
Защита шин является критическим компонентом защиты электрических систем, выполняя важную задачу быстрого изоляции аварий на шинах и предотвращения распространения аварий. С развитием строительства умных сетей защита шин сталкивается с двойными вызовами: интерференцией от насыщения трансформаторов тока (CT) и задержками в коммуникациях в распределенных архитектурах. Для обеспечения надежности и скорости систем защиты требуются инновационные технологические решения.
2.1 Риск неправильной работы из-за насыщения ТТ
Трансформаторы тока склонны к насыщению при близких авариях на шинах, что приводит к серьезным искажениям вторичных токов. Традиционные алгоритмы защиты могут ошибочно определять аварии из-за искажений при отборе проб. Особенно в сложных ситуациях, когда внешние аварии переходят во внутренние, способность противостоять насыщению напрямую влияет на надежность системы защиты.
2.2 Задержки в коммуникациях в распределенных архитектурах
Современные подстанции используют распределенные архитектуры защиты, где задержки передачи данных между центральными и секционными блоками напрямую влияют на скорость работы защиты. В сверхвысоковольтных системах (750 кВ и выше) миллисекундные задержки могут значительно влиять на стабильность системы.
3.1 Взвешенный алгоритм противодействия насыщению
Используется динамическая методика взвешивания для оценки качества вторичных токов ТТ в реальном времени:
Результаты применения: Практическое внедрение на подстанции 220 кВ показало, что алгоритм повысил точность идентификации зоны аварии до 99,8%. Время ликвидации аварии на шинах постоянно поддерживалось на уровне 8-12 мс, что эффективно предотвратило неправильную работу защиты из-за насыщения ТТ.
3.2 Распределенная система оптической связи
Применяется высокопроизводительная точка-точка архитектура оптоволоконной связи:
Проверка: Оперативные данные с умной подстанции 750 кВ показали, что задержки в коммуникациях между центральными и секционными блоками составляли менее 1 мс, с 100% правильной работой, что соответствует строгим требованиям сверхвысоковольтных систем к скорости защиты.
3.3 Технология виртуальных шин
Софт-определённая топология шин позволяет гибкую конфигурацию:
Повышение эффективности: Практическое применение на преобразовательной станции снизило время конфигурации защиты с 48 часов (традиционные методы) до 2 часов, что эффективно исключило ошибки ручной конфигурации и значительно повысило эффективность реализации проекта.