Анализ и прогнозирование аварийных режимов систем электроснабжения с учетом действия релейной защиты

• Автор: Николаев, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

; СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ В ОБЛАСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

1.1. Обзор исследований в области моделирования устройств релейной защиты с

целью анализа аварийных режимов

1.2. Аналитический обзор методов расчета переходных процессов с учетом

действия релейной защиты

1.3. Обзор программного обеспечения, выполняющего функции анализа

релейной защиты

1.4. Цели и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ В ЗАДАЧЕ АНАЛИЗА АВАРИЙНОГО РЕЖИМА
2.1. Постановка задачи моделирования устройств релейной защиты
2.2. Защиты с относительной селективностью
2.3. Защиты с абсолютной селективностью
Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ С УЧЕТОМ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
3.1. Постановка задачи моделирования переходных режимов промышленных
электрических сетей
3.2. Математическое моделирование генераторов промышленных
электростанций и их регулирующих устройств
3.3. Математическое моделирование электроприемников и элементов
электрической сети при расчете переходных режимов
3.4. Алгоритм расчета переходных процессов при симметричных и
несимметричных коротких замыканиях
3.5. Комплексная оценка эффективности релейной защиты
Выводы
4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С СОБСТВЕННЫМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ НА ПРИМЕРЕ ОАО «ММК»

4.1. Постановка задачи

4.2. Краткая характеристика пользовательского интерфейса разработанного
программного обеспечения
4.3. Характеристика объекта исследования
4.4. Оценка селективности ц быстродействия защит в схеме МЭУ
4.5. Мероприятия по повышению эффективности релейной защиты в сетях 110-220 кВ МЭУ
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Система электроснабжения современного
крупного предприятия представляет собой сложный комплекс электроэнер-

гетических устройств, включающий местные электростанции, питающие и распределительные сети напряжением 110-220 кВ, десятки понизительных подстанций. В отличие от сетей районных энергосистем, на ограниченных территориях промышленных предприятий сосредоточены потребители большой мощности. Сети ,110-220 кВ, работающие по сложнозамкнутым

схемам, имеют сравнительно небольшую длину линий, а распределение передаваемых мощностей в них может меняться в широких пределах в нормальных и ремонтных режимах с целью снижения потерь электроэнергии, регулирования напряжения, ограничения токов короткого замыкания.
Для предотвращения аварийных режимов в таких сетях широкое при-

менение находят защиты с абсолютной и относительной селективностью: дифференциально-фазные, дистанционные ступенчатые, токовые направленные и ненаправленные ступенчатые от междуфазных и однофазных коротких замыканий. В последнее время проводятся работы по модернизации устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), замене электромеханических и аналоговых устройств на микропроцессорные терминалы. Высокое быстродействие и большое количество ступеней дают возможность осуществить
более точную настройку параметров срабатывания, обеспечить селектив-

ность и повысить степень резервирования, улучшить чувствительность РЗиА при изменении схем распределительных сетей и режима системы электроснабжения. I
Надежность работы защитных и автоматических устройств в значительной мере определяет надежность работы всей системы электроснабжения. Селективное отключение коротки^ замыканий органами защиты способствует локализации развития аварий, что позволяет снизить материальный ущерб от перерывов электроснабжения. Статическая и динамическая устой-
а) дифференциально-фазные защиты линий;
б) направленные фильтровые защиты линий с высокочастотной блокировкой;

в) дистанционные ступенчатые защиты линий с высокочастотной блокировкой, действующей на ускорение какой-либо ступени;
г) продольные дифференциальные защиты автотрансформаторов;
д) дифференциальные защиты шин.
Разрабатываемые математические модели должны удовлетворять следующим требованиям:
1) необходимо учитывать используемую элементную базу, ее конструктивные и схемные особенности (электромеханические панели, панели на базе интегральных микросхем) или используемые алгоритмы и программы (микропроцессорные комплекты);
2) должна обеспечиваться реакция устройства защиты на любой из характерных аварийных режимов (трехфазные и несимметричные короткие замыкания в сети с эффективно заземленной нейтралью, синхронные и асинхронные качания); ;
2) должна обеспечиваться возможность контроля любых параметров срабатывания (токи, напряжения, сопротивления, мощности; их величина, направление, фазовый сдвиг; действующие и мгновенные значения; фазные
значения и симметричные составляющие) на каждом шаге численного реше-

ния уравнении переходного процесса;
3) при расчете переходного процесса должны фиксироваться моменты срабатывания пусковых органов защиты, моменты срабатывания и останова высокочастотных приемопередатчиков, а также моменты подачи отключающего сигнала на каждый из выключателей, являющихся исполнительными

органами данной защиты;

4) должны учитываться как уставки по времени, так и собственное время реагирования устройства (в первую очередь, для микропроцессорных защит), а также полное время отключения выключателей;