Исследование и разработка микропроцессорных защит силовых трансформаторов с высшим напряжением 35-110 кВ

• Автор: Антонов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 174 с. : ил.

1.1. Внедрение микропроцессорных устройств в электроэнергетику России.

1.2. Комплекс микропроцессорных терминалов для защиты, автоматики

и управления подстанции средней мощности.

1.3. Распределение функций между терминалами основной и резервной защиты силового трансформатора.
Выводы.

ГЛАВА 2. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ И РЕЗЕРВНЫХ ЗАЩИТ ТРАНСФОРМАТОРА.

2.1. Назначение и основные функции устройства

2.2. Аппаратная реализация устройства

2.3. Построение программного обеспечения.

2.3.1. Система реального времени

2.3.2. Распределение функций между процессорами, входящими в систему устройства

2.4. Способ отстройки от токов нулевой последовательности при использовании устройства на трансформаторе с заземленной нейтралью .
Выводы.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ И В ТРАНСФОРМАТОРАХ ТОКА.
3.1. Переходные процессы, методы их исследования и их влияние на функционирование защит трансформаторов.
3.2. Переходные процессы при коммутациях в цепях однофазных
трансформаторов
3.2.1. Включение однофазного трансформатора на холостой ход
3.2.2. Отключение внешнего КЗ на стороне низкого напряжения
3.2.3. Включение трансформатора с витковым КЗ.
3.2.4. Отключение КЗ на стороне высокого напряжения.
3.2.5. Подключение второго трансформатора параллельно работающему
3.3. Переходные процессы при коммутациях в цепях трехфазных трансформаторов
3.3.1. Математическая модель трехфазной группы однофазных трансформаторов
3.3.2. Математическая модель трехфазного трансформатора.
3.4. Трансформация бросков тока в измерительных трансформаторах тока.
Выводы
ГЛАВА 4. ПРИНЦИПЫ, ПОЛОЖЕННЫЕ В ОСНОВУ РАЗРАБОТКИ МОДУЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
4.1. Принципы, реализованные в терминалах СириусТ и СириусТЗ
4.2. Сборка токовых цепей дифференциальной защиты трансформатора
4.2.1. Особенности сборки обмоток силового трансформатора и варианты подключения измерительных трансформаторов тока
4.2.2. Формирование токовых цепей дифференциальных защит двухобмоточных трансформаторов.
4.2.3. Формирование токовых цепей дифференциальных защит трехобмоточных трансформаторов.
4.3. Выделение первой и второй гармоник из токов в цепях дифференциальной защиты.
4.4. Коррекция погрешности, вносимой изменением положения
устройства РПН силового трансформатора.
4.5. Блокировка по 2й гармонике дифференциального тока при БНТ. Метод ликвидации замедления действия чувствительной ступени ДЗТ при насыщении трансформаторов тока апериодической составляющей тока КЗ
4.5.1. Анализ возможных вариантов блокировки по 2й гармонике
4.5.2. Анализ способов выявления БТН.
4.5.2.1. Времяимпульсный метод по типу реле ДЗТ
4.5.2.2. Сравнение амплитуд положительных и отрицательных полуволн
4.5.2.3. Сравнение средних значений токов за положительную и отрицательную полуволны.
4.5.2.4. Раздельный счет содержания второй гармоники для положительной и отрицательной полуволн
4.5.3. Метод различия БНТ и КЗ с насыщением ТТ основанный на контроле тенденции изменения первой гармоники тока
4.6. Принятые варианты торможения от сквозных токов. Тормозные характеристики дифференциальных защит двух и трехобмоточных трансформаторов.
4.6.1. Тормозной ток и тормозная характеристика дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора
4.6.2. Формирование тормозного тока в дифференциальной защите трехобмоточного трансформатора
4.7. Методика выбора уставок микропроцессорной дифференциальной защиты трансформатора
4.7.1. Рекомендации по выбору уставок для защиты двухобмоточного трансформатора типа СириусТ
4.7.1.1. Общие уставки.
4.7.1.2. Дифференциальная отсечка.
4.7.1.3. Чувствительная ступень дифференциальной защиты
4.7.2. Рекомендации по выбору уставок для защиты
трехобмоточного трансформатора типа СириусТЗ.
4.7.2.1. Общие уставки.
4.7.2.2. Дифференциальная отсечка
4.7.2.3. Чувствительная ступень дифференциальной защиты
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Аржанников Е. А., Антонов Д. Б., Аржанникова А. Е. Формирование токовых цепей дифференциальных защит трансформаторов, выполненных на основе микропроцессорных терминалов. Повышение эффективности работы энергосистем Тр. ИГЭУ. Вып. Под ред. В.А. Шуина, Мошкарина , М. Ш. Мисриханова М. Энергоатомиздат, . Аганичев К. С., Антонов Д. Б., Лукоянов В. Ю. Принципы организации логической защиты шин на микропроцессорных терминалах. Повышение эффективности работы энергосистем Тр. ИГЭУ. Вып. Под ред. В.А. Шуина, Мошкарина, М. Ш. Мисриханова М. Аржанников Е. А., Антонов Д. Б. Цифровая сборка токовых цепей дифференциальной защиты трансформаторов Изв. Сев. Кавк. Техн. Приложение 1. Антонов Д. Б., Аржанников Е. А., Марков М. Г. Моделирование бросков тока намагничивания в силовых трехфазных трансформаторах Изв. Сев. Кавк. Техн. Приложение 1. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из наименования. Основной текст раскрыт на 2 стр. Содержится иллюстраций. В первой главе рассмотрены особенности внедрения микропроцессорных устройств в электроэнергетику России указаны основные отечественные фирмыизготовители микропроцессорных защит, их сфера деятельности. Также рассмотрен комплекс микропроцессорных терминалов для защиты, автоматики и управления подстанции средней мощности, выявлена необходимость в разработке недостающих терминалов, которые дали бы возможность полностью обеспечить защиту подстанции средней мощности. Во второй главе рассматриваются вопросы реализации устройства управления высоковольтным выключателем и резервных защит трансформатора СириусУВ, построенного на специализированной микропроцессорной аппаратной платформе АП. Описаны основные функции разработанного устройства, его аппаратная и программная реализация. В третьей главе рассмотрены математические модели, разработанные для анализа электромагнитных переходных процессов при коммутациях в цепях однофазных, трехфазной группы однофазных, а также трехфазных трансформаторов. Также описывается математическая модель для анализа трансформирования тока в измерительных трансформаторах тока в режиме насыщения, когда трансформация идет с большой погрешностью и амплитудной, и фазовой. На основе результатов моделирования производится выбор наиболее целесообразных принципов осуществления дифзащиты трансформаторов. В четвертой главе рассмотрены основные принципы, положенные в основу разработки микропроцессорной дифференциальной защиты трансформатора, описаны применяемые алгоритмы и методики. ГЛАВА 1. Внедрение микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики началось примерно лет назад. Но, несмотря на довольно высокие темпы внедрения, микропроцессорные устройства к настоящему времени составили довольно ничтожную долю около 1,5 от всего количества устройств, находящихся в эксплуатации . Основную массу составляют электромеханические устройства, большинство из которых проработало уже около лет, морально и физически устарели. Общепризнано, что микропроцессорные устройства имеют большие функциональные возможности, лучшие показатели надежности и значительно меньшие трудозатраты на техническое обслуживание. Следует признать, что понастоящему широкому внедрению микропроцессорных устройств препятствует их довольно значительная стоимость. Изза чего оборудовать подстанцию микропроцессорными терминалами могут позволить себе только энергосистемы относительно благополучных регионов Мосэнерго, Башкирэнерго, Татэнерго, Тюменьэнерго и т. Межсистемных электропередач. То есть массовое внедрение в российскую электроэнергетику микропроцессорных устройств еще впереди. И основные трудности носят не технический характер, а экономический. Изза значительного отставания отечественной электронной промышленности от Западной внедрение МП терминалов началось с продукции западных фирм, имеющих в рассматриваемой области значительно больший опыт. И до сих пор основными поставщиками МП техники на Российский рынок являются такие фирмы, как АВВ, Альстом, Сименс.