Средства всережимного моделирования высокочастотной дифференциально-фазной защиты линий электропередачи

• Автор: Рубан, Николай Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ АДЕКВАТНОЙ НАСТРОЙКИ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ

1Л Общая характеристика исследуемой проблемы

1.2. Анализ существующих средств моделирования

1.3. Выводы
ГЛАВА 2. КОНЦЕПЦИЯ И МЕТОДИКА ВСЕРЕЖИМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
2.1. Общие положения концепции всережимного моделирования высокочастотной дифференциально-фазной защиты линий

электропередачи

2.2. Методика осуществления концепции всережимного моделирования высокочастотной дифференциально-фазной защиты линий

электропередачи

2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ВСЕРЕЖИМНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
3.1. Всережимная математическая модель дифференциально-фазной защиты линий электропередачи на электромеханической элементной базе
3.2. Всережимная математическая модель дифференциально-фазной защиты линий электропередачи на микропроцессорной элементной базе
3.3. Всережимная математическая модель высокочастотного тракта дифференциально-фазной защиты линий электропередачи
3.4. Выводы

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ВСЕРЕЖИМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНЫХ ЗАЩИТ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ..
4.1. Программная реализация всережимных математических моделей дифференциально-фазных защит линий электропередачи
4.2. Экспериментальные исследования средств всережимного моделирования дифференциально-фазной защиты ДФЗ-201 линий электропередачи
4.3. Экспериментальные исследования средств всережимного моделирования цифровой дифференциально-фазной защиты линий электропередачи
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. МЕТОДИКИ РАСЧЕТА УСТАВОК ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ РАЗЛИЧНЫХ ИСПОЛНЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ОСНОВНЫЕ ФРАГМЕНТЫ ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
ПРИЛОЖЕНИЕ В. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ ВСЕРЕЖИМНЫХ МОДЕЛЕЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. АКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
Проблема и ее актуальность
От правильности функционирования устройств релейной защиты зависит не только сохранность защищаемого оборудования, но также надежность и эффективность функционирования электроэнергетических систем (ЭЭС) в целом. Между тем, в соответствии с [1-5-7], 25-28% тяжелых системных аварий в ЭЭС происходит из-за неправильных действий релейной защиты и противоаварийной автоматики (РЗ и ПА), существенное место среди которых в российских ЭЭС занимает высокочастотная дифференциально-фазная защита (ВЧДФЗ), являющаяся основной защитой линий электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения [8]. Данная статистика не включает аппаратные неисправности устройств РЗ и ПА, и поэтому главной причиной неправильных действий становится их неадекватная реальным условиям функционирования настройка, которая определяется двумя взаимосвязанными факторами:
1) использование при проектировании и эксплуатации данных средств, в том числе ВЧДФЗ, недостаточно полной и достоверной информации о возможных процессах в ЭЭС и соответственно в защищаемом объекте;
2) чрезмерно приближенный и обобщенный учет погрешностей, формируемых измерительными трансформаторами (ИТ) и собственно аппаратурой используемых типов защиты.
Минимизация этих факторов в целом является задачей общего развития и совершенствования средств расчета режимов и процессов в реальных ЭЭС, в которых в настоящее время превалирует направление сугубо численного их моделирования [9-16]. Однако присущая этому направлению и хорошо известная по характеристикам данных средств принципиально неизбежная необходимость применения декомпозиции процессов и существенных упрощений математических моделей реальных ЭЭС, особенно элементов электрических сетей, создает не только проблему адекватного воспроизведения единого спектра квазиустановившихся и переходных процессов в оборудовании

с небольшими изменениями (или вообще без них) на другую. Программный код, написанный на Си, может быть легко интегрирован практически в любой современный комплекс моделирования ЭЭС, в том числе ВМК РВ ЭЭС, а также конвертирован в случае необходимости на другие языки программирования, причем существует множество автоматических конверторов, исключающих необходимость ручного преобразования кода.
• Экспериментальное исследование разработанных программных средств моделирования ВЧДФЗ, включающее испытание моделей в широком спектре режимов работы защищаемой ЛЭП, таких как: внутренние и внешние одно-, двух- и трехфазные короткие замыкания, в том числе замыкания за трансформатором прилегающей подстанции, замыкания вблизи концов защищаемой ЛЭП; режим реверса мощности на защищаемой линии при возникновении замыкания на параллельной линии и каскадном отключении выключателей; режим синхронных качаний на линии; различные варианты неполнофазной работы защищаемой ЛЭП, а также смежных с ней линий; режимы сложной несимметрии, заключающиеся в одновременном возникновении внутреннего короткого замыкания при условии существования доаварийного неполнофазного режима работы защищаемой или смежной линии.
2.3. Выводы
В данной главе сформулирована и обоснована концепция всережимного моделирования ВЧДФЗ, предусматривающая совокупность мероприятий, реализация которых позволит повысить адекватность настройки ВЧДФЗ конкретным условиям ее функционирования за счет определения реальных значений погрешностей ИТ и конкретных реализаций защит, и использования этой информации при расчете уставок ВЧДФЗ, исключая необходимость применения для ее коррекции обобщенных приблизительных коэффициентов. Концентрированным выражением разработанной концепции является методика ее осуществления, позволяющая на основе детального анализа принципиальных