Диссертация (1143218), страница 28
Текст из файла (страница 28)
С учетом этого в настоящейработе в первую очередь отдано предпочтение в исследовании динамическихсвойств линий электропередачи с максимальной протяженностью около600 кмприоснащенииихмикропроцессорнымисистемамидифференциальной защиты современного исполнения.В этом случае повышение эффективности систем дифференциальнойзащиты протяженных линий электропередачи может быть достигнуто за счет197увеличения быстродействия при использовании прогрессивных методов иустройствинформационногообменамеждуполукомплектами,чтообусловливает повышение чувствительности и надежности селективнойработы систем ДЗЛ. Увеличение быстродействия информационного обменадостигается применением совершенных средств аппаратуры связи иустройств временной синхронизации на базе технологий GPS/GLONASS, чтопозволяет сократить запаздывание до 2..5 мс.
В тоже время повышениечувствительности и надежности селективной работы дифференциальнойзащиты межсистемных линий требует тщательного и всестороннегоисследования динамических характеристик измерительных цепей и пусковыхорганов защиты.Традиционно для обеспечения селективной работы, чувствительностии надежности дифференциальных защит в режимах холостого хода икороткого замыкания применяют грубую и чувствительную (с торможением)ступени.Приэтомважнымипараметрамизащиты,вомногомопределяющими эти показатели, являются минимальный ток срабатываниязащиты I СЗ min и коэффициент торможения К т :I СЗ I СЗ min К т I т ,(4.1)где I СЗ min – минимальный ток срабатывания защиты, А;Iт –тормозной сигнал фазного тока, А;Кт – коэффициент торможения защиты, о. е.Минимальныйтоксрабатываниядифференциальнойзащитыопределяет чувствительность защиты к внутренним коротким замыканиям,его увеличение приводит, как следствие, не только к загрублению защиты, нои к снижению надежности и быстродействия комплексной системы защитысилового оборудования.
Поэтому стремление к снижению данного параметрасрабатывания чувствительной ступени защиты до максимально возможногоуровня (например, 0,1 – 0,2 о.е.) является очень актуальным.198Здесь, прежде всего, следует отметить трудности, обусловленныеметодической погрешностью численных методов расчета интегральныхзначений как дифференциальных, так и тормозных сигналов. Основнаяпричина наличия методической погрешности заключается в не учетехарактера переходного процесса.
В частности, довольно часто производителизащит для вычисления интегральных величин применяют дискретноепреобразование Фурье, допуская приэтом периодический характеризменения электрических сигналов тока и постоянство их частоты.В предыдущей главе были выполнены исследования по оценкевлияние интервала усреднения мгновенных значений измеряемых ивоспроизводимых сигналов на чувствительность и быстродействие защитысилового трансформаторного оборудования. Для подтверждения ранеесформулированного вывода необходимости загрубления защиты в связиколебательностью интегральных величин вследствие увеличения илиуменьшения интервала усреднения τ в настоящем разделе приведеныобобщенные результаты исследования этого вопроса.
На рисунках 4.2, 4.3.изображены характеристики динамического коэффициента торможения привариации интервала интегрирования.Рисунок 4.2 – Характеристика изменения динамического коэффициента торможения привариации интервала интегрирования199Рисунок 4.3 – Влияние интервала интегрирования электрических сигналов на величинукоэффициента торможенияУстановлено, что при искусственном (необоснованном) суженииинтервала интегрирования (например, до 10 мс, рисунок 4.2) обеспечениеселективной работы защиты возможно за счет увеличения уровняторможения, т.е. за счет загрубления защиты. Кроме этого, анализрезультатов показал, что постоянное значение динамического коэффициентаторможения (рисунок 4.3) в режимах установившегося внутреннего ивнешнегокороткогозамыканиясоответствуетинтервалуусредненияτинт = 20 мс и более.Научно-обоснованный подход к исключению этого вида методическойпогрешности возможен при использовании обычного (или рекурсивного)измерителя мгновенной частоты многопроводной электрической системы,который достаточно исследован и обоснован в одном из предыдущихразделов.
Применение этого фильтра позволяет учесть нестационарностьпереходного процесса и, по сути, вычислить интегральные значения токов спеременным интервалом усреднения.200Такженеобходимоотметитьпротиворечивостьтребований,предъявляемых по условиям эффективности к тормозным сигналам. Вопервых, для обеспечения селективности защиты в нормальных режимахработы (включая включение электроустановки на холостой ход) или привнешних коротких замыканиях уровень тормозных сигналов должен быть,несомненно, больше возможного тока небаланса защиты. Во-вторых, привнутренних коротких замыканиях торможение защиты практически должноотсутствовать (в идеальном случае тормозной сигнал равен нулю). Трудностьудовлетворения этих требований осложняется тем, что в нестационарныхрежимах силового оборудования дифференциальный и тормозной сигналысущественно искажены относительно ожидаемых расчетных условий, покоторым производился их выбор.Типовым решением этой проблемы является применение всемипроизводителямизащитблокировкисрабатываниязащитыподополнительным факторам (например, по уровню токов удвоенной частоты)в тех режимах, которые обусловливают завышенное значение коэффициентаторможения и, как следствие этого, чрезмерное загрубление защиты.В [161] на основе расчетных исследований были установленырекомендацииповыборунаиболееприемлемыхтиповыхспособахформирования тормозных сигналов.
К таковым в [161] были отнесеныследующие алгоритмы: «максимальный ток плеча»; «максимальная сумма притекающих или вытекающих токов плеч»; «сумма абсолютных значений токов всех плеч»; «разностьсуммыабсолютныхзначенийимодулядифференциального тока».Исходя из сравнительного анализа, выполненного в [161], следует, чтодля всех алгоритмов указанных в таблице 4.1 при возникновении короткогозамыкания характерно сначала резкое увеличение тормозного сигнала. В[161] отмечено, что в течение около 60 мс может происходить снижение201уровняторможениявследствиенасыщениятрансформаторовтока,обусловленного значительной апериодической составляющей первичноготока.
При этом у алгоритмов «Сумма абсолютных значений токов всех плеч»и «Разность суммы абсолютных значений и модуля дифференциальноготока» наблюдается локальный минимум тормозного тока, совпадающий вовремени с максимумом тока небаланса.Таблица 4.1 – Требуемое по условиям селективности значение коэффициентаторможения для наиболее распространенных способовМаксимальное значение динамическойхарактеристики срабатывания, о.е.Алгоритм торможенияТТмах 10%ТТмах 25%ТТмах 50%ТТмах 70%0.110.290.510.660.110.290.500.630.060.160.320.450.060.170.370.661.
Максимальный ток плеча2. Максимальнаясуммапритекающих или вытекающихтоков плеч3. Сумма абсолютных значенийтоков всех плеч4. Разность суммы абсолютныхзначенийимодулядифференциального токаНа практике возникают значительные трудности при использованиивышеупомянутых алгоритмов. Эти трудности обусловлены, в основном,возможным насыщением трансформаторов тока. При этом скорость процессанасыщения трансформаторов тока может быть обусловлена не толькоинтенсивностьюпереходногопроцесса(уровнемапериодическойсоставляющей), но и наличием остаточной намагниченности их сердечника[21, 161].
В таблице 4.1 приведены необходимые по условиям селективностимаксимальные коэффициенты торможения защиты для этих методов приразличной степени насыщения трансформаторов тока.Сопоставительныйанализрекомендацийкнеобходимомуидостаточному уровню торможения по условиям селективности защитыпоказал, что наиболее приемлемым из выше указанных типовых способовявляется алгоритм формирования тормозных сигналов в виде суммыабсолютных значений токов плеч (3 строка, таблица 4.1). Характернаяособенность этого алгоритма заключается в значительной величине202тормозного тока при внутренних коротких замыканиях.
В связи с этим внастоящей работе в качестве основного, базового алгоритма торможениябудет исследоваться именно этот способ формирования тормозных сигналов.Как уже отмечалось, производители устройств дифференциальнойзащиты предлагают свои, в большинстве случаев эмпирические, методикивыбора параметров тормозных сигналов, которые основаны на опытеэксплуатации конкретных устройств. Применяемые расчетные условия неучитывают реальных динамических характеристик (свойств) срабатываниядифференциальной защиты. Следствием этого является появление излишнихнеобоснованных условий проверки чувствительности защиты, в том числе врежимах насыщения трансформаторов тока и др.Все эти факторы указывают на отсутствие методически строгого,научно-обоснованного подхода к исследованию и выбору параметровсрабатывания защиты. Еще одной важной в практическом отношениизадачей является определение эффективного способа формирования рабочихсигналов и расчет адаптивного или близкого к оптимальному уровняторможения защиты в нестационарных режимах силового оборудования.Применениеадаптивныхкоррекционныхабсолютнойчувствительностисигналовдифференциальнойпозволитзащитыдостичьлинийсминимальным током срабатывания и коэффициентом торможения, которыеблизки к нулю при качественном восстановлении первичных токовтрансформаторов тока.Этим вопросам, прежде всего, посвящена данная часть работы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
