Подведены промежуточные итоги цифрового проекта на ПС 500 кВ Тобол

Совместная рабочая группа АО «СО ЕЭС», ПАО «ФСК ЕЭС» и производителей цифровых измерительных трансформаторов тока и терминалов РЗА подвела промежуточные итоги реализации пилотного проекта по внедрению на подстанции (ПС) 500 кВ Тобол в Тюменской энергосистеме цифровой информационной подсистемы на основе электронных измерительных трансформаторов тока и напряжения.

Введенная в работу в начале 2018 года ПС 500 кВ Тобол является ключевым элементом энергетической инфраструктуры комплекса глубокой переработки углеводородного сырья «Западно-Сибирского Нефтехимического Комбината» ПАО «СИБУР Холдинг». Питающий центр стал технологическим полигоном для тестирования новых устройств и измерительных систем в электроэнергетике. В целях апробации инновационных решений по построению цифровых подстанций на ПС 500 кВ Тобол была реализована информационная подсистема, использующая обмен данными в цифровом виде в соответствии с протоколом МЭК 61850-9-2.

Одним из ключевых технических решений проекта стало использование в системе РЗА показаний электрического тока и напряжения от электронных измерительных трансформаторов, передающих значения измеряемых величин в цифровом формате данных в режиме реального времени. В частности, для измерения электрического тока подключенных к подстанции линий электропередачи (ВЛ) 500 кВ Тобол – ЗапСиб I цепь и ВЛ 500 кВ Тобол – ЗапСиб II цепь были установлены трансформаторы тока электронные оптические (ТТЭО), а для измерения напряжения – делители напряжения емкостные электронные (ДНЕЭ) с высоким классом точности. Применение понижающих измерительных трансформаторов в системах РЗА необходимо для измерения больших токов и напряжений.

Для анализа работы находящихся в опытной эксплуатации на ПС 500 кВ Тобол измерительных трансформаторов тока и напряжения, а также подключенных к ним устройств РЗА создана рабочая группа в состав которой вошли представители Системного оператора, Федеральной сетевой компании, производителя трансформаторов АО «Профотек», а также производителей терминалов релейной защиты, используемых в проекте. Рабочая группа осуществляет регулярный анализ функционирования оборудования и устройств в нормальных режимах и в режимах возмущений в энергосистеме. Она также подготовила и провела несколько натурных испытаний. Сравнительный анализ работы электромагнитных и оптических ТТ, проведенный по результатам испытаний, показал преимущества оптических ТТ, обусловленные отсутствием в оптическом ТТ явления намагничивания, что позволяет, в свою очередь, получить более достоверные данные о состоянии работы сети без лишних искажений. Уровень передачи постоянной составляющей тока для оптических ТТ выше по сравнению с электромагнитными ТТ. Кроме того, безусловным преимуществом электронных ТН, по сравнению с электромагнитными, является минимизация рисков неправильной работы микропроцессорных устройств РЗА по причине неисправности их цепей напряжения.

Одним из важных промежуточных итогов работы группы стало создание прототипа информационной подсистемы, включающей в себя комплекс устройств релейной защиты и сетевой автоматики, регистраторов аварийных событий (РАС), электронных трансформаторов тока и напряжения, коммутаторов и их программного обеспечения, а также получение опыта эксплуатации этой подсистемы в условиях приближенных к реальным. В ходе мониторинга функционирования информационного обмена между устройствами РЗА и измерительными трансформаторами рабочей группой выявлены случаи периодического пропадания и искажения измерений от электронных трансформаторов, а также установлено наличие фазового сдвига между аналоговыми и цифровыми сигналами от измерительных трансформаторов, зафиксированного устройствами РЗА, производящими одновременную запись аналоговых и дискретных сигналов. Выявленные недостатки потребовали внесения изменений в прикладное программное обеспечение электронных блоков ТТЭО и ДНЕЭ, а также корректировки ряда положений нормативных документов в области РЗА в части уточнения требований к синхронизации времени и к регистрации аварийных событий в устройствах РЗА.

В ближайшее время рабочей группе предстоит выполнить ряд опытов и испытаний, в том числе опыт по проверке функционирования цифровой подсистемы при коротком замыкания на ВЛ 500 кВ Тобол – ЗапСиб II цепь.

Принятие решения о готовности промышленного применения нового оборудования – без дублирования функций ТТЭО и ДНЕЭ индуктивными и емкостными трансформаторами – возможно только при условии его стабильной и надежной работы. Для принятия такого решения необходимо наличие положительного опыта эксплуатации электронных трансформаторов в различных режимах функционирования, для чего требуется дополнительная реализация пилотных проектов на других объектах электроэнергетики. В частности, необходимо продолжение работ по опытной эксплуатации и исследованию работы в различных режимах оптических ТТ и электронных ТН, цифровых терминалов РЗА и РАС, и в особенности – систем синхронизации времени. Успешный опыт синхронизации позволит уверенно говорить о готовности к промышленному применению электронных ТТ и ТН.

Полученный опыт эксплуатации и результаты исследований лягут в основу разработки новых технических решений и требований в области РЗА, направленных на повышение надежности функционирования систем РЗА в различных режимах.