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

В решении этихзадач совершенствования современных средств противоаварийного управлениятрадиционно задействовано множество научно-исследовательских институтов ипроизводственных предприятий.Следует отметить внесших наибольший вклад в развитие теории средствзащиты и автоматики, а также в развитие методов и способов повышения9достоверностиихизмерительнойАтабекова Г.И.

[18, 19],Дроздова А.Д. [77, 78],Нагая В.И. [120],части(вБулычева А.В. [12, 34],алфавитномВанина В.К. [39-52, 74, 223],Дьякова А.Ф. [79, 112],Подгорного Э.В. [131],порядке):Засыпкина А.С. [5, 86],Ульяницкого Е.М. [2-4, 183, 184],Федосеева А. М. [188] и Шнеерсона Э.М. [196]. В результате развития этогонаправления образовались целые научные школы и производственноисследовательские центры на базе крупнейших российских национальныхисследовательских университетов (в алфавитном порядке): ВоГУ(ВоГТУ),ВНИИР, МАИ (им.

Серго Орджоникидзе), НИУ МЭИ, САФУ (АрхГТУ),СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, СПбПУ (ЛПИ им. М.И. Калинина),ЮРГПУ (НПИ) им. М.А. Платова, ЧГУ им. И.Н. Ульянова и др. Дополнительноследует подчеркнуть значительный вклад исследователей и ученых в развитиетеории фильтрации и обработки сигналов, контролируемых современнымисредствами измерения, защиты и автоматики. Это Антонов В.И. [14, 15],Булычев А.В. [12], Ванин В.К. [39-52, 74, 229], Васильев Ф.П. [53, 54], ГутниковВ.С. [70], Дмитриков В.Ф. [22, 75], Кужеков C.JI. [100], Лямец Ю.Я. [107],Макс Ж. [108], Максимов Б.К. [79], Мокеев А.В.

[116, 117, 207, 218], ХаркевичА.А. [190], Хемминг Р.В. [191] и другие зарубежные исследователи [202, 204,206, 208, 212, 213, 215, 216, 219, 221, 222, 224, 228, 230].Указанные выше многочисленные научные исследования и связанные сними публикации авторов базируются на использовании робастного (сдопущениями) описания задачи синтеза фильтров, а также ее решенияметодами стационарной и нестационарной (в редком исключении) фильтрации.Несмотря на выполняемую в исследованиях оценку допустимости такогоподхода авторами не учитываются нелинейности характеристик защищаемогооборудования и измерительного тракта его защиты и, как следствие этого,проявляется влияние методических грубостей и инструментальных ошибок начувствительность и быстродействие средств противоаварийного управления.Исключение этого существенного недостатка возможно только при развитиитеории нелинейной фильтрации, что является особо актуальным применительнок синтезу и исследованию эффективности нелинейных фильтров токовнамагничивания трансформаторного оборудования и фильтров токов смещения10линий электропередачи.

Решение этих чрезвычайно важных задач обеспеченияселективности и повышения чувствительности и быстродействия защит должноосуществляться с привлечением совершенного математического описанияспособов и методов контроля сигналов и параметров режима работыобъединенныхэнергосистем.Естественно,чтодостоверностьновыхполученных результатов исследований должна подтверждаться на основепроведения физических, натурных экспериментов и опытно-промышленныхиспытаний. Такой подход становится возможным в настоящее время вследствиероставычислительныхсовременныхмощностеймикроконтроллеров,аифункциональныхтакжеввидувозможностейповышенияуровняавтоматизации современных энергообъектов.Все эти чрезвычайно актуальные проблемы и вопросы качественного инадежного управления современными объединенными энергосистемами ипредопределили тематику комплексных исследований выполненных автором внастоящей диссертации.Цели и задачи исследования.Целью научной работы является теоретическое и экспериментальноеисследование новых способов измерения электрических сигналов, новыхметодов контроля электрических параметров в нестационарных режимахработы силового электрооборудования, а также исследование и разработкановыхбыстродействующихивысокочувствительныхфункциональныхалгоритмов и опытных (лабораторных) образцов средств противоаварийногоуправления объединенными энергосистемами.Для достижения сформулированной цели были поставлены следующиезадачи:1.

Провести тщательный критический анализ качества применяемых всредствах защиты и противоаварийного управления методов, способовизмерения и контроля электрических величин в нестационарных режимахработы трехфазных электромеханических систем.2. Разработать методику исследований и провести численные и натурныеэксперименты с оценкой качества новых способов измерения электрическихсигналовиновыхметодовконтроляэлектрическихпараметровв11нестационарных режимах работы силового электрооборудования.3. Разработать строгое математическое описание, численные методы ипровести исследования жестких нелинейных дифференциально-алгебраическихуравненийнестационарныхвыявлениявлияниянарежимов работыработоспособностьэлектрооборудованиясистемдляпротивоаварийногоуправления динамических свойств их измерительной части и оценкиметодических, инструментальных ошибок.4.

Провестичисленныеэксперименты,выполнитьапробациювфизических условиях эксплуатации и сравнительный анализ эффективностиновыхбыстродействующихивысокочувствительныхфункциональныхалгоритмов средств защиты силового электрооборудования объединенныхэнергосистем.5. Разработатьпринципиальноновыефункциональныеалгоритмысредств противоаварийного управления, а также выполнить в результатечисленных экспериментов оценку их селективности, быстродействия ичувствительности.6.

Разработать методические указания и практические рекомендации поприменению и выбору параметров срабатывания новых функциональныхалгоритмов современных средств защиты и противоаварийного управления.Научная новизна работы.1. Предложена и научно-обоснована новая теоретическая модель и еёпрактические приложения для основных электрических сигналов и параметров(фазныхнапряженийквазистационарныхитоков,синхронныхаитакжечастотынесинхронныхнапряжения),режимахвработыэнергосистем.2.

Предложенострогоематематическоеописаниенестационарныхфизических процессов в трехфазных электромеханических системах сиспользованием обобщенных аналитических сигналов фазных напряжений итоков, а также аналитического сигнала мгновенной частоты, которое исключаетвлияние методической погрешности в получении и последующей обработкерезультатов теоретических и экспериментальных исследований.123. Разработанаметодикаидентификациипараметровсиловогоэлектрооборудования (эквивалентная нагрузка, трансформатор) и методикаидентификации удельных параметров многопроводных воздушных линийэлектропередачи высокого и сверхвысокого классов напряжения.

Новаяметодика определения места короткого замыкания воздушных ЛЭП 110-750 кВна основе рекурсивного метода идентификации погонных электрическихпараметров многопроводных электрических цепей переменного тока.4. Развита теория нелинейной фильтрации применительно к сигналам ипараметрамтрехфазныхэлектромеханическихсистем,контролируемымсовременными средствами противоаварийного управления объединеннымиэнергосистемами. Синтез новых нелинейных фильтров токов намагничиванияизмерительных, силовых трансформаторов, а также фильтров токов смещениявоздушных линий электропередачи.5. Разработаны новые способы обеспечения селективности и повышениячувствительности и быстродействия токовых продольных дифференциальныхзащит силового оборудования (ВЛ, трансформаторов) электрических сетей.Новые критерии, методы и функциональные алгоритмы современных средствпротивоаварийного управления объединенными энергосистемами.Теоретическая значимость работы.1.

Выполненоматематическоеописаниенелинейногофильтраобобщенных аналитических сигналов напряжения и тока трехфазной системыдля исследования и анализа квазистационарных синхронных и асинхронныхрежимов работы электромеханических систем.2. Полученыаналитическиевыражения,описывающиепроцесс(механизм) нелинейной фильтрации аналитических сигналов мгновеннойамплитуды и частоты напряжения трехфазной электромеханической системы.Выполнено математическое описание теоретической модели рекурсивногофильтра мгновенной частоты напряжения трехфазной электрической сети ифильтра свободных составляющих сигналов.3.

Выполнено математическое описание решения оптимизационнойзадачи определения параметров (R, L и C) эквивалентной пассивной нагрузки исиловых трансформаторов с использованием уравнений идентификации и13нелинейныхуравненийихчувствительности.Длямногопроводных(трёхфазных) воздушных линий электропередачи высокого и сверхвысокогоклассов напряжения решение задачи идентификации удельных электрическихпараметров описано в матричной форме записи.4. Предложена обобщенная концепция создания системы релейнойзащитыфазоповоротногокомплексауправляемоймежсистемнойэлектропередачи.