A Method and an Algorithm for Implementing Relay Protection of 6(20)/0.4 kV Step-down Transformer Substations
Keywords:
transformer substation, protective devices, relay protection, circuit breaker, protection method and algorithm, market economy, distribution network
Abstract
The article discusses a method and an algorithm for implementing the protection system for a 6(20)/0.4 kV transformer substation, using which its reliable operation is secured regardless of the grid configuration and operation mode and the operation parameters of higher-level electrical installations.
The proposed method makes it possible to clear any fault in the 0.4 kV network with minimal time delays. To this end, it is necessary to supplement the 0.4 kV network with current transformers (if they are not available) and forward the algorithm control output to the circuit breaker tripping coils. To ensure short-range backup protection, the circuit breakers protective functions remain in operation.
Based on the existing electrical network, the approximate pickup parameters of the proposed method are pointed out, and recommendations for their optimization are given.
Various contingencies in the 0.4 kV electrical network are considered to verify the correct functioning of the proposed relay protection method and algorithm.
References
1. Федеральный закон № 35-ФЗ от 26 марта 2003 г. «Об электроэнергетике».
2. Постановление Правительства РФ № 1172 от 27 декабря 2010 г. «Об утверждении правил оптового рынка электрической энергии и мощности».
3. Вольный В.С. Проблемы построения релейной защиты распределительной сети в условиях рыночной экономики // Вестник МЭИ. 2023. № 1. С. 33—43.
4. Приказ Министерства Энергетики РФ № 100 от 13 февраля 2019 г. «Об утверждении правил взаимодействия субъектов электроэнергетики, потребителей электроэнергии при подготовке, выдаче и выполнении заданий по настройке устройств релейной защиты и автоматики».
5. Приказ Министерства энергетики РФ № 1256 от 29 ноября 2016 г. «Об утверждении Методических указаний по расчету уровня надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг для организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью и территориальных сетевых организаций».
6. Методические указания по применению в ПАО «Россети Московской регион» основных технических решений по эксплуатации, реконструкции и новому строительству электросетевых объектов [Электрон. ресурс] https://rossetimr.ru/upload/docs-about/osnovnie-documenti/MU-09062022.pdf (дата обращения 12.03.2022).
7. Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. СПб.: ПЭИПК, 2010.
8. Фёдоров В.А. Библия релейной защиты и автоматики. Новосибирск: НИПК, 2004.
9. Положение ПАО «Россети» «О единой технической политике в электросетевом комплексе». Приложение 1 к решению Совета директоров ПАО «Россети» (протокол заседания № 450 от 02.04.2021, с изменениями по протоколу № 49 от 29.04.2022).
10. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4. СПб.: ИЭИПК, 2008.
11. СО 153-34.20.120—2003. Правила устройства электроустановок (ПУЭ).
12. РД 34.20.185—94. Инструкция по проектированию городских электрических сетей.
13. Douglin R.H., Ituzaro F.A., Butler-Purry K.L. Using Smart Meter Data to Improve the Performance of Overcurrent Protective Devices in Distribution Systems with DG // Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting Conf. San Diego, 2012. Pp. 1—8.
---
Для цитирования: Вольный В.С. Способ и алгоритм реализации защиты понижающих трансформаторных подстанций 6(20)/0,4 кВ // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 55—67. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-55-67.
#
1. Federal'nyy Zakon № 35-FZ ot 26 Marta 2003 g. «Ob Elektroenergetike».(in Russian).
2. Postanovlenie Pravitel'stva RF № 1172 ot 27 Dekabrya 2010 g. «Ob Utverzhdenii Pravil Optovogo Rynka Elektricheskoy Energii i Moshchnosti».(in Russian).
3. Vol'nyy V.S. Problemy Postroeniya Releynoy Za-shchity Raspredelitel'noy Seti v Usloviyakh Rynochnoy Ekonomiki. Vestnik MEI. 2023;1:33—43. (in Russian).
4. Prikaz Ministerstva Energetiki RF № 100 ot 13 Fevralya 2019 g. «Ob Utverzhdenii Pravil Vzaimodeystviya Sub'ektov Elektroenergetiki, Potrebiteley Elektroenergii Pri Podgotovke, Vydache I Vypolnenii Zadaniy po Nastroyke Ustroystv Releynoy Zashchity i Avtomatiki». (in Russian).
5. Prikaz Ministerstva Energetiki RF № 1256 ot 29 Noyabrya 2016 g. «Ob Utverzhdenii Metodicheskikh Ukazaniy po Raschetu Urovnya Nadezhnosti i Kachestva Postavlyaemykh Tovarov i Okazyvaemykh Uslug Dlya Organizatsii po Upravleniyu Edinoy Natsional'noy (Obshcherossiyskoy) Elektricheskoy Set'yu i Territorial'nykh Setevykh Organizatsiy».(in Russian).
6. Metodicheskie Ukazaniya po Primeneniyu v PAO «Rosseti Moskovskoy Region» Osnovnykh Tekhnicheskikh Resheniy po Ekspluatatsii, Rekonstruktsii i Novomu Stroitel'stvu Elektrosetevykh Ob'ektov [Elektron. Resurs] https://rossetimr.ru/upload/docs-about/osnovnie-documenti/MU-09062022.pdf (Data Obrashcheniya 12.03.2022). (in Russian).
7. Shabad M.A. Raschety Releynoy Zashchity i Avtomatiki Raspredelitel'nykh Setey. SPb.: PEIPK, 2010. (in Russian).
8. Fedorov V.A. Bibliya Releynoy Zashchity i Avtomatiki. Novosibirsk: NIPK, 2004. (in Russian).
9. Polozhenie PAO «Rosseti» «O Edinoy Tekhnicheskoy Politike v Elektrosetevom Komplekse». Prilozhenie 1 k Resheniyu Soveta direktorov PAO «Rosseti» (Protokol Zasedaniya № 450 ot 02.04.2021, s Izmeneniyami po Protokolu № 49 ot 29.04.2022). (in Russian).
10. Belyaev A.V. Vybor Apparatury, Zashchit i Kabeley v Setyakh 0,4. SPb.: IEIPK, 2008. (in Russian).
11. SO 153-34.20.120—2003. Pravila Ustroystva Elektroustanovok (PUE). (in Russian).
12. RD 34.20.185—94. Instruktsiya po Proektirovaniyu Gorodskikh Elektricheskikh Setey. (in Russian).
13. Douglin R.H., Ituzaro F.A., Butler-Purry K.L. Using Smart Meter Data to Improve the Performance of Overcurrent Protective Devices in Distribution Systems with DG // Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting Conf. San Diego, 2012. Pp. 1—8.
---
For citation: Volnyi V.S. A Method and an Algorithm for Implementing Relay Protection of 6(20)/0.4 kV Step-down Transformer Substations. Bulletin of MPEI. 2023;2:55—67. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-55-67.
2. Постановление Правительства РФ № 1172 от 27 декабря 2010 г. «Об утверждении правил оптового рынка электрической энергии и мощности».
3. Вольный В.С. Проблемы построения релейной защиты распределительной сети в условиях рыночной экономики // Вестник МЭИ. 2023. № 1. С. 33—43.
4. Приказ Министерства Энергетики РФ № 100 от 13 февраля 2019 г. «Об утверждении правил взаимодействия субъектов электроэнергетики, потребителей электроэнергии при подготовке, выдаче и выполнении заданий по настройке устройств релейной защиты и автоматики».
5. Приказ Министерства энергетики РФ № 1256 от 29 ноября 2016 г. «Об утверждении Методических указаний по расчету уровня надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг для организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью и территориальных сетевых организаций».
6. Методические указания по применению в ПАО «Россети Московской регион» основных технических решений по эксплуатации, реконструкции и новому строительству электросетевых объектов [Электрон. ресурс] https://rossetimr.ru/upload/docs-about/osnovnie-documenti/MU-09062022.pdf (дата обращения 12.03.2022).
7. Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. СПб.: ПЭИПК, 2010.
8. Фёдоров В.А. Библия релейной защиты и автоматики. Новосибирск: НИПК, 2004.
9. Положение ПАО «Россети» «О единой технической политике в электросетевом комплексе». Приложение 1 к решению Совета директоров ПАО «Россети» (протокол заседания № 450 от 02.04.2021, с изменениями по протоколу № 49 от 29.04.2022).
10. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4. СПб.: ИЭИПК, 2008.
11. СО 153-34.20.120—2003. Правила устройства электроустановок (ПУЭ).
12. РД 34.20.185—94. Инструкция по проектированию городских электрических сетей.
13. Douglin R.H., Ituzaro F.A., Butler-Purry K.L. Using Smart Meter Data to Improve the Performance of Overcurrent Protective Devices in Distribution Systems with DG // Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting Conf. San Diego, 2012. Pp. 1—8.
---
Для цитирования: Вольный В.С. Способ и алгоритм реализации защиты понижающих трансформаторных подстанций 6(20)/0,4 кВ // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 55—67. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-55-67.
#
1. Federal'nyy Zakon № 35-FZ ot 26 Marta 2003 g. «Ob Elektroenergetike».(in Russian).
2. Postanovlenie Pravitel'stva RF № 1172 ot 27 Dekabrya 2010 g. «Ob Utverzhdenii Pravil Optovogo Rynka Elektricheskoy Energii i Moshchnosti».(in Russian).
3. Vol'nyy V.S. Problemy Postroeniya Releynoy Za-shchity Raspredelitel'noy Seti v Usloviyakh Rynochnoy Ekonomiki. Vestnik MEI. 2023;1:33—43. (in Russian).
4. Prikaz Ministerstva Energetiki RF № 100 ot 13 Fevralya 2019 g. «Ob Utverzhdenii Pravil Vzaimodeystviya Sub'ektov Elektroenergetiki, Potrebiteley Elektroenergii Pri Podgotovke, Vydache I Vypolnenii Zadaniy po Nastroyke Ustroystv Releynoy Zashchity i Avtomatiki». (in Russian).
5. Prikaz Ministerstva Energetiki RF № 1256 ot 29 Noyabrya 2016 g. «Ob Utverzhdenii Metodicheskikh Ukazaniy po Raschetu Urovnya Nadezhnosti i Kachestva Postavlyaemykh Tovarov i Okazyvaemykh Uslug Dlya Organizatsii po Upravleniyu Edinoy Natsional'noy (Obshcherossiyskoy) Elektricheskoy Set'yu i Territorial'nykh Setevykh Organizatsiy».(in Russian).
6. Metodicheskie Ukazaniya po Primeneniyu v PAO «Rosseti Moskovskoy Region» Osnovnykh Tekhnicheskikh Resheniy po Ekspluatatsii, Rekonstruktsii i Novomu Stroitel'stvu Elektrosetevykh Ob'ektov [Elektron. Resurs] https://rossetimr.ru/upload/docs-about/osnovnie-documenti/MU-09062022.pdf (Data Obrashcheniya 12.03.2022). (in Russian).
7. Shabad M.A. Raschety Releynoy Zashchity i Avtomatiki Raspredelitel'nykh Setey. SPb.: PEIPK, 2010. (in Russian).
8. Fedorov V.A. Bibliya Releynoy Zashchity i Avtomatiki. Novosibirsk: NIPK, 2004. (in Russian).
9. Polozhenie PAO «Rosseti» «O Edinoy Tekhnicheskoy Politike v Elektrosetevom Komplekse». Prilozhenie 1 k Resheniyu Soveta direktorov PAO «Rosseti» (Protokol Zasedaniya № 450 ot 02.04.2021, s Izmeneniyami po Protokolu № 49 ot 29.04.2022). (in Russian).
10. Belyaev A.V. Vybor Apparatury, Zashchit i Kabeley v Setyakh 0,4. SPb.: IEIPK, 2008. (in Russian).
11. SO 153-34.20.120—2003. Pravila Ustroystva Elektroustanovok (PUE). (in Russian).
12. RD 34.20.185—94. Instruktsiya po Proektirovaniyu Gorodskikh Elektricheskikh Setey. (in Russian).
13. Douglin R.H., Ituzaro F.A., Butler-Purry K.L. Using Smart Meter Data to Improve the Performance of Overcurrent Protective Devices in Distribution Systems with DG // Proc. IEEE Power and Energy Soc. General Meeting Conf. San Diego, 2012. Pp. 1—8.
---
For citation: Volnyi V.S. A Method and an Algorithm for Implementing Relay Protection of 6(20)/0.4 kV Step-down Transformer Substations. Bulletin of MPEI. 2023;2:55—67. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-55-67.
Published
2022-12-16
Section
Electric Power Industry (Technical Sciences) (2.4.3)
