Возможные направления совершенствования релейной защиты Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Изв. Вузов СССР - Энергетика. - 1965. - 5. -

С.1-5.

3. Клецель М.Я.. Яковец С.А. Алгоритмы централи* зованных защит присоединений схем четырёх* и шестиугольнике // Вестник Павлодарского государственного университета. — 2004, - N9 4. - С. 80-86.

4 Клецель М.Я., Шахаев К.Т., Стннский А С. Построение централизованной резервной защиты присоединений схемы 3/2 // Вестник Павлодарского государственного университета. - 2008. - N9 1 - С. 117-124.

5. Поляков В.Е., Жуков С.Ф.. Проскурин Г.М. и др. / Под ред. Полякова В.Е. Теоретические основы построении логической части релейной защиты и автоматики энергосистем. — М. : Энергия. 1979 - 240 с.

института ОмГТУ, заведующий кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий». КЛЕЦЕЛЬ Марк Яковлевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизация и управление» Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова.

СТИНСКИЙ Александр Сергеевич, аспирант кафедры «Автоматизация и управление» Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова.

ШАХАЕВ Куаныш Тулеугазыевич, аспирант кафедры «Автоматизация и управление» Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова.

ГОРЮНОВ Владимир Николаевич, доктор технических наук, профессор, директор энергетического

Дата поступлении статьи и редакцию: 06.03.2009 г. © Горюнов В.М., Клецель М.Я., Стннский Л.С., Шахаев К.Т.

У^621 3169 К. И. НИКИТИН

О. А. СИДОРОВ А. А. ВЫРВА М. М. САРЫЧЕВ

Омский государственный технический университет

ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

На основе анализа требований релейной защиты электроэнергетических систем предлагаются перспективные направления совершенствования её алгоритмов. Такое улучшение возможно с использованием современных микроконтроллеров и программируемых логических структур.

Ключевые слова: релейная защита, селективность, быстродействие, чувствительность, адаптивные алгоритмы.

В основу построения устройств релейной защиты (РЗ) заложены четыре основных требования: селективность. быстродействие, чувствительность и надежность [ 1).

Разрабатываемые устройства РЗ не должны нарушать эти требования. Современные технологии позволяют совершенствовать алгоритмы действия устройств с улучшением вышеуказанных требований.

Анализируя эти требования и развитие техники РЗ, можно наметить возможные направления ее совершенствования, для селективности:

- более точное моделирование защищаемой электроустановки;

- создание взаимных связей между устройствами РЗ;

- получение более полной информации о защищаемой электроустановке от дополнительных датчиков, втом числе неэлектрических (температуры, дав-

ления, светового излучения, и т.п.);

- увеличение количества датчиков вдоль всего объекта и передачи информации от каждого из них в устройство РЗ.

Для быстродействия:

- повышение точности отсчета временных параметров за счет использования электронных реле времени, в том числе и с синхронизацией от одного задающего тактового генератора;

- использование быстродействующих аппаратных устройств (микроконтроллеров, микропроцессоров);

- для резервных ступеней защит, реагирующих на перегрузки, — раснознование самозапуска и короткого замыкания на начальных стадиях;

- использование адаптивных алгоритмов по времени.

Для чувствительности:

Рис. І. Требования к РЗ и позможныс направления совершенствования

- использование адаптивных алгоритмов по параметрам срабатывания;

- использование точных измерительных преобразователей тока и напряжения;

- использование адаптивных и интеллектуальных измерительных преобразователей тока и напряжения.

Для надежности:

- использование однокристальных специализированных микроконтроллеров;

- повышение точности измерительной части РЗ (аппаратной и алгоритмической);

- использование функциональной и тестовой диагностики;

- повышение квалификации обслуживаемого персонала;

- повышение точности расчета токов КЗ и уставок РЗ.

С одной стороны, улучшая одно из свойств защиты, мы касаемся и других (рис. 1), и с другой - они часто входят между собой в противоречие и выполнение одних требований влечет ухудшение других, самое наглядное - увеличение времени срабатывания защиты с целью повышения селективности.

Рассмотрим один из пунктов повышения чувствительности - использование адаптивных алгоритмов по параметрам срабатывания.

Улучшение алгоритмов работы устройства возможно при более точном моделировании защищаемого объекта. Релейная защита, как область техники, в принципе своей работы применяет моделирование электроустановок. Чем точнее модель, описывающая объект защиты, тем лучше защита отстроена от рабочих и пусковых режимов, и тем

А Область ^ повреждений

Область

нагрузки

Рис. 2. Области повреждений и нагрузок

Изменение параметров аварийною режима

+ЗХ ж

Обласгь новрежлеинй

Изменение параметров нагрузки

Рис. 3. Изменение параметров повреждений и самозапуска нагрузки во времени

ЭНЕРГЕТИКА. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК * 1 <77). »09

нагрузки нагрузки

Рис. 4. Изменение параметров повреждений и самозапуска нагрузки во времени

надежнее будет срабатывать при повреждениях и затянувшихся перегрузках.

Для правильной работы релейной защиты важно выделить и различить рабочие и аварийные параметры (рис. 2), как некоторые множества различных режимов |2,3).

Но возможны ситуации, когда в область нагрузки входит область повреждения (рис. 3). Тогда если такая возможность есть, режимы можно различить при вычислении приращений. Здесь возможны два варианта:

1) вычисление приращений с небольшим временем наблюдения, от 0,02 с до 1 с. В таких случаях целесообразно измерять изменения во времени этих параметров, т.е. вычислять приращения и производные параметров срабатывания |4. 5}. Тогда защита может отличить режим повреждения от нагрузочного. так как приращения режимов повреждения и нагрузочного различны, протекают в разных направлениях по измеряемым параметрам X, Я или 1т (I), Ке(1). Что касается, в данном случае, увеличения распознавания режимов во времени, так оно будет даже уменьшаться для резервных ступеней защит по сравнению с классическими;

2) вычисление приращений с большим временем наблюдения, от I минуты до 1 года (или всего срока службы электроустановки) - анализ изменения во времени всех параметров (холостого хода, нагрузочных, пусковых, аварийных нт.д) электроустановки (рис. 4).

Запоминание этих параметров за длительный период времени позволяет изменять уставки защиты, распознавать режимы работы системы и электроус-

тановки во время работы. Если в течение длительного периода времени величина параметра нагрузочного режима увеличивается (рис. 5), то уставка защит электроустановки также может быть автоматически увеличина. На этом принципе может работать прогнозирующая защита.

Выводы

1. Не всегда увеличение количества входных параметров может улучшить в целом устройство РЗ. Надежность в этом случае может ухудшиться.

2. Для обоснования количества измеряемых входных величин нужен комплексный подход по всем требованиям, предъявляемым к РЗ.

Библиографический список

1. Федосеев А. М.. Федосеев М. А Релейная защита электроэнергетических систем : учеб. для пузо» - 2-е изд.. перераб. и доп. - М. : Энергоатомизддт. 1992. -528 с.

2. Лямец Ю.Я., Ефимов Е.Б., Нудельман Г.С., Законь-шек Я. Принцип информационного совершенства релейной защиты // Электротехника. - 2001. - №2. -С. 30 - 34.

3. На гай В.И. Релейная защита дальнего резервирования трансформаторов на ответвлениях ВЛ // Энергетик. - 2001. - № 3. - С. 28 - 29.

4 Патент РФ № 1808160. Устройство токовой защити электроустановки от коротких замыканий / Клецель М.Я., Кошель А.Г., Метельский А Н., Никитин К.И., Чел-паченко В В. Опубл. в БИ 07.04.93, № 13.

номинальной

Режим

номинальной

Режим

Отключенное состояние электроустановки

Режим

5. Патент РФ № 2168824. Способ токовой защиты электроустановки от коротких замыканий / Никитин К.И., Никитин Е.К., СтрижакТ.С. Опубл. п ПИ 10.06.2001, № 16.

НИКИТИН Константин Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ.

СИДОРОВ Олег Александрович, доктор технических наук, профессор кафедры «Электроснабжение же-

лезнодорожного транспорта» ОмГУПС.

ВЫРВА Андреи Аркадьевич, кандидат технических наук, генеральный директор ООО «ЮНГ—Энерго-нефть», г. Нефтеюганск.

САРЫЧЕВ Максим Михайлович, преподаватель-стажер кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», ОмГТУ.

Дата поступления статьи » редакцию: 00.03.2009 г.

<0 Никитин К.И., Сидоров О.Л., Выппа А.Л.,

Сарычев М.М.

удк621.314.3 Е. Н. ЕРЁМИН

А. В. ДЕД

Омский государственный технический университет

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКИ НА СИСТЕМУ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В статье рассматривается проблема влияния несимметричной нагрузки на систему электроснабжения. Предоставлены результаты экспериментального исследования показателей качества электрической энергии в системы электроснабжения, питающей потребителей с реэкопеременной, несимметричной нагрузкой.

Ключевые слова: несимметричная нагрузка, качество электроэнергии.

В современных условиях многие предприятия (как крупные промышленные, так и небольшие) стремятся обзавестись собственными источниками энергии. На принятиетакого решения влияют нестабильность энергообеспечения и тарифная политика энергоснабжающих организаций. Несомненным преимуществом такого решения является, прежде всего, существенное уменьшение потерь при транспортировке электричества и тепла, уменьшение затрат на строительство или реконструкцию существующих электрических и тепловых сетей для вновь строящихся или реконструируемых объектов, а также получение энергии практически по себестоимости её производства. Однако максимального эффекта от внедрения альтернативных источников энергии можно достичь только при условии верного проектирования и выбора оборудования.

В ходе работы «Испытательной лаборатории но качеству электрической энергии» (ИА КЭ) Омского государственного технического университета (ОмГТУ) была исследована работа системы электроснабжения предприятия ООО «Мега-Пласт-Иртыш», выпускающего ПЭТ преформы1.

Электроснабжение осуществляется либо от городской сети 10 кВ через ТП 3401 10/0.4 кВ, либо от собственной генераторной подстанции.

На предприятии установлена мини-электростан-ция мощностью 1,5 МВт на базе газопоршневых двигателей G3508 компании «Caterpillar» (3 двигателя единичной мощностью 510 кВт).

Основными потребителями электроэнергии являются две производственные линии по выпуску ПЭТ преформ «Husky» HyPet 300, установка по выработке углекислого газа и сторонний потребитель ООО «Спутник» ( ВЛ 10 кВ отТП 0.4/10 кВ) (рис. 1).

В ходе инструментального обследования были проведены периодические испытания электрической энергии, передаваемой в распределительных сетях 0,4 кВ ООО «Мега-Пласт-Иртыш» по показателям качества на соответствие требованиям ГОСТ 13109-97.

Осуществлялись замеры напряжений, мощностей и токов при питании предприятия от собственной генераторной подстанции и от общей городской сети. Показания производились с использованием измерительно-вычислительного комплекса ИВК «ОМСК-М», во время питания оборудования от мини-электростанции и в период электроснабжения от городской сети. Интервал измерений составлял одну секунду. Места установки ИВК «ОМСК-М», по согласованию с энергослужбой организации и потребителя «Спутник», были выбраны следующими:

- ТП 3401 фидер «Преформа 1»;

1 ПЭТ п реформа - заготовка для производства пластиковой тары из иолнэтилснтсрсфтллатл (ПЭТ) с помощью оборудования д/л производства ПЭТ бутылок методом выдувного формовлння.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ метни» Ю 1 ОП. 7009 ЭН1ГГПИКА. ЭАЫ1ГОТ1