מהן הסתירות בין FA ו-UFLS במערכות חשמל ואיך לפתור אותן

אוטומציה של מזקקים (FA) ומשיכת עומס תחת תדר נמוך (UFLS) הם שני מנגנונים קריטיים להגנה ובקרה במערכות חשמל. בעוד שניהם מכוונים להבטיח פעולה בטוחה ואמידה של המערכת, הם נושאים פוטנציאל לסתירות בלוגיקה ובזמני תגובה שדורשות קואורדינציה זהירה.

אוטומציה של מזקקים (FA): מתמקדת באבחון תקלות מקומיות במזקקים (לדוגמה, קצר מעגל, תקלות לקרקע) ברשתות הפצה. המטרה שלה היא לזהות במהירות ולהפריד את החתיכות המתקלות ולהחזיר את האספקה לחטיבות שאינן מתקלות באמצעות ארגון מחדש של הרשת באמצעות מפסקים. FA מדגישה את השחזור המקומי המהיר של האספקה.

משיכת עומס תחת תדר נמוך (UFLS): מגיבה לירידה חמורה בתדר בגрид המחובר (לדוגמה, עקב ניתוק גנרטורים, עלייה פתאומית בעומס, או ניתוק קו קשר הגורמים לעודף כוח). היא משיכה באופן סיסטמטי עומסים לא קריטיים שנקבעו מראש כדי למנוע קריסה בתדר, לשחזר את שיווי המשקל בחשמל ולהיצמד לתדר הסטנדרטי של המערכת. UFLS מציבה עדיפות על הבטחת התדר הכולל של המערכת.

משיכת עומס תחת מתח נמוך (UVLS): מפקחת בזמן אמת על המתח של המערכת. כאשר המתח יורד מתחת לסף מוגדר מראש, תוכנית UVLS קובעת אם לפעול בהתאם ללוגיקה שהוגדרה מראש. אם התנאים ממלאים, היא משיכה באופן סדרתי עומסים כדי להפחית את דרישת הכוח הריאקטיבי או להגביר תמיכה ריאקטיבית, ובכך לשחזר את המתח לרמה נורמלית.

דוגמאות למקרי סתירה

• מקרה 1: בשנת 2019, בצפון אמריקה, שחזור כוח הנגרם על ידי FA גרם לקריסה תדרית שניונית.

• מקרה 2: בשנת 2020, במזרח סין, פעילות FA לאחר תקלה קצרת מעגל גרמה להתפעלת שגויה של UFLS.

• מקרה 3: בשנת 2021, ניתוק מכרה רוח גרם לפעולה חופפת בין UFLS ל-FA.

• מקרה 4: בשנת 2022, במהלך טופן בדרום סין, ארגון מחדש של הרשת על ידי FA הוביל למשיכת עומס מוגברת.

תיאור האירוע

בשנת 2022, קו 110kV A והקו המחבר של תחנת כוח B היו פועלים על פלטפורמת מתח I של תחנת משנה 110kV. תקלה בקו A גרמה לנפילת מפסק A. עם זאת, מכיוון שמפסק הקו B של תחנת הכוח נשאר סגור, המשיך האספקה לתחנת המשנה. כתוצאה מכך, המתח על פלטפורמת מתח I לא ירד מתחת לסף המתח הנמוך, מה שהונע מהyatagat 110kV להתחיל. באותו אופן, תחנת הכוח סיפקה חשמל דרך הממרץ מספר 1 לפלטפורמות המתח 10kV I ו-IV, שמחזירות גם הן מעל הסף, כך שהyatagat 10kV לא החל לפעול.

כאשר תחנת הכוח המשיכה לספק עומס, התדר של המערכת ירד בהדרגה. 5.3 שניות לאחר נפילת מפסק A, התדר ירד ל-48.2 Hz. המכשיר הפרידה תחת מתח ונמוך תדר של תחנת הכוח, שהוגדר ב-47 Hz ו-0.5 שניות, לא עבד. עם זאת, הריליי UFLS של תחנת המשנה, שהוגדר ב-48.25 Hz ו-0.3 שניות, זיהה את התדר 48.12 Hz ופעל נכון, משך כמה קווי מזקק (Lines C, D, E, F, G). כל הציוד המשני עבד כמו הצפוי.

סקירת מקום האירוע

fusc A של תחנת המשנה 110kV נפל בצורה נכונה עקב פעולה של הגנה, ו-UFLS עבד, מנתק את קווי Lines C, D, E, F, ו-G. מפסקי תחנת המשנה שלחו אותות נפילה, שהפעילו את FA. התקלה זוהתה בין מפסק תחנת המשנה למפסק הקו הראשון. FA התחיל על כל חמישה הקווים, מיקם את התקלה בין יציאת תחנת המשנה למפסק הראשון. עם זאת, לא נמצאה תקלה במהלך בדיקה במקום, וזו אישרה פעולה שגויה של FA.

פתרון

• לטפח סינכרון מידע משיכת עומס. עבור קווים עם הגנה UFLS/UVLS, לתמוך בלכידת פונקציות העברה אוטומטית של עומס.

• להטמיע בלוקינג חזק של העברה של עומס: בסכמות FA מרכזיות אוטומטיות לחלוטין, עם קבלת אות משיכת עומס, לחסום מיד את פונקציית הפעולה של FA לקווים המושפעים.