Koje su konflikte između FA i UFLS u električnim sistemima i kako ih rešiti

Automatska upravljanja isporučivačima (FA) i smanjenje opterećenja pri padu frekvencije (UFLS) su dve ključne mehanizme zaštite i kontrole u elektroenergetskim sistemima. Iako oba ciljaju osiguranje sigurnog i stabilnog rada sistema, one nose potencijalne konflikte u logici i vremenskom koordinisanju koji zahtevaju pažljivu koordinaciju.

Automatsko upravljanje isporučivačima (FA): Glavno se bavi lokalnim greškama na isporučivačima (npr., kratični spojevi, zemljišna greška) u distributivnim mrežama. Cilj mu je brzo locirati i izolovati oštećene odseke i vratiti snabdevanje strujom neoštećenim područjima prekonfiguracijom mreže pomoću prekidnika. FA naglašava brzo lokalno vraćanje snabdevanja strujom.

Smanjenje opterećenja pri padu frekvencije (UFLS): Reaguje na teške padove frekvencije u povezanoj mreži (npr., zbog isključivanja generatora, iznenadnog porasta opterećenja ili isključivanja veznih linija što dovodi do nedostatka snage). Sistematski skida predodređena nekritična opterećenja kako bi sprečio krah frekvencije, vratio ravnotežu snage i stabilizirao frekvenciju sistema. UFLS prioritetira opštu sigurnost frekvencije sistema.

Smanjenje opterećenja pri padu napona (UVLS): Monitori napon sistem u stvarnom vremenu. Kada napon pada ispod predefinisane granice, shema UVLS odlučuje da li će reagovati na osnovu predefinisane logike. Ako su uslovi ispunjeni, redom skida opterećenja kako bi smanjio potražnju za reaktivnom snagom ili poboljšao reaktivnu podršku, time vraćajući napon na normalne nivoe.

Primeri slučajeva konflikta

• Slučaj 1: Godine 2019. u Severnoj Americi, povraćaj snabdevanja strujom indukovanih FA je pokrenuo sekundarni krah frekvencije.

• Slučaj 2: Godine 2020. u Istoj Kini, rad FA nakon greške na kratkom spoju je dovelo do greškastog aktiviranja UFLS.

• Slučaj 3: Godine 2021. isključivanje vetroelektrane je pokrenulo preklapanje akcija između UFLS i FA.

• Slučaj 4: Godine 2022. tokom orkana u Južnoj Kini, rekonfiguracija mreže FA dovela je do prekomernog skidanja opterećenja.

Opis događaja

Godine 2022. 110kV Linija A i linija B elektrane koja je povezana sa mrežom su radile na Bus Sekciji I 110kV podstane. Greška na Liniji A je dovela do isključivanja Prekidnika A. Međutim, budući da je prekidnik elektrane na Liniji B ostao zatvoren, snabdevanje strujom nastavilo se na podstanu. Kao rezultat, napon na Bus Sekciji I nije pao ispod praga undervoltage, sprečavajući inicijalizaciju 110kV automatskog prekidnika (ATS). Slično tome, elektrana je snabdevala strujom preko transformatora broj 1 na 10kV Bus I i IV, čiji su naponi takođe ostali iznad praga, tako da 10kV ATS nije bio aktiviran.

Dok je elektrana nastavila snabdevanje opterećenja, frekvencija sistema je postepeno padala. 5.3 sekunde nakon isključivanja Prekidnika A, frekvencija je pala na 48.2 Hz. Uređaj za separaciju pri padu napona i frekvencije elektrane, podešen na 47 Hz i 0.5 s, nije radio. Međutim, rele UFLS podstane, podešen na 48.25 Hz i 0.3 s, detektovan je frekvenciju od 48.12 Hz i ispravno je radio, skidajući nekoliko 10kV isporučivača (Linije C, D, E, F, G). Sva sekundarna oprema je radila kao što je očekivano.

Stručna revizija na mestu

Prekidnik A 110kV podstane ispravno je isključen zbog akcije zaštite, a UFLS je radio, odvojivši Linije C, D, E, F i G. Prekidnici podstane su emitirali signale za isključivanje, pokretajući FA. Greška je identifikovana između prekidnika podstane i prvog prekidnika linije. FA je pokrenut na sve pet linija, lokirajući grešku između izlaza podstane i prvog prekidnika. Međutim, tijekom stručne revizije na mestu, nijedna greška nije bila pronadjena, potvrđujući lažnu operaciju FA.

Rešenje

• Unaprijediti sinkronizaciju informacija o skidanju opterećenja. Za linije sa zaštitom UFLS/UVLS, podržati blokiranje funkcija automatskog prenosa opterećenja.

• Implementirati robustno blokiranje prenosa opterećenja: u potpuno automatizovanim centralizovanim FA shemama, nakon primanja signala o skidanju opterećenja, odmah blokirati funkciju izvršavanja FA za utičene linije.