Logo

Дифференциально-фазная защита для цифровой подстанции: проблемы и решения

М.В. Мартынов,
В.А. Ефремов,
И.Н. Николаев,
А.В. Шевелев,
ООО «Релематика»

ВВЕДЕНИЕ

Устройства релейной защиты и автоматики (РЗА) подстанции с аналоговыми измерительными цепями получают необходимую информацию на своих входах без задержки. Цифровая подстанция (ЦПС) подразумевает наличие устройств сопряжения с объектом (УСО), которые посредством сети передачи данных обмениваются информацией с устройствами РЗА. Сеть вносит свою задержку на передачу данных, которая может изменяться в зависимости от режима работы сети (например, в режиме «шторма» или перестроения сети), что требует учёта в устройствах РЗА, получающих выборки измерений по шине процесса по протоколу IEC 61850-9-2 SV (далее – SV).

Особых трудностей не возникает при реализации защит с относительной селективностью, таких как дистанционная защита или токовая, поскольку для каждого измерительного органа защиты отсчёты приходят с одинаковыми задержками в пределах одного потока SV, что подтверждается опытом испытательных полигонов [1-5]. Даже если параметры режима разнесены по разным потокам, всегда имеется возможность их сопоставить по меткам времени, проставляемым аналого-цифровым преобразователем (УСО или цифровым измерительным трансформатором).

Также нет принципиальных ограничений при реализации дифференциальной защиты линии (ДЗЛ) благодаря возможности передачи меток времени отсчетов SV по каналу связи между терминалами.

Для полукомплекта дифференциально-фазной защиты (ДФЗ) отсчёты SV и их метки удалённого полукомплекта неизвестны и нет возможности их сопоставить. В такой ситуации работа ДФЗ недопустима, поскольку задержка отсчётов на каждую миллисекунду приводит к появлению в сигнале ВЧ-приёма паузы в 18° в режиме внешних коротких замыканий (КЗ). В то же время, данная защита является распространённой в ЕНЭС, установлено множество микропроцессорных устройств ДФЗ.

Поэтому актуальной задачей является реализация в рамках ЦПС дифференциально-фазной защиты (ДФЗ) линии, работающей по существующему высокочастотному (ВЧ) каналу связи. Для данной защиты, реагирующей на величину паузы в ВЧ канале, особенно важной является точная компенсация возникающих задержек времени в шине процесса на противоположных подстанциях.

Актуальной задачей является обеспечение совместимости полукомплекта ДФЗ, реагирующего на выборки SV, и МП полукомплекта с традиционным измерением аналоговых сигналов. Следует отметить, что в данной статье не рассматривается совместная работа полукомплекта на ЦПС с электромеханическими полукомплектами (ДФЗ-201, ДФЗ-504, ДФЗ-503 и др.).