Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электрические станции, сети и системы

Диссертационная работа:

Еремеев Дмитрий Григорьевич. Разработка и исследование микропроцессорной защиты дальнего резервирования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02 / Еремеев Дмитрий Григорьевич; [Место защиты: ФГОУВПО "Чувашский государственный университет"].- Чебоксары, 2010.- 151 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.
ВВЕДЕНИЕ 4

1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
КОНТРОЛИРУЕМОГО ЗАЩИТОЙ ОБЪЕКТА 9

  1. Задача моделирования и описание основных этапов 9

  2. Имитационная модель объекта 11

  3. Алгоритмическая модель объекта 19

  4. Матрицы переключений 25

  5. Эквивалентирование ответвлений 30

  6. Практическое применение метода 32

Вывод ы 46

2. МЕТОД ВЫЯВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В

ОТВЕТВЛЕНИЯХ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 47

2.1. Анализ возможностей методов выявления повреждений

в линиях электропередачи 47

  1. Абсолютная нераспознаваемость 52

  2. Распознаваемость через оптимизационную процедуру 57

  3. Модуль распознавания на базе нейронной сети 62

  4. Предельные возможности метода 65

Выводы 68

3. МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ

ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ 69

  1. Общие требования к характеристикам защиты 69

  2. Структура микропроцессорного терминала 69

  1. Аппаратная часть 70

  2. Электромагнитная совместимость 73

3.3. Алгоритм защиты дальнего резервирования 77

  1. Программные модули защиты 77

  2. Измерительные органы защиты 84

  3. Обработка файлов цифровых осциллограмм 87

3.4. Автоматическая система тестирования 94

3.5. Внешние программные комплексы 95

  1. Анализ работы защиты дальнего резервирования 95

  2. Программные модули расчета уставок 95

  3. Организация удаленного доступа через последовательный порт 96

Вывод ы 98

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТНЫХ И СЕРИЙНЫХ ОБРАЗЦОВ

МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ЗАЩИТЫ 99

  1. Исследование защиты, установленной на линии 110 кВ «Орша-Бобр» 99

  2. . Исследование защиты, установленной на линии 110 кВ «Саянская « Агинская» 101

  3. Исседование защиты, установленной на линии 110 кВ «Глубокое-Полоцк» 102

  4. Исследование защиты, установленной на ГОК

«Карельский окатыш» 106

Выводы 113

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 116

ПРИЛОЖЕНИЯ 126

Введение к работе:

Рост зависимости общества от электроэнергии вызывает повышение требований к надежности электроснабжения. Предотвращение развития аварий и создание условий быстрого восстановления энергосистем при повреждениях отдельных элементов становится ключевой задачей релейной защиты и противоаварийной автоматики. В этой связи совершенствование резервных защит, устанавливаемых на основных элементах энергосистем, играет важную роль в достижении требуемой надежности электроснабжения и представляет собой крупную и актуальную научно-техническую задачу [1].

В соответствии с объективными закономерностями развития усложняется конфигурация электроэнергетических систем, снижаются перегрузочные способности оборудования, и происходит сближение параметров, характеризующих аварийные и нормальные режимы. В этих условиях все большая ответственность за предотвращения развитии аварий возлагается на резервные защиты.

Усложнение электроэнергетических систем неизбежно сопровождается увеличением вероятности неправильного действия основных защит, коммутационных и других элементов.

Существующие резервные защиты дальнего резервирования не обладают достаточной чувствительностью при удаленных коротких замыканиях, особенно за трансформатором на ответвлении высоковольтной линии в сложных магистральных сетях [2-5].

Особые трудности выявления повреждений возникают в сильно нагруженных транзитных линиях, где токи короткого замыкания за трансформатором сопоставимы с токами нагрузки.

В представленной работе актуальная задача построения высокочувствительной защиты дальнего резервирования решена.

Создан более совершенный алгоритм дальнего резервирования на основе метода каскадного эквивалентирования в фазных координатах контролируемых

объектов. Результаты использованы при производстве защиты дальнего резервирования Бреслер-0301, выпускаемых НПП Бреслер серийно.

Осуществление этой разработки потребовало решения ряда задач научно-технического характера.

  1. Разработки имитационной и алгоритмической модели защищаемых объектов на основе каскадной структуры, которые позволили выявлять повреждения на большом удалении от места установки защиты. В основу моделей положен универсальный подход к эквивалентированию участков с особыми проводами. Это позволило получить достаточно высокую чувствительность вновь созданной защиты.

  2. Исследования предельных возможностей выявления повреждений с помощью разработанных алгоритмов и моделей. Для этого применен информационный анализ. С учетом полученных результатов синтезирован модуль распознавания поврежденной отпайки на базе теории нейронных сетей.

  1. Разработки методики выбора уставок, обеспечивающей более высокую степень чувствительности и селективности. Показана необходимость представления уставок в виде многомерного вектора параметров. Благодаря этому разработанная защита обладает повышенной чувствительностью и селективностью.

  2. Разработки конкретных программ реализации алгоритмов защиты, при этом предложены новые специальные алгоритмы сжатия сигналов на основе вейвлет-анализа. Применение этих алгоритмов позволило существенно сократить время передачи осциллограмм на верхний уровень АСУТП.

Для решения поставленных задач привлекались методы теоретических основ релейной защиты, теории цепей, математического моделирования, а также вычислительные имитационные пакеты.

Получены теоретические и прикладные результаты в области имитационного моделирования, распознавания повреждений ЛЭП.

Разработаны методы имитационного и алгоритмического моделирования многопроводных систем в базисе фазных координат с учетом особых проводов, способы их преобразования и эквивалентирования.

Исследованы свойства информационных составляющих электрических величин линии электропередачи, на основе чего определена предельная распознаваемость поврежденного ответвления линии электропередачи.

Развиты представления об алгоритмических реле сопротивлния (АРС) и разработана методика расчета их уставочных характеристик.

Разработан и внедрен в системе "MatLab" программный модуль для расчета коротких замыканий в линиях электропередачи в базисе фазных координат с учетом особых проводов.

Предложены структура и метод синтеза АРС в фазных координатах для дистанционной адаптивной защиты с повышенной чувствительностью.

Разработана, реализована и внедрена в эксплуатацию микропроцессорная защита дальнего резервирования типа Бреслер, предложен алгоритм сжатия цифровых осциллограмм, построена система тестирования в реальном времени с протоколированием событий.

Теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, использованы при создании в НЛП "Бреслер" микропроцессорной защиты дальнего резервирования "Бреслер —0301", установленной на ряде объектов в энергосистемах Белоруссии, Красноярскэнерго, в Карелии (Костомукшский ГОК), при разработке программных модулей расчета уставок этой защиты, а также для разработки имитационной программы в среде "MatLab", предназначенной для расчета аварийных процессов в одиночной линии с ответвлениями. Разработка модуля сжатия осциллограмм частично выполнена во время стажировки в компании "ABB Automation Technology Products", Швеция, Вастерас в июне - сентябре 2001 г.

В первой главе диссертации развивается подход к имитационному и алгоритмическому моделированию защищаемого объекта через

многопроводные системы, в которых не делается различий между обрывами и замыканиями. При этом токи и напряжения представляются в виде универсального вектора электрических величин. Рассматривались различные способы эквивалентирования матриц передачи представляющих однородные участки объекта. Отдельно рассмотрены способы эквивалентирования линии с различным числом ответвлений на линии при любом числе источников электроснабжения на концах. На конкретных примерах показана техника применения метода каскадного эквивалентирования при наличии закороток и обрывов части проводов многопроводной системы.

Во второй главе приведены результаты исследования абсолютной нераспознаваемости трехфазных коротких замыканий в одном из ответвлений линии электропередачи от замыканий в другом ответвлении. Ставилась цель наделить защиту способностью распознавать поврежденную отпайку. Найдена аналитическая зависимость, характеризующая предельную распознаваемость. Предложены способы избавления от локальных минимумов при запуске процедуры минимизации Нелдера-Мида. Разработан модуль выявления поврежденной отпайки на основе нейронной сети. Рассмотрены процедуры подготовки обучающих множеств, обучения нейронной сети. Проанализированы предельные характеристики метода выявления поврежденного ответвления на базе нейронной сети.

В третьей главе рассматривается структура микропроцессорного терминала, алгоритмы и программы, разработанной при участии автора защиты дальнего резервирования, автоматическая система тестирования защиты и внешние программные комплексы, сопровождающие защиту дальнего резервирования. Описана разработка процедуры компрессии цифровых осциллограмм для ускоренного модемного доступа к аварийной информации. Рассматривались алгоритмы, которые могут быть реализованы в резидентом программном обеспечении терминала при минимальных вычислительных ресурсах. Для решения задачи применялся аппарат дискретного вейвлет-преобразования. Представлены результаты исследования алгоритмов

компрессии. Рассмотрены вопросы электромагнитной совместимости. Подробно представлена разработанная функция цифрового осциллографа — регистратора аварийных и анормальных процессов.

Четвертая, заключительная, глава посвящена анализу и исследованию установленных в энергосистемах терминалов защиты дальнего резервирования. Приведены результаты апробации разработанной защиты. Защита дальнего резервирования «Бреслер-0301» решает проблему дальнего резервирования во всех случаях, в том числе и тех, где невозможно дальнее резервирование традиционным способом или там, где нет вовсе дистанционной защиты, а токовая защита не обладает достаточной чувствительностью. Проведены испытания на объектах обоих типов.

Широкое внедрение результатов работы позволит повысить надежность электроснабжения потребителей и работы энергосистемы в целом, снизить затраты на эксплуатацию основного оборудования энергетических объектов.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net