Цифровий захист підстанції 35 кВ «Карпати-20»
Автор: Заборний Володимир Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Електроенергетична система представляє собою сукупність усього електричного обладнання в електричних мережах, станціях і будь-яких інших об’єктів, що входять в цю саму систему. Разом усі пристрої беруть участь в одному безперервному технологічному процесі виробництва електроенергії і подальшого його розподілу та відповідно споживанню. Враховуючи великий масштаб електроенергетичної системи, складності її внутрішніх взаємозв’язків та зовнішніх чинників, в системі постійно виникають різного виду пошкодження і відповідні особливі режими, що в свою чергу небезпечні для непошкодженого ще обладнання та можуть спричинити порушення технологічних процесів і стійкості енергетичної системи. Саме тому, аби запобігти руйнівному впливу цих не бажаних явищ або принаймні зменшити масштаби аварії і усунути небезпеку для людей, в електроенергетичній системі застосовується система контролю та автоматичного захисту від аварій – релейний захист [1]. Основою будь-якого релейного захисту слугує реле – електричний пристрій, який в залежності від зміни вхідного сигналу, що в більшості випадків представляє собою електричну величину, здійснює комутацію в колах керування. В минулому ці пристрої були сугубо електромеханічними, що обумовлювало громіздкість таких захистів та простоту їх алгоритмів. З стрімким розвитком цифрових технологій, почалось їх впровадження в усі аспекти електроенергетичної системи, в тому числі в системи релейного захисту [2]. Аби відповідати сучасним вимогам до релейного захисту, на сьогоднішній день все більше і більше використовуються пристрої захисту на основі цифрових принципів, наприклад цифрові термінали. Такі пристрої мають істотні переваги перед традиційними електромеханічними пристроями релейного захисту. До них відносяться: висока точність заданих робочих характеристик, можливість організації алгоритмів і характеристик практично будь-якої складності, можливість конфігурування пристрою без додаткових вкладень, універсальність, значні менші габарити та наявність самодіагностики, яка періодично здійснює контроль справності електричних кіл та інших елементів терміналу [2-4]. Незважаючи на велику кількість переваг цифрових пристроїв релейного захисту в них є своє недоліки. Наприклад, як згадувалось раніше, цифрові термінали є універсальними, тобто один термінал містить одразу кілька захистів, відповідно у випадку виходу з ладу цифрового терміналу, обладнання втрачає всі свої захисти. Також, суттєвим недоліком цифрових захистів, що для їх експлуатації потребується персонал не тільки з високою кваліфікацією в області релейного захисту, але також необхідні глибокі знання в роботі з комп’ютерами і відповідними система зв’язку. Окрім цього цифрові пристрої є чутливі до електромагнітних збурень [1]. Об’єкт дослідження – підстанція «Карпати-20». Предмет дослідження – релейний захист підстанції «Карпати-20». Мета дослідження: розробка релейного захисту підстанції «Карпати-20» на базі цифрового терміналу REF630. В магістерській кваліфікаційній роботі наведено опис енергетичного району підстанції "Карпати-20", наведена головна схема електричних з’єднань підстанції та технічні характеристики основного електричного обладнання. В роботі розглянуто призначення, принципи побудови та функціонування релейного захисту підстанції. Були розглянуті види релейного захисту приєднань підстанції та їх особливості [1-4]. Наведена загальна характеристика цифрового терміналу REF630 фірми АВВ, розглянуті його основні функції та їх принцип роботи. Даний термінал застосовується для забезпечення основного захисту повітряних ліній та кабельних фідерів у розподільчих мережах [5]. За допомогою програмного комплексу "ДАКАР" був виконаний розрахунок струмів короткого замикання на першій секції шин 35 кВ ПС "Карпати-20", першій секції шин 35 кВ ПС "Центральна", шинах НН трансформатора власних потреб ТВП-1 та на шинах 35 кВ вітрової електроустановки ВЕУ-1, результати розрахунку було використано для визначення параметрів спрацювання захистів та автоматики. Було проведено розрахунок параметрів спрацювання захистів трьох приєднань підстанції, а саме приєднання ТВП-1, КЛ-35 кВ «ВЕУ1» та КЛ-35 кВ «Л-1» до ПС «Центральна». Види захистів, які були застосовані для забезпечення захисту перелічених приєднань: неспрямовані струмові захисти, дистанційний захист та спрямований захист від однофазних замикань на землю. [2,3] Розроблений релейний захист на базі цифрового терміналу REF630 забезпечує чутливість необхідну для надійного захисту.