Современные испытания защит трехконцевых линий

Как группа компаний Illwerke VKW выполняет проверку своих систем защиты

Раньше испытание распределенных систем дистанционной защиты с телемеханикой считалось времязатратным, поскольку требовало точного согласования планов испытаний на концах линии для их одновременного выполнения. Испытание защит трехконцевых линий является еще более сложным и дорогостоящим процессом по сравнению с защитой стандартной воздушной линии с двумя концами. Поскольку для систем защиты с несколькими концами можно выполнять системные испытания, такое тестирование считается относительно простым в реализации. Испытание можно подготавливать и контролировать с помощью одного ноутбука. Тот факт, что данный подход также успешно применяется на объектах без доступа к интернету, был подтвержден последним испытанием, выполненным группой компаний Illwerke VKW. В ходе испытания управление испытательным оборудованием выполнялось через конференцию в приложении Teams, с помощью которого данные ведущего устройства RelaySimTest передавались через мобильные точки доступа, чтобы каждый этап испытания можно было точно отслеживать на других концах.

Для того, чтобы иметь возможность физически обеспечить работу трехканальной линии, рядом с основной опорой воздушной линии на период проведения обслуживания была временно установлена небольшая дополнительная опора. На фотографии дополнительная опора изображена справа от основной.

Актуальность проведения испытания

В ведении группы компаний Illwerke VKW находятся гидроэлектростанции в долине Монтафон (Форарльберг), покрывающие пиковый спрос на электроэнергию. Такая электроэнергия в период пиковой нагрузки подается в европейскую международную энергосеть. Данные электростанции подключены посредством нескольких высоковольтных линий. Вдоль одной из таких линий, а именно воздушной линии напряжением 220 кВ, подключена электростанция, в которой необходимо было выполнить модернизацию фидера для подстанции A. Поскольку фидер на подстанции А был выведен в ремонт, вышеупомянутая воздушная линия электростанции была подключена к трехконцевой линии с помощью временной линейной опоры.

Конфигурация защиты

С этой целью три из четырех реле, которые ранее обеспечивали дистанционную защиту с телемеханикой соответствующих участков линии, были настроены с учетом схемы дистанционной защиты с телемеханикой для трехконцевой линии. Для этого требуется перепараметрировать три реле и выполнять испытание распределенной системы защиты перед вводом в эксплуатацию.

Взаимодействие, логика и покрытие

Для обеспечения комплексного взаимодействия со всеми точками системы можно было использовать два существующих телекоммуникационных пути, а также было необходимо заново проложить дополнительный канал связи. Логика обеспечения телезащиты, а также диапазоны зон дистанционной защиты были адаптированы в защитных устройствах соответствующим образом. Зона 1 реле на электростанции была приспособлена для обоих направлений таким образом, чтобы избежать избыточного покрытия на двух других концах; при этом диапазоны зон с избыточным покрытием были немного увеличены, чтобы использование нового промежуточного ввода не приводило к недостаточному покрытию.

Подготовка к испытанию

Для проведения испытания на соответствующие станции были отправлены три команды, оснащенные испытательными устройствами CMC. Контроль за ходом испытания централизованно обеспечивался через ноутбук на электростанции с помощью RelaySimTest посредством моделирования трехконцевой линии с параллельной линией на тех же опорах. Испытательные устройства были подключены к командам отключения и срабатывания защитных устройств, а также к их двоичным контактам для сигналов телемеханики. Каждый испытательный комплект был синхронизирован по времени часами CMGPS 588. Для управления испытательным оборудованием на трех электростанциях было установлено интернет-соединение с помощью мобильных телефонов.

Обеспечение связи во время испытания

С помощью подключения к интернету через мобильную точку доступа удалось провести общую конференцию в режиме реального времени с использованием приложения Microsoft Teams. Веб-камеры, микрофоны и динамики, установленные на каждой станции, обеспечивали постоянную связь между инженерами-испытателями. Впоследствии этот сеанс сетевой конференции использовался для предоставления общего доступа к экрану, на котором было запущено приложение RelaySimTest, чтобы все участники могли видеть ход выполнения испытания и его результаты для всех объектов.

Управление устройствами CMC на трех станциях

Установленное интернет-соединение позволяло управлять испытательными устройствами на двух удаленных подстанциях с помощью облачного подключения через OMICRON Device Remote Agent, после чего доступ предоставлялся каждому инженеру-испытателю посредством ведущего устройства RelaySimTest. Таким образом, два удаленных устройства CMC могли использоваться так же, как и одно устройство CMC, подключенное напрямую к ноутбуку на электростанции, а корректность поведения всей системы защиты можно было проверить в ходе последующего испытания.

Какие испытания были выполнены?

В первую очередь, было выполнено испытание на стабильность системы защиты. С этой целью моделировалась стабильная подача нагрузки, а затем внешние КЗ. Во втором случае, реле не должны срабатывать, при условии, что КЗ устраняется соответствующей системой внешней защиты. После выполнения испытания на стабильность системы защиты моделировались различные типы внутренних неисправностей. Запуск испытания производился при повреждениях с отключением без времени выдержки для различных мест повреждений. В дальнейшем защита тестировалась при слабой подаче электричества на каждом конце, на которых реле должны были срабатывать с использованием функции отражения телемеханической защиты. Затем были проведены испытания для распределенных подключений сигналов, требующих отключения системы защиты с задержкой в Зоне 2. И наконец, в зонах 2 и 3 было протестировано резервное отключение в случае внешних КЗ и сбоя соответствующей системы внешней защиты.

Так выглядела испытанная система защиты трехконцевой линии в RelaySimTest.

Подключение к интернету через мобильную точку доступа

Подключение к интернету было установлено на трех объектах в качестве основного источника дальнейшей связи.

Сетевая конференция

После чего была запущена конференция в режиме реального времени для обеспечения удобства коммуникации в любое время, а также для предоставления общего доступа к важной информации, в том числе к конкретным этапам испытаний.

Подключение

И наконец, устройства CMC были подключены по схеме, используемой для проведения испытания на одном конце. Кроме того, для обеспечения надлежащего подключения на всех станциях использовалось несколько точек.

OMICRON Device Remote Agent

Впоследствии с помощью приложения Device Remote Agent обеспечивалось удобство централизованного управления всеми устройствами CMC с ноутбука, с запущенным основным экземпляром RelaySimTest.

Процесс тестирования трехканальной системы защиты линий был почти таким же удобным, как если бы все три устройства CMC находились рядом друг с другом. Простота координации процессов обеспечивалась посредством проведения конференции в режиме реального времени. Кроме того, во время конференции был также предоставлен общий доступ к программному обеспечению параметризации и журналам событий для реле. Система защиты была введена в эксплуатацию после успешного выполнения испытаний.

По окончании технического обслуживания на электростанции устройства защиты будут возвращены в исходный режим эксплуатации для обеспечения стандартной защиты на двух концах, после чего будет выполнено два коротких повторных испытания с одним удаленным концом для каждого.