Продукция
8 (835) 224 06 50
English
Алгоритм дальнего резервирования
Подробнее
Алгоритм дальнего резервирования
Алгоритм дальнего резервирования

Мы публикуем статьи наших сотрудников с молодежной конференции Академии электротехнических наук Чувашской республики (АЭН ЧР) «Электротехника, электроэнергетика, электромеханика  2018», в ходе которой были рассмотрены актуальные вопросы развития релейной защиты и автоматизации, например, прозвучал доклад на тему «Алгоритм дальнего резервирования». Авторы данной статьи являются сотрудники компании Релематика: Макашкин Ф.А., Мартынов М.В.

Аннотация: В данной работе рассматривается алгоритм защиты дальнего резервирования и способ определения поврежденного ответвления с применением методов алгоритмических моделей.

Линии электропередачи с ответвлениями находят широкое распространение в электрических сетях. Электроснабжение практически всех потребителей осуществляется с использованием распределительных сетей напряжением 35-220 кВ. Эти сети представляют собой достаточно сложную и разветвленную структуру. С целью экономии средств, для питания потребителей сооружались ответвительные и проходные необслуживаемые подстанции, выполненные по упрощенным схемам. Главной особенностью данных подстанций является применение пары высоковольтных коммутационных аппаратов «отделитель-короткозамыкатель» вместо выключателя на стороне высшего напряжения, поэтому для повышения надежности ликвидации аварийных режимов появилась необходимость использования релейных защит дальнего резервирования, устанавливаемых на удаленных подстанциях [1].

Для моделирования процессов, происходящих в электроэнергетических системах, в исследовании используется имитационная модель, реализованная в программном комплексе Matlab/Simulink. В качестве защищаемого объекта рассматривалась модель линии с двухсторонним питанием и тремя ответвлениями. На рис. 1 представлена схема имитационной модели.

При реализации функций дальнего резервирования основными проблемами являются:

  • отстройка от нагрузочных (транзитных) токов линии;
  • наличие значительной двигательной нагрузки защищаемого участка сети;
  • наличие нескольких источников питания;
  • включение силовых трансформаторов (отстройка от броска намагничивающего тока).

С целью отстройки от режимов пуска и самозапуска для каждого ответвления доля двигательной нагрузки принимается значительной. Для задания параметров модели асинхронного двигателя используется инструмент Matlab «power_AsynchronousMachineParams».

В основе предлагаемого способа лежат алгоритмические модели, которые связывают наблюдаемые величины с величинами в интересующей нас точке энергосистемы. При использовании алгоритмических моделей появляется возможность не только выявить аварийный режим, но и определить поврежденное ответвление. На рис. 1 представлена схема расположения виртуальных реле.

2-25.png

Рис. 1. Схема имитационной модели и расположения виртуальных реле

Для решения проблемы защиты дальнего резервирования рассматривалось следующие замеры:

  • по току: F = Iтек / Iпд = (Iав +Iпд) / Iпд   (1)
  • по напряжению: K = Uав / Uпд   (2)

где Iав, Uав – ток и напряжение аварийного режима;

      Iпд, Uпд – ток и напряжение предшествующего режима;

  • комбинированные: Z = Uтек / Iав = (Uав + Uпд) / Iав   (3)
2-27.png
Рис. 2. а) Замер F, б) Замер K, сформированный АМО1, на комплексной плоскости.

В случае использования одностороннего наблюдения верно определить повреждённое ответвление удаётся только в ограниченном числе повреждений. Это связано с тем, что на комплексной плоскости области отображения коротких замыканий различных режимов пересекаются. Поэтому повреждённое ответвление может быть определено однозначно только в тех режимах, области отображения которых не пересекаются.

Если же использовать информацию с двух сторон, то есть по концам линии, то возможно увеличить количество распознаваемых режимов для каждого ответвления. Поэтому имея информацию только с одного конца пересчитываем величины на другой при помощи алгоритмических моделей объекта, тем самым решая проблему определения поврежденного ответвления. Таким образом определить поврежденное ответвление можно только тогда, когда замер лежит в области КЗ своего ответвления, построенной по значениям в месте наблюдения и по значениям АМО. Но одновременно с этим это условие не должно выполняться для двух других ответвлений. Алгоритм определения поврежденного ответвления представлен на рис. 3, на котором Sαs1 и Sαr1 – область отображения коротких замыканий 1-ого ответвления, полученные по значениям в месте наблюдения и от АМО4, аналогично для 2-ого и 3-ого ответвлений соответственно имеем Sαs2, Sαr2 и Sαs3, Sαr3.

2-287.png

Рис. 3. Алгоритм определения поврежденного ответвления

2-29.png

Рис. 4. Отображение областей КЗ ответвлений замера Z а) сформированного по значениям в месте наблюдения и б) сформированного по значениям, полученным от АМО4

Выводы

  • Предложен алгоритм защиты дальнего резервирования и способ определения поврежденного ответвления с применением методов алгоритмических моделей.

  • Полученные результаты подтверждают возможность применения данного способа для реализации функций защиты дальнего резервирования.


Литература

  • Кожин А.Н., Рубинчик В.А. Релейная защита линий с ответвлениями. – М.: издательство «Энергия», 1967. – 264 с. 

  • Лямец Ю.Я., Мартынов М.В., Маслов А.Н. Метод алгоритмических моделей. — Релейщик, 2017, №3, с.16-19

Другие публикации
Новость
Испытания на помехоэмиссию и помехоустойчивость устройств РЗА
Испытания на помехоэмиссию и помехоустойчивость устройств РЗА
09.08.2019
Подробнее
Новость
Усовершенствование органа манипуляции ДФЗ с целью определения повреждённых фаз
Усовершенствование органа манипуляции ДФЗ с целью определения повреждённых фаз
15.08.2019
Подробнее
Новость
Алгоритмическая модель длинной линии, как локатор замыкания на землю
Алгоритмическая модель длинной линии, как локатор замыкания на землю
05.09.2019
Подробнее
Новость
Способ защиты дальнего резервирования линий с большой двигательной нагрузкой
Устройства Быстродействующего автоматического ввода резерва
25.09.2019
Подробнее
Новость
Устройства Быстродействующего автоматического ввода резерва
Устройства Быстродействующего автоматического ввода резерва
07.11.2019
Подробнее
Новость
Комплексное тестирование цифровой подстанции с использованием симулятора RTDS
Комплексное тестирование цифровой подстанции с использованием симулятора RTDS
01.10.2020
Подробнее