Ocena pracy zabezpieczeń ...

Ocena pracy zabezpieczeń cyfrowych w stacjach l 10-SN zakladu Energetycznego Białystok, ARTYKUŁY - ELEKTRYKA, ...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Ocena pracy zabezpieczeń cyfrowych w stacjach 110/SN
Zakładu Energetycznego Białystok
Jarosław Babiński, Krzysztof Woliński
Zakład Energetyczny Białystok SA (ZEB SA) w roku
2003 eksploatował ponad 700 pól liniowych średniego
napięcia, które obsługiwały sieć długości blisko 17 tyś.
km. Podstawowym napięciem sieci SN jest napięcie
15 kV (88,8%) i 20 kV (10,8%). Sieć ta w przeważającej
części pracuje jako kompensowana. Sieć o napięciu
6 i 30 kV pracuje jako izolowana i jest siecią zani-
kającą.
Rodzaj
zabezpieczenia
Liczba
strona 110kV
54
33
6
-
-
4
-
2
strona SN
57
3
_
Elektromechaniczne
ZAZ
CZIP-H, -3H
CZIP-T, -1T
MultiMUZ Lz
ZTC-20
ZTC-10
REF-543*'
6
2
_
4
-
W roku 1997 została oddana do użytku pierwsza stacja 110/15 kV,
przystosowana do pracy z siecią średniego napięcia uziemioną
przez rezystor [1]. W roku 2003 sześć stacji 110/15 kV zasilało
sieć napowietrzną i kablową, która pracuje z punktem neutralnym
uziemionym przez rezystor.
Łączna
długość tej sieci wynosi ok.
1700 km i jest obsługiwana przez 46 pól wyposażonych w auto-
matykę SPZ oraz 104 pola bez automatyki SPZ [2].
W roku 2004 przewidziane są do modernizacji następne cztery
stacje 110/15 kV, w których zainstalowany będzie rezystor pier-
wotny.
ZEB SA eksploatuje na swoim terenie 50 stacji WN/SN, 17 stacji
SN/SNiponad 13 500 stacji SN/nn. Jest największym terytorialnie
zakładem energetycznym w kraju - jego powierzchnia wynosi
27 229 km
2
[3]. Układy telemechaniki są zainstalowane w 21
obiektach energetycznych.
*
J
Występuje jako uzupełnienie zabezpieczeń strony 110 kV.
• Zabezpieczenia różnicowe transformatorów 110/SN
Typ przekaźnika
Liczba
RRTT-7
ZAZ RJJ-1
ZAZTRG
ZTC-20
RRTC-1
14
2
33
4
45
Cyfrowe zabezpieczenia różnicowe stanowią 46% ogólnej liczby
zabezpieczeń.
• Układy automatyki SZR
ZABEZPIECZENIA CYFROWE
TRANSFORMATORÓW I PÓL
SN
Rodzaj układu
Liczba
Przekaźnikowy
SMAŻ
ZAZ
MultiMUZ SZR
CZIP-R, CZIP-2R
ZRC-10
REP 542
16
20
12
1
9
1
1
W roku 1991 zabezpieczenia analogowe były zainstalowane w 224
polach liniowych, co stanowiło 36,7% ogólnej liczby pól linio-
wych. Były to głównie zespoły typu ZAZ. W pozostałych polach
liniowych zainstalowane były zabezpieczenia elektromechaniczne
oraz szeroka gama zabezpieczeń ziemnozwarciowych. Zabez-
pieczenia te współpracowały z układami automatyki SPZ 1-
i 2-krotnego.
Pierwsze zabezpieczenia cyfrowe w rozdzielniach średniego napię-
cia pojawiły się w roku 1997. Struktura eksploatowanych przekaź-
ników cyfrowych w roku 2003 była następująca:
W dziedzinie układów automatyki SZR układy cyfrowe stanowią
20%.
• Pola SN linii odpływowych
• Zabezpieczenia transformatorów
110/SN
Zabezpieczenia cyfrowe są zainstalowane w 24 polach transfor-
matorów, co stanowi 12% eksploatowanych pól transformatorów
110/SN.
Typ przekaźnika
Liczba
SEPAM 1000
MultiMUZ LR
CZIP-L
CZIP-1L
REF542
4
17
82
84
9
Mgr inż. Jarosław Babiński, dr inż. Krzysztof Woliński - Zakład
Energetyczny Białystok, członkowie SEP
Razem
196
12
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE • ROK LXXII • 2004 nr 3
iii!
r
' '••'-•
lliliililiiSl filii
;
Obecnie cyfrowe zabezpieczenia linii odpływowych stanowią
28%, zabezpieczenia analogowe - 48%, zabezpieczenia elektro-
mechaniczne - 24% ogólnej liczby pól liniowych.
W roku 2003 wystąpiło 125 razy działanie automatyki SZR, w tym:
- na napięciu 110 kV - 46 razy,
- na napięciu SN - 79 razy (układy analogowe - 69, układy
cyfrowe - 10).
13% przypadków działania automatyki SZR w sieci SN nastąpiło
poprzez cyfrowe układy automatyki. Nie wystąpiły przypadki
działań zbędnych i brakujących.
W sieci średniego napięcia ZEB SA zanotowano łącznie 8461
przypadków działania automatyki SPZ, z czego 6081 działań było
skutecznych (cykle WZ i WZWZ - 72%) i 2380 nieskutecznych
(cykle WZW i WZWZW - 28%).
Zabezpieczenia cyfrowe obsługiwały automatykę SPZ zainstalo-
waną w 97 polach. Ogólna liczba zadziałań tej automatyki wyniosła
1814 (co stanowi 21,4% wszystkich działań). Działań skutecznych
było 742 (8,8% wszystkich działań), działań nieskutecznych 979
(11,6% wszystkich działań). Nie wystąpiły przypadki działań
zbędnych i brakujących.
Znaczną liczbę działania nieskutecznego automatyki SPZ należy
przypisać stanowi technicznemu linii. W ostatnim okresie wzrosła
znacznie liczba działań zabezpieczeń ziemnozwarciowych, których
szeroki wachlarz jest dostępny w zabezpieczeniach cyfrowych.
W przypadku zabezpieczeń cyfrowych zainstalowanych w polach
pomiaru napięcia, baterii kondensatorów, potrzeb własnych i łącz-
ników sekcji, działania układów zabezpieczeń były sporadyczne.
Obserwuje się znaczną liczbę działań układów sygnalizacji współ-
pracujących z zabezpieczeniami liniowymi. Zespoły zainstalowane
w polach potrzeb własnych i polu pomiaru napięcia dostarczają
cennych informacji o stanie linii średniego napięcia i parametrach
ziemnozwarciowych. W wyżej wymienionych zespołach nie wy-
stąpiły przypadki działań zbędnych i brakujących.
• Pola funkcyjne rozdzielni SN
Typ pola SN
Rodzaj zabezpieczenia
CZIP
11
6
9
8
MultiMUZ
2
1
2
2
CZAZ
SMAŻ ZCC-10
Pomiar napięcia
1
1
Bateria kondensatorów
Potrzeby własne
Na koniec roku 2003 w ZE Białystok SA były eksploatowane trzy
rozdzielnie 110/15 kV i dwie stacje SN/SN wyposażone w pełni
w układy cyfrowe zabezpieczeń i automatyki [4]. Dobiegają końca
prace modernizacyjne, prowadzone sposobem gospodarczym,
w trzech rozdzielniach 110/15 kV (wymiana zabezpieczeń elektro-
mechanicznych rozdzielni 15 kV i pól transformatorowych).
Elementem sprzyjającym wymianie starych zabezpieczeń w roz-
dzielniach SN jest program instalowania wyłączników próżnio-
wych [5, 6]. W pierwszej kolejności wyłączniki próżniowe są
instalowane w polach o najdłuższych ciągach liniowych oraz
największej liczbie zadziałań automatyki SPZ. Efekty tych prac są
wyraźnie zauważalne w eksploatacji układów zabezpieczeń i auto-
matyki.
Powodem wymiany przekaźnikowych wersji układów automatyki
SZR są przede wszystkim problemy techniczne ze starzejącą się
elektroniką przekaźników napięciowych. Wymogi związane z mi-
nimalizacją czasu trwania przerwy w zasilaniu odbiorców, a także
zwiększenie niezawodności zasilania oraz możliwość stosowania
różnych wariantów pracy na danej stacji 110/SN sprzyja stosowa-
niu układów cyfrowych [7, 8].
Podstawowym powodem wymiany analogowych zabezpieczeń
różnicowych transformatorów (seria RRTT-7), mimo licznych
modernizacji tych zabezpieczeń, jest także starzejąca się elektro-
nika. Doskonałym zamiennikiem tego zabezpieczenia jest przekaź-
nik RRTC-1 opracowany w Instytucie Energetyki w Warszawie,
wyposażony w rejestrator kryterialny [9, 10].
OCENA PRACY ZABEZPIECZEŃ CYFROWYCH
Nowa generacja urządzeń zabezpieczających wprowadziła do
eksploatacji zabezpieczeń także nowe narzędzia do oceny ich
działania. Rejestracja zdarzeń i zakłóceń eliminuje wszelkiego
rodzaju domysły, jak dane zakłócenie sieciowe zostało zlik-
widowane - możliwe jest dokładne przeanalizowanie wartości
zwarciowych, jakie towarzyszyły zakłóceniu oraz czasów ich
trwania, a także prześledzenie sposobu działania automatyki
w danym polu i stacji. Informacje dostępne w zabezpieczeniu
cyfrowym pozwalają na optymalne nastawienie wartości roz-
ruchowych danego typu zabezpieczenia i parametrów współ-
pracującej z nim automatyki.
Nowa technologia mikroprocesorowa zmieniła także podejście do
sposobu prowadzenia sprawdzeń zabezpieczeń. Nie występują
problemy ze stabilnością progów działania elementów prądowych
i czasowych. Powstał nowy problem „pamiętania", zwłaszcza gdy
mamy do czynienia z logiką swobodnie programowalną, które
elementy logiki czasowej lub progów działania muszą być na-
stawione, aby dane zabezpieczenie prawidłowo spełniało swoje
zadanie. Zmieniają się także czasokresy sprawdzeń eksploatacyj-
nych zabezpieczeń [11].
STATYSTYKA DZIAŁANIA
ZABEZPIECZEŃ CYFROWYCH
W roku 2003 zanotowano 25 przypadków wyłączeń transfor-
matorów 110/SN, które były wynikiem działania następujących
zabezpieczeń:
- różnicowych - 10, w tym zabezpieczeń cyfrowych 3,
- nadprądowych strony SN - 9, w tym zabezpieczeń cyfrowych 2,
- ODR - l,
- w sieci uziemionej przez rezystor - 5.
W 20% przypadków wyłączeń transformatorów zabezpieczenia
cyfrowe działały w sposób prawidłowy. Nie wystąpiły przypadki
działań zbędnych i brakujących.
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE • ROK LXXII • 2004 nr 3
13
W przypadku współpracy zabezpieczeń cyfrowych z nowoczes-
nymi systemami telemechaniki mamy możliwość natychmias-
towego dostępu do nastaw zabezpieczeń oraz pełnej informacji
o ich działaniu. Personel zabezpieczeniowy ma możliwość natych-
miastowej oceny zachowania się danego zabezpieczenia i oceny
sposobu likwidacji awarii.
Zmieniło się także podejście personelu ruchowego (obsługującego)
do nowych rodzajów zabezpieczeń. Przejrzysty i czytelny sposób
wyświetlania komunikatów na wyświetlaczu przekaźnika przy-
spiesza reakcję obsługi w zakresie oceny działania zabezpieczenia.
Możliwość konfigurowania diod sygnalizacyjnych oraz ich barwy
zwiększa także bezpieczeństwo obsługi danego pola, a tym samym
pozwala na uniknięcie błędów łączeniowych. Dużą zaletą - zwłasz-
cza zespołów CZIP - jest ich szeroka gama dostępnych pomiarów
ruchowych. Obecnie potwierdza się fakt, że nadmiar informacji,
jaka towarzyszy likwidacji zakłócenia, jest problemem dla dyżur-
nego ruchu (np. w RDR).
Wprowadzenie do eksploatacji nowej generacji zespołów cyf-
rowych jako sterowników polowych znacznie zwiększyło walory
użytkowe. Pozwoliło to na eliminację dodatkowych układów
sterowania, tradycyjnie związanych z celkąpola. Personel ruchowy
stacji ma obecnie „pod ręką" całe zabezpieczenie.
Bardzo dobrze oceniamy współpracę zabezpieczeń cyfrowych
z systemem BORSE, obecnie eksploatowanym na rozdzielniach.
Dzięki układom telemechaniki obiektowej wiele szczegółów za-
chowania się zabezpieczeń, które nie są zrozumiałe (lub zbyt
zawiłe) dla obsługi, dociera natychmiast do służb zabezpieczenio-
wych. Te uwagi pozwalają na wcześniejsze wykrywanie ewentual-
nych usterek oraz poprawę obsługi urządzeń [12].
Cennym narzędziem oceny zachowania się zabezpieczenia róż-
nicowego jest rejestrator kryterialny, który zastosowano w zabez-
pieczeniu RRTC-1 [10].
PODSUMOWANIE
Jak wynika z przedstawionych danych liczbowych, ilość instalowa-
nych przekaźników cyfrowych będzie stale rosła. Powodem tego
stanu rzeczy będzie nie tylko eliminacja coraz bardziej zawodnej
aparatury zabezpieczeniowej, pracującej ponad 30 lat, ale także
brak elementów zastępczych, które łatwo dadzą się wkomponować
w istniejące obwody wtórne stacji. Niektóre firmy proponują
- w celu zachowania gabarytów istniejących zabezpieczeń - in-
stalowanie tradycyjnej ich obudowy, wyposażonej w nowoczesne
wnętrze. Takie rozwiązanie zastosowano w ofercie firmy ALS-
TOM [13].
W przypadku ZEB SA duże znaczenie ma przyspieszenie związane
z wdrożeniami układów telemechaniki. Częściowa nawet moder-
nizacja pól w trakcje instalowania telemechaniki pozwala na
przesłanie znacznej ilości informacji, która uprości prowadzenie
ruchu w danym obiekcie. Uprzywilejowanie długich ciągów
sieciowych w procesie modernizacji pól SN wpłynie także na
poprawienie warunków zasilania tych właśnie odbiorców.
Opanowanie na odpowiednim poziomie technicznym obsługi
zabezpieczeń cyfrowych, udział w szkoleniach specjalistycznych,
wyposażenie w nowoczesne testery komputerowe i sprzęt pomiaro-
wy brygad zabezpieczeniowych w rejonach energetycznych ZEB
SA zapewnia prawidłową eksploatację oraz ułatwia interpretację
działania tych urządzeń. Dotychczasowy okres eksploatacji zabez-
pieczeń cyfrowych potwierdza dobre opanowanie umiejętności
obsługi zabezpieczeń nowej generacji przez brygady zabezpieczeń.
LITERATURA
[1] BABIŃSKI J., WNOROWSKI C., WOLIŃSKI K.: Ocena działania zabez-
pieczeń i automatyki SPZ sieci średniego napięcia w latach 1991-2001 w ZE
Białystok SA.
Automatyka Elektroenergetyczna
2002 nr 4
[2] WOLIŃSKI K., WYRZYKOWSKI W.: Ocena działania zabezpieczeń i auto-
matyki SPZ sieci średniego napięcia uziemionej przez rezystor w Zakładzie
Energetycznym Białystok SA.
Automatyka Elektroenergetyczna
2002 nr 2
[3] Zakład Energetyczny Białystok SA. Raport roczny 2002
[4] WOLIŃSKI K.: Modernizacja stacji 110/15 kV w ZE Białystok SA.
Biuletyn
Informacyjny „Klient, Dystrybucja, Przesyt".
PTPiREE, Poznań 2001 nr 10
[5] WOLIŃSKI K.: Wyłączniki próżniowe typu VL l na napięcie od 12 do 24 kV.
Automatyka Elektroenergetyczna
2001 nr 4
[6] LEHNIGK K., WOLIŃSKI K.: Próżniowe wyłączniki wnętrzowe typu NVL na
napięcie od 12 do 36 kV.
Wiadomości Elektrotechniczne
2002 nr 12
[7] WOLIŃSKI K.: Mikroprocesorowe zespoły automatyki SZR realizowane w stac-
jach 110/ŚN i ŚN.
Wiadomości Elektrotechniczne
1998 nr 11
[8] WOLIŃSKI K.: Układy zasilania sieci średniego napięcia - automatyka SZR.
Elektroinfo
2003 nr 5
[9] KURAN Z., SKRODZKI S.: Ocena zabezpieczeń różnicowych transformatorów
pracujących w krajowej energetyce.
Automatyka Elektroenergetyczna
2001 nr 4
[10] KURAN Z., SKRODZKI S., TOMCZAK E., WOLIŃSKI K.: Analiza działania
zabezpieczeń różnicowych RRTC-1.
Wiadomości Elektrotechniczne
2003 nr 9
[11] Ramowa instrukcja eksploatacji układów zabezpieczających, pomiarowych,
regulacyjnych i sterowniczo-sygnalizacyjnych urządzeń elektrycznych. PTPi-
REE Poznań, luty 1999
[12] WNOROWSKI C., WOLIŃSKI K.: Zabezpieczenia cyfrowe w sieci średniego
napięcia ZE Białystok SA. Konferencja „Współczesna problematyka sieci
średnich napięć". Dychów, 9-11 kwietnia 2003
[13] SIKORSKI J.: REFA i ALSTOM - czyli przeszłość i teraźniejszość przekaź-
ników zabezpieczeniowych.
Automatyka Elektroenergetyczna
2003 nr 2
Jak oceniamy dotychczasową pracę zabezpieczeń cyfrowych?
Dotychczas nie stwierdziliśmy działań brakujących i zbędnych.
Poprawiła się zdecydowanie skuteczność działania zabezpieczeń
ziemnozwarciowych, dzięki możliwości zastosowania kilku kryte-
riów działania. Nie występują przypadki braku skutecznego załą-
czenia linii odpływowej z dużą ilością transformatorów SN/nn.
Stwierdzamy bardzo dużą ilość informacji towarzyszącej każdemu
zadziałaniu zabezpieczenia, która jest cenna dla służb zabez-
pieczeniowych, a w małym stopniu wykorzystywana przez per-
sonel ruchowy (odwieczny konflikt interesów). We wszystkich
typach urządzeń cyfrowych występowały drobne usterki, które były
zazwyczaj sprawnie usuwane przez producentów.
OGŁOSZENIE
AGREGATY PRĄDOTWÓRCZE
duży wybór: skup - sprzedaż.
Zabrze, tel. 032/271-95-08
14
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE • ROK LXXII • 2004 nr 3
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl