Вероятностно-статистический критерий эффективности настройки токовых релейных защит и методика ее повышения

• Автор: Прутик, Алексей Федорович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКОВЫХ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ИХ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
1Л Релейная защита, как метрическая система контроля аварийной опасности

1ЛЛ Дифференциальный принцип релейной защиты
1Л .2 Ступенчатый принцип релейной защиты
1.2 Потери функционирования релейной защиты
1.3 Существующие способы оценки качества функционирования релейной защиты
1.3.1 Исследование способов определения надежности, технического совершенства и эффективности релейной защиты
1.3.2 Вероятностный подход для оценки характеристик и настройки релейной защиты
1.4 Выводы по главе
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КРИТЕРИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ
2.1 Представление технического эффекта через вероятностные меры
2.2 Метод селекции границ интервалов данных для вычисления законов распределения вероятностей
2.3 Нормальный закон распределения вероятностей
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3. КРИТЕРИЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЛЯ ТОКОВЫХ РЕЛЕЙНЫХ ЗАЩИТ И МЕТОДИКА ВЫБОРА УСТАВОК
3.1 Техническая эффективность для основных ступеней токовой защиты нулевой последовательности
3.1.1 Вероятность повреждения объекта (потенциальный эффект)
3.1.2 Вероятность отказа в срабатывании
3.1.3 Вероятность ложного срабатывания ступени в асинхронном режиме
3.1.4 Вероятность ложного срабатывания ступени в неполнофазном режиме
3.1.5 Вероятность ложного срабатывания ступени при бросках тока намагничивания
3.1.6 Вероятность ложного срабатывания ступени в эксплуатационном режиме

3.1.7 Вероятность излишнего срабатывания ступени
3.2 Особенности технической эффективности для резервирующей ступени токовой защиты нулевой последовательности
3.3 Особенности технической эффективности для токовых релейных защит, реагирующих на фазные величины
3.4 Режимно-коммутационный анализ технической эффективности токовой ступенчатой релейной защиты линии в сетевом районе высоковольтных линий
3.5 Методика выбора уставок токовых ступенчатых защит
3.5.1 Варианты настройки основных ступеней
3.5.2 Настройка резервирующей ступени
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА РАСЧЕТА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТУПЕНЧАТЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ
4.1 Обоснование реализации
4.2 Требования к программе и ее возможности
4.3 Среда программирования
4.4 Программная структура
4.5 Дизайн программных форм
4.5.1 Главная форма программы
4.5.2 Форма расчетов технической эффективности и протоколирования
результатов
4.5.3 Форма задания параметров расчета
4.6 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И УСТАВОК ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
5.1 Подготовка исходных данных
5.2 Расчеты и анализ технической эффективности основных ступеней
5.3 Расчеты и анализ технической эффективности резервирующей ступени

5.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А СХЕМЫ АНАЛИЗИРУЕМОГО РАЙОНА
ПРИЛОЖЕНИЕ Б АКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
Метрические релейные защиты (РЗ), повсеместно применяемые в электроэнергетике в настоящее время, являются быстродействующими системами контроля коротких замыканий (КЗ) в оборудовании и электрических сетях энергосистем и подавления данных повреждений путем отключения места КЗ с помощью силовых высоковольтных коммутаторов (выключателей), секционирующих сеть.
В связи с метрическим характером функционирования РЗ научно-технические задачи в этой области определяются главным образом метрологией средств РЗ, т.е. релейными измерительными органами. Этим вопросам в основном посвящаются новые разработки устройств и систем РЗ. Совершенствование в этом направлении весьма преуспело при разработке РЗ на всех элементных базах: электромеханической, микроэлектронной и
микропроцессорной. Так, в современных цифровых дифференциальных РЗ оборудования и дистанционных РЗ линий благодаря найденным метрологическим решениям (торможение, конфигурация характеристик срабатывания в комплексной плоскости) удалось практически полностью (дифференциальные защиты) или частично (дистанционные РЗ) обеспечить ликвидацию потерь функционирования в виде отказов срабатывания, излишних и ложных действий, т.е. обеспечить существенную независимость выполняемых функций релейной защитой от режимно-коммутационных условий и видов повреждений в электрической сети. Для РЗ с обменом информацией о срабатывании между комплектами РЗ на концах линий, по принципу действия являющихся распространением дифференциального принципа на распределенные в пространстве линии путем реализации обмена информацией между пространственно-удаленными датчиками тока и комплектами аппаратуры РЗ на концах линий, как и в дифференциальных защитах оборудования не только в цифровой реализации, но и любой другой также удалось достигнуть подобных показателей.
1. Надежность срабатывания (Dependability) D

Nc + Nf ’ (L7)
где Nc - количество правильных срабатываний защиты, Nf- количество отказов в срабатывании.
2. Надежность несрабатывания (Security) S
s=n~t; , (1.8)
Nc+Nu v ;
где Nu - количество излишних и ложных срабатываний.
3. Общая надежность (Reliability) R

Nc + Nf+Nu W
Как отмечено в [48], отсутствие в данных показателях отдельно выделенной категории ложных срабатываний РЗ (как это принято в России), не позволяет объективно оценивать надежность и эффективность работы РЗ. Тем не менее, по мнению авторов [48], при соответствующей модификации
(разделении Nu на ложные и излишние действия) оценка результатов эксплуатации РЗА данными показателями будет более информативной и даст большие возможности для сопоставления надежности различных вариантов исполнения систем РЗА.
В настоящее время в связи с внедрением микропроцессорных устройств РЗА для оценки эффективности соответствующих мероприятий становится необходимым комплексный учет различных систем РЗА и их особенностей [3, 48, 50, 53, 54]. Для этих целей в [48, 50] предлагается использовать
интегральный показатель эффективности, учитывающий все элементы в составе рассматриваемого канала РЗА (измерительные трансформаторы тока и напряжения, кабели, собственно устройства РЗА, цепи оперативного тока, выходные цепи защиты и т.д.) (1.10).