slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
д.т.н. Александр Леонидович Куликов аспирант Александр Николаевич Клюкин

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

д.т.н. Александр Леонидович Куликов аспирант Александр Николаевич Клюкин - PowerPoint PPT Presentation


  • 332 Views
  • Uploaded on

Электрические сети России – ЛЭП 2010. Применение статистического подхода для повышения эффективности токовых защит дальнего резервирования. д.т.н. Александр Леонидович Куликов аспирант Александр Николаевич Клюкин. Москва 01. 12. 2010. Классификация РЗ по выполняемым функциям.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' д.т.н. Александр Леонидович Куликов аспирант Александр Николаевич Клюкин' - derek-mckinney


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Электрические сети России – ЛЭП 2010

Применение статистического подхода для повышения эффективности токовых защит дальнего резервирования

д.т.н. Александр Леонидович Куликов

аспирантАлександр Николаевич Клюкин

Москва

01. 12. 2010

slide2

Классификация РЗпо выполняемым функциям

Резервные защиты

Вспомогательные защиты

Основные защиты

Ближнее резервирование

Дальнее резервирование

Современное состояние техники токовых защит дальнего резервирования

Рисунок 1 – Классификация РЗ по исполняемым функциям

  • Детерминированный способ расчетатока срабатывания и проверка чувствительности РЗ

(1)

(3)

(2)

(4)

slide3

Современное состояние техники токовых защит дальнего резервирования

Эффективность функционирования РЗ*

Быстродействие

Селективность

Чувствительность

Надежность

* Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем: Учебник для вузов. - М.: Энергия, 1976. - 560 с.

Рисунок 2 –Повышаемые показатели по критериям оценки эффективности функционирования РЗ

slide4

Современное состояние техники токовых защит дальнего резервирования

G1

Q2

Q3

Q1

РЗ 3

РЗ 1

РЗ 2

W3

W2

W1

Резервная зона РЗ 1

Резервная зона РЗ 1

Основная зона РЗ 1

Рисунок 3 - Принципиальная схема резервирования

Таблица 1 – Рекомендуемые значения коэффициентов

Основная зона

Резервная зона

1,5

1,2

Рисунок 4 – Нормативное наименьшие значения

коэффициентов чувствительности

slide5

Современное состояние техники токовых защит дальнего резервирования

  • Дальнее резервирование является неотъемлемой частью системы РЗ и обладает большей полнотой резервирования в сравнении с ближним резервированием.
  • Существующие технические решения, направленные на увеличение чувствительности и использующие дополнительные информационные признаки, отчасти решают задачу увеличения эффективности функционирования РЗ.
  • Использование детерминированного подхода при расчете тока срабатывания РЗ может привести к необоснованному загрублению чувствительности.
  • В нормативной документации отсутствует дифференцированный подход к построению системы РЗ в зависимости от категории потребителей электроэнергии и удаленности защищаемого объекта.
  • Актуальной задачей является распознавание минимальных аварийных режимов на фоне максимальных нагрузочных в области их близких значений и принятии решения о действии РЗ
slide6

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации Участок сети 110 кВ ПС Быструха – ПС Котельнич Нижегородской энергосистемы

Рисунок 5 – Участок сети 110кВ Нижегородской энергосистемы

slide7

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации Изменяемые параметры схемы замещения элементов ЭЭС

  • Удельное сопротивление грунта
  • Удельное активноесопротивление проводов ВЛ
  • Частота тока
  • Напряжение на шинах центра питания
  • Индуктивность и емкость ВЛ
  • Нагрузка потребителей

-7-

slide8

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок 6–Изменение удельного активного сопротивления проводов ВЛ

-8-

slide9

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок 7– Сезонное изменение удельного сопротивления грунта

-9-

slide10

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок8– Относительное изменение удельного сопротивлениягрунта от содержания в нем влаги

-10-

slide11

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок 9– Изменение частоты тока в Нижегородской энергосистеме

-11-

slide12

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок 10– Изменение напряжения на шинах питающей подстанции 110 кВ

-12-

slide13

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок 11– Изменение индуктивности ВЛ

slide14

Законы изменения параметров элементов сети

Рисунок 12– Изменение емкости ВЛ

-14-

slide15

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Имитационное моделирование

  • Применение имитационного моделирования:
  • 1. Мощный инструмент анализа сложных процессов и систем
  • 2. Отсутствие возможности экспериментировать на реальном объекте.
  • 3. Наличие в системе времени, причинных связей, нелинейности, стохастических (случайных) переменных.

Имитационная модель

Множество испытаний

Одно

испытание

Статистическое имитационное моделирование

Рисунок 13– Способы имитационного моделирования

-15-

slide16

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Модель участка сети 110 кВ Нижегородской энергосистеме в Matrix Laboratory

Рисунок 14– Модель участка сети Нижегородской энергосистемы в Simulink\Matrix Laboratory

slide17

Начало

Начало

Создание схемы Simulink\SimPowerSystem

Создание схемы Simulink\SimPowerSystem

Z = 1; k = 1; l = 1

Z = 1; k = 1; l = 1

parameters.mat

parameters.mat

Анализ топологии схемы

Анализ топологии схемы

max2

Получение параметров блока

Получение параметров блока

save (Ijz)

Вычисление модели пространства состояний

max1

Вычисление модели пространства состояний

Z = Z+1

max2

Определение начальных значений переменных

Определение начальных значений переменных

Z > V

no

save (Ijz)

Расчет установившегося режима

yes

Расчет установившегося режима

Z = Z+1

Конец

Дискретизация модели

Дискретизация модели

no

Z > V

Построение Simulink-модели

Построение Simulink-модели

yes

k = k+1

Расчетz

Расчетz

k > n

no

workspace

workspace

yes

l = l+1

abs(Ij)

abs(Ij)

no

l > m

max1

yes

Конец

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Алгоритм расчета режимовв Matrix Laboratory

-17-

Рисунок 16– Блок – схема расчета аварийных режимов

Рисунок 15– Блок – схема расчета рабочих режимов

slide18

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Рассматриваемые режимы ЭЭС

Режимы ЭЭС

Аварийные

Рабочие

Минимальные

Максимальные

Минимальные

Максимальные

Рисунок 17– Имитируемые режимы ЭЭС

-18-

slide19

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Результаты моделирования в Matrix Laboratory на примере ВЛ 176

Рисунок 18– Распределение и аппроксимация рабочего тока ВЛ 176

Рисунок 19– Распределение и аппроксимация минимального аварийного тока ВЛ 176

Рисунок 20– Распределение рабочих и аварийных токов ВЛ 176

slide20

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Результаты моделирования в Matrix Laboratory на примере ВЛ 176

Рисунок 21– Общая область значений в распределениях рабочих и аварийных токов ВЛ 176

slide21

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Критерий построения РЗ

  • Минимизация математического ожидания потери эффективности релейной защиты

(5)

  • Пороговое значение сравниваемой величины

(6)

  • Критерий сравнения

(7)

-21-

slide22

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Результаты моделирования в Matrix Laboratory на примере ВЛ 176

Iср

Pотк

Pизл

Рисунок 22– Выбор порога срабатывания РЗ

slide23

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Способы расчета величины срабатывания РЗ

  • 1 вариант

(8)

  • 2 вариант

(9)

slide24

Разработка методов дальнего резервирования на основе статистической информации

Эффективность разработанных технических решений

Iср=2179A

Ĩср=352.1A

Рисунок 23– Сравнение способов расчета порогового значения

Таблица 2 – Расширение зоны действия РЗ

(10)

(11)

(13)

(12)

slide25

ПС 2

ПС 3

ПС 1

G

TA 2

TA 3

TA 1

QF 2

QF 1

~

Н2

QF 3

Н1

МП терминал

РЗ–1

Аналого-цифровое преобразование

Согласующий трансформатор

Делительный резистор

НЧ-фильтр

Усилитель

Мультиплексор

MUX

АЦП

Ia

A/D

Ib

Ic

Алгоритм вычисления

Исполнительный орган

Логический орган

Цифровая обработка сигнала

[σ2к.з. - σ2раб]

Цифровой фильтр

Цифровоедетектирование

X

Квадратор

| I |

СС

X

Дискретный

сигнал

Выходные реле

[2·(M(Iк.з.)·σ2раб + M(Iраб)·σ2к.з.)]

Memory

[I2ср(σ2к.з. - σ2раб) + 2 Iср(M(Iк.з.)·σ2раб + M(Iраб)·σ2к.з.)]

Технические решения и эффективность применения статистической информации

Техническая реализация статистического алгоритма

Информация

М(I), σ

по результатам моделирования

Рисунок 24– Структурная схема релейной защиты

-25-

slide26

Выводы

  • Использование статистической информации в сочетании со стохастическими алгоритмами принятия решения обеспечивают высокую чувствительность токовых защит дальнего резервирования в условиях изменяющихся параметрах сети и динамических режимах.
  • Разработанный алгоритм цифровой релейной защиты может быть внедрен в существующие терминалы микропроцессорных защит и не требует их конструктивных изменений и дополнительных финансовых затрат.
  • Предложенный принцип использования статистической информации может быть распространен на другие виды защит с целью повышения их эффективности.
slide27

Спасибо за внимание!

ОАО «ФСК ЕЭС» - Нижегородское ПМЭС

603950 г. Нижний Новгород,

ул. Шлиссельбургская, 29

(831) 257-85-59

[email protected]

НГТУ им. Р. Е. Алексеева

603015 г. Нижний Новгород,

ул. Минина, 24

8-908-230-48-60

[email protected]

ad