Диссертация (1143218), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В режимах внешнего короткого замыканиякоррекция дифференциального тока также действует на загрубление защитыи оказывает положительное влияние с точки зрения обеспечения селективнойработы(правильногонесрабатывания)продольнойтоковойдифференциальной защиты.Дополнительно следует отметить особенность компенсации токовнамагничивания силовых трансформаторов – во всех представленных выше(рисунки 3.25, 3.27, 3.29 и 3.31) расчетных случаях величина приведеннойпогрешности в начальной стадии нестационарного режима (интервалвремени t ∈ [0,00; 0,25] мс) является отрицательной в силу того, чтоинтегральное значение (площадь) характеристики вычисленного токанамагничивания всегда больше (рисунки 3.24, 3.26, 3.28 и 3.30, штриховаялиния) несмотря на практическое совпадение пиковых значений.190Рисунок 3.32 – Расчетная осциллограмма воспроизведенного тока намагничивания iμ расч(сплошная линия) силового трансформатора ЛТДЦТНФ-400 000 / 220 и изменение егосреднеквадратичных значений I расч (штриховая линия) в режиме «внутреннего» КЗВыполненный анализ характеристик приведенной погрешности εIμ (IСЗ)позволяетконстатироватьавторомцифровогоэффективностьфильтратоковпримененияразработанногонамагничиваниясиловыхтрансформаторов для решения задачи повышения чувствительности ибыстродействия их средств защиты.
Кроме этого важно отметить, чтовведение в практику разработанного фильтра позволяет практическилинеаризовать динамическую характеристику нелинейных трансформаторови обеспечить селективную работу их систем защиты в нестационарныхрежимах при отсутствии различного рода сигналов блокировки.3.5.
Выводы по главе 3.1. Выполнено математическое описание и разработан программныйалгоритм градиентного параметрического метода численного решения191жестких систем нелинейных дифференциально-алгебраических уравненийнестационарныхрежимовэнергосистем,учётомсработыегосиловогонелинейныхэлектрооборудованияхарактеристикиусловийкоммутации его фазных обмоток.Отличительной особенностью разработанного численного методаявляется контроль его области устойчивости и адаптивная коррекция шагаинтегрирования, с контролем предложенного автором критерия измененияжесткости. Применение этого численного метода позволяет исследоватьнестационарныережимысиловогоэлектрооборудованиясзаданнойпогрешностью (не более 10-6 о.е.) и минимизацией вычислительных затрат.2.
Выявлены характерные особенности повреждений управляемоймежсистемной электропередачи с фазоповоротным трансформатором в цепяхего низшего напряжения 38,5 кВ. Предложена концепция создания системырелейной защиты ФПК управляемой межсистемной электропередачи 500 кВ.Установлено, что дифференциальная защита будет нечувствительна кзамыканиям на землю со стороны возбуждающей обмотки при нулевомположении избирателя отпаек регулировочной обмотки. Для устраненияэтого недостатка система защиты ФПТ должна быть дополнена защитой отзамыканий на землю в цепи низшего напряжения 38,5 кВ с контролемнапряжения и тока нулевой последовательности.Разработанаметодикарасчетапараметровсрабатываниядифференциальной защиты линейного регулировочного трансформатора,учитывающая особенности его подключения.
Такой принцип построениясистемы защиты позволяет обеспечить необходимую чувствительность иселективность с учетом ее схемно-режимных условий работы.3. Предложенные рекомендации по созданию системы релейнойзащитыиавтоматикифазоповоротноготрансформаторауспешноапробированы в результате опытно-промышленные испытания управляемойэлектропередачи 500 кВ Северный Казахстан – Актюбинская область.В результате натурных экспериментов выявлена необходимостьповышения чувствительности и быстродействия токовых дифференциальных192защит автотрансформаторов и силовых трансформаторов, входящих вфазоповоротный комплекс. Показана необходимость обоснования методов испособов формирования сигналов блокировки в пусковых режимах.4.
Разработан нестационарный цифровой фильтр токов намагничиваниядлякоррекциидифференциальныхсигналовзащитысиловыхтрансформаторов.Установлено, что потеря устойчивости численного решения задачивычислениятоковнамагничиваниясиловыхтрансформаторовприотсутствии в схеме обратной связи, учитывающей влияние потерь наперемагничивание, обусловлена появлением дополнительной помехи навходе интегратора.5.
Выполненаоценкавлиянияначальной(остаточной)намагниченности ферромагнитных сердечников силовых трансформаторовна показатели качества воспроизведения их фазных токов намагничивания.Показано, что в сверхпереходной стадии нестационарного режима,вычисляемый ток намагничивания практически не имеет искажений, что витоге приводит к проявлению методической погрешности расчета первичныхфазных токов в измерительных цепях защиты. Наибольшие искажениярасчетных сигналов фазных токов намагничивания выявлены спустя 1-3периода промышленной частоты. После затухания свободных составляющихнестационарного процесса расчетные и измеренные сигналы идентичны.6. Выполнена оценка эффективности применения и степени влияния надинамическиесвойствазащитытрансформаторовразработанногонестационарного фильтра токов намагничивания.Методомсопоставлениярезультатовфизическихичисленныхэкспериментов установлено практически полное совпадение измеренных ирасчетных мгновенных значений фазных токов намагничивания силовыхтрансформаторов в сверхпереходной стадии нестационарного процесса.Показано, что проявление методических погрешностей при неточномзадании параметров фильтра характеризуется повышенным затуханием именьшим искажением вычисляемых сигналов первичных фазных токов193силовых трансформаторов.7.
Исследовано влияние интервала усреднения мгновенных значенийизмеряемых и вычисляемых сигналов на чувствительность и быстродействиезащиты силового трансформаторного оборудования.Показано,чтонаилучшиепоказателибыстродействияичувствительности (IСЗ min ≤ 0,2 о.е.) токовой продольной дифференциальнойзащиты с торможением в режимах включения трансформаторов на холостойход соответствуют периоду интегрирования τ = 20 мс.
Для обеспеченияселективной работы при интервалах усреднения τ, отличающихся от 20 мстребуется замедление срабатывания защиты не менее чем на 100 мс илизагрубления защиты с IСЗ min = 0,3 - 0,4 о.е.8. Исследовано влияние нелинейного фильтра на чувствительностьпродольной токовой дифференциальной защиты силовых трансформаторов врежимах внутренних и внешних коротких замыканий.Выявлен дефект - незначительное загрубление защиты в режимахвнутренних КЗ. При внешних КЗ, наоборот, вне зависимости от уровня токоваварийного режима адаптивная коррекция дифференциальных сигналовэффективна для обеспечения селективности защиты.9.
Предложен новый теоретический подход к совершенствованиюдинамическихсвойствосновныхзащитсиловогооборудования,заключающийся в линеаризации его характеристик.Внедрение в практику адаптивных формирователей коррекционныхсигналов фазных токов защиты трансформаторов позволяет практическилинеаризовать их нелинейную динамическую (переходную) характеристикуи в конечном итоге повысить чувствительность и быстродействие РЗА.1944. РАЗРАБОТКАБЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙПРОДОЛЬНОЙЗАЩИТЫИТОКОВОЙМЕЖСИСТЕМНЫХЛИНИЙЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ТОКОВ СМЕЩЕНИЯ4.1. Критическийобзорипостановказадачисовершенствованиядифференциальной защиты протяженных линий электропередачиРазвитие системообразующей сети высокого и сверхвысокого классовнапряжения в процессе формирования крупных энергообъединений заметноусложнило решение проблемы управления их нестационарными режимамиработы.
Острота этой проблемы еще более возросла в последнее время всвязи с общим спадом электропотребления и, как следствие, со снижениемпотоков активной мощности при значительной недокомпенсации реактивноймощности сетей 330-750 кВ [154, 157, 158, 160]. По современным оценкам иданнымфилиаловСистемногооператораЕдинойнациональнойэнергосистемы России степень компенсации реактивной мощности всистемообразующей сети в среднем составляет около 50 % для линий 500 кВи не более 65 % для линий 750 кВ.Всвязистакимположениемвбольшинствеобъединённыхэнергосистем (ОЭС) России сложилось крайне тяжелое положение снадежностью и чувствительностью основных (дифференциальных) защитвоздушных линий электропередачи системообразующей сети 500-750 кВ.
Постатистическим данным филиала СО ЕЭС Северо-Запада более 50%межсистемных линий электропередачи 330-750 кВ (рисунок 4.1) оснащеныустройствами системы продольной дифференциальной защиты, включающейэлементыдляинформационногообменамежду полукомплектами сприменением волоконно-оптических линий связи (далее по тексту ВОЛС).195б) количество комплектов ДЗЛ с ранжированием по уровню I СЗ minб) долевой состав комплектов ДЗЛ с ранжированием по уровню I СЗ minРисунок 4.1 – Оснащение ЛЭП 330-750 кВ комплектами ДЗЛ в ОЭС Северо-Запада,ОЭС Центра и ОЭС Урала с ранжированием по уровню (а) минимального токасрабатывания I СЗ min и их долевое соотношение (б).За 2016-2017 годы в Национальной энергетической системе Россиизафиксировано более 20 случаев отказа продольной дифференциальнойзащиты(далеепотекстуДЗЛ),обусловленныхеёнедостаточной196чувствительностьюпроблемуилинеселективнымнадежностисовременныхдифференциальнойзащитысрабатыванием.Кромемикропроцессорныхусугубляетбольшаяэтогосистемноменклатураиразнообразие применяемых устройств (полукомплектов), а также отсутствиедостаточного опыта (срока) эксплуатации цифровых защит и отсутствиенаучно-обоснованногоподходаквыбору(расчету)ихпараметровсрабатывания.
В связи с вышеперечисленными негативными факторамиучастилисьслучаинеселективногосрабатываниязащиты,сопровождающиеся перегрузкой линий более низкого класса напряжения,входящих в контролируемые сечения, что, в конечном счете, может вызватьнарушение устойчивости параллельной работы энергообъединений.Таким образом, необходимость дальнейшего увеличения надежностимежсистемных связей должно осуществляться в свою очередь повышениемчувствительности, селективности и быстродействия дифференциальнойзащитылибоиспользованиемальтернативных(например,волновых)алгоритмов защиты ВЛ.Относительно второго из указанных способов следует отметитьтрудности реализации качественного измерения контролируемых величин инеобходимую скорость их обработки, включающую высокую частотудискретизации опроса АЦП. Следствием этого является существенная (посравнению с современной продольной токовой дифференциальной защитой)стоимость и очевидная рекомендация производителей (ABB, Siemens)применения таких систем на линиях с протяженностью, близкой кполуволновой (для России 1500 км) и выше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
