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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Abschnitt 3. Schutz und Automatisierung Relaisschutz. Schutz von Freileitungen in Netzen mit einer Spannung von 110-500 kV mit effektiv geerdetem Neutralleiter
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Regeln für die Installation elektrischer Anlagen (PUE) 3.2.106. Für Leitungen in 110-500-kV-Netzen mit effektiv geerdetem Neutralleiter müssen Relaisschutzgeräte gegen mehrphasige Kurzschlüsse und Erdschlüsse vorgesehen werden. 3.2.107. Schutzvorrichtungen müssen mit Vorrichtungen ausgestattet sein, die ihre Wirkung bei Schwingungen blockieren, wenn im Netz Schwingungen oder asynchroner Betrieb möglich sind, bei denen ein übermäßiger Betrieb der Schutzvorrichtung wahrscheinlich ist. Es ist zulässig, den Schutz ohne Blockiervorrichtungen durchzuführen, wenn er rechtzeitig (ca. 1,5–2 s) von den Schwankungen abgeschaltet wird. 3.2.108. Bei Leitungen mit 330 kV und mehr sollte als Hauptschutz ein Schutz vorgesehen werden, der im Falle eines Kurzschlusses an einer beliebigen Stelle des geschützten Abschnitts ohne Verzögerung wirkt. Bei Leitungen mit einer Spannung von 110–220 kV sollte in erster Linie die Frage der Art des Hauptschutzes, einschließlich der Notwendigkeit, einen Schutz zu verwenden, der im Falle eines Kurzschlusses an jedem Punkt des geschützten Abschnitts ohne Verzögerung arbeitet, berücksichtigt werden die Anforderung, die Stabilität des Energiesystems aufrechtzuerhalten. Wenn gleichzeitig nach den Berechnungen der Stabilität des Betriebs des Stromnetzes keine anderen, strengeren Anforderungen gestellt werden, kann davon ausgegangen werden, dass diese Anforderung in der Regel bei dreiphasigen Kurzschlüssen erfüllt ist, bei denen die Restspannung an den Bussen von Kraftwerken und Umspannwerken unter 0,6-0,7 Unen liegt, ohne Zeitverzögerung abschalten. Für 0,6-kV-Leitungen, weniger wichtige 110-kV-Leitungen (in stark verzweigten Netzen, in denen Verbraucher von mehreren Seiten zuverlässig versorgt werden) sowie in Einzelfällen für wichtigere 220-kV-Leitungen kann ein geringerer Wert der Restspannung (220 Unenn) zugelassen werden wenn der betreffende Fehler nicht zu einem erheblichen Lastabwurf führt. Bei der Auswahl der auf 110-220-kV-Leitungen installierten Schutzart ist neben der Anforderung zur Aufrechterhaltung der Stabilität des Stromnetzes Folgendes zu berücksichtigen: 1. Auf den vom Kernkraftwerk ausgehenden Leitungen ab 110 kV sowie auf allen Elementen des angrenzenden Netzes, auf denen bei mehrphasigen Kurzschlüssen die Restspannung des positiven Systems auf der Hochspannung liegt Seite der KKW-Einheiten kann auf mehr als 0,45 nominal sinken, Redundanz des Hochgeschwindigkeitsschutzes mit einer Zeitverzögerung von nicht mehr als 1,5 s unter Berücksichtigung der Wirkung des Leistungsschalters. 2. Schäden, deren zeitverzögerte Abschaltung zu einer Störung des Betriebs kritischer Verbraucher führen kann, müssen unverzüglich abgeschaltet werden (z. B. Schäden, bei denen die Restspannung an den Sammelschienen von Kraftwerken und Umspannwerken ansteigt). kleiner als 0,6 Unenn sein, wenn ihre zeitverzögerte Abschaltung zu einer Selbstentladung durch Spannungslawine führen kann, oder Schäden mit einer Restspannung von 0,6 Unenn oder mehr, wenn eine zeitverzögerte Abschaltung zu einer Verletzung führen kann der Technologie). 3. Ist die Realisierung einer schnellen automatischen Wiedereinschaltung erforderlich, muss an der Leitung eine Schnellsicherung installiert werden, die eine beidseitige zeitverzögerungsfreie Abschaltung der beschädigten Leitung gewährleistet. 4. Bei fehlerverzögerter Abschaltung bei Strömen um ein Vielfaches des Nennstroms kann es zu unzulässiger Überhitzung der Leiter kommen. Der Einsatz von Hochgeschwindigkeitsschutz ist in komplexen Netzwerken und bei Fehlen der oben genannten Bedingungen zulässig, wenn dies zur Gewährleistung der Selektivität erforderlich ist. 3.2.109. Bei der Beurteilung der Sicherstellung der Standsicherheitsanforderungen, basierend auf den Eigenspannungswerten nach 3.2.108, ist Folgendes zu berücksichtigen: 1. Bei einer einzelnen Verbindung zwischen Kraftwerken oder Energiesystemen muss die in 3.2.108 angegebene Restspannung an den in diese Verbindung einbezogenen Bussen von Umspannwerken und Kraftwerken überprüft werden, im Falle eines Kurzschlusses auf den von diesen Reifen ausgehenden Leitungen. bis auf die Linien, die die Verbindung bilden; für eine einzelne Verbindung, die einen Teil der Abschnitte mit parallelen Leitungen enthält – auch im Falle eines Kurzschlusses auf jeder dieser parallelen Leitungen. 2. Wenn mehrere Verbindungen zwischen Kraftwerken oder Energiesystemen bestehen, sollte der in 3.2.108 angegebene Restspannungswert nur an den Bussen der Umspannwerke oder Kraftwerke überprüft werden, an denen diese Verbindungen angeschlossen sind, im Falle eines Kurzschlusses an den Verbindungen und auf anderen Strecken, die mit diesen Reifen betrieben werden, sowie auf Strecken, die mit Bussen von Kommunikationsumspannwerken betrieben werden. 3. Die Restspannung muss am Ende der von der ersten Schutzstufe abgedeckten Zone im Modus der kaskadierten Fehlerauslösung, d. h. nach dem Öffnen des Leistungsschalters vom gegenüberliegenden Ende der Leitung durch den Schutz ohne Zeitverzögerung, auf Kurzschluss überprüft werden. 3.2.110. Auf Einzelleitungen mit einseitiger Einspeisung aus mehrphasigen Fehlern sollte ein Stufenstromschutz bzw. Stufenstrom- und Spannungsschutz installiert werden. Wenn solche Schutzvorrichtungen nicht den Anforderungen an Empfindlichkeit oder Fehlerabschaltgeschwindigkeit (siehe 3.2.108) genügen, beispielsweise in den Kopfabschnitten, oder wenn dies unter der Bedingung sinnvoll ist, dass die Schutzvorrichtungen benachbarter Abschnitte mit dem Schutz der Abschnitte übereinstimmen In Betracht gezogen wird, sollte ein abgestufter Distanzschutz vorgesehen werden. Im letzteren Fall wird als zusätzlicher Schutz die Verwendung einer Stromabschaltung ohne Zeitverzögerung empfohlen. Bei Erdfehlern sollte in der Regel ein gerichteter oder ungerichteter Nullsystemschutz mit Stufenstrom vorgesehen werden. Grundsätzlich sollte der Schutz nur auf den Seiten angebracht werden, von denen aus Strom zugeführt werden kann. Bei Leitungen, die aus mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten bestehen, ist der Einfachheit halber die Verwendung von nicht selektiven Stufenstrom- und Spannungsschutzvorrichtungen (gegen Mehrphasenfehler) und Stufennullstromschutzvorrichtungen (gegen Erdfehler) in Kombination mit Wechselstromschutzvorrichtungen zulässig automatische Wiedereinschaltgeräte. 3.2.111. Auf einzelnen Leitungen, die von zwei oder mehr Seiten mit Strom versorgt werden (letztere - auf Leitungen mit Abzweigungen), sowohl bei Vorhandensein als auch bei Abwesenheit von Bypass-Verbindungen, sowie auf Leitungen, die in ein Ringnetz mit einem Stromanschluss eingebunden sind, gegen mehrere -Phasenkurzschlüsse sollten als Distanzschutz (hauptsächlich dreistufig) oder als Ersatz- oder Hauptstromschutz (letzteres nur auf 110-220-kV-Leitungen) verwendet werden. Als zusätzlichen Schutz empfiehlt sich die Verwendung einer Stromabschaltung ohne Zeitverzögerung. In einigen Fällen ist es zulässig, die Stromabschaltung für Maßnahmen im Falle eines fehlerhaften Einschaltens in einen dreiphasigen Kurzschluss an der Stelle, an der der Schutz installiert ist, zu verwenden, wenn die Stromabschaltung für den Betrieb in anderen Modi nicht den Anforderungen entspricht Empfindlichkeitsanforderung (siehe 3.2.26). Bei Erdfehlern sollte in der Regel ein gerichteter oder ungerichteter Nullsystemschutz mit Stufenstrom vorgesehen werden. 3.2.112. Als Hauptschutz gegen mehrphasige Kurzschlüsse am Empfangsende der Kopfabschnitte des Ringnetzes mit einem Stromanschluss wird die Verwendung eines einstufigen Stromrichtungsschutzes empfohlen; Auf anderen Einzelleitungen (hauptsächlich 110 kV) ist es in einigen Fällen zulässig, einen Stufenstromschutz oder einen Stufenstrom- und Spannungsschutz zu verwenden, der bei Bedarf gerichtet ist. Grundsätzlich sollte der Schutz nur auf den Seiten angebracht werden, von denen aus Strom zugeführt werden kann. 3.2.113. Auf von zwei oder mehr Seiten gespeisten Parallelleitungen sowie auf der Einspeiseseite von Parallelleitungen mit einseitiger Einspeisung können die gleichen Schutzmaßnahmen wie auf den entsprechenden Einzelleitungen angewendet werden (siehe 3.2.110 und 3.2.111). Um die Abschaltung von Erdschlüssen und in einigen Fällen von Fehlern zwischen den Phasen auf Leitungen mit zweiseitiger Stromversorgung zu beschleunigen, kann ein zusätzlicher Schutz mit Steuerung der Stromrichtung in einer parallelen Leitung angewendet werden. Dieser Schutz kann in Form eines separaten Querstromschutzes (unter Einbeziehung eines Relais für Nullstrom oder Phasenströme) oder nur als Beschleunigungsschaltung für installierte Schutzeinrichtungen (Nullstrom, Überstrom, Fernstrom usw.) erfolgen. mit Richtungssteuerleistung in parallelen Leitungen. Um die Empfindlichkeit des Nullsystemschutzes zu erhöhen, ist es zulässig, die Abschaltung seiner einzelnen Stufen beim Ausschalten des Parallelleitungsschalters vorzusehen. Auf der Empfangsseite zweier Single-Ended-Parallelleitungen sollte grundsätzlich ein Querrichtungsdifferentialschutz vorgesehen werden. 3.2.114. Wenn der Schutz gemäß 3.2.113 die Geschwindigkeitsanforderungen (siehe 3.2.108) nicht erfüllt, als Hauptschutz (bei Betrieb von zwei parallelen Leitungen) am Versorgungsende von zwei parallelen 110-220-kV-Leitungen mit einseitiger Versorgung und bei Bei zwei parallelen 110-kV-Leitungen mit bilateraler Stromversorgung, hauptsächlich in Verteilungsnetzen, kann ein transversaler Differentialrichtungsschutz angewendet werden. In diesem Fall kommt im Betrieb einer Leitung sowie als Backup beim Betrieb zweier Leitungen der Schutz nach 3.2.110 und 3.2.111 zum Einsatz. Es ist erlaubt, diesen Schutz oder seine einzelnen Stufen für die Summe der Ströme beider Leitungen einzuschalten (z. B. die letzte Stufe des Nullstromschutzes), um seine Empfindlichkeit gegenüber Schäden an benachbarten Elementen zu erhöhen. Es ist zulässig, zusätzlich zum Stufenstromschutz von 110-kV-Parallelleitungen einen transversalen Differentialrichtungsschutz zu verwenden, um die Zeit der Fehlerabschaltung auf den geschützten Leitungen zu verkürzen, wenn dies gemäß den Geschwindigkeitsbedingungen (siehe 3.2.108) der Fall ist ist nicht verpflichtend. 3.2.115. Wenn der Schutz nach 3.2.111 – 3.2.113 die Geschwindigkeitsanforderung (siehe 3.2.108) nicht erfüllt, sollten Hochfrequenz- und Längsdifferentialschutz als Hauptschutz für Einzel- und Parallelleitungen mit beidseitiger Einspeisung vorgesehen werden. Für 110-220-kV-Leitungen wird empfohlen, den Hauptschutz durch Hochfrequenzblockierung des Fern- und Stromrichtungs-Nullsystemschutzes durchzuführen, wenn dies aufgrund der Empfindlichkeitsbedingungen (z. B. bei Leitungen mit Abzweigungen) oder einer Schutzvereinfachung angemessen ist. Ist die Verlegung eines Sonderkabels erforderlich, muss der Einsatz eines Längsdifferentialschutzes durch eine Machbarkeitsstudie begründet werden. Um die Funktionsfähigkeit der Hilfsschutzleitungen zu kontrollieren, müssen spezielle Vorrichtungen vorgesehen werden. Auf 330-350-kV-Leitungen muss zusätzlich zum Hochfrequenzschutz die Verwendung einer Vorrichtung zur Übertragung eines Auslöse- oder Aktivierungshochfrequenzsignals (um die Wirkung des Stufensicherungsschutzes zu beschleunigen) vorgesehen werden, sofern dies der Fall ist Gerät für andere Zwecke bereitgestellt wird. Auf 500-kV-Leitungen darf das angegebene Gerät speziell zum Relaisschutz installiert werden. In Fällen, in denen es die Geschwindigkeitsbedingungen (siehe 3.2.108) oder die Empfindlichkeit erfordern (z. B. auf Strecken mit Abzweigungen), ist die Verwendung der Übertragung eines Auslösesignals zur Beschleunigung des Betriebs von Stufenschutzvorrichtungen von 110 zulässig. 220-kV-Leitungen. 3.2.116. Bei der Durchführung des Hauptschutzes gemäß 3.2.115 sollten als Backup verwendet werden:
Im Falle einer langfristigen Deaktivierung des in 3.2.115 genannten Hauptschutzes darf, wenn dieser Schutz auf die Anforderung der Fehlerabschaltgeschwindigkeit (siehe 3.2.108) eingestellt ist, eine nicht selektive Beschleunigung vorgesehen werden der Backup-Schutz gegen Fehler zwischen den Phasen (z. B. mit Steuerung der Gleichspannungswertsequenzen). 3.2.117. Die Hauptschutzvorrichtungen, Hochgeschwindigkeits-Backup-Schutzstufen gegen mehrphasige Kurzschlüsse und Messelemente des OAPV-Geräts für 330-350-kV-Leitungen müssen eine spezielle Konstruktion haben, die ihre normale Funktion (mit den angegebenen Parametern) unter intensiven Bedingungen gewährleistet transiente elektromagnetische Prozesse und erhebliche kapazitive Leitfähigkeiten der Leitungen. Hierzu muss Folgendes bereitgestellt werden:
Wenn es beim Einschalten von Hochgeschwindigkeitsschutzvorrichtungen für die Summe der Ströme von zwei oder mehr Stromwandlern nicht möglich ist, die Anforderungen von 3.2.29 zu erfüllen, wird empfohlen, besondere Maßnahmen vorzusehen, um eine übermäßige Auslösung der Schutzvorrichtungen im Falle von Fremdeinwirkung zu verhindern Schäden (z. B. Vergröberung der Schutzvorrichtungen) oder installieren Sie einen separaten Satz Stromwandler im Leitungskreis, um die Schutzvorrichtung mit Strom zu versorgen. Bei Schutzvorrichtungen, die auf 330-500-kV-Leitungen installiert sind, die mit kapazitiven Längskompensationsgeräten ausgestattet sind, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um eine übermäßige Auslösung des Schutzes im Falle äußerer Schäden durch den Einfluss dieser Geräte zu verhindern. Beispielsweise kann ein Gegensystem-Leistungsrichtungsrelais oder eine Freigabesignalübertragung verwendet werden. 3.2.118. Bei Verwendung des APPV müssen die Relaisschutzgeräte so ausgelegt sein, dass: 1) Bei Erdschlüssen einer Phase und in einigen Fällen und bei Fehlern zwischen zwei Phasen wurde nur eine Phase abgeschaltet (mit anschließender automatischer Wiedereinschaltung); 2) Bei erfolgloser Wiedereinschaltung nach dem in Absatz 1 genannten Schaden wurden eine oder drei Phasen abgeschaltet, je nachdem, ob ein längerer Leerlaufbetrieb der Leitung vorgesehen ist oder nicht; 3) Bei anderen Schadensarten wirkte der Schutz auf die Trennung von drei Phasen.
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