Автореферат (Современные средства противоаварийного управления объединенными энергосистемами), страница 3

Санкт-Петербург), RastrWin для исследования статической и динамическойустойчивости («Фонд им. Д.А. Арзамасцева», г. Екатеринбург) и программныхалгоритмов, разработанных автором.Физические экспериментальные исследования на действующих энергообъектахпроводились по разработанным и согласованным программам испытаний, сутвержденным перечнем микропроцессорных средств защиты и автоматикипроизводства SIEMENS, Schneider Electric и др., с использованием высокоточного ибыстродействующего измерительно-информационного оборудования производстваNational Instruments, позволяющего регистрировать электрические процессы счастотой дискретизации до 1 МГц (шаг дискретизации ≥ 1 мкс).Основные положения диссертации, выносимые на защиту.1.

Селективная и высокочувствительная автоматика ликвидации асинхронныхрежимовприпотереБыстродействующаяивозбуждениягенератороввысокочувствительнаяэлектрическихпротивоаварийнаястанций.автоматикапредотвращения нарушения устойчивости межсистемных линий электропередачи.2. Быстродействующая и высокочувствительная система токовой продольнойдифференциальнойзащитысиловыхтрансформаторовивоздушныхлинийэлектропередачи 330-750 кВ с коррекцией рабочих и тормозных сигналов.

Методикарасчетапараметровсрабатываниязащитслинеаризациейдинамическойхарактеристики срабатывания.3. Методы и результаты исследований задачи повышения достоверностиизмерительной части современных средств защиты и противоаварийной автоматики сприменением нелинейных фильтров свободных составляющих и нелинейныхфильтров токов намагничивания трансформаторов тока, а также с использованиемсхем измерения частоты напряжения, фазных напряжения и тока.4. Методы и результаты исследований адаптивных способов обеспеченияселективности, повышения чувствительности и быстродействия токовых продольных11дифференциальных защит силового электрооборудования с идентификацией егоэлектрических параметров.5.

Методика и результаты снижения погрешности численного определенияместа короткого замыкания линий электропередачи с использованием программногоалгоритма идентификации распределённых электрических параметров ВЛ.Степеньдостоверностиполученныхрезультатовподтверждаетсясовпадением с результатами лабораторных и физических экспериментов.Теоретические результаты получены с использованием известных строгиханалитических методов анализа и синтеза радио- и электротехнических цепей, а такжетеории дифференциально-интегрального исчисления.Чистота экспериментальных исследований обеспечивается использованиемсовременных измерительно-информационных средств и приборов, применениемсовременныхнаучно-исследовательскихпрограммныхпакетовмоделированияэлектромагнитных и электромеханических процессов, а также большим объемомстатистических и экспериментальных данных, полученных в результате натурныхиспытаний.Публикации и апробация результатов.

По теме диссертационной работыопубликовано 87 работ, в том числе 2 патента, 29 статей в изданиях, входящих всписок рекомендуемых из перечня ВАК РФ. В наукометрических индексируемыхбазах РИНЦ размещено 44 публикации, Scopus (WoS) – 1. Наиболее значимые (помнению автора) публикации приведены в списке литературы.Результаты диссертационной работы регулярно (с 2000 года) докладывались иобсуждались на семинарах и международных научно-практических конференциях.Полный список конференций и докладов автора приведен в диссертации. В связи сограничением по объему автореферата ниже приведены наиболее значимые (помнению автора). Это доклады на конференциях «Устойчивость и надежностьэлектроэнергетических систем» (2005 г.); «Relay Protection and Substation AutomationofModernPower«Информационные(2014, 2016 г.г.);Systems(RNCтехнологии«ДинамикавCIGRE)»(2007 – 2017 г.г.,электротехникенелинейныхдискретныхичерез1 год);электроэнергетике»электротехническихиэлектронных систем» (2017, 2018 г.г.), а также на заседаниях Научно-техническогосоветов ОАО «KEGOC», ОАО «Батыс-Транзит» (Казахстан, г.

Астана, 2010 г.,г. Актобе,2011 г.);заседанияхсекции«Безопасностьэксплуатацииэнергоблоков АЭС» электротехнического совета ГК «РосэнергоАтом» (г. Москва,2013 – 2017 г.г.).12Исследования проводились при финансовой поддержке Минобрнауки России врамках государственного задания № 13.8886.2017/БЧ по теме «Совершенствованиетеории рабочих процессов производства, преобразования и транспорта энергии иразработка научных основ проектирования высокоэффективных теплосиловыхустановок, энергетических и транспортных машин, их систем и комплексов».Личный вклад автора в получении результатов диссертационной работы.Личный вклад автора заключался в постановке основных задач исследований,разработке и создании ряда экспериментальных установок и программныхалгоритмов,обработкепроведенииианализеэкспериментальныхполученныхитеоретическихрезультатов.Основныеисследований,теоретическиеипрактические результаты, выносимые на защиту, получены автором лично.Некоторый объем практических результатов получен совместно с учениками, укоторых автор являлся официальным научным руководителем двух (А.В.

БессолицыниЕ.В. Захарова)успешнозащищенныхкандидатскихдиссертацийирядамагистерских работ.Автор выражает благодарность всем сотрудникам кафедр «Электрическиесистемы и сети», «Электрические станции и автоматизация энергосистем» ФГАОУВО «СПбПУ» и в особенности научному консультанту, профессору В.К. Ванину заценные и полезные замечания.Структура диссертационной работы. Работа состоит из введения, пяти глав,заключения, трех приложений, списка литературы из 230 наименований. Основнойтекст диссертации общим объемом 340 страниц изложен на 299 страницах, содержит132 рисунка и 16 таблиц.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВ первой главе исследованы и научно обоснованы вопросы синтезабыстродействующих и высокоточных алгоритмов измерения электрических сигналовипараметров,контролируемыхсовременнымисредствамизащитыипротивоаварийной автоматики в объединенных энергосистемах.Схемно-режимные условия работы современных объединенных энергосистемхарактеризуются значительным многообразием и довольно часто в нестационарныхрежимахпроисходятсущественныеискаженияэлектрическихсигналов,обусловленные нелинейностью силового оборудования, проявлением в немрезонансных (феррорезонансных) явлений и др.

Кроме этого, надежная работа13основных быстродействующих средств защиты и противоаварийной автоматикиосложненавлияниемразличногородапомех,неблагоприятнымуровнемэлектромагнитной обстановки в местах их размещения и эксплуатации. С учетомэтого процесс измерения электрических сигналов фазных напряжений, токов ичастоты напряжения можно в целом классифицировать, как нестационарный ислучайный.Традиционнорешениезадачиповышениячувствительностиизмерительных и пусковых органов защиты и противоаварийной автоматикипроизводится с применением стационарных, робастных фильтров, с помощьюкоторых выделяются полезные сигналы при подавлении (исключении) различногорода помех. Однако такой подход в связи с уже упомянутыми выше сложнымиусловиями функционирования средств защиты и автоматики не позволяет в полноймереобеспечитьтребуемыенормативныепоказателичувствительности,быстродействия и селективности.

В связи с этим особую ценность в развитии теорииселективных, быстродействующих, высокочувствительных и надежных средствзащитыидиссертациипротивоаварийнойновыеметодыавтоматикиизмеренияпредставляютсигналовиразработанныеконтролявпараметровобъединенных энергосистем в нестационарных условиях их работы.Первоначально с целью линеаризации характеристик измерительного трактазащиты в диссертации исследована и успешно решена задача синтеза нелинейногофильтра токов намагничивания измерительных трансформаторов тока (ТТ) TA 3, 4(рисунок 1, упрощенная эквивалентная схема), к измерительным выводам которыхподключены защиты (РЗА) силового трансформатора ТДЦ-80 000 / 110.Рисунок 1 – Эквивалентная расчетная схема электроэнергетической системыВосстановлениепервичныхсигналов( u1В , i1В )измерительныхТТпроизводится в результате совместного решения нелинейных дифференциальноалгебраических уравнений (ввиду ограничений по объему автореферата уравнения (1)приведены с учетом предварительных эквивалентных преобразований):u1 В  i1 В  r1  w1   s  pB1  s  pB   0; i1 В (t )  i1 В (t  dt ) tt  dtpi1 В dt  0;14ti2   r2  rн   Lн  pi2  w2  s  pB  0;i1Вi2 (t )  i2 (t  dt ) pi2 dt  0;t  dt w1  i2  w2  H  1  l 1  H   l  0;B  t   f  t , H   ; B 1  t   f  t , H  1  ;(1)B  t   0  H  t  ;i1 В  w1  H  1  l 1  H  l  0;i В  w1  H  1  l 1  H   l  0,где i2 , i1В , i В , u1В – мгновенные значения измеряемого вторичного токавосстанавливаемых первичного тока, тока намагничивания и падения напряжения напервичной обмотке ТТ, измеряемые в [А] и [В], соответственно; r1 , r2 – активныесопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, Ом; rн , Lн –активное сопротивление и индуктивность вторичной нагрузки, измеряемые в[Ом] и [Гн], соответственно; 0 - магнитная постоянная, равная 4 107 Гн/м;B  t   f t , H  - характеристика(семейство характеристик с учетом потерь)намагничивания сердечника ТТ; l , l , s , s - длина и усредненные сечениясиловых линий основного магнитного потока и потоков рассеяния, измеряемыесоответственно в [м] и [м2].Анализ результатов исследований переходных процессов (рисунок 2) визмерительныхцепяхзащитыпоказал,чтовеличинапогрешности(среднеквадратичное значение токов намагничивания) измерительных ТТ можетдостигать величин, превышающих нормативное значение их класса точности.а) i  ТТ в режимах ХХ (штрихпунктирнаялиния) и КЗ (сплошная линия)б) i B ТТ в режимах ХХ (штрихпунктирнаялиния) и КЗ (сплошная линия)Рисунок 2 – Изменение тока намагничивания i  ТТ (а) трансформатора тока и егопервичного тока i B ТТ (б) при нулевой (B0 = 0) начальной индукции в режиме КЗ навыводах НН (сплошная линия) и в режиме включения на холостой ход(штрихпунктирная линия) силового трансформатора ТДЦ-80 000 / 110Максимальное значение тока намагничивания ТТ может достигаться через60-80 мс, а при ненулевой (например, B0 = 1,0 Тл) начальной индукции максимум токанамагничивания достигается, как правило, уже в первый период промышленнойчастоты.