Цифровий захист автотрансформатора потужністю 200 МВА АЕС
Автор: Саворона Андрій Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В магістерській кваліфікаційній роботі розглянуті питання побудови, конфігурування та перевірки цифрового релейного захисту автотрансформатора (АТ) потужністю 200 МВА підстанції АЕС 330/110 кВ. Вихідною передумовою є те, що АТ є ключовим елементом вузлової підстанції з транзитними перетоками потужності між магістральною мережею 330 кВ та розподільчою мережею 110 кВ, а отже, до його захисту висуваються підвищені вимоги щодо селективності, чутливості та часу спрацювання в широкому діапазоні нормальних і аварійних режимів. На підставі аналізу однолінійної схеми підстанції, схеми приєднань і режимів роботи АТ (номінальних, післяаварійних, ремонтних, асиметричних), визначено небезпечні пошкодження та особливі стани: внутрішні міжфазні та міжвиткові КЗ в обмотках, замикання на землю з різною величиною струму витоку, квазістаціонарні намагнічувальні процеси з появою вищих гармонік під час вмикання під напругу, перевантаження за струмом і температурою, понижений та підвищений рівень масла, а також газоутворення при внутрішніх дефектах. З урахуванням цих чинників сформовано вимоги до комплексу захисту, автоматики й контролю [1]. Об’єкт дослідження – Автотрансформатор підстанції АЕС. Дана підстанція забезпечує електропостачання споживачів міст, промислових підприємств України. Предмет дослідження – параметри налаштування та алгоритми функціонування мікропроцесорного терміналу Т010 «Діамант» для захисту автотрансформатора. Мета дослідження – розрахунок параметрів спрацювання цифрового захисту лінії на основі цифрового терміналу Т010 «Діамант» та перевірка його основних характеристик. Як базову платформу вибрано мікропроцесорний термінал Т010 «Діамант», який забезпечує реалізацію основних та резервних захистів, гнучке параметрування аналогових і дискретних сигналів, запис осцилограм і журналів подій, а також інтеграцію в мережеву інфраструктуру підстанції [2]. Проведено інвентаризацію наявних трансформаторів струму та напруги по всіх сторонах АТ із перевіркою класів точності, коефіцієнтів перетворення і допустимих навантажень, щоб забезпечити коректне масштабування вимірювань у терміналі та уникнути насичення при перехідних процесах. На етапі параметрування аналогових входів виконано узгодження коефіцієнтів КТ/ТТ, вибрано фільтри цифрової обробки для придушення високочастотних перешкод, налаштовано джерела нульової послідовності та логіку формування симетричних складових для стійкої роботи алгоритмів захисту у несиметричних режимах. Експериментальну перевірку побудовано на комплексі OMICRON CMC 356 у поєднанні з програмним забезпеченням «READER». Розроблено програму випробувань, що охоплює калібрування каналів струму та напруги, перевірку коректності масштабування вторинних величин, тестування кожної функції захисту в нормальних і аварійних умовах, а також сценаріїв взаємодії з первинним обладнанням і сусідніми пристроями. Для диференційного захисту виконано покрокове збільшення струму небалансу в точках до та після перелому двосхилої характеристики гальмування з фіксацією часу спрацювання. Окремо моделювалися умови кидка струму намагнічення із введенням другої гармоніки різної глибини для підтвердження надійності блокування. Максимальний струмовий захист перевірено на узгодженість уставок і витримок часу із суміжними захистами за часово-струмовими кривими; канали нульової послідовності тестувалися шляхом інжекції несиметричних струмів[5]. Для теплової функції застосовано прискорені профілі навантаження із моделюванням інерційної складової, що дозволило підтвердити відповідність уставок реальним допустимим тривалостям перевантаження. Окремі випробування присвячені правильності формування дискретних команд, роботі міжлогічних блокувань, запуску охолодження в автоматичних режимах і відтворенню осцилограм подій. Підсумовуючи, робота демонструє, що застосування цифрового терміналу Т010 «Діамант» для захисту АТ 200 МВА забезпечує необхідний рівень функціональної повноти, адаптивності та експлуатаційної зручності. Реалізований комплекс захистів і автоматики підтвердив відповідність цільовим показникам і готовність до промислової експлуатації. Розроблені принципові та функціональні рішення, відпрацьована методика параметрування й випробувань, а також оформлені рекомендації можуть слугувати типовою основою для модернізації або нового впровадження цифрових систем РЗА на автотрансформаторах аналогічного класу напруги і потужності [3]. Очікуваний ефект – підвищення надійності електропостачання споживачів, зменшення часу ліквідації аварійних ситуацій, покращення керованості об’єкта та впровадження єдиних підходів до технічної діагностики й аналізу порушень на рівні підстанції[4].