energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-851Research ArticleЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКАELECTRICAL POWER ENGINEERINGНАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙCONCEPTS OF IMPROVING CURRENT PROTECTION OF POWER-GRID LINESРоманюкФ. А.RomaniukF. A.

Член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор

faromanuk@bntu.byШевалдинМ. А.ShevaldinM. A.

Магистр технических наук

Master of Engineering

faromanuk@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus20151006201502510Copyright © Романюк Ф.А., Шевалдин М.А., 20152015Романюк Ф.А., Шевалдин М.А.Romaniuk F.A., Shevaldin M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/851

Токовые защиты линий распределительных сетей 6–35 кВ используются для их защиты от междуфазных коротких замыканий. Главный недостаток состоит в относительно больших выдержках времени последних ступеней, особенно на головных участках сети, вследствие ступенчатых характеристик срабатывания, а также значительного количества ступеней. Полноценная защита линий 6–35 кВ от междуфазных коротких замыканий может быть обеспечена двухступенчатой токовой защитой, у которой первая ступень – токовая отсечка без выдержки времени, а вторая – максимальная токовая защита с выдержкой времени, линейно зависящей от расстояния от места установки защиты до точки повреждения. В статье представлены формулы расчета характеристик выдержек времени второй ступени и их примерный графический вид. Авторами предложен вариант решения проблемы с расчетом выдержек времени второй ступени защиты в тех случаях, когда от шин подстанции, расположенной в конце защищаемой линии, отходят несколько присоединений.

Совершенствование  токовых  защит  линий  6–35  кВ  с  односторонним  питанием от междуфазных коротких замыканий может быть основано на использовании в совокупности таких принципов, как: учет места и вида коротких замыканий, что обеспечивает расширение зоны мгновенного отключения быстродействующей ступени и ее независимость от вида повреждения и режима работы сети, а также позволяет увеличить чувствительность последней ступени к несимметричным коротким замыканиям; определение места коротких замыканий по результатам измерения только токов повреждения, что упрощает выполнение защиты; выполнение последней ступени защиты с линейно зависимой выдержкой времени, что обеспечивает возможность повышения ее быстродействия.

The  6–35  kV  power-grid  current  protection  serves  to  protect  the  transmission  lines against phase-to-phase short-circuits. The major disadvantage of it lies in the relatively large time delays of the last stages especially in the main sections of the grid owing to the stepped relay characteristics as well as a large number of the steps. A full-fledged protection of the 6–35 kV lines against inter-phase short circuits can be provided by the two-stage current protection: the first stage being the current cutoff without any time delay and the second stage – the maximum current protection where the time delay is linear contingent on the distance between the protection placement and the fault-point location. The article introduces the rating formulae for the time delays of the second-stage and their exemplary graphic presentation. The authors offer a variant for solving the problem with computation of the second-stage time delays in those instances where several feeders diverge from the bus bars of the substation located in the end of the protected line.

Improving current protections for the 6–35 kV transmission lines with one-end power supply against interphase short-circuits can be based on the collective application of the following principles: accounting for the type and location of the short-circuit which provides for the high-performance cutoff zone instantaneous expansion and its independence on the mode of failure and the grid operation mode. It also allows increase of the last stage sensitiveness towards asymmetrical short-circuits; detection of the short-circuit location only on the results of fault currents measurement which simplifies the protection implementation; realization of the last (second) protection stage with linear-dependent time delay which ensures potentiality of its operation speed increase.

энергетикалинии распределительных сетейрелейная защитаpower engineeringpower-grid linesrelay protectionReferencesФедосеев, А. М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей : учеб. пособие для вузов / А. М. Федосеев. – М. : Энергоатомиздат, 1984. – 520 с.Fedoseev, A. M. (1984) Relay Protection of Electric Energy Systems. Relay Protection of Electric Power Networks: Educational Aids for Students. Moscow, Energoatomizdat. 520 p. (in Russian).Чернобровов, Н. В. Релейная защита энергетических систем / Н. В. Чернобровов, В. А. Семенов. – М. : Энергоатомиздат, 1998. – 798 с.Chernobrovov, N. V., Semenov, V. A. (1998) Relay Protection of Electric Energy Systems. Moscow, Energoatomizdat. 798 p. (in Russian).Шабад, М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей / М. А. Шабад. – 4-е изд., перераб. и доп. – СПб. : ПЭИПК, 2003. – 350 с.Shabad, M. A. (2003) The Calculations of the Parameters of Relay Protection and Automation in the Distribution Networks. 4th ed. St. Petersburg, PEIPK. 350 p. (in Russian).Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. – М. : Энергоатомиздат, 2007. – 549 с.Shneerson, E. M. (2007) Digital Relay Protection. Moscow, Energoatomizdat. 549 p. (in Russian).Романюк, Ф. А. Определение места повреждения на линиях напряжением 6–35 кВ с односторонним питанием / Ф. А. Романюк, М. А. Шевалдин // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2014. – № 5. – С. 5–14.Romaniuk, F. A., Shevaldin, M. A. (2014) Detection of Fault Location on the Power Lines 6–35 kV with Unilateral Feed. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 5, 5–14 (in Russian).Ковалевский, А. В. Выбор численного значения критерия для определения вида короткого замыкания в адаптивной микропроцессорной токовой защите линий / А. В. Ковалевский // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2007. – № 6. – С. 5–13.Kovalevskij, A. V. (2007) Choice of the Numerical Values Criteria for the Determination of the Type of Short Circuit in Adaptive Microprocessor Current Relay Protections. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 6, 5–13 (in Russian).Романюк, Ф. А. Определение вида повреждения на линиях распределительных сетей в объеме функций микропроцессорных токовых защит / Ф. А. Романюк, А. А. Тишечкин, Е. В. Булойчик // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2011. – № 4. – С. 5–10.Romaniuk, F. A., Tishechkin, A. A., Bulojchik, E. V. (2011) Determination of the Type of Fault on the Lines of Distribution Networks in the Range of Functions of Microprocessor Current Relay Protections. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 4, 5–10 (in Russian).Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение микропроцессорных защит электроустановок: учеб. пособие / Ф. А. Романюк. – Минск: Технопринт, 2001. – 133 с.Romaniuk, F. A. (2001) Information Support of the Microprocessor Relay Protections of the Electrical Installations. Minsk, Tehnoprint. 133 p. (in Russian).О выборе характеристик срабатывания токовых защит линий в распределительных сетях с односторонним питанием / Ф. А. Романюк [и др.] // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2008. – № 6. – С. 5–10.Romaniuk, F. A., Tishechkin, A. A., Rumiantsev, V. Iu., Novash, V. I., Bobko, N. N., Glinskii, E. V. (2008) About Choice of Pick-Up Characterictics of the Current Relay Protections in the Distribution Networks with Unilateral Feed. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 6, 5–10 (in Russian).Романюк, Ф. А. Определение места короткого замыкания на линиях распределительных сетей в объеме функций микропроцессорных токовых защит / Ф. А. Романюк, А. А. Тишечкин, О. А. Гурьянчик // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2010. – № 6. – С. 5–13.Romaniuk, F. A., Tishechkin, A. A., Gurjanchik, O. A. (2010) Detection of ShortCircuit Point Location on the Lines of Distribution Networks in the Range of Functions of Microprocessor Current Relay Protections. Izvestiia Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii – Energetika [Proceedings of Higher Education Institutions and Power Engineering Associations – Power Engineering], 6, 5–13 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.