистеме эксплуатируются следующие типы схем УРОВ:

– централизованный УРОВ для выключателей 110-220кВ, являю­щийся общим для всех выключателей одного напряжения на подстан­ции;

– индивидуальный УРОВ для двух выключателей линии 330кВ;

– индивидуальный УРОВ для каждого выключателя 330-750кВ.

В общем случае УРОВ действует в следующих направлениях:

При коротком замыкании на одном из отходящих от дан­ной системы (секции) шин присоединений и отказе в отключении его выключателя – на отключение данной системы (секции) шин через

выходные промежуточные реле избирательных органов дифференциаль­ной токовой защиты данной системы (секции) шин.

При коротком замыкании на шинах и отказе в отключе­нии шиносоединительного (секционного) выключателя на отключение второй неповрежденной системы (секции) шин.

При коротком замыкании на шинах и отказе в отключении выключателя трансформатора (автотрансформатора) или блока со стороны рассматриваемых шин – на отключение этого трансформатора (автотрансформатора) или блока его выключателями с низкой сторо­ны, со стороны питания).

При коротком замыкании на шинах и отказе в отключе­нии выключателя питающей линии, оборудованной высокочастотной защитой – на останов высокочастотного передатчика указанной ли­нии с целью ускорения отключения повреждения с противоположной стороны.

Для схем электрических соединений,в которых на одно присоединение приходится более одного выключателя (полуторная, шины-трансформатор, многоугольник), УРОВ действует на отключение неповрежденного элемента ( системы шин, линии, АТ), для которого отказавший выключатель является общим с поврежденным элементом.

Для этих схем при работе защит блока (АТ) и отказе выключа­теля, общего с ВЛ-330кВ, схема УРОВ-330 действует на 3-х фазное отключение линии с обеих сторон с запретом ТАПВ.

Отключение и запрет ТАПВ на противоположной стороне линии осуществляется по каналу телеотключения. Там же отключение 3-х фаз линии без запрета ТАПВ производится от ДФЗ после останова в.ч.передатчика на стороне линии с отказавшим выключателем.

При к.з. на ВЛ-330 и отказе выключателя, общего с блоками, схема УРОВ действует на отключение блока и на запрет ТАПВ линии.

Запрет ТАПВ необходим для исключения подачи напряжения на останавливающийся блок при успешном ТАПВ линии.

Запрет ТАПВ противоположной стороны линии производится по каналу телеотключения. При выводе из работы канала телеотключе­ния опробование такой линии с помощью ТАПВ КОНЛ должно произво­диться со стороны электростанций.

Запуск устройства резервирования осуществляется от всех защит поврежденного элемента, выключатель которого отказал в действии.

В схеме УРОВ предусматриваются специальные меры для предотвращения неправильного действия устройства на обесточение системы (секции) шин при ошибках обслуживающего персонала.

ТАКИМИ МЕРАМИ ЯВЛЯЮТСЯ:

Автоматическая проверка исправности выключателя. Схема УРОВ выполняется таким образом,чтобы при пуске УРОВ какого либо присоединения схема УРОВ без выдержки времени действует на отключение выключателя этого присоединения и,в случае его отказа в отключении (контроль наличия тока через выключатель) УРОВ с выдержкой времени отключает выключатели присоединений, ближайшие по электрической цепи к отказавшему.

Следовательно, в случае ошибочного замыкания персоналом пусковой цепи какого либо присоединения УРОВ отключит выключа­тель только этого присоединения и, так как ток через “отказав­ший” выключатель прекратится, схема УРОВ возвратится в исходное состояние.

Использование дублированного пуска. Цепи пуска УРОВ от защит дублируются фиксацией их действия на отключение выклю­чателя. Фиксация действия защит осуществляется контактами реле положения “включено”.

Использование в цепи УРОВ фактора, подтверждающего действие защиты, исключает необходимость автоматической проверки исправ­ности выключателя, что снижает количество ложных отключений при­соединений, например, при проверках отдельных защит на работаю­щих линиях, когда ошибочно не отключена накладкой цепь пуска УРОВ от проверяемой защиты.

Такие схемы применяются как правило с УРОВ-110кВ, введенных в работу с 1973-1974 года.

В схеме УРОВ выполняется контроль исправности цепей. Схема контроля исправности цепей выводит УРОВ из действия через время 0,8 – 1,2 сек после появления каких либо неисправностей и подает сигнал о неисправности; снятие сигнала и обратный ввод УРОВа в работу осуществляется нажатием кнопки на панели УРОВ.

При работе УРОВ-330кВ и УРОВ-750кВ запрет АПВ отклю­чившихся от их действия присоединений запрещается во всех случа­ях.

После действия УРОВ-110, УРОВ-220кВ запрет АПВ отключивших­ся от УРОВ присоединений производится только при действии на от­казавший выключатель защит трансформаторов (блоков).

Источник

Устройство резервирования при отказе выключателей

Накопленный опыт проектирования и эксплуатации УРОВ позволяет сформировать следующие принципы его выполнения:

1. Направленность действия УРОВ зависит от схемы первичных соединений распределительного устройства (РУ).

1.1 В случае использования схемы со сборными шинами с одним выключателем на присоединение, УРОВ действует на отключение секции через вводной и секционный выключатели при возникновении КЗ и отказе выключателя на одном из отходящих присоединений данной секции сборных шин. При КЗ непосредственно на секции шин и отказе секционного выключателя, УРОВ действует на отключение смежной секции шин, выдавая команду на отключение ее вводного выключателя.

1.2 На понижающих подстанциях (при наличии за вводными выключателем силового трансформатора (автотрансформатора), при КЗ на сборных шинах и отказе вводного выключателя, алгоритм УРОВ действует на отключение трансформатора (автотрансформатора) со всех остальных сторон.

1.3 Для узловых подстанций, при КЗ на сборных шинах и отказе выключателя линии, УРОВ блокирует работу ВЧ передатчиков высокочастотных защит линии, таким образом снимается блокирующий сигнал, передаваемый на противоположный конец линии.

1.4 При использовании УРОВ в РУ с более чем одним выключателем на присоединение (многоугольник, полуторная и др.), автоматика действует на отключение смежного неповрежденного элемента, для которого отказавший выключатель является общим с поврежденным присоединением.

2. Пуск автоматики УРОВ от защит поврежденного присоединения осуществляется через его выходное реле.

3. Для контроля отказа выключателя используется выдержка времени, которая отстраивается от времени отключения выключателя и времени возврата пускового органа устройства.

5. В связи с тем, что ложный пуск УРОВ, вызванный ошибочными действиями персонала, приводит к отключению всех смежных участков сети, а не только одного, как при ложном пуске защиты, предусматриваются следующие мероприятия:

В качестве дополнительного мероприятия для предотвращения ложных срабатываний УРОВ в обеих схемах в цепи пуска схемы УРОВ устанавливаются накладки или ключи управления, позволяющие при проверке защиты или ее неисправности разомкнуть цепь пуска и выдачи команды на отключение питающих присоединений.

6. Схемы УРОВ предусматривают возможность срабатывания не только при отказе выключателя после срабатывания защиты, но и при последовательном отказе второго и третьего вы­ключателей после первого и второго срабатывания УРОВ.

7. В схемах УРОВ при повреждении в трансформаторе (автотрансформаторе) и отказе его выключателя предусматривается запрещение АПВ элемента, для которого отказавший выклю­чатель является общим с трансформатором.

8. В схемах УРОВ принимаются меры для исключения ложного действия при неправильном срабатывании выходных реле, входящих в схему.

9. В схемах УРОВ предусмотрен контроль наличия оперативного тока, действующий на блокирование УРОВ и на сигнал при его исчезновении.

Несмотря на описанные выше меры, возможны ложные срабатывания и излишние действия УРОВ по следующим причинам:

— при выводе из работы защиты из-за ее неисправности или по режиму оперативный персонал не отключает пуск УРОВ от этой защиты;

— при отключении присоединения для проверки защиты и не отключённом пуске УРОВ во время проверки, с учетом появления тока происходит его ложная работа;

— выходные реле защиты после отключения выключателя могут не возвратиться из-за ме­ханических дефектов;

— токовые реле, контролирующие факт отключения выключателя, могут залипать. Из-за их высокой чувствительности контакты могут часто замыкаться в режиме нагрузки и на них появляются заусенцы, что приводит впоследствии к невозврату контактной системы (относится к схемам УРОВ на электромеханической элементной базе);

— схемы оперативного тока УРОВ на электромеханических реле относительно сложны, и проведение полноценного опробования с выявлением всех возможных ошибок затруднительно.

Учитывая многолетний опыт по использованию схем УРОВ, а также наработанною статистику по неправильным действиям данных схем для устройств БЗП проработан алгоритм, учитывающий все данные особенности. В устройствах БЗП признаком, по которому УРОВ распознает отказ выключателя, является срабатывание любой защиты на отключение данного выключателя, отсутствия сигнала РПО и при этом наличие тока, протекающего через выключатель.

Функциональные схемы УРОВ для устройств БЗП-03 приведены на рисунках 1.1, 1.2, 1.3.

Рисунок 1.1 – функциональная схема УРОВ для БЗП-03-ОТ

Рисунок 1.2 – функциональная схема УРОВ для БЗП-03-ВВ

Обязательным условием работы УРОВ является наличие разрешающего сигнала «Разр УРОВ» от ключа управления, установленного в каждой ячейке.

УРОВ формирует сигнал на отключение выключателя основного и резервного питания по факту отказа выключателя присоединения при срабатывании защит. В алгоритме пуска УРОВ некоторые защиты (МТЗ-1, МТЗ-2, УМТЗ, ОТКЛ от ДЗ) введены постоянно, возможность добавления других пусковых сигналов от защит, предусмотрена программными переключателям и определяется службой РЗиА эксплуатирующей организации.

Об отказе выключателя после срабатывания защиты будет свидетельствовать отсутствие сигнала «РПО» и наличие тока превышающего заданную уставку через выключатель присоединения, сигнал «Пуск по I».

Принципиально логика работы УРОВ для всех устройств серии БЗП и различных типов присоединений (БЗП-ОТ, БЗП-СВ, БЗП-ВВ) схожа, различие есть только в сигналах, участвующих в формировании сигнала «Пуск УРОВ» (см. рисунки 1.1, 1.2 и 1.3). На рисунке 2 показана принципиальная схема организации шинок УРОВ на терминалах БЗП-03.

Рисунок 2 – Принципиальная схема организации шинок УРОВ на терминалах БЗП-03 (номера клемм показаны условно)

Источник