Диссертация (1143218), страница 29

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

Текст из файла (страница 29)

Впоследующихразделахразработанырекомендациипокоррекциидинамических свойств дифференциальной защиты за счет применениядополнительных сигналов, а также дана оценка их эффективности длясовременныхмежсистемныхпоперечной компенсацией.линийэлектропередачиспродольно-2034.2. Методическиеаспектыиособенностиисследованийдифференциальной защиты протяженных линий электропередачиОбобщенная постановка задачи исследования переходных процессоввоздушной линии и динамических свойств математической модели еёдифференциальной защиты заключается в тщательном и всестороннеманализе различных схемно-режимных особенностей воздушной линии. Извсего многообразия режимов работы линии электропередачи можновыделить наиболее характерные, позволяющие в полной мере оценитьнадежность, селективность и чувствительность защиты.

К ним, прежде всего,относятся режимы включения на холостой ход, включения под нагрузку, атакже различного вида внутренние и внешние («сквозные») короткиезамыкания. С целью выявления достоверной работы дифференциальнойзащиты в наихудших условиях в работе рассматриваются коммутации,происходящие в момент прохождения фазного напряжения через нуль ихарактеризующиеся наибольшими амплитудами бросков токов коммутации.Также в исследовании выполняется анализ переходных процессов воздушнойлинии и динамических свойств её дифференциальной защиты при повторныхкоммутациях силового оборудования в режимах короткого замыкания инагрузки после включения на холостой ход.Кроме этого, для обобщения и формулирования однозначныхрекомендацийбыстродействияпоповышениючувствительности,дифференциальнойзащитызаселективностисчетивведениядополнительных, коррекционных сигналов варьируются различные схемыпитания межсистемных линий и условий их оснащения компенсирующимисиловыми электроустановками.Объектомисследованийявлялисьмежсистемныелинииэлектропередачи сверхвысокого напряжения (СВН) с усовершенствованнойструктурой дифференциальной защиты (рисунок 4.4).204Рисунок 4.4 – Структурная схема микропроцессорной дифференциальной защитынекомпенсированной воздушной линииS1, S2 – эквивалентные источники ЭЭС;МП РЗА 1, МП РЗА 2 – микропроцессорные полукомплекты дифференциальной защиты;Доп.

МП РЗА 1, Доп. МП РЗА 2 – дополнительные устройства микропроцессорной ДЗЛКосновным,(МП РЗА 1, 2),серийнопосредствомподключаютсявыпускаемымполукомплектамкоммуникационныхвспомогательныеинтерфейсовмикропроцессорныеДЗЛ(I/O)модули(Доп. МП РЗА 1, 2), в контроллерах (СРU) которых реализован программныйалгоритм дополнительной коррекции рабочих и тормозных сигналов.Формирование импульсов отключения выключателей осуществляется спомощью встроенного в полукомплекты ДЗЛ модуля широтно-импульсноймодуляции (PWM).Измерительные цепи микропроцессорных блоков включают первичные(ТА 1,2 и TV 1,2) и вторичные (i/u; u/u) преобразователи электрическихсигналов тока и напряжения, а также аналогово-цифровые преобразователи(ADC). При этом измерение фазных токов осуществляется в основныхполукомплектах, которые передаются во вспомогательные модули поканалам (I/O) информационного обмена.Расчет коррекционных сигналов производится с использованиемматематической модели [121] воздушной линии с грозозащитными тросами,которая описывается системой дифференциальных уравнений (4.2) и (4.3):205n 1 uk ( x, t )  rk  ik ( x, t )  Lk ik ( x, t )   M km im ( x, t )xttm1,(4.2)n 1n 1 ik ( x, t )  g k  uk ( x, t )   g km  ukm ( x, t )  Ck  uk ( x, t )   K km  ukm ( x, t ) (4.3)xttm1m1rk , Lk ,g k , Ck - удельныегдепродольныеипоперечныеэлектрические параметры k-го провода;gkm , M km , Kkm - взаимные удельные электрические параметрымежду k-ым и m-ым проводами;n – количествопроводовмногопроводнойлинииэлектропередачи.При оснащении протяженной ЛЭП последовательно включаемымиустройствами компенсации (УПК) с фазной ёмкостью СУПК на участке междуузламисистемуP, Qуравнений(4.2), (4.3)необходимодополнитьвыражениями для трех фаз вычисления фазного тока:(4.4)В свою очередь, подсистема уравнений переходных процессовтрехфазного шунтирующего реактора (рисунок 4.5) имеет вид:()()()()(4.5)({)()206Совместноерешениесистемынелинейных дифференциально-алгебраическихуравнений ЛЭП и измерительных цепей еёпродольнойзащитытоковойдифференциальнойпроизводитсяописанноговглаве 3сприменениемиПриложении Вградиентного параметрического метода.

ЕгоРисунок 4.5 – Схема замещенияшунтирующего реактораприменениеособотребуетсякачественноевысокочастотногообусловленногоактуально,посколькуисследованиепереходногопроцесса,коммутациейзарядныхёмкостей при включении ВЛ на холостой ход.Как уже отмечалось, несовершенство дифференциальных защитобусловлено, в основном, токами небаланса различной природы.

Дляослабления их влияния в нестационарных режимах используется тормознойток, формируемый по заданному производителем алгоритму. Наиболееэффективными, применяемыми на сегодняшний день, являются способыполучениятормозноготокапропорциональноговторичнымтокамтрансформаторов тока. Их недостатком является то, что при короткихзамыканиях со значительной апериодической составляющей тормознойсигнал может быть существенно искажен (вплоть до полного его отсутствия)вследствие насыщения трансформаторов тока.

Традиционным решением этойпроблемы, которое применяют все производители, является введениеблокировки или сильное (более 50 %) торможение, что, в конечном счете,приводиткувеличениювременисрабатыванияиснижениючувствительности защиты.Альтернативнымчувствительностьдополнительныхмероприятием,дифференциальнойалгоритмов,позволяющимзащиты,основанныхнаявляетсяконтролеповыситьприменение(вычислении)ёмкостных токов математической модели воздушной линии электропередачи.207В этом случае величина тока срабатывания защиты определяется сучетом коррекционных сигналов Iкорр.:IСЗ  IСЗ minIкорр.  КТ  IТ ,(4.6)где IТ – основной тормозной сигнал фазного тока, получаемый,например, как полусумма токов плеч по модулю, А;КТ – коэффициент торможения защиты, о. е.Коррекцияхарактеристикисрабатываниязащитыпроизводитсясигналом, пропорциональным вычисленному фазному току смещенияматематической модели линии:Iкорр.

 КС ф  IC ,(4.7)где КС ф – коэффициент компенсации ёмкостного фазноготока, о. е.;IC – среднеквадратичное значение ёмкостного фазноготока, А.Для повышения надёжности коррекции характеристики срабатыванияпри обрыве (потере) каналов связи [67] во вспомогательном модуле(рисунок 4.4)такжевычисляетсяёмкостнойтокмоделилинииповыражениям относительно фазных напряжений, измеренных на шинахпротивоположной подстанции и емкостной проводимости:duф (t )(4.8),dtгде Сф – фазная ёмкость линии электропередачи относительноземли, Ф.iф C (t )  Cф Оценка эффективности предлагаемого нового способа коррекциирабочих и тормозных сигналов выполняется в нижеследующих разделах наоснове анализа переходных процессов воздушной линии электропередачи иизмерительныхцепейеёзащитыприменительнокследующимнестационарным режимам: включение на холостой ход со стороныподстанции SS 1 в момент времени t = 0,1 с и последующее двухфазное (AB)короткое замыкание в момент времени t = 0,5 с.208Для указанных расчётных условий производилась вариация от 0 до 1 (сшагом 0,1) коэффициента торможенияи приведенного коэффициентакомпенсации, определяемого согласно выражению: КС = КТ · КС ф.Кромеэтогоальтернативныеёмкостноговнастоящемметодытока(включаямоделилинии.исследованиитакжепредложеныадаптивныйспособ)вычисленияСравнительныйанализиоценкаэффективности предлагаемых структур коррекции динамических свойствдифференциальной защиты подробно изложены в следующих разделах.4.3.

Разработкаиисследованиенестационарныхфильтровтокасмещения воздушных линий электропередачиНарисунке 4.6показанаструктурнаясхемаформированиякоррекционных сигналов с вычислением зарядных токов линии (блок 25,рисунок 4.6). Условия подключения и общее описание усовершенствованнойсхемы дифференциальной защиты с дополнительными полукомплектами(Доп. МП РЗА) подробно рассмотрены в разделе 4.6 (рисунок 4.24). Даннаяструктурнаясхема реализуется в составе каждого дополнительногополукомплекта дифференциальной защиты.Дополнительныемодули подключаютсяк от трансформаторамнапряжения(TV1,рисунок 4.6, 4.24).ФазныеРисунок 4.6 – Схема формирования коррекционных сигналовнапряженияпреобразуютсяспомощью датчиков напряжения 15 и измеряются в АЦП (17).

АлгоритмнестационарногофильтразарядноготокаЛЭПреализуетсявфункциональном блоке 25 в соответствии с ниже изложенным его209математическим описанием. Для настройки объема коррекции предусмотренблокзаданиякоэффициентаКС.Формируемыетакимобразомкоррекционные сигналы передаются в схему основного алгоритма защиты.В работе рассмотрено два варианта исполнения фильтров зарядноготока.

Характеристики

Список файлов диссертации