Sisteme de Protectie Control L1

5/25/2018 Sisteme de Protectie Control L1

1/81

UNO-DEN

Sisteme Numerice deProtectie-Control in Statii de

Transformare

Florin Balasiu, Februarie 2009


2/81

Cuprins

Principii generale ale sistemelor de protectie-control

Tipuri de defecte si regimuri anormale

Timpi critici de eliminare defecte

Selectivitate, fiabilitate

Rezervarea protectiilor

Functii de protectie LEA, AT(TR), cuple, bare

Autotestare, autosupraveghere

Cerinte generale TC, TT

Arhitectura terminalelor numerice de protectie


3/81

Principii generale SPC

Sistemele de protectie-control au rolul de:

A permite controlul integral al statiei de transformaremasuri,

semnalizari si comenzi

A detecta si elimina rapid si selectiv defectele credibile din linii,

bare, unitati de trafo, alte echipamente asigurand functionarea inconditii de siguranta a SEN

Realizate utilizand tehnologia numerica (digitala)

Utilizeaza interfete standardizate cu procesul si cu treptele de

conducere operativa

Au performante si fiabilitate ridicata

Prezinta capacitate extinsa de autotestare si autosupraveghere


4/81

Principii generale subsistemul de protectie

Defecte credibile- toate defectele dintre faze sau faz-pmnt,

indiferent dac statia funcioneaz n regim maxim sau minim,inndu-se totui cont de impedana de defect. Nu sunt considerate

defecte credibilecele care se produc cu o rezisten mare de defect si

pentru care poate fi acceptat un timp mai mare de eliminare a

defectului

Din considerente desiguran de funcionarefiecare echipament

(linie, trafo) este, de regulaprevzut cu dou grupe de protecii

selective, rapide, capabile s detecteze toate defectele credibile i s

iniieze comenzile de declanare a intreruptoarelor adiacente ntr-un

timp limita specificat


5/81

Timpul de elimare a defectelor

Se calculeaza n funcie de timpul propriu al intreruptorului si

reprezinta timpul total de eliminare a curentului de defect primar,indiferent de mrimea curentului, locul defectului sau de

caracteristicile curentului de defect Oscilograme\CNE01.CFG

Din considerente desiguran de funcionareSENintervalul de timp

de la apariia defectului pana la stingerea arculuielectric nutrebuie, deragula s depeasc urmtoarele valori:

- 80 ms- n cazul defectelor pe LEA 110 kV sau 400 kVpana la~70%

din lungimea LEA (90% din Z1 a proteciei de distan,pentru

Z1~80% din lungimea LEA);

- 130 ms- n cazul defectelor pe LEA 400 kVntre 70% si 100% din

lungimea liniei (timpul include si durata transmisiei prin teleprotecie);

- 550 mssau 1050ms - n cazul defectelor pe LEA 110 kVntre 70%

si 100% din lungimea liniei
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/CNE01.CFGhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/CNE01.CFGhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/CNE01.CFGhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/CNE01.CFG


6/81

Timpul de elimare a defectelor

- 80 msin cazul defectelor din transformator 400/110 kV

-80 msin cazul defectelor de pe barele 400kVsau 110 kV;

- 220 ms- n cazul defectelor cu refuz de acionare a intreruptorului

sau al protectiei grupa 1 pentru LEA 110kV, 400 kV sautrafo;

- 450 msn cazul defectelor pe barele de 400 kV, cu refuz deacionare al proteciei de bare sau al unui ntreruptor;

- 550 mssau 1050 msin cazul defectelor pe barele de 110 kV, cu refuz

de acionare al proteciei de bare sau al unui ntreruptor.

Valorile includ timpul de 50 mspentru intreruptoare de 400kV si

110kV.


7/81

Selectivitatea

Caracteristica esentiala a subsistemelor de protectie (care comanda declansari) care

asigura eliminarea defectului prin declansarea celor mai apropiate intr eruptoare.Se admite actionarea neselectiva a protectiilor, pentru asigurarea accelerarii

eliminarii scurtcircuitelor, dar se impune corectarea neselectivitatii prin interventia

imediata a instalatiilor de automatizare (RAR, AAR etc.).

A B

Z1B

Z1A

Z1C

Z2B

Z2A

Z3A

Z2C

Z1extB

Z1extA

Z1extC

C D


8/81

Fiabilitatea

Fiabilitatea subsistemului de protectie cuprinde:

siguranta de functionare- la aparitia conditiilor de actionaresecuritatea- impotriva functionarilor intempestive

Se asigura, in primul rand, prin utilizarea de echipamente si materiale

cu fiabilitate ridicata (obtinuta prin conceptie si realizare constructiva)dar si prin executia si exploatarea corespunzatoare a acestora.

Masuri speciale de crestere a fiabilitatii:

rezervarea protectii lor

redundanta cu control 1 din 2

autosupraveghereapermanenta si autotestareaperiodica


9/81

Rezervarea protectiilor

Cuprinde:

rezervarea localaprin doua grupe de protectie400, 220 kV sau (protectie debaza si protectie de rezerva110 kV). Impotriva refuz intreruptorinstalatia DRRI

rezervarea indepartata (la distanta)prin coordonarea reglajelor din capete

A B

Z1B

Z1A

Z1C

Z2B

Z2A

Z3A

Z2C

Z1extB

Z1extA

Z1extC

C D

Rezerva la distanta


10/81

Rezervarea locala, redundanta protectiilorLEA 400 kV

Q0

P1

T1

T5

P2

Q9Q8

Q52

Q51

400 kV OHL

Q1 Q2

A101

F211

F211N*

REL-67 0

REL-670

F870

F212 A102

MET1600/1

0,5FS510VA

1600/15P30

30VA

1600/15P3030VA

1600/15P3030VA

F212

2150

50N, 51N, 67N

5968

8525

79FL

ERDR

SOTF

F211

215050N, 51N, 67N

5968

7885

2579FLER

DR

SOTF

F870

87BB50BF

50EZER

DR

A101, A102 (BCUs)25Interlocking

BB1-400 kV

BB2-400 kV

w1:0 ,2 10 VAw2: 3P 50VAw3: 3P 30VA

Usync

Usync

Usy nc Usync

Gr 1 de protectie(main 1):

F211releu multifunctional de

protectie (multi-functional relay)




Baterii de acumulatoare si circuite

Vcc separate

TCsecundare si cable separateTTsecundare si/sau intreruptoare

j.t. (mcb) separate, cable separate

Circuite de declansare separate

Bobine de declansare separate

Dulapuri de protectie separate


11/81

Functii de protectie LEA 400 kV

Gr 1 de protectie(main 1) functii:

21protectie de distanta (DIST-distance protection)

50maximala de curent de faza instantanee (IOC-instantaneous overcurrent protection)51maximala de curent de faza temporizata (TOC-time delayed overcurrent protection)

50Nmaximala de curent homopolar instantanee (IOC-N instantaneous neutral

overcurrent protection)

51Nmaximala de curent homopolar temporizata (TOC-N-time delayed neutral

overcurrent protection)67Nhomopolara de curent directionata (DEF-directional earth-fault protection)

51HS (SOTF)sensibilizare la conectare pe defect (switch onto fault)

59maximala de tensiune (TOV-time delayed overvoltage)

68pendulatii, blocaj (power swing blocking)

78mers asincron (pole-slip, out-of-step)

85teleprotectie (teleprotection, scheme communication)25control sincro (synchro-check)

79RAR (autoreclosing)

FLlocator defecte (fault locator)

ERinregistrator evenimente (event recorder)

DRoscilo (disturbance recorder)


12/81

Functii de protectie LEA 400 kV

Gr 2 de protectie(main 2) functii:


50maximala de curent de faza instantanee (IOC-instantaneous overcurrent protection)51maximala de curent de faza temporizata (TOC-time delayed overcurrent protection)

50Nmaximala de curent homopolar instantanee (IOC-N instantaneous neutral



overcurrent protection)67Nhomopolara de curent directionata (DEF-directional earth-fault protection)

51HS (SOTF)sensibilizare la conectare pe defect (switch onto fault)

59maximala de tensiune (TOV-time delayed overvoltage)


85teleprotectie (teleprotection, scheme communication)

25control sincro (synchro-check)79RAR (autoreclosing)


ERinregistrator evenimente (event recorder)

DRoscilo (disturbance recorder)


13/81

Q0

P1

P1

T1

T2

P2

P2

Q29

Q8

110 kV OHL

Q1 Q22 ??

A101

F211

F870

F512 A102

MET MET

D.O.

600/10,5FS5

10VA

600/15P30

30VA

600/15P3030VA

600/15P3030VA

F2112179+256850HS50N, 51N, 67N

FLER

DR

F51251, 51N, 67NER

DR

F870

87BB50BF50EZER, DR

A101, A102 (BCUs)

25Interlocking

BB1-110 kV

BB2-110 kV

Usync

Usy nc

Usync

w1:0,2 10VA2: 0, 5/3P 50VA

3: 0, 5/3P 30VA

T5

Rezervarea localaLEA 110 kV

Protectie de baza(main protection):F211releu multifunctional de protectie

(multi-functional relay)

Protectie de rezerva(back-up protection):

F512releu multifunctional de protectie(multi-functional relay)

Circuite Vcc separate

TCsecundare separate

TTsecundare si/sau intreruptoare j.t. (mcb)separate





14/81

Exemplificare caracteristici poligonale

LEA 400 kV, defecte polifazate


15/81

Exemplificare caracteristici poligonale

LEA 400 kV, defecte monofazate

Prot. clasica


16/81

Reglaje identice pe X

Reglaje diferite pe R

Exemplificare caracteristici poligonale LEA 400 kV

Rezerva de arc


17/81

Protectii LEA 400 kV RAR

Fiecare terminal de protectie va oferi posibilitatea de alegere software (configurare,

parametrizare) a regimurilor RAR-M, RAR-T si RAR-M+T

Posibilitate de selectie

1. RAR in funtie

2. RAR anulat

Selectia poate fi executata

1. local la nivel celula prin comutator hard

2. la nivel statie prin sistemul de control prin comutator soft

3. la distanta prin sistemul EMS/SCADA

Logica RAR in diverse regimuri, corelarea actionarii cu functiile de protectie este un

document ce trebuie prezentat si aprobat explicit in PT.


18/81

7. Functia RAR Exemplu de RAR-M la un defect monofazat permanent.

D e s c h i s

I n c h i s

I - 4 0 0 k V

F u n c t i a R A R

F u n c t i a d e P r o t e c t i eA

paritie

defect

A

ctionare

prot

P

rotrevine

C

da

inchid

ere

Iinc

his

A

ctionare

prot

P

rotrevine

C

dad

ecl

Idesc

his

A

rc

stins

D

efect

R

AR

revine

D u r a t a d e f e c t D u r a t a d e f e c tP a u z a d e R A R p e n t ru i n tr e ru p t o r

D u r a ta r e g la t a a p a u z e i d e R A R B l o c a re R A R

A

rc

stins

t

Pornir

e

R

A

R

C

daR

A

R

t0

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t1 0

i i d b


19/81

Functia RARparametri de baza

Open

Closed

CB

AR function

Faultin

stant

Protectiontrip

A

Rclosecommand

C

B

closed

C

Bopen

A

rcextinguished

Successfulre-clos

A

Rready

Fault durationFault duration Dead time

Dead time

AR dead time setting Reclaim time

t

S

tartAR

t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t10

Protectionreset RAR (+) RAR un ciclu

RAR M, T, M+T

Pornire RAR

Durata defect

Durata pauzei RARDurata impuls RAR

Durata blocaj RAR

Ipregatit

Pozitia I

Stare teleprotectie


20/81

LEA cu doua grupe de protectii, sisteme de teleprotectie redundante, doua medii

diferite sau acelasi mediu (perechi f.o. diferite) cu echipamente diferite. Vor asigura

siguranta in functionare identic cu grupele de protectie

Monitorizarea functionarii independent pe fiecare canal atat la E/R

Sistemele montate, de regula in dulapurile de protectie

LEA 220 kV cu o singura protectie de baza se prevede un singur sistem de

teleprotectie, de regula in dulapul protectiei de baza

Statii retehnologizateteleprotectii LEA 400 si 220 kV


21/81

Principiu teleprotectie. Arhitectura unui sistem de teleprotectie,

teledeclansare (1)

Statia A

LEA

Statia B

Suport

fizic

Sistem

telecomunicatie

Echip.

Teleprot

Echip.

Teleprot

Sistem teleprotectie

Releu

protectie

Releu

protectie

Sistem de protectie


22/81

Timpul total de eliminare defect < timpul critic de eliminarea defecte

Interval de timp intre aparatia si eliminarea defectului

Se compune din:

Timp actionare releu TREL

Timp transmise comanda TTC

Timp actionare intreruptor TINTR

Valori medii:TTotal = TREL + TTC+TINTR80 ms = 20 ms + 10 ms

+50 ms

TTotal = mai putin de 80 (130) ms

Principiu teleprotectie. Arhitectura unui sistem de teleprotectie,

teledeclansare (2)

P i i i l i A hi i i d


23/81

A B

Z1B

Z1C

Z2B

Z2C

Z1extB

Z1extC

C D

T

T

0

0

&

> 1 Declansare

Zona 1

Zona 2

Zona 3

Receptie Impuls

Emisie Impuls

0

T

Schema PUTT (PUP Z2)

Avantaje:

Decl. rapida, fara com. 70% L

Decl. rapida, cu com. 100% LRezervare la distanta

Permite decl. monofazate

Suporta incarcari mari LEA (Z2)

Potrivita pentru linii mixte (LEA-LEC)

Limitari:

Decl. temp., fara com. 30% L

Rezerva de arc limitata (Z1)Depinde de TT (Z


24/81

A B

Z1B

Z1C

Z2B

Z2C

Z1extB

Z1extC

C D

0

0

&

> 1

Declansare

Zona 1

Zona 2

Zona 3

Receptie Impuls

Emisie Impuls

0Tr

T2

T3

Schema POTT (POP, Directional Comparison Scheme)

Avantaje:

Decl. rapida, fara com. 70% L

Decl. rapida, cu com. 100% L

Rezervare la distanta

Permite decl. Monofazate

Potrivita pentru LEA scurte

Suporta incarcari mari LEA (Z2)

Potrivita pentru linii mixte (LEA-LEC)

Limitari:

Decl. temp., fara com. 30% LDepinde de TT (Z


25/81

Organizarea schemei de comunicatie pentru protectiile gr. 1 si gr. 2

Emisie pe ambele medii fizicede la ambele grupe de protectie Receptie de pe ambele medii fizicela ambele grupe de protectie

A B

P2P2T2 T2

T1 T1P1 P1

D2 D2D1 D1

> 1 > 1

> 1 > 1Suport fizic = fo

Suport fizic = TIF

Fiecare suport fizic are 3 canale: 1,2 teleprotectie

3 teledeclansare

Gr. 1 emisie pe canal 1


Gr. 1 receptie de pe canal 1


LEA 400 kV

Functia de teleprotectie/teledeclansare

LEA 400 kV


26/81

Echipamente de teleprotectie scoase din functie sau defecte

In cazul in care ambele medii fizice sunt defecte sau se scot din functie ambele medii

fizice prin trecerea ambelor comutatoare de regim pe pozitia OFF (scos din functie),

atunci automat:se prelungeste zona 1 la ambele protectii de distanta, numai la defecte monofazate

si numai inainte de RAR

dupa RAR-M se revine la zona 1 normala

in cazul defectelor polifazate protectiile de distanta functioneaza cu zona 1

normala

LEA 400 kV


A B

Z1B

Z1C

Z2B

Z2C

Z1extB

Z1extC

C D

LEA 400 kV


27/81

Principiul teledeclansarii (DRRI, Umax, mers asincron)

A B

T2P2

(59, 78)

(59, 78)

P1

T2

T1 T1DRRI

D2 D2D1 D1

> 1> 1

> 1 > 1

Emisie pe ambele medii fizice

de la ambele grupe de protectie

Receptie de pe ambele medii fizice

la ambele grupe de protectie

Suport fizic = fo

Suport fizic = TIF

Fiecare suport fizic are 3 canale: 1,2 teleprotectie

3 teledeclansare





LEA 400 kV



28/81

Q0

Q0

P1

P1

P1

T1

T1

T2

P2

P2

P2

QZ9

Q8

Q9

Q8

Q52

Q1 Q1QZ2 Q2??

A101

A103

A101

F211

F870

F871

F870

F212 A102

A102F872

BIL

MET

Usync

Usync

Usync

Usync

MET

Mon itorizare Trafo

MET

D.O.

1200/50,2SFS5

10VA

400/1

0,5FS510VA

1200/15P3030VA

1200/10,5FS510VA

400/15P30

30VA

1200/15P3030VA

400/15P3030VA

400/15P3030VA

w1:0,2 10VAw2: 3P 50VAw3: 3P 30VA

w1:0,2 10VAw2:0,2 60VA

w3: 3P 100VA

w4: 6P 60VA, 100VProject Meterin g

1200/1

5P3030VA

BB1-110 kV BB1-400 kV

BB2-110 kV BB2-400 kV

TR-3

250MVA400/110kV

Q51

F211216851N, 67N

ERDR

F212

21256881U

51N, 67NERDR

F871;F872

87T49ERDR

F87087BB50BF

50EZER, DR

A101, A102 (BCUs)25

Interlocking

T5T5

Rezervarea locala, redundanta protectiilorTR, AT



protectie (multi-functional relay)F641protectii tehnologice 1

(technological protection)




F641protectii tehnologice 1

(technological protection)

F211, F212relee multifunctionale

pe ambele nivele de tensiune

Baterii de acumulatoare si circuite

Vcc separateTCsecundare separate

TTsecundare si/sau intreruptoare j.t.

(mcb) separate





29/81

Functii de protectie TR, AT

Gr 1, 2 de protectiefunctii:

87Tprotectie diferentiala longitudinala (DIFFtransformer differential protection)49suprasarcina termica (THOL-thermal overload protection)


51maximala de curent de faza temporizata (TOC-time delayed overcurrent protection)



67Nhomopolara de curent directionata (DEF-directional earth-fault protection)


64protectii tehnologice (technological protections): gaze, suprapresiune,

supratemperatura


ERinregistrator evenimente (event recorder)DRoscilo (disturbance recorder)


30/81

110 kV 220 kV

Q01 Q0

TC

87T1,2

87B50BF

87B50BF

AT

TT

LEA 220 kV

LEA 220 kV

TC

Tehnologice

TT

LEA 110 kV

LEA 110 kV

21

Zona 1Zona 2

Zona 3

21

Zona 1Zona 2

Zona 3

50N/51N67N

50N/51N67N

Treapta 1

Treapta 1

Treapta 2

Treapta 2

Zone de protectie AT, TR


31/81

Protectii cuple transversale 400 kV sau 220 kV

Echipate cu o protectie de distanta tratata ca grupa 2-a (PDB fiind considerata grupa

1-a)

Se prevad 5 trepte independent reglabile pe X, R si temporizari independent reglabile

Fiecare treapta (zona) poate fi setata nedirectionat

Comenzile de declansare vor fi trifazate

Functii de protectie Cuple 400 kV-220 kV

BB1-110 kV


32/81

QZ1 QZ2

P1

P2

BB-1

QZ16 QZ26

BB2-110 kV

BB-2

Q0

T16 T26

T1

w1:0,5 10VAw2: 0,5/3P 50VAw3: 0,5/3P 30VA

w1:0,5 10VAw2: 0,5/3P 50VAw3: 0,5/3P 30VA

1200/1

0,5FS510VA

1200/1

5P3030VA

1200/15P30

30VA

1200/15P30

30VA

A101

A103 A104

F211

F870

A102Usy

nc

Usync

F211

21

50, 5150N, 51N68ERDR

F870

87BB50BF50EZERDR

A101, A102 (BCUs)

25Interlocking

BB-1

BB-1

BB-2

BB-2

Functii de protectie

CT-110 kV


33/81

Protectia barelor si DRRI

Protectia barelorfunctii:

87BBprotectie diferentiala de bare (BBP-bus bar protection)

50BFDRRI (BFP-breaker failure protection)

50EZprotectie de capat (EZP-end zone protection)

Organizare descentralizataunitati de celula (field units) si unitate centrala (main

unit), comunicatie prin fibra optica (optical cable communication)

Baterii de acumulatoare si circuite Vcc separate, comutare automata (bucle

securizate)

TCsecundare separate

Declansare pe ambele bobine


34/81

PDB - Principii generale (1)

Defectele pe bare:

defecte severe, care pot genera instabilitate in SENsunt, de regula rare

actionarea intempestiva poate afecta sistemul mai mult decat defectul

protectiile adiacente elimina defectele de pe bare cu temporizare

(protectii de rezerva)

Doua criterii sunt esentiale:

Rapiditateevitare instabilitate sistem si limitare deteriorari

Stabilitatepentru evitarea actionarii intempestive

Cauze ale unor actionari incorecte:

Erori umaneparametrizare/reglare, suntari ale curentilor

Erori tehnicesaturare TC, inductia remanenta

Oscilograme\decl PDB 2 220 kV Ghe (29apr08 ora 5_42)2.cfg
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfg


35/81

TCTCTC

I1 I2 I3

I =Isc 1+I I2 3+

TCTCTC

I1 I2 I3

I1+I I2 3+ =0

I =Isc 2=I I1 3+

PDB (87BB) - Principii generale (2)

Defect pe bare Defect in retea


36/81

TCTCTC

I1 I2 I3


Zona protejata de PDB


37/81

Functii de protectie incluse:

PDB

DRRI

Protectie de capat (End Zone)


TCTCTC

Q0 Q0 Q0

Q1 Q1 Q1

FU

CU

FU FU

Field Unit

Central Unit

I 1 I2 I3

321 IIII


38/81

TC

Q1

Q0

B1-400 kV

Q9

TC

Q2

Q0

B2-400 kV

Q9

TC

Q1

Q0

Q9

LEA 400 kVSibiu Sud

AT-1 LEA 400 kVGadalin

Q12

TC

Q0

Q11

Zona 1 Zona 2

PDBZone de protectie. Sistem dublu de bare cu CT

Declansare selectiva a zonei cu defect

Q0/Gadalin si Q0/CT


39/81

TC

Q1

Q0

B1-400 kV

Q9

TC

Q2

Q0

B2-400 kV

Q9

TC

Q1

Q0

Q9

LEA 400 kVSibiu Sud

AT-1 LEA 400 kVGadalin

Zona 1 Zona 2

Q2

PDB Zone de protectie. Cupla prin separatoare

O singura zona. Declansare spre toate intreruptoarele


40/81

TCTCTC

Q0 Q0 Q0

Q1 Q1 Q1

FU

CU

FU FU

End Fault

Central Un it

I1

I2

I3

Defectul de capat

Q0deconectat

Actionarea PDB NUare rost

Se valideaza o protectie

maximala de curent cudeclansare Q0 capatul opus

Defectul de capat (End Fault Protection)


41/81

Idif

Iact

Iact2

Ifr1 Ifr2

p

Ifr

PDBCaracteristici de actionare cu franare (2)

(Asigurare stabilitate la defecte externe apropiate)

321

1

321

1

IIIIIf r

IIIIIdif

m

k

k

m

k

k

IscIf r

Idif

zoneiafarainDefect

IscIf r

IscIdif

zonainDefect

2

0

actionare

stabilitate

Exemplu defect extern:

Iact=0.4 A, p=0.4

Iact2=3.83 A


42/81

PDB Siguranta actionarii

Actionarea la indeplinirea simultana a doua conditii si blocaj la sesizarea saturatiei

TC.De exemplu:

Zona diferentiala si zona diferentiala globala

Zona diferentiala si criteriul de directie

PDB VA-Tech, tip DRS-BB, statiile Iernut, Fundeni, Cernavoda (gr. 2), utilizeaza

varianta zona diferentiala si zona diferentiala globala

Zona diferentiala globala (check zone) utilizeaza curentii tuturor plecarilor din statie

si NU este supusa blocajelor. Se calculeaza pentru fiecare faza in parte, in baza unei

caracteristici cu franare.

Zona diferentiala (discriminating zone) se bazeaza pe pozitia separatoarelor si este

blocata in caz de sesizare saturatie TC. Pentru actionare, cel putin pe o plecare este

necesar ca I > Ireglat (sesizare defect). Se calculeaza pentru fiecare faza in parte , in

baza unei caracteristici cu franare.


43/81

PDB Siguranta actionarii

Actionarea la indeplinirea simultana a doua conditii si blocaj la sesizarea saturatiei

TC.De exemplu:

Zona diferentiala si zona diferentiala globala

Zona diferentiala si criteriul de directie

PDB GE, tip B30, statiile Fantanele, Gheorgheni, utilizeaza varianta zona

diferentiala si criteriul de directie

Zona diferentiala se bazeaza pe pozitia separatoarelor/intreruptoarelor si este

asociata caracteristicii de franare.Criteriul de directie decide defect in zona daca toti curentii de defect au aceeasi

directie (spre bara cu defect).


44/81

B30caracteristica de actionare Idif = f(Ifr)

max

1

iKIf r

IIdifm

k

k

30 i i ii i


45/81

Zona defectelor care provoaca

saturarea moderata a TC.

Necesar a se indeplini ambele

criterii (diferential si directie)

Zona defectelor care provoaca

saturarea TC.Detectorul saturatiei TC

actioneaza sigur si blocheaza

declansarea prin PDB

B30zonele caracteristicii de actionare

E lifi i PDB i B30


46/81

Exemplificare actionare PDB tip B30 Oscilograme\decl PDB 2 220 kV Ghe (29apr08 ora 5_42)2.cfg

Defect in zona, pe B1

directieaceeasiaucurentiiToti

si

iKIf rIIdifm

k

k

max

1

Q0 Q0 Q0Q0 Q0

Q1

B1 B2

Q1 Q2Q2Q1 Q1 Q2

I1

i1 i2 i5i3

i4

i6

I2

I5

I3

I4

I6

Defect extern, pe B1

654

max

1

IIdefataopusadirectieI

si

iKIfrIIdifm

k

k

Oscilograme\OSC_56_64_20051218_125926.cfg

A t t t
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/OSC_56_64_20051218_125926.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/OSC_56_64_20051218_125926.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/OSC_56_64_20051218_125926.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/OSC_56_64_20051218_125926.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/OSC_56_64_20051218_125926.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/decl%20PDB%202%20220%20kV%20Ghe%20(29apr08%20ora%205_42)2.cfg


47/81

Autotestarea

Cuprinde de regula:

Functia watchdog obisnuita

Verificarea marimilor digitizate

Verificarea sumei de control pentru PROM

Verificarea semnalelor de comunicatie

C i t l TC


48/81

Cerinte generale - TC

Reguli de baza:

Subsistemele de protectie se vor conecta, de regula, la nfasurari de protectie ale

transformatoarelor de curent.

La proiectarea subsistemelor de protectie, se verifica prin calcul conditiile pe care

aceste subsisteme le impun transformatoarelor de curent si circuitelor conectate la

acestea.

Dificultatea majora pentru secundarele de protectie:

saturatia miezului magnetic la TC cu circuit magnetic inchis

fluxul magnetic remanent

TC i i i d f ti


49/81

fig. 1

i1(t) - este determinat decircuitul extern n care s-a

conectat TC si este independent

de regimul de functionare al TC ;

i2(t) - este curentul indus

determinat de i1(t);

(t) - este fluxul rezultant produs

de solenatia rezultanta, deci de

suma algebrica a solenatiilor

primare si secundare;

Caracteristica de magnetizare

B=f(H), U=f(I)

fig. 2

TCprincipiu de functionare

w I w I w I Rm1 1 2 2 1 0 Solenatia rezultanta

Pt.I2=0 =>I0=I1si saturatie si

supratensiuni extrem de periculoase !

TC t d t ti


50/81

Ie

Vex

Iek

Vek+10%Vek

+50%Iek

0

TCt.e.m. de saturatie

Tensiunea de saturatie (knee-point)

Zona de saturatie

Zona lineara

TC fl (i d ti ) t


51/81

i e

rem

sat

0

TCflux (inductie) remanent

Caracteristica prezinta histerezis

Zona de saturatie

Zona lineara

Flux remanent

TC circ it echi alent


52/81

TCcircuit echivalent

In situatii concrete sarcina secundara difera de sarcina nominala si rezulta t.e.m.

necesara pentru a NU se satura:

2

2

2

2*

2

2

*

2

2

)()(

n

PncTC

n

TCnTC

n

PncTC

n

PnTC

I

SRR

I

SR

nn

I

SRR

ki

Inpn

I

SR

ki

InpnE

Inp= curent nominal primar Tc

Exemplu TC, ki=1600/1, 5P30, STCn=30VA,RTC=5, SPn=0.2VA, l=100m,s=4mm2:

n

C

In

slR

173

1

2.088.05

1

305

30

88.041002

5712

2

2*

VI

SRki

InpnE

n

PnTC 1050)305(30)( 22

Regimul tranzitoriu Componenta aperiodica (1)


53/81

Regimul tranzitoriu. Componenta aperiodica (1)

Se considera conectarea unui circuit RL la o sursa Vca:

R = rezistenta circuitului

L = inductivitatea circuitului

u t U t Ri Ldi

dt

( ) sin( )max

U U Uefmax 2 2

Aplicand transformata Laplace: Up

U p

pRi L

di

dtmax max

cos sin

2 2 2 2

Deducerea formulei pentru i(t) se obtine simplu prin solutia generala:

i t i t i t i t Aef l f

t

( ) ( ) ( ) ( )

if= termenul fortat, componenta permanenta

il= termenul liber, componenta aperiodica



54/81


In cazul conectarii la t = 0: i i A i A if f( ) ( ) ( ) ( )0 0 0 0 0 si

Termenul fortat (regim stationar permanent):

)sin(2)sin()(

2)(

22

tItLR

Uti

f

unde: R

X

R

L

si

In aceste conditii, termenul fortat devine:

A i I If ( ) sin( ) sin( )0 2 2

si ca urmare termenul liber devine:

t

l eIti

)sin(2)(

)]sin()[sin(2)(

teIti

t

Si curentul total (componenta aperiodica + componenta regim permanent):



55/81

In regim de scurtcircuit, considerand regimul aperiodic:

1. Componenta aperiodica (sau de curent continuu):

i t I ecc

t

( ) sin( )

2

2. Componenta periodica (sau de curent alternativ):

i t I t ca ( ) sin( ) 2




56/81

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

i(t)

t [ms]

0

709)]6/1.0sin()6/sin(]2)(

msteIti

t




57/81

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

i(t)

t [ms]

08020)]2/1.0sin([2)(

msteItit




58/81

Cazuri particulare:

1. Conectarea la: 0 deci adica la trecerea curentului prezumat prin zero,

i t I t i t ca cc( ) sin( ) ( ) 2 0 si

Deci NUapare regimul aperiodic

2. Conectarea la:

2 2

deci

i t I e t

t

( ) [ cos( )]

2

In acest caz APAREvaloarea maxim maximorum a intensitatii curentului




59/81

Valoarea maxim-maximorum a curentului se numeste curent de loviturasi

se estimeaza pentru o constanta de amortizare foarte mare:

i I e I

i I

l

t

l

2 1 2

15 18 2

( )

( . . )

si pentru (R- > 0) - > 2

Valorile practice uzuale indica

CONCLUZII:

1. Curentul de lovitura cel mai mare se obtine prin conectarea la

trecerea prin zero a tensiunii;

2. Curentul va contine numai componenta periodica daca conectarea

se face la trecerea tensiunii prin maxim;


TC considerarea regimului aperiodic si a remanentei


60/81

TCconsiderarea regimului aperiodic si a remanentei

Considerand si regimul aperiodic:

111

)();(

2

2

max22

2

max2

SIST

SIST

n

PnCTC

n

PnCTC

R

Xa

I

SRRa

EII

SRRaIE

Exemplul considerat:

kAI

I

SRRa

EI n

n

PnCTC

6.2516)2.088.05(11

1050

)(2

2

max2

Considerand si regimul aperiodic si inductia remanenta de cca 80%, deci numai

20% din t.e.m. nominala:

kAI

I

SRRa

EI n

n

PnCTC

1.52.3

)(

2.0

2

2

max2

Conditia extrema, cea mai

defavorabila

tg=84, P=30 ms

Consecintele saturatie TC


61/81

Consecintele saturatie TC

Curenti secundari - valori efective

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

-0.020 0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.200

t [s]

Isec [A]

I ideal

I real

Defazaje (Fourier 1 x T). Marja de eroare 5% marcata cu

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140

abs(fi) [grd]Valori efective (Fourier 1 x Tn)

Marja de eroare 5% marcata cu negru

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140

i [A sec]

Erori de unghi Erori de raport de transformare

SaturatieTC.xls

Problemele TT capacitive
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/SaturatieTC.xlshttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/SaturatieTC.xlshttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/SaturatieTC.xlshttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/SaturatieTC.xlshttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/SaturatieTC.xls


62/81

Problemele TT capacitive

Utilizarea TT capacitive ridica cateva probleme:

TTC este un circuit rezonant => posibilitatea aparitiei unui regim oscilant intre

impedanta de excitatie si impedanta sarcinii, cu amortizare lenta. Consecinta este o

eroare de raport mai mare dacat cea nominala. Se poate reduce prin cresterea

sarcinii secundare.

Impedanta de excitatie poate forma un circuit fero-rezonant cu reteaua (LEA),

generand oscilatii de frevente sub-armonice, de regula 1/3 dinfn. Durata

oscilatiilor depinde de constanta de timp a circuitului echivalent R-L-C si poate fi

relativ mare. Consecinta este o eroare de raport mai mare dacat cea nominala. Se

poate reduce prin utilizarea unui circuit anti fero-rezonant (L-C) si prin crestereasarcinii secundare.

Amortizarea lenta a tensiunii de iesire poate cauza intarzierea actionarii protectie

(exp protectia de distanta). Se previne prin cresterea sarcinii secundare.

TT capacitiv oscilatii la deconectare


63/81

TT capacitiv oscilatii la deconectare

Oscilograme\7SA612.cfg

Arhitectura unui sistem de control IEC 61850
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/7SA612.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/7SA612.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/7SA612.cfghttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/Oscilograme/7SA612.cfg


64/81

HMICalculator

statie Gateway

Control Protectie Prot. &control

Control Protectie

Interfete de procesInterfete

de procesInterfete de proces

Echipamente primare

legaturi Cu

Nivel

statiemagistrala statie

Nivelcelula

magistrala proces

Nivel

proces

al unei statii 400/220/110 kV

SCADABucuresti Sud


65/81

Bucuresti Sud

Destinatarii informatiilor unui sistem de protectie-control


66/81

Personalului de comanda operativa (PCO)care conduce

functionarea instalatiilor prin coordonarea regimurilor si a

manevrelor din sistem sau o parte din acesta in functie de autoritatea

conducerii operative cu care este investita treapta operativa.

Personalului de servire operativa (PSO)care are ca sarcina

supravegherea functionarii echipamentelor, executarea in mod

nemijlocit a operatiilor de reglaj ale parametrilor de functionare si a

manevrelor intr-o instalatiie sau ansamblu de echipamente sau

instalatii

Personalului insarcinat ce analiza functionarii sistemului de protectie-

control

Destinatarii informatiilor unui sistem de protectie control

Sursa informatiilor Schema monofilara


67/81

Q1 Q1

Q1

Q9 Q9

Q51 Q51

Q51

Q52 Q52

Q16 Q26

Q52

Q8 Q8

Q0 Q0

Q0

Q2 Q2

Q2

TC TC

BB

TT-220

TT-110

TC

B1-220 kV

AT200 MVA

LEA 220 kV

Statie 220/110 kV

B2-220 kV

B1-110 kV

B2-110 kV

MB1 MB2

Q11

Q91

Q53

Q81

Q01

Q21

TC

TT-220

primara a statiei

Servicii PropriiG

Q100M


68/81

Vca, Vcc

Q101

Q121 Q124 QxxxQ123Qxxx

Qxxx Qxxx

ConsumNevital

ConsumNevital

V ca

V cc - 1 V cc - 2

Q102

U01 G01 G02 U02

Q101 Q201Q121 Q122 Q202

Q122

Q104

Q103

Q104 Q401

Q106 Q107

Q

Q105

TSP-1 TSP-2

Q102

M

M M M M

M

M

M

M M

M M

AAR

CabinaProtectii

PSPV ca

PSPV cc

Celula LEA 220 kVUB 1 UB 2


69/81

Q1

Q9

Q51

Q52

Q8

Q0

Q2

TC

BB

TT-220

LEA 220 kV

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vcc

StareCom SCADA

Com PROT

C-ziUCC

01

d_fd_Ud_fi

Vcc

StareCom UCC

Com MPROT

C-zi Q0

C-zi, Teleprot

TeleprotPROT

Vcc

Teleprot

Teledecl

Teleprot

Alarme

TP

AT 200 MVAB1-220 kVB2-220 kV

Vca, cc


70/81

Q1

Q9

Q51

Q52

Q53

Q8

Q0

Q2

TC

TT-110

AT200 MVA

B1-110 kVB2-110 kV

Q11

Q91

Q54

Q81

Q01

Q21

TC

TT-220

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

Vca, cc

C-zi

Poz, AlarmeM

01

01

Vcc

Vcc

Stare

Stare

Com SCADA

Com SCADA

Com PROT

Com PROT

C-zi

C-zi

UCC

UCC

d_fd_Ud_fi

d_fd_Ud_fi

PROT

PROTTEH

ISI

MONIT

PROT

Vcc

Vcc

Vcc

Stare

Stare

Stare

Com UCC

Com UCC

Com MPROT

Com MPROT

C-zi Q0, Q01

C-zi Q0, Q01

C-zi C/S Plot

Semnale Analogice

Alarme

C-zi Q0, Q01

Echipamente comandabile


71/81

Q1

Q9

Q51

Q52

Q8

Q0

Q2

TC

BB

TT-220

LEA 220 kV

Comenzi: - conectare/deconectare intreruptoare- inchidere /deschidere separatoare, clp

- comutatoare de regim: RAR,

teleprotectie, control sincro, blocaj separatoare,

dispozitive de actionare, etc

Echipamente primare:

Q0, Q1, Q2, Q9, Q51, Q8, Q52




72/81

Q1

Q9

Q51

Q52

Q8

Q0

Q2

TC

TT-110

B1-220 kV

AT200 MVA

B2-220 kV

B1-110 kV

B2-110 kV

Q11

Q91

Q53

Q81

Q01

Q21

TC

TT-220

Echipamente primare 220 kV:

Q0, Q1, Q2, Q9, Q51, Q8, Q52

Echipamente primare 110 kV:Q01, Q11, Q21, Q91, Q53, Q81


Comenzi: - conectare/deconectare intreruptoare- inchidere /deschidere separatoare, clp

- creste/scade plot

- circuite racire trafo (Grupa 1,2,3, )

- comutatoare regim: control sincro,

blocaj separatoare, dispozitive de actionare, etc

Comenzi SP: - conectare/deconectare

intreruptoare automate de j t


73/81

intreruptoare automate de j.t.

I-0.4 kV TSP-1,2; CL; nevital

I-0.4 kV G, R3

AAR

IA jt R1, R2; CL

IA jt BA1, BA2

G

Q101

Q121 Q124 QxxxQ123Qxxx

Qxxx Qxxx

ConsumNevital

ConsumNevital

V ca

V cc - 1 V cc - 2

Q102

U01 G01 G02 U02

Q101 Q201Q121 Q122 Q202

Q122

Q104

Q103

Q104 Q401

Q106 Q107

Q100

Q105

TSP-1 TSP-2

Q102M

M M M M

M

M

M

M M

M

M M

AAR

CabinaProtectii

PSPV ca

PSPV cc

Masuri: U B1, U B2


74/81

Q1

Q9

Q51

Q52

Q8

Q0

Q2

TC

BB

TT-220

LEA 220 kV

Ppe linii, cuple, unitati de transformare (primar si secundar)

Qpe linii, cuple, unitati de transformare (primar si secundar)

bobine de compensare

P

Q

Upe linii, bare

U L

Ipe linii, cuple, unitati trafo, bobine de compensare

IConectare Q0: df, dU, dfi

Semnalizari:


75/81

1. De stare, necesare pentru stabilirea configuratiei sistemului

2. De alarmare, necesare pentru luarea unor masuri privind regimul de

functionare al sistemului (exp depasiri de limite)

3. Preventive, semnalizari cu referire la starea instalatiilor

4. De incident, necesare pentru luarea unor masuri rapide de remediere

Semnalizari de stareB1-220 kV

B2-220 kV


76/81

Echipamente primare

Q0, Q01 intreruptoareQ1, Q2, Q9 separatoare

Q51, Q52, Q8 clp

Q11, Q21, Q91 separatoare

Q53, Q54, Q81 clp

Q1

Q9

Q51

Q52

Q53

Q8

Q0

Q2

TC

TT-110

AT200 MVA

B1-110 kV

B2-110 kV

Q11

Q91

Q54

Q81

Q01

Q21

TC

TT-220

Echipamente secundare

De la toate comutatoarele de regim

In plus la AT

Pozitia comutatorului de ploturi 1 nComutator de ploturi in executie

Plot max/min

Pozitia comutator alegere grupe racire

Stare pompe circulatie ulei (fiecare): Functie/Oprit

Stare ventilatoare (fiecare): Functie/Oprit

Semnalizari de preventive si de incident


77/81

La intreruptoare:

Presiune scazuta SF6

Timp depasit la functionare motor actionareLipsa Vca motor actionare

Blocat anclansare

Blocat declansare (sau declansare)

Defect circuite de declansare (bobina 1 sau 2)

Declansare necorespondenta fazeLa separatoare:

Lipsa Vca motor actionare

La TC:

presiune scazuta SF6

La TT:

presiune scazuta SF6declansare IA jt contorizare

declansare IA jt masura (UCC)

declansare IA jt control sincro (protectie)

declansare IA jt protectie (21.1)

declansare IA jt protectie (21.2)

La AT: gaze, supratemperatura

(ulei, infasurare, miez),presiune scazuta N2la ISI,

nivel depasit la continut H2sau

H2O in ulei (2 praguri), defect

dispozitiv monitorizare

defect comutator ploturi

La Protectii:Declansare/demaraj21

Declansare/demaraj67N

Declansare87T

Declansare 87BB


78/81

Volum informatii DEC

Masuri: U, f pe bare si U, f, P, Q pe linii de interconexiune

Comenzi: Q0, Q1, Q2, Q9, Q8, Q51, Q52, , schimbator

ploturi, In functie/Anulat: RAR, Teleprotectie (TP), Control

sincro (CS)

Semnalizari: pozitie echipamente primare, pozitie ploturi, plot

max/min, intre ploturi, defect comutator ploturi, pozitie RAR,

TP, CS, actionat protectia (instantaneu, temporizat), actionat

protectii tehnologice pe AT, Trafo, actionat PDB1,2, DRRI1,2, DASf, Foc in statie, Efractie, Echipament SCADA defect

Comanda echipamentelor din statiile de interconexiune (toate

nivelele de tensiune) si echipamentele din statia Cernavoda


79/81

Volum informatii DETMasuri: U, f bare

U, P, Q, linii, cuple, unitati AT, TRURS(la TT din linie), P, Q, f linii interconexiune

Comenzi Q0, Q1, Q2, Q9, Q8, Q51, Q52, pana la 110 kVinclusiv, comutator ploturi AT, In functie/Anulat: RAR, TP,

CS

Semnalizari: pozitie echipamente primare pana la 110 kVinclusiv, pozitie ploturi, plot max/min, intre ploturi, defect

pentru AT, RAR, TP, CS, actionat protectia (instantaneu,temporizat) actionat protectii tehnologice pe AT sau TR,PDB1,2, DRRI 1,2, DASf, alte automatizari de sistem

Comanda echipamentele din statiile 400, 220, 110 kV ale TEL

din zona de activitate


80/81

Logica de control conditii de sicronizare

Selectabile cu urmatoarele posibilitati

1. verificare prin BCU

2. verificare prin protectie (exp. grupa 1)

3. anulare (suntare) verificare conditii




3. la distanta prin sistemul EMS/SCADA


81/81

Interblocaje

Asigura manevrarea in conditii de siguranta a elementelor de comutatie primare

Realizare software si/sau prin cablare clasica

Posibilitate de selectie

1. interblocaje acive

2. interblocaje anulate (suntate)




Sisteme de Protectie Control L1

Documents

Transcript of Sisteme de Protectie Control L1