Диссертация (1143218), страница 21

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 21)

В частности, это вызывает значительные перенапряжения состороны 38,5 кВ. Поэтому дополнительно целесообразна установка настороне 38,5 кВ защиты от повышения напряжения, действующей наотключение ФПТ.1453.2.2. Разработкаметодикирасчетадифференциальнойзащитыфазоповоротного трансформатора управляемой электропередачиЧувствительная дифференциальная токовая защита (с торможением иблокировками по гармоническим составляющим тока включения) ВДТ (ДЗТFT) подключается к токовым цепям трансформаторов тока TA 16, TA 17 иTA 18(рисунок 3.6),охватываявсеобмоткивольтодобавочноготрансформатора.Рисунок 3.6 – Подключение дифференциальной защиты ВДТ к трансформаторам токаНапомним, что методика выбора уставок дифференциальной защитыВДТ [139], заключается в расчете значений начального тока срабатывания,коэффициентов торможения участков характеристики первой ступени иуставок блокировок по второй и пятой гармоническим составляющим, атакже в определении тока срабатывания дифференциальной отсечки.

Расчеткоэффициентовторможенияхарактеристикисрабатывания146дифференциальной защиты осуществляется применительно к условиямотстройки от внешних коротких замыканий. Оценка чувствительностиступеней дифференциальной защиты ВДТ выполняется для режимадвухфазногокороткогозамыканияприминимальнойзагрузкеэлектроэнергетической системы.В целом, методика расчета дифференциальной защиты ВДТ идентичнадействующимметодическимуказаниямповыборууставокдифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора. Тем не менее,в связи с неоднократно отмечавшейся особенностью последовательноговключениярегулировочнойобмоткилинейногорегулировочноготрансформатора в сеть 220 кВ расчетные выражения для определения токанебаланса(какбудетпоказанодалее)нескольковидоизмененывсоответствии с физическими представлениями.Какизвестно,величинатоканебаланса,контролируемаядифференциальной защитой, определяется неуравновешенностью токовотдельных ее плеч (сторон ВДТ):I нб Σ  I нб ВО  I нб РО ,(3.1)где I нб ВО , I нб РО - составляющие тока небаланса, обусловленныетоком ВО и РО соответственно, А;Естественно, что значение отдельно взятой составляющей токанебаланса,будетобусловленопогрешностьюсоответствующихтрансформаторов тока и регулированием напряжения вольтодобавочноготрансформатора и автотрансформатора.

Ввиду некоторой неопределенностиучета знака отдельно взятых регулирующих эффектов по напряжению принесогласованномегорегулированииустройствамиРПНуказанныхтрансформаторов в разработанной автором методике используется понятиесреднеквадратичного эквивалентного регулирующего эффекта напряжения:U ВО  U ВДТ ;(3.2)147U РО  U АТ    U ВДТ 2где U ВО , U РО - эквивалентные2(3.3),регулирующиеэффектыпонапряжению токов РО и ВО, о. е.;U ВДТ - диапазон регулирования напряжения относительно среднегоположения переключающего устройства ВДТ, приведенный к стороне СН,измеряемый в [о. е.] и равный 0,5 U ВО;U ном РОU АТ - диапазон регулирования напряжения АТ относительно среднегоположения его переключающего устройства, о. е.Такойподходпозволяетприменитьтрадиционныйтоканебалансасизменениясоставляющихучетомрасчетположенияпереключающих устройств (анцапф РПН) фазоповоротного комплекса(АТ+ВДТ) при регулировании напряжения и при некотором загрублениичувствительногоизмерительногоорганадифференциальнойзащиты.Составляющие тока небаланса, обусловленные током возбуждающей ирегулировочной обмоток ВДТ, определяются по уравнениям:I нб ВО  (kпер  ε  U ВО )  I ВО ;(3.4)I нб РО  (kпер  kодн  ε  U РО )  I РО ,(3.5)где kпер - коэффициент, учитывающий переходный процесс, о.

е;ε - относительное значение полной погрешности трансформаторовтока, о. е.;kодн - коэффициент однотипности трансформаторов тока, о. е.Учитывая, что в большинстве устройств микропроцессорных защитосуществляется программная компенсация фазового сдвига, обусловленногогруппой соединения обмоток ВДТ, величина суммарного тока небалансанаходится как результат алгебраического сложения его составляющих:I нб   I нб ВО  I нб РО(3.6)Применяя вышеописанную методику расчета параметров срабатывания148дифференциальной защиты ВДТ, могут быть определены величиныдифференциального и тормозного токов [139]. Важно также отметить, чтопри крайних (1-ом и 17-ом) положениях переключающего ответвления РО2устройства эквивалентные регулирующие эффекты по напряжению U ВО иU РО ,определяютсятольковнешним(поотношениюкВДТ)регулированием напряжения на автотрансформаторе.

Как следствие этого вуказанных схемно-режимных условиях работы ФПТ дифференциальнаязащитасторможениембудетобладатьлучшей(большей)чувствительностью, поскольку ее параметры срабатывания I СЗ min , kторм1 иkторм2 будут иметь меньшие значения (по сравнению с расчетом для среднегоположения РПН).3.2.3. Опытно-промышленные испытания управляемой электропередачиОпытно-промышленныетерриторииСНГ)испытанияуправляемойповключениюэлектропередачипервой500 кВ(наСеверныйКазахстан – Актюбинская область с ФПТ (ПС 500 кВ Ульке) проводились впериод с 26.01.2009 по 02.02.2009.Включение фазоповоротного комплекса осуществлялось в два этапа –включениеАТврежимехолостогоходасостороныВН 500 кВ(осциллограммы и характеристики рисунков 3.7 - 3.9) и последующеевключение ВДТ под нагрузку около 15 % со стороны СН 220 кВ(осциллограммы рисунка 3.10).

В процессе включения АТ в режимехолостогоходаосциллографировалсябросоктоканамагничивания(рисунок 3.7) и контролировался пуск этим током дифференциальной защиты(IСЗ min = 0,5 Iном) с торможением. Характер изменения тормозных сигналов врежиме включения АТ на холостой ход изображен на рисунке 3.8.Для подтверждения корректности выбора уставки органа блокировкидифференциальной защиты выполнен расчет среднеквадратичных значений149фазных сигналов блокировки (рисунок 3.9), при броске намагничивающеготока автотрансформатора с интервалом усреднения 20 мс.Рисунок 3.7 – Осциллограмма фазных токов включения АТ в режиме холостого ходаРисунок 3.8 – Изменение фазных токов торможения дифференциальной защиты АТпри его включении в режиме холостого хода150Рисунок 3.9 – Изменение усредненных фазных токов блокировки (100 Гц)дифференциальной защиты АТ при его включении в режиме холостого ходаРисунок 3.10 – Осциллограмма фазных токов в цепи 220 кВ в режиме включенияВДТ под нагрузку151Анализполученныхрезультатовпоказалдостаточнуючувствительность органа блокировки от броска тока намагничивания повторой гармонике с уставкой, равной 15 % (по отношению к основнойгармонике).

При этом ток срабатывания дифференциальной отсечкипринимался равным IСЗ ДО = 6,0 Iном.Врезультатеанализацифровыхосциллограммнатурныхэкспериментов установлено, что пиковое значение токов включения АТсоставляет около 4,90 о.е. (ток фазы B, на рисунке 3.7), при приведении кустановленноймощностифазоповоротногокомплекса400 МВА.Спектральный анализ цифровых сигналов фазных токов включения показалналичие второй гармонической составляющей, максимальная величинакоторой составила 20-22 % (рисунок 3.9), а также незначительный уровень(около 2 %) пятой и высших гармонических составляющих.Важно отметить, что селективная работа дифференциальной защитыавтотрансформатора в режиме включения его на холостой ход, былаобеспечена только действием блокировки токами второй гармоническойсоставляющей (рисунок 3.9), поскольку величина фазных рабочих сигналовпревышала минимальный ток срабатывания защиты, равный 0,5 о.е.

В тожевремя следует подчеркнуть, что выбор параметров срабатывания блокировки(на уровне 15-17 %) не имеет строгого научного обоснования и производилсяисходя из практики эксплуатации трансформаторного оборудования.Наиболее благоприятные условия селективной работы токовыхпродольных дифференциальных защит, обусловленной вышеописаннымиблокировками в режимах включения на холостой ход, будут отвечатьмаксимальнымброскамтоковнамагничиваниятрансформаторногооборудования. Естественно, что указанные физические явления возникаютприкоммутации(включении)трансформатороввмоментвременипрохождения фазного напряжения через нуль, осуществить прогноз которогоневозможно.

Кроме этого, значительная величина токов включения можетпривести к насыщению как силовых, так и измерительных трансформаторов,152что в конечном итоге осложнит проблему обеспечения надежной иселективной работы их системы защиты.С учетом сказанного выше, задача разработки новых и научнообоснованных методов повышения быстродействия и чувствительностиосновных(дифференциальных)защитсиловогоэлектрооборудованиячрезвычайно актуальна и востребована.

Всестороннему исследованию иобоснованию этих вопросов посвящены ниже следующие разделы настоящейглавы. При этом значительное внимание уделяется вопросам сниженияметодической составляющей погрешности и повышению достоверностирезультатов численных экспериментов.3.3. Математическое описание и алгоритмы исследования динамическихсвойств нелинейного силового оборудования и средств его защитыКак уже неоднократно отмечалось при постановке задачи исследованийважной причиной, ограничивающей практическое использование фильтровтоканамагничиванияметодическойгрубостиивоспроизведенияприразработкетоков,являетсяматематическогоналичиеописанияфизических, нестационарных процессов в трансформаторах. Не менеезначительнаясоставляющаяметодическойпогрешностиможетбытьобусловлена используемыми при проведении расчетных исследованийчисленными методами решения систем нелинейных дифференциальноалгебраических уравнений.

Характеристики

Список файлов диссертации