Какви конфликти съществуват между FA и UFLS в електроенергийните системи и как да бъдат решени
Автоматизация фидеров (FA) и отсечка нарастващо натоварване при понижаване на честотата (UFLS) са две критични механизма за защита и управление в електроенергийните системи. Въпреки че и двете целят да осигурят безопасна и стабилна работа на системата, те носят потенциални конфликти в логиката и времето, които изискват внимателна координация.
Автоматизация на фидерите (FA): Основно се занимава с местни дефектни случаи (например, краткосрочни замыкания, земни дефекти) в разпределителните мрежи. Целта ѝ е бързо локализиране и изолация на дефектните участъци и възстановяване на електропитането в ненадлежещите области чрез реорганизация на мрежата с помощта на ключове. FA подчертава бързото местно възстановяване на електропитането.
Отсечка нарастващо натоварване при понижаване на честотата (UFLS): Реагира на сериозни спадове на честотата в свързаната мрежа (например, поради спиране на генератори, внезапно увеличение на натоварването или прекъсване на връзката, причиняващи недостиг на мощност). Систематично отсича предварително определени некритични натоварвания, за да предотврати спад на честотата, възстанови равновесието на мощността и стабилизира честотата на системата. UFLS дава приоритет на общата сигурност на честотата на системата.
Отсечка нарастващо натоварване при понижаване на напрежението (UVLS): Мониторира напрежението на системата в реално време. Когато напрежението падне под предварително зададен праг, UVLS схемата определя дали да действа, базирайки се на предварително дефинирана логика. Ако условията са изпълнени, последователно отсича натоварвания, за да намали активната мощност или да подобри реактивната подкрепа, като по този начин възстановява напрежението до нормални нива.
Примери за конфликтни случаи
Случай 1: През 2019 г. в Северна Америка, възстановяването на електропитането, индуцирано от FA, доведе до вторичен спад на честотата.
Случай 2: През 2020 г. в Източна Китай, операцията на FA след дефект на краткосрочно замыкание причини грешна активация на UFLS.
Случай 3: През 2021 г. отключването на вятърна ферма доведе до наслащащи се действия между UFLS и FA.
Случай 4: През 2022 г. по време на тайфун в Южен Китай, реорганизацията на мрежата чрез FA доведе до прекомерна отсечка на натоварвания.
Описание на събитието
През 2022 г. линия A с напрежение 110 кВ и линия B, свързана с електроцентрала, работеха на секция I на автотрансформаторна станция 110 кВ. Дефект на линия A причини изключване на ключ A. Тъй като ключът на линия B на електроцентралата остана затворен, продължаваше да се доставя електроенергия до автотрансформаторната станция. Резултатът беше, че напрежението на секция I не падна под прага за понижаване на напрежението, което попречи на автоматичния превключвател (ATS) 110 кВ да започне действие. По същия начин електроцентралата доставяше енергия чрез трансформатор №1 до шините 10 кВ I и IV, чието напрежение също остана над прага, така че ATS 10 кВ не беше активиран.
Докато електроцентралата продължаваше да доставя енергия, честотата на системата постепенно намаля. 5,3 секунди след изключването на ключ A, честотата спадна до 48,2 Hz. Устройството за разделение при понижаване на напрежението и честотата на електроцентралата, зададено при 47 Hz и 0,5 с, не се активира. Обаче реле UFLS на автотрансформаторната станция, зададено при 48,25 Hz и 0,3 с, обнажи честота 48,12 Hz и функционира правилно, отсичайки няколко фидера 10 кВ (линии C, D, E, F, G). Всичко вторично оборудване функционира както очаквано.
Ревизия на място
Ключ A на автотрансформаторната станция 110 кВ се изключи правилно поради действие на защитата, а UFLS се активира, отсичайки линии C, D, E, F и G. Ключовете на автотрансформаторната станция изпратиха сигнали за изключване, което активира FA. Дефектът беше идентифициран между ключа на автотрансформаторната станция и първия ключ на линията. FA се активира на всички пет линии, локализирайки дефекта между изхода на автотрансформаторната станция и първия ключ. Но при ревизията на място не беше открит дефект, което потвърди лъжливата операция на FA.
Решение
Подобряване на синхронизацията на информацията за отсичане на натоварвания. За линии с защита UFLS/UVLS, поддръжка за блокиране на автоматични функции за прехвърляне на натоварвания.
Имплементация на надеждно блокиране на прехвърлянето на натоварвания: в схеми за централизирана FA, при получаване на сигнал за отсичане на натоварвания, веднага блокирате функцията за изпълнение на FA за засегнатите линии.
