Что такое уров в электроустановках
Что такое уров в электроустановках
УРОВ (расшифровка аббревиатуры: устройства резервирования отказа выключателей) служат для ликвидации повреждения, сопровождающегося отказом выключателя (или выключателей). УРОВ также работает при коротком замыкании в зоне между выносными трансформатором тока и выключателем.
УРОВ применяется в сетях 110,220,330кВ и выше, в тех случаях, когда особенности конструктивного выполнения выключателей (преимущественно воздушных и масляных с пофазным приводом) вынуждают считаться с их отказами в отключении одной, двух и даже трех фаз. УРОВ работает с некоторой 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, тем самым локализует аварию с минимальными потерями для системы.
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.
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 схемах, где 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 (трехфазное автоматическое повторное включение). Отключение и запрет ТАПВ на противоположной стороне линии происходит 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 коротком замыкании на ВЛ-330 и отказе выключателя, общего с блоками, схема УРОВ работает 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.
Схемы УРОВ расчитываются таким образом, чтобы предотвратить ложное срабатывание устройства на обесточивание системы (секции) шин при ошибках обслуживающего персонала. Например, устанавливают общий на систему (секцию) шин дополнительный пусковой орган напряжения, позволяющий отслеживать наличие короткого замыкания. Он состоит из устройства фильтрующего реле напряжения отрицательной последовательности (контроль несимметричных коротких замыканий), реле напряжения включенного на межфазное напряжение (контроль симметричных коротких замыканий) и реле напряжения включенного на напряжение нулевой последовательности (контроль при коротких замыканиях на землю).
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. Значит в случае ложного замыкания персоналом пусковой цепи какого либо присоединения УРОВ отключит выключатель только этого присоединения и, т.к. ток через «неисправный» выключатель прекратится, схема УРОВ возвратится в исходное состояние.
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.
Вводно-распределительное устройство ВРУ 1. Расшифровка условного обозначения.
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:
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).
Проект РЗА
Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике
Устройство резервирования при отказе выключателя (УРОВ)
Ч
то 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
Устройство резервирования отказа выключателя
Содержание
Описание [ править ]
Допускается не предусматривать УРОВ в электроустановках 110—220 кВ при соблюдении следующих условий:
На электростанциях с генераторами, имеющими непосредственное охлаждение проводников обмоток статоров, для предотвращения повреждений генераторов при отказах выключателей 110—500 кВ следует предусматривать УРОВ независимо от прочих условий.
Алгоритм действия [ править ]
При отказе одного из выключателей поврежденного элемента (линия, трансформатор, шины) электроустановки УРОВ действует на отключение выключателей, смежных с отказавшим.
Если защиты присоединены к выносным трансформаторам тока, то УРОВ должно действовать и при КЗ в зоне между этими трансформаторами тока и выключателем.
В самом простом случае логика действия выглядит так: защиты присоединения параллельно действию на отключение выключателя запускает реле времени (выдержка времени УРОВ). По прошествии времени формируется команда на отключение смежных выключателей.
Неисправность в защите любого присоединения или ошибка обслуживающего персонала (например, не выведен ключ «Пуск УРОВ», при выведенном ключе «Отключение выключателя») может привести к ложному срабатыванию. Для уменьшения риска ложной работы применяются дополнительные контроли в цепях пуска УРОВ, а также действие УРОВ «на себя». Контроли:
Выбор параметров [ править ]
Задержка на срабатывание УРОВ выбирается для исключения действия УРОВ при нормальном отключении выключателя [2]
Уставка токового реле принимается равной 10% номинального тока трансформатора тока. Это позволяет отстроится от холостого тока присоединения, а также гарантирует чувствительность при КЗ.
Реализация [ править ]
По принципу реализации функции УРОВ различают следующие виды:
Централизованный УРОВ [ править ]
Защиты всех присоединений одной секции пускают одно и то же внешнее реле времени. По прошествии времени реле действует на отключение смежных присоединений.
Централизованный УРОВ более предпочтителен в первичных схемах с системами шин с автоматической фиксацией присоединений, так как позволяет уменьшить количество связей между устройствами.
Индивидуальный УРОВ [ править ]
Получил распространение с развитием МП РЗА. В данном случае, выдержка времени УРОВ устанавливается в каждом терминале защит. Функции защит терминала по внутренней логике пускают выдержку времени УРОВ. По прошествии времени терминал защит действует на отключение смежных присоединений.
УРОВ и динамическая устойчивость [ править ]
Расчёты по динамической устойчивости выполняются с учётом отказа выключателя. Соответственно, для определения расчётной длительности КЗ учитывается время УРОВ.
В данной формуле не учитываются различные погрешности (отсутствует дополнительное время запаса для учёта погрешностей), поэтому в расчётах на динамическую устойчивость следует выполнять запас по времени.