Разработка алгоритма функционирования дифференциальной защиты трансформатора с применением теории распознавания образов

• Автор: Купарев, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 223 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
. ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРИЧИНЫ НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КЗ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Обзор защит трансформаторов от междуфазных КЗ

1.2. Обеспечение правильной работы защит трансформаторов от междуфазных КЗ в переходных режимах.

1.3. Сопоставление способов отстройки от БТН.

Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ТЕОРИИ

РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ К ПОСТРОЕНИЮ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ УРЗА

2.1. Логический традиционный подход.

2.2. Структурный подход.

2.3. Некоторые дополнительные определения и понятия из теории распознавания образов
Выводы.
ГЛАВА 3. МЕТОД СОСТАВЛЕНИЯ СЛОВАРЕЙ ПРИЗНАКОВ
3.1. Обоснование принципа действия защиты
3.2. Принцип формирования сигналов, позволяющих контролировать отличительные признаки аварийных режимов
3.3. Формирование образа аварийных режимов.
3.4. Выбор наиболее информативных отличительных признаков БТН
3.5. Моделирование сигналов, задающих принцип функционирования защиты
Выводы.
ГЛАВА 4. ОПИСАНИЕ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ НА ЯЗЫКЕ
ПРИЗНАКОВ.
4.1. Исходные положения
4.2. Аварийные режимы при установившемся процессе
4.3. Симметричные внутренние и внешние КЗ при переходном процессе . .
4.4. Несимметричные внутренние и внешние КЗ..
4.4.1. Внутренние одновременные КЗ
4.4.2. Внешние одновременные КЗ
4.4.3. Последовательные внутренние и внешние КЗ
4.4.4. Корректировка словарей признаков и алгоритма распознавания
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ОТСТРОЙКИ ЗАЩИТЫ
ТРАНСФОРМАТОРА ОТ БРОСКА ТОКА
НАМАГНИЧИВАНИЯ.
5.1. Определение пригодности метода описания аварийных режимов
для распознавания БТН
5.2. Описание режима БТН на языке признаков.
5.2.1. Распознавание БТН в первом периоде переходного процесса
5.2.2. Отстройка защиты трансформатора от БТН во втором и последующих периодах переходного процесса.
5.3. Обоснование необходимости использования числового
кодирования для распознавания БТН.
Выводы.
ГЛАВА 6. ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
6.1. Выбор микропроцессорных средств
6.2. Примы реализации предложенного принципа распознавания
режимов.
6.2.1. Распознавание внутренних и внешних КЗ
6.2.2. Распознавание БТН.
6.3. Методы, применнные для проверки разработанных алгоритмов
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список использованных источников


Исходя из вышеописанного, в алгоритме функционирования защиты следует использовать качественные признаки переходных процессов в ГТТ, свойственные режимам внутреннего или внешнего КЗ, в дополнение к сочетанию нескольких принципов действия, основанных на контроле количественных признаков. К качественным признакам следует относить такие, которые проявляются в узком интервале периода промышленной частоты в идентифицируемом режиме и отсутствуют в других режимах. Также возможно применение интегрально-качественных признаков (другое название - признаки переходного процесса), характеризующиеся тем, что время их надёжного проявления соизмеримо с периодом промышленной частоты или превышает его []. Наименее изученными в настоящее время являются качественные признаки. Чтобы эффективно использовать возможности, содержащиеся в комплексном применении количественных и качественных признаков, необходимо выполнение следующих условий. Во-первых, время идентификации режима по количественным признакам должно быть меньше или равным длительности хотя бы продолжительной полуволны вторичного тока в первом периоде. Во-вторых, количественные признаки не должны нуждаться в такой обработке входных сигналов, при которой устраняются качественные признаки (фильтрация, выделение симметричных составляющих и др. В противном случае для контроля качественных признаков потребуется дополнительный автономный канал, что равносильно композиции двух отдельных защит. КЗ. НГТУ. Она выполнена на микроэлектронной базе и имеет название ДФДЗ-1 []. Эта защита реагирует на мгновенные значения токовых сигналов и функционирует по время-импульсному принципу действия. ТТ неповреждённой фазы при внешних несимметричных КЗ является появление тока в плече дифзащиты одновременно с дифференциальным током, после того как зарегистрировано внешнее КЗ хотя бы в одной из фаз (не ранее, чем через 5 мс от момента появления сквозного тока хотя бы в одной из фаз). Все эти признаки, кроме первого, основаны на различии свойств насыщенного и ненасыщенного ТТ и поэтому проявляются тем интенсивнее, чем больше изменяется магнитное состояние сердечника насыщенного ТТ за период. Устойчивость проявления также возрастает при том условии, если насыщается ТТ только одного плеча. Качественные признаки обладают существенными преимуществами перед количественными, главным образом, в условиях переходного процесса, так как они позволяют идентифицировать режим за несколько миллисекунд. Поскольку переходные процессы в трёхфазных ГТТ существенно сложнее процессов в одиночном ТТ и они пока изучены не в полной мере, то поведение защит в таких процессах также нуждается в проверке. Количественные признаки недостаточно устойчивы именно в условиях экстремальных переходных процессов. Комплексное использование количественных и качественных признаков при идентификации режимов обеспечивает ДФДЗ-1 независимость динамических свойств защиты при внутренних и внешних КЗ и отсутствие задержек в срабатывании. Использование качественных признаков позволяет обеспечить отстройку от переходного тока небаланса внешнего КЗ, без увеличения начального тока срабатывания защиты, который для ДФДЗ-1 по условию отстройки от БТН должен иметь величину не менее 0. Перечисленные качественные признаки справедливы также и для защит всех остальных сосредоточенных объектов (генераторов, трансформаторов, сборных шин, ошиновок, реакторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей). Поэтому, такой подход к построению защиты дал возможность создания унифицированной быстродействующей защиты всех основных элементов электрооборудования электростанций и подстанций. Такая защита имеет блочную структуру. Защита каждого из объектов содержит основной блок, выполняющий функцию селективности в режимах КЗ и нормальном рабочем режиме. Основной блок также реализует принцип торможения, необходимый при установившихся внешних КЗ и нагрузочных режимах. В качестве тормозного сигнала во всех этих защитах используется сумма модулей токов всех плеч. Но торможение начинается только при условии превышения сквозным током величины тока первого излома (/#/) характеристики срабатывания (рис. Для защиты трансформатора величина 1И1 принимается равной (1. НОм [].