ЗАСТОСУВАННЯ ЦИФРОВИХ ТЕСТОВИХ СИСТЕМ ДЛЯ ПЕРЕВІРКИ ДИСТАНЦІЙНИХ ЗАХИСТІВ - PDF

Description
УДК П.М. Баран, В.П. Кідиба, Я.Д. Пришляк, М.І. Дембіцький, В.М. Шмагала Національний університет Львівська політехніка, кафедра ЕСМ, ВАТ Західенергоавтоматика ЗАСТОСУВАННЯ ЦИФРОВИХ ТЕСТОВИХ СИСТЕМ

Please download to get full document.

View again

of 7
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

Health & Lifestyle

Publish on:

Views: 59 | Pages: 7

Extension: PDF | Download: 0

Share
Transcript
УДК П.М. Баран, В.П. Кідиба, Я.Д. Пришляк, М.І. Дембіцький, В.М. Шмагала Національний університет Львівська політехніка, кафедра ЕСМ, ВАТ Західенергоавтоматика ЗАСТОСУВАННЯ ЦИФРОВИХ ТЕСТОВИХ СИСТЕМ ДЛЯ ПЕРЕВІРКИ ДИСТАНЦІЙНИХ ЗАХИСТІВ Баран П.М., Кідиба В.П., Пришляк Я.Д., Дембіцький М.І., Шмагала В.М., 2013 Розроблено спеціалізований модуль перевірки дистанційних захистів для цифрової тестової системи. Ключові слова: релейний захист, цифрові пристрої, дистанційний захист, модель електричної мережі, гармонічні складові, цифрограми. The specialized module of check of distance protection is developed for digital test system. Key words: relay protection, digital devices, distance protection, model electric network, harmonic components, tsyfrohramy. Постановка проблеми Під час налаштування та планової перевірки дистанційних захистів, особливо захистів, виконаних на цифровій основі, виникають труднощі в забезпечені технічними засобами перевірки. Зокрема традиційні аналогові технічні засоби не можуть забезпечити відповідної точності та вимагають істотних часових затрат. Аналіз останніх досліджень Сьогодні за кордоном створені засоби для налаштування та перевірки пристроїв релейного захисту та автоматики (РЗА), виконані як на аналоговому, так і на цифровому принципі. Перевагу надають створенню пристроїв на цифровій основі. Ці пристрої дають змогу якісно та швидко виконувати налаштування та комплексну перевірку пристроїв РЗА зокрема і дистанційних захистів. Найкращими зразками на світовому ринку є Omicron (Австрія), Freja (Швеція), Double (США), Реле-томограф (Росія). В Україні найбільшою популярністю користуються пристрої вітчизняного виробництва Реле-тестер та РЗА-тестер . Це спільна розробка підприємств Харкова (технічна реалізація пристроїв перевірки) та Львова (автори розробили спеціальне програмне забезпечення GRAN Test System для здійснення процесу перевірки пристроїв РЗА) [1]. Постановка задачі Розробити математичну модель електричної мережі, здійснити її цифрову реалізацію та створити модуль цифрової системи тестування для оптимальної перевірки дистанційних захистів. Виклад основного матеріалу Модуль перевірки дистанційного захисту є підсистемою для перевірки пристроїв РЗА. Структурна схема перевірки наведена на рис. 1. Система має дворівневу ієрархічну структуру. Верхній рівень створений на основі комп ютера. На нижньому рівні знаходиться спеціальний випробувальний пристрій, до якого безпосередньо під єднують об єкт перевірки пристрій РЗА. Зв язок між верхнім та нижнім рівнями здійснюється через порт послідовної передачі даних RS-232, а в останніх модифікаціях пристрою через USB порт. На верхньому рівні системи (комп ютер) за допомогою спеціального програмного забезпечення: здійснюється керування пристроєм нижнього рівня; задаються параметри перевірки конкретного пристрою РЗА, зокрема і дистанційного захисту; 3 viv Polytechnic National University Institutional Repository Рис. 1. Структурна схема цифрової тестової системи формуються в цифровій формі для перевірки пристроїв РЗА сигнали напруг та струмів, сформовані за певним законом; задається зміна вихідних бінарних сигналів; відображаються результати перевірки пристроїв РЗА; формуються протоколи перевірки; формується бібліотека об єктів перевірки. На нижньому рівні (спеціальний випробувальний пристрій) здійснюється перетворення сигналів, отриманих з верхнього рівня, з цифрової форми в аналогову, генерування їх на об єкт перевірки (пристрій РЗА) та контроль стану бінарних виходів об єкта перевірки. У комп ютері за допомогою розробленого спеціального програмного забезпечення формуються в цифровій формі струми та напруги, що залежать від конкретного об єкта перевірки. Для оптимального налаштування пристроїв РЗА створені окремі модулі для перевірки струмових захистів, дистанційних захистів, реле напруги, диференційних реле, проміжних реле, реле потужності тощо [2]. Модуль перевірки дистанційних захистів призначений для налаштування та перевірки пристроїв дистанційного захисту як зарубіжних, так і вітчизняних фірм, реалізованих на електромеханічній, напівпровідниковій та цифровій техніці. Використання такого модуля дозволяє перевірити практично всі характеристики дистанційного захисту [3] зони спрацювання окремих ступенів з врахуванням допустимих похибок, часові характеристики спрацювання окремих ступенів, стійкість до вищих гармонічних складових, реакцію пристроїв РЗА на різноманітні збурення електроенергетичної системи, такі як асинхронний хід та хитання, а також деякі інші характеристики. Модуль Дистанційний захист , який реалізований на комп ютері, складається з окремих функціональних блоків, управління якими здійснюється з окремих сторінок вікна модуля: Конфігурація , Модель , Імпедансна площина , Векторна діаграма , Гармоніки , Цифрограми , Хитання , Складний режим , Результати . Для перевірки дистанційного захисту створена математична модель електричної мережі, на якій можна моделювати різні види к.з. (рис. 2). У розрахунковій схемі мережі прийняті такі позначення: E A, E B, E A E A Z S U Z = R + j X I A C еквівалентні фазні ЕРС системи; U A,U B, U C E B Z S фазні напруги на шинах підстанції (на U B I Z B початку лінії); I, I, I фазні струми в E C Z S Z NS = k S Z S U C I C Z Z N = k Z ( Z = f R + j f X ) Рис. 2. Розрахункова схема системи для моделювання різних видів к.з. в електричній мережі N R X A B лінії; Z S імпеданс системи; k S коефіцієнт заземлення системи; Z = R + j X імпеданс до місця к.з.; k коефіцієнт заземлення лінії, який враховує вплив землі за замикань на землю лінії для моделі k; f = R R, f = X X R E коефіцієнти заземлення лінії для моделі виду RE/R. C X E 4 viv Polytechnic National University Institutional Repository Для моделі мережі прийнято допущення, основними з яких є: ЕРС джерела напруги змінюються за гармонічним законом з фіксованою заданою частотою; амплітуда ЕРС для трьох фаз приймається однаковою; кутові зсуви між векторами ЕРС фаз незмінні і становлять 120 ; опір системи Z S в кожній фазі приймається однаковим; під час моделювання різних видів к.з. в мережі розглядається тільки усталений режим, не враховується перехідний процес, обумовлений різними початковими умовами та співвідношенням параметрів електроенергетичної системи; не враховується вплив поперечних параметрів лінії; вплив землі на характер процесів під час к.з. на землю враховується за допомогою коефіцієнта k S для системи, а для лінії залежно від прийнятої моделі: за допомогою коефіцієнта k для моделі k або співвідношень f R = RE R, f X = X E X для моделі виду RE/R. Якщо необхідно дослідити вплив вищих гармонічних складових, субгармонік або вплив аперіодичної складової, то можна скористатись функціональним блоком Гармоніки , де можливо сформувати сигнал (напруги чи струму) довільної форми згідно з виразом n i= 1 k t α ( t ) = ( 2 Ai e i sin( 2 π f Ni t + ϕi )), (1) де n кількість гармонік; A i величина амплітуди i-ї гармоніки; f основна частота; N i порядковий номер гармоніки відносно основної частоти; t час; ϕ початкова фаза кожної гармоніки; k i величина, обернено пропорційна до постійної загасання. Для перевірки дистанційного захисту передбачена можливість формування складного режиму (функціональний блок Складний режим ), що дозволяє врахувати доаварійний режим, аварійний та післяаварійний режими. Також можна скористатися реальними цифрограмами, отриманими з цифрових пристроїв РЗА, що експлуатуються в енергосистемах. Для користувача передбачена можливість вибору однієї з таких моделей електричної мережі: модель заданого опору системи Z S ; модель заданого струму; модель заданої напруги. Модель заданого опору найадекватніше відповідає мережі, для якої здійснюють налаштування пристрою РЗА, але внаслідок розрахунку на моделі електричної мережі можуть виникати значення струмів або напруг на межі максимальних значень, які генерує випробувальний пристрій, та спричиняти його перегрівання. Модель заданого струму має ту особливість, що користувач може задати потрібний рівень струму і моделювати всі види к.з. на будь-якій ділянці лінії. За таких умов рівень струмів навіть під час моделювання близьких к.з. не перевищуватиме заданого значення і струмові кола випробувального пристрою не будуть перевантажуватись. Модель заданої напруги дозволяє не перевищувати задану напругу для всіх видів к.з., незалежно від відстані від шин до місця к.з. Цей режим дає змогу не перевантажувати органи напруги випробувального пристрою. Для перевірки характеристик дистанційного захисту передбачений функціональний блок Імпедансна площина , управління яким здійснюєтся на відповідній сторінці (рис. 3). Передбачена можливість перевірки дистанційного захисту в двох режимах: за однією заданою точкою; за множиною точок. Вибір режиму здійснюється в полі Перевірка . i 5 viv Polytechnic National University Institutional Repository У режимі Однієї точки перевіряються характеристики почергово для кожної окремо заданої точки. У режимі Множини точок здійснюється комплексна перевірка за наперед заданою множиною точок (рис. 3). У цьому режимі за один цикл можна здійснити перевірку всіх зон спрацювання дистанційного захисту. Рис. 3. Функціональний блок Імпедансна площина Після активізації цього режиму відкривається поле Множина точок тестування , де в таблиці відображаються координати точок тестування та їх характеристики: координати в алгебричній та показниковій формах, назва та час спрацювання очікуваної зони, назва та час реальної зони спрацювання (ця інформація формується після проведення тестування), а також фіксований параметр перевірки. Координати точок тестування можна задавати одним з таких способів: шляхом подвійного кліку точки на імпедансній площині; за допомогою кнопки Додати , яка попередньо задається маніпулятором миша в полі Імпедансна площина ; за допомогою кнопки Додати , яка попередньо задається з клавіатури в полі Тестова точка . Після формування таблиці передбачена можливість здійснювати з заданою множиною точок такі команди: Редагування зміна координати точки, вибраної з множини; Копіювання копіювання раніше створених точок тестування в інші режими; Вилучення вилучення вибраної точки з множини; Вилучення всіх точок вилучення всієї множини точок. У полі Імпедансна площина відображаються зони спрацювання дистанційного захисту. Ці зони можна побудувати самостійно, використовуючи спеціалізований редактор програми, або прочитати характеристики зон у форматі RIO. Крім зон, червоним кольором відображається лінія, яка відповідає куту максимальної чутливості. У полі Фіксований параметр задається тип моделі Модель заданого опору системи , Модель заданого струму чи Модель заданої напруги . Після вибору потрібного типу моделі в 6 viv Polytechnic National University Institutional Repository полі Заданий необхідно ввести значення струму (для моделі фіксованого струму) або значення напруги (для моделі заданої напруги). Для моделі заданого опору системи в полі Заданий виводиться значення опору системи. У полі Вид пошкодження користувач зі списку вибирає потрібний для перевірки вид к.з. Можливими видами к.з. є: трифазний АВС, двофазні АВ, ВС, СА, однофазні AN, BN, CN. Залежно від вибраного виду к.з. буде реалізуватись відповідна математична модель електричної мережі. У полі Бінарні входи виводиться номер
Related Search
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks