Метод информационного анализа и его приложение к определению места повреждения и дистанционной защите линий электропередачи

• Автор: Подшивалин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Информационные задачи релейной защиты

1.1. Развитие принципов распознавания в релейной защите

1.2. Основные понятия информационного анализа

1.2.1. Прямое преобразование объектного вектора

1.2.2. Объектная характеристика

1.2.3. Обратное преобразование вектора замера

1.3. Информационный принцип систематизации задач релейной защиты

1.4. Реле с нарастающей информационной базой

1.5. Постановка задачи информационного анализа

Глава 2. Информационный анализ дистанционного принципа
2.1. Распознаваемость синусоидальных режимов
2.1.1. Свойства линейных моделей электрической системы
2.1.2. Наблюдение модели с симметричным предшествующим режимом
2.1.3. Имитационные модели объектов
2.1.4. Особенности однородной модели
2.1.5. Годограф металлического замыкания
2.2. Распознаваемость зоны и места однофазного замыкания
2.2.1. Имитационная модель главного альтернативного режима
2.2.2. Объектная характеристика однофазного замыкания в однородной модели
Глава 3. Информационный анализ и синтез защит
3.1. Информационный анализ релейной защиты
3.1.1. Общий алгоритм релейной защиты
3.1.2. Свойства уставочного пространства
3.1.3. Чувствительность защиты
3.2. Универсальный распознающий модуль
3.3. Обучение реле и иерархия режимов
3.3.1. Эффективность распознавания в релейной защите
3.3.2. Реализация принципов универсального реле в терминале дистанционной защиты
3.4. Интервал распознаваемости
3.4.1. Информационная ценность отсчета
3.4.2. Фильтруемость установившегося значения
3.4.3. Интервальное уравнение
3.4.4. Реле максимального тока
3.4.5. Зависимость от частоты дискретизации
3.4.6. Показатели информационной ценности
3.5. Распознающая способность токовой защиты
3.5.1. Трехфазные замыкания в однородной модели
3.5.2. Однофазные замыкания в однородной модели
3.5.3. Междуфазные замыкания в однородной модели
Глава 4. Информационный анализ модуля ОМП
4.1. Имитационное моделирование линий электропередачи
4.1.1. Методы моделирования линий электропередачи
4.1.2. Многопроводная петля
4.1.3. Эквивалентирование многопроводных систем
4.1.4. Компенсация погрешностей по результатам наблюдения
4.1.5. Имитационная модель ЛЭП программного комплекса ОМП
4.2. Распознавание места повреждения
4.2.1. Интеллектуальные методы распознавания
4.2.2. Общий алгоритм распознавания
4.2.3. Чувствительность ОМП к заданию объектных параметров
4.2.4. Чувствительность ОМП к погрешности выделения информационных составляющих
4.3. Программный комплекс определения места повреждения
4.3.1. Исходные данные для расчета
4.3.2. Алгоритм ОМП
4.3.3. Апробация программного комплекса
4.3.4. Пример анализа аварийной ситуации
Заключение
Литература


ЛЭП (обычно активно-индуктивная) адекватна реальной линии. Однако их применение для линий с продольной или поперечной неоднородностью и линий с индуктивными связями затруднено вследствие сложности аналитического выражения координаты места повреждения, а потому существуют лишь типовые решения, учитывающие, в том числе, часто встречающиеся случаи двухцепных ЛЭП. Множество программных продуктов, выполняющих оценку места повреждения в энергосистеме, используют показания большого количества фиксирующих приборов (ФИП). В этом случае составляется переопределенная система уравнений, решаемая итерационными методами. В результате получается оценка возможного местонахождения замыкания. Такой алгоритм может применяться в сетях с произвольной структурой, но обладает существенным недостатком - малой информативностью показаний ФИП, что существенно снижает его точность. Наиболее совершенным можно считать алгоритм ОМП и дистанционной защиты [-], построенный на адаптивном дистанционном принципе. Основу метода составляет критерий повреждения (виртуальное реле), применяемый в точке предполагаемого повреждения ЛЭП. Задается некоторая целевая функция (например, реактивная составляющая возможного переходного сопротивления), имеющая монотонный характер при изменении координаты возможного места повреждения и принимающая нулевое значение в искомых точках. Однако при наличии избирателя поврежденных фаз возможна реализация адаптированных к предполагаемому виду замыкания критериев [], которые оказываются менее чувствительны к погрешностям моделирования сети. В условиях, когда предшествующий режим недоступен (опробование линии, автоматическое повторное включение и другие), применяются косвенные целевые функции, принимающие в расчет только текущие величины. Этот метод ОМП и дистанционной защиты не имеет методической погрешности и сталкивается лишь с неадекватностью внутренней модели и с измерительными погрешностями, обусловленными, например, нелинейностью характеристик измерительных трансформаторов напряжения и тока. В качестве параметров оптимизации выступают место замыкания и переходное сопротивление, а целевая функция есть отклонение векторов -напряжений модели от измеренных. Следует отметить, что в условиях использования исключительно векторов напряжения ошибка алгоритма ОМП из-за неадекватности заложенной имитационной модели ЛЭП и измерительных погрешностей несколько больше возможного (по анализу распознаваемости) результата. Существующие на данный момент программные комплексы применяют модель ЛЭП в симметричных составляющих, что иногда приводит к большим методическим погрешностям на протяженных линиях [3,,,]. С целью устранения этой ошибки в данной работе разработана новая универсальная модель в фазных координатах, которая лучше учитывает реальное расположение проводов, грозозащитные тросы и взаимную индуктивность параллельных ЛЭП. Повышение быстродействия распознавания факта замыкания и его зоны возможно путем сокращения окна фильтрации сигналов [-]. При этом приходится отказаться от традиционного фильтра Фурье, требующего по крайней мере половину периода фильтруемой составляющей, и использовать измеренные мгновенные значения сигналов токов и напряжений для определения попадания замыкания в зону по упрощенным уравнениям модели ЛЭП. Размер окна наблюдения уменьшается при срабатывании пускового органа защиты. Дальнейшее постепенное восстановление размера окна до периода основной частоты позволяет обеспечить необходимую чувствительность защиты к высокоомным замыканиям. Каждой величине окна соответствует своя уставочная характеристика, на плоскости комплексного сопротивления. Таким образом, эта защита демонстрирует малое (до 5 мс) время срабатывания при близких металлических замыканиях и большее запаздывание при удаленных повреждениях через сопротивление. Ом) на ЛЭП напряжением 0 кВ, что является низким показателем для дистанционной защиты. Многочисленные исследования [-] показали возможность применения интеллектуальных алгоритмов (нейронных сетей, нечеткой логики) в области распознавания замыканий.