Система волнового ОМП на базе терминалов ТОР 300 ВОМП

Система волнового ОМП предназначена для обслуживания участка электрической сети класса напряжения 110-750 кВ. Каждый терминал ТОР 300 ВОМП в составе системы волнового ОМП контролирует сразу все присоединения, подключенные к шинам ПС одного класса напряжения.

Описание принципа двустороннего волнового ОМП

Принцип двустороннего волнового ОМП основан на свойствах переходных процессов в ЛЭП. В момент коммутации ветви повреждения возникает электромагнитная волна, которая распространяется по ЛЭП в направлении ее концов, как показано на рисунке 1. Волна достигает концов ЛЭП с задержкой, пропорциональной пройденному расстоянию. Расстояние до места повреждения может быть вычислено по разности времен прихода волны на концы ЛЭП.

где Xf – расчетное расстояние до места повреждения от локального конца ЛЭП, км; L – длина ЛЭП, км; (t1 - t2) – разность времен достижения фронтом волны ПС1 и ПС2, с; v – скорость распространения волны по ЛЭП, км/с.

Рисунок 1. Иллюстрация распространения волны КЗ в ЛЭП.

Оптимизация объема оборудования в системе волнового ОМП 

Система волнового ОМП, реализованная объединенными в одну информационную сеть терминалами ТОР 300 ВОМП, оптимизирует применение метода в масштабах энергосистемы. Один полукомплект системы волнового ОМП контролирует сразу все линии, подключенные к шинам одного класса напряжения. Фиксация фронта электромагнитной волны выполняется только по цепям напряжения через шинный трансформатор напряжения (ТН). Экономический эффект заключается в том, что при использовании сигналов напряжения с шинного ТН все отходящие ЛЭП контролируются одним комплектом волнового ОМП. Пуск устройства волнового ОМП, а также получение информации о том, какая именно ЛЭП повреждена, осуществляется путем обмена данными с устройствами релейной защиты (РЗ), например, по протоколу МЭК 61850.

Экономический эффект относительно индивидуальных устройств волнового ОМП достигается за счет уменьшения количества полукомплектов на величину δ:

где n – число контролируемых системой волнового ОМП линий; k – число узлов (ПС), к которым примыкают контролируемые линии.
Например, в схеме на рисунке 2 требуется установка трех устройств вместо шести.

Рисунок 2. Пример расстановки устройств ТОР 300 ВОМП.

Преимущества системы волнового ОМП 

• снижение затрат на поиск места повреждения благодарявысокой точности волнового метода;
• снижение затрат на закупку и техническое обслуживание устройств ОМП;
• снижение затрат на оборудование связи благодаря уменьшению числа требуемых портов (один порт связи на подстанцию);
• упрощение интеграции в АСУ ТП;
• отсутствие дополнительной нагрузки на трансформаторы тока;
• значительное упрощение применения волнового метода на подстанциях третьей архитектуры благодаря использованию только напряжений;
• снижение количества кабельной продукции;
• хорошая масштабируемость и возможность развертывания в несколько очередей.

Опыт реализации системы волнового ОМП и результаты натурных испытаний

В соответствии с Распоряжением филиала ПАО «Россети ФСК ЕЭС» – МЭС Востока «О подготовке к проведению опыта КЗ на КВЛ 220 кВ Томмот – Майя» 6 и 7 сентября 2021 года на КВЛ 220 кВ Томмот – Майя I цепь филиала ПАО «Россети ФСК ЕЭС» - МЭС Востока (Амурское ПМЭС) проведены натурные испытания терминалов ТОР 300 ВОМП системы волнового ОМП для проверки их точности функционирования.

Терминалы были расположены на релейных щитах ПС 220 кВ Томмот и ПС 220 кВ Майя и подключались по цепям измерения – к вторичным фазным обмоткам электромагнитных трансформаторов напряжения, подключенных к сборным шинам 220 кВ этих ПС, по цепям синхронизации измерений – к антеннам спутниковой навигационной системы GPS/ГЛОНАСС, по цепям передачи меток двусторонних измерений – к системе передачи информации по ЛЭП (ВОЛС) и по цепям пуска от защит (РЗА) – к исполнительным органам («сухим» контактам и каналу передачи GOOSE-сообщений) дифференциальной защиты ЛЭП.

Пример установки системы волнового ОМП на ПС. Один терминал ТОР 300 ВОМП обслуживает все присоединения на подстанции.

Результаты натурных испытаний

Опыт №1 КЗ на тело опоры №375
Устройства ОМП	Показания устройств ОМП от ПС 220 кВ Майя	Фактическое место повреждения, км от ПС 220 кВ Майя	Относительная погрешность, %
ТОР 300 ВОМП	308,2	307,6	0,13
ИМФ-3Р	327,1		4,5
ДЗЛ (7SD522)	331,7		5,54

Опыт №2 КЗ через переходное сопротивление в пролете опор №374 – 375
Устройства ОМП	Показания устройств ОМП от ПС 220 кВ Майя	Фактическое место повреждения, км от ПС 220 кВ Майя	Относительная погрешность, %
ТОР 300 ВОМП	308,04	307,73	0,071
ИМФ-3Р	328,2		4,71
ДЗЛ (7SD522)	329,4		4,98

Результаты натурных испытаний на КВЛ 220 кВ Томмот – Майя I цепь подтвердили высокую точность разработанных устройств системы волнового ОМП.

Согласно итогам заседания секции №3 НТС ПАО «Россети» «Технологии и оборудование для АСУ в электрических сетях» признано целесообразным внедрение данного ОМП в электросетевом комплексе ПАО «Россети» (протокол №3/32 НТС ПАО «Россети» от 10.11.2021г.).

С дополнительной информацией можно ознакомиться в статье: «Разработка и применение устройств определения места повреждения на линиях электропередачи с использованием волновых методов», Энергия единой сети, № 5-6, 2021.

- Система волнового определения места повреждения, подключённая к трансформаторам напряжения системы шин (http://elst.energy-journals.ru/index.php/elst/article/view/1461)

- Полигонные испытания системы волнового определения места повреждения на воздушных линиях (http://elst.energy-journals.ru/index.php/elst/article/view/1564)

- Разработка и применение устройств определения места повреждения на линиях электропередачи с использованием волновых методов (https://энергия-единой-сети.рф/wp-content/uploads/2022/02/010_lachugin-ntc-ees-5-6-2021.pdf)

- «Система волнового определения места повреждения подключенная к трансформаторам напряжения системы шин».

- Пат. 2739433 Российская Федерация, МПК G01R 31/08. Способ определения места повреждения на линии электропередачи.