Опыт проектирования, наладки и эксплуатации подстанции 110 кВ с применением шины процесса Hard

Fiber фирмы GE Multilin

  

М.С.ХАЙКИНРУП «Гомельэнерго»

Республика Беларусьm.khaykin@gomel.energo.net.by

В феврале 2015 года в Гомельэнерго введена в работу ПС-110 «Приречная» с применением системы Hard Fiber Process Bus фирмы GE Multilin– системы выносных модулей ввода/вывода с передачей данных по оптоволоконным кабелям. Система включает в себя МПРЗА, оптические кабели и выносные модули ввода/вывода (УСО), которые получили название Bricks (“Кирпичи”).

ОРУ 110 кВ ПС – 110 кВ «Приречная» выполнено по схеме «двойная система шин с обходной». К шинам 110 кВ подключены: две ВЛ 110 кВ, два трансформатора 110/10/10 кВ с расщеплёнными обмотками низшего напряжения и один трансформатор 110/6 кВ. Защита каждого присоединения выполнена двумя одинаковыми терминалами (для ВЛ – D60, для трансформатора – T-60), выполняющими также функции автоматики выключателя. В качестве защиты сборных шин 110 кВ применены два взаимно резервирующих устройства B95Plus.

В отличие от «классической» шины процесса в этой системе устройства РЗА управляют процессом взятия выборок на Brick. Это управление осуществляется посредством передачи ими на Brick GOOSE-сообщений. Каждый Brick берет выборку, соответствующую 100 мкс назад по отношению к моменту фиксации окончания кадра Ethernet «командного» GOOSE-сообщения, и упаковывает эти данные в кадр 9-2. Помимо четырех токов и четырех напряжений (или еще дополнительно 4 токов), каждая группа данных дополнительно включает низковольтные сигналы постоянного тока (от различных датчиков, например, температуры) и дискретные сигналы на входных/выходных интерфейсах Brick, соответствующие определенному моменту времени. Все эти сигналы представляют собой один набор данных. Устройство РЗА может вводить различные частоты дискретизации, требовать взятия отсчетов с переменным шагом.

Рис.1: Внутренняя структура Brick

Передача команд между устройствами РЗА (пуск УРОВ, запрет АПВ, внешнее отключении, различные блокировки) организована путём обмена командами между ядрами Brick, подключёнными к разным терминалам защиты.

При построении системы РЗА на ПС-110 кВ «Приречная» мы руководствовались двумя основными, взаимно противоречивыми, принципами: Надёжность – применено полное аппаратное дублирование всех устройств; Экономичность – максимальное использование всех возможностей каждого устройства для уменьшения числа

используемых модулей и соединительных кабелей.

На каждом присоединении 110 кВ установлено по два модуля ввода/вывода (Brick), подключенных к разным кернам ТТ. Также на них заведены вторичные цепи ТН 1С.Ш. 110 кВ и ТН 2С.Ш. 110 кВ. Переключение с одного ТН на другой производится вручную испытательными блоками в зависимости от фиксации присоединения по системам шин. Оба устройства защиты каждого присоединения подключены к обоим Brick присоединениям, и в случае неисправности одного из Brick, автоматически переключаются на второй. Оба Brick каждого присоединения действуют на оба соленоида отключения своего выключателя. Кроме того, выполнено прямое действие ключа управления со щита управления на один из соленоидов отключения по медному кабелю.

Особенности, с которыми пришлось столкнуться при проектировании, монтаже и наладке системы РЗА подстанции. 1 Ввод/вывод действия защит и автоматики на выключатели производится не разрывом цепи включения/отключения, а воздействием на дискретный вход терминала защит. 2 В связи с отсутствием в терминалах ДЗШ дискретных входов и выходов, ввод/вывод действия ДЗШ на каждое присоединение производится ключом в шкафу защит присоединения воздействующего на дискретный вход терминала присоединения. В терминал ДЗШ состояние этого ключа передаётся по шине процесса путём обмена между ядрами Brick. Терминал ДЗШ постоянного опрашивает положение этого ключа и, если снят оперативный ток с этого терминала защит присоединения, действие ДЗШ остаётся введенным на отключение присоединения.3 В связи с низкой надёжностью блок-контактом разъединителей 110 кВ производства Великолукского завода высоковольтной аппаратуры, фиксация присоединения по зонам ДЗШ определяется по вставленным испытательным блокам цепей напряжения ТН 1С.Ш. 110 кВ и ТН 2С.Ш. 110 кВ с использованием свободных контактов БИ. 4 Если на присоединении оба БИ не вставлены, то ток присоединения не участвует в расчёте дифференциального тока и ДЗШ (УРОВ) не действует на отключение этого присоединения.5 При оперативных переключениях на ОРУ – 110 кВ необходимо ввести запрет АПВ при работе ДЗШ. Ключ ввода запрета АПВ расположен в шкафу защиты и автоматики шиносоединительного выключателя. Терминал ДЗШ постоянного опрашивает положение этого ключа.

Выводы:

К недостаткам системы я бы отнёс:• отсутствие дискретных входов и выходов терминала ДЗШ типа B95plus;• недостаточное количество выходных контактов Brick, что не позволило выполнить на

них оперативную блокировку разъединителей.

К несомненным достоинствам относится:• исключение (в идеале) связей по меди, в связи с чем невозможны ошибки в монтаже

при наладке и плановых проверках защит. • Очевидное повышение надёжности работы системы РЗА.

Если сравнивать со стандартными решениями на базе МЭК 61850, то Hard Fiber Process Bus можно рассматривать как промежуточное решение, не требующее серьёзной переподготовки персонала. Назрела необходимость как серьёзного обучения персонала служб РЗА новым подходам, так и включения в состав служб специалистов по информационным технологиям.

Спасибо за внимание!