Разработка методов и средств повышения эффективности дифференциальной защиты трансформаторов

• Автор: Попов, Станислав Олегович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Введение.

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ.

1.1. Принцип действия дифференциальной защиты и токи небаланса

1.1.1. Структурная схема дифференциальной защиты.

1.1.2. Ток небаланса, обусловленный неточным выравниванием токов плеч

и регулированием напряжения под нагрузкой.

1.1.3. Ток небаланса, обусловленный погрешностью измерительного тракта дифференциальной зашиты.

1.1.4. Ток небаланса, обусловленный током намагничивания силового трансформатора

1.2. Критический анализ методов борьбы с токами небаланса.

1.2.1. Способы снижения погрешности преобразования входной

информации
1.2.2. Использование различных функциональных алгоритмов торможения
и блокировки дифференциальной защиты
1.2.3. Выбор оптимальных путей повышения эффективности дифференциальной зашиты и постановка задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА ВТОРИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ СРЕДСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ.
2.1. Выбор структурной схемы вторичных преобразователей
2.1.1. Требования к вторичным преобразователям средств релейной зашиты.
2.1.2. Пассивные вторичные преобразователи
2.1.3. Преобразователь с двухобмоточиым трансформатором и ОУ
2.1.4. Преобразователь с трехобмоточным трансформатором и ОУ
2.2. Расширение динамического диапазона вторичных преобразователей
2.2.1. Требования к динамическому диапазону вторичных преобразователей.
2.2.2. Разработка мер по снижению влияния шумов и помех на работу вторичного преобразователя
2.2.3. Влияние параметров элементов схемы вторичного преобразователя на его характеристики
2.3. Испытание опытных образцов вторичных преобразователей.
2.3.1. Описание испытательного комплекса
2.3.2. Тестирование вторичных преобразователей в установившихся
режимах.
2.3.3. Тестирование вторичных преобразователей в динамических режимах
Выводы.
3. РЛРЛЗРЛБОТКА АЛГОРИТМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЕРВИЧНОГО
ГОКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА.
3.1. Моделирование динамических режимов работы силовых трансформаторов и средств сопряжения с устройством дифференциальной защиты.
3.1.1. Математическая модель энергосистемы с трансформаторным
оборудованием.
3.1.2. Математическая модель трансформатора тока
3.1.3. Методика расчета динамических режимов работы энергосистемы
3.1.4. Исследование динамических режимов работы силовых и
измерительных трансформаторов.
3.2. Разработка алгоритма восстановления первичного тока ГТ.
3.2.1. Методика восстановления первичного тока и тока намагничивания ТТ
3.2.2. Погрешности алгоритма восстановления первичного тока ТТ в
динамических режимах
3.2.3. Исследование алгоритма восстановления первичного тока при
неточном задании параметров ТТ
3.2.4. Исследование алгоритма восстановления первичного тока при
наличии остаточной индукции в ТТ
Вывода
4. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ
ТОРМОЖЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
4.1. Методы совершенствования алгоритмов дифференциальной защиты
4.1.1. Критерии сравнения алгоритмов торможения.
4.1.2. Обзор и сравнительный анализ алгоритмов торможения в функции
токов плеч защиты.
4.1.3. Использование фильтра апериодической составляющей.
4.2. Разработка алгоритмов торможения с использованием фильтра тока намагничивания
4.2.1. Фильтр тока намагничивания ТТ в дифференциальных защитах
4.2.2. Исследование дифференциальной защиты с алгоритмом
восстановления первичного тока.
4.2.3. Разработка дифференциальной зашиты с торможением токами намагничивания трансформаторов тока плеч защиты
4.2.4. Дифференциальная защита с восстановлением первичных токов и с
торможением токами намагничивания ТТ плеч защиты.
4.3. Развернутая структурная схема дифференциальной защиты с
использованием фильтра тока намагничивания.
Вывода
Заключение.
Библиографический список.
Введение


На сегодняшний день использование цифровой техники даст возможность точного задания всех упомянутых коэффициентов, с учетом преобразования сигналов в цифровой код. В связи с этим, эта составляющая тока небаланса в микропроцессорных устройствах защиты пренебрежительно мала и может не учитываться. Однако при установке на силовом трансформаторе устройства РПН в течение эксплуатации изменяется коэффициент трансформации силового трансформатора, что не может быть учтено при выборе коэффициентов приведения при наладке терминала защиты. В настоящее время все мощные трансформаторы классов напряжения 0 кВ используются с автоматическими устройствами РПН. Пределы регулирования напряжения трансформаторов и автотрансформаторов с РПН для разных классов напряжений несколько отличаются, однако большинство устройств РПН позволяют регулировку в диапазоне Ином восемью ступенями. В зарубежной практике используются трансформаторы с РПН с диапазоном регулирования до . Максимальный ток небаланса дифференциальной защиты, обусловленный РПН. Кб. РПН. ЬУрпн 2 0 0. В процессе переключения устройства РПН появляется дополнительная переходная составляющая тока небаланса, способная оказать свое влияние на быстродействующую дифференциальную защиту. Кб. РПН. Поскольку время нахождения устройства РПН в промежуточном положении, при котором протекают переходные составляющие тока небаланса соизмеримо со временем срабатывания быстродействующих дифференциальных защит или намного превышает его, необходимо учитывать рассмотренную составляющую тока небаланса. Методы автоматической коррекции выравнивания токов плеч предлагались во многих работах ,. Однако широкого применения на сегодняшний день они не получили. Вместе с тем развитие средств автоматизации и унификации средств управления, контроля, защиты энергооборудования, делает возможным получение данных о положении регулятора РПН непосредственно с этого устройства и, тем самым, свести эту составляющую тока небаланса к нулю путем коррекции коэффициентов приведения. Изменение параметров ДЗТ может быть произведено только с разрешения оперативного персонала. Соответствующий запрос о разрешении изменения параметров ДЗТ должен автоматически формироваться при манипулировании устройством РИН. Практическая реализация данного способа не нуждается в научных исследованиях, а требует грамотного инженерного решения и поэтому не входит в объем данной научной работы. РПН необходимо незначительно загрублять защиту для отстройки от переходных токов РПН. Для получения рабочего сигнала защиты, как было отмечено выше, необходимо провести операцию сложения первичных токов. Однако при прохождении сигнала первичного тока в измерительном тракте защиты до блока, выполняющего операцию суммирования, он последовательно преобразуется из одного вида в другой, более удобный для последующей передачи и обработки ТТ, ВПТ, АЦП. Тракт преобразования входных сигналов микропроцессорной дифференциальной защите содержит каскадновключенные элементы измерительный трансформатор, входной преобразователь, блок АЦП, измерительная часть решающего блока защиты. Каждый из этих звеньев вносит свою погрешность в обшую погрешность измерения первичного тока. Для более детального рассмотрения работы отдельных узлов измерительного тракта целесообразно рассмотреть их по отдельности при допущении точной работы других элементов. Рассмотрим сначала работу первичных трансформаторов тока ТТ. IП2 пц вторичный и намагничивающий токи второго плеча защиты. При этом возникают значительные трудности вычисления магнитной проницаемости сердечника ТТ, обусловленные остаточной индукцией трансформаторов тока гистерезисом характеристики намагничивания В Н зависимостью этой характеристики от частоты. В общем случае характеристика намагничивания представляется семейством гистерезисных петель, которые получают в результате натурных физических экспериментов с использованием источников промышленной частоты. Допущение о линейности характеристик ТТ позволяет достаточно простыми методами качественно описать работу ТТ ,.