Многопараметрическая микропроцессорная резервная защита распределительных электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями

Нагай, Иван Владимирович

Электростанции и электроэнергетические системы

автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Многопараметрическая микропроцессорная резервная защита распределительных электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями

кандидата технических наук: Нагай, Иван Владимирович
город: Новочеркасск
год: 2012
специальность ВАК РФ: 05.14.02

Диссертация по энергетике на тему «Многопараметрическая микропроцессорная резервная защита распределительных электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями»

Автореферат диссертации по теме "Многопараметрическая микропроцессорная резервная защита распределительных электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями"

На правах рукописи

Наган Иван Владимирович

МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ РЕЗЕРВНАЯ ЗАЩИТА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 6-110 КВ С ОТВЕТВИТЕЛЬНЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 И ЮН 2012

Новочеркасск 2012

005045861

Работа выполнена на кафедре «Электрические станции» Южно-Российское государственного технического университета (Новочеркасского политехническс го института)

Научные руководители -

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор [Быкадоров Владимир Федорович кандидат технических наук, профессор Шуляк Виктор Григорьевич

Богдан Александр Владимирович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «КубГАУ», профессор кафедры «Электротехники, теплотехники и возобновляемых источников энергии»

Арцишевский Ян Леонардович кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО НИУ «МЭИ», доцент кафедры «Релейной защиты и автоматизации энергосистем»

Ведущая организация

ФГБОУ ВПО «Ростовский государственны университет путей сообщения» (г. Ростов-на-Дону)

Защита состоится «29» июня 2012 г. в 13.00 часов в ауд. №149 главног корпуса на заседании диссертационного совета Д212.304.01 при Федеральном гс сударственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессис нального образования «Южно-Российский государственный технический униве! ситет (Новочеркасский политехнический институт)» по адресу: 346428, г. Новс черкасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государст венного бюджетного образовательного учреждения высшего профессиональног образования «Южно-Российский государственный технический университет (Не вочеркасский политехнический институт)». С текстом автореферата можно озна комиться на сайте ФГБОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ) www.npi-tu.ru

Автореферат разослан « Лб » .¿¿С1-А/ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В России электрические сети напряжением 6-110кВ вляются наиболее разветвленной структурой современных распределительных се-евых компаний (РСК), обеспечивающих питание промышленных и коммунальных отребителей электроэнергии. Динамичное развитие промышленности и рост горо-ов обусловили ускоренное строительство в 60- и 70-е гады прошлого столетия воз-ушных линий электропередачи (ВЛ) и подстанций (ПС) данного класса сетей. С ,елью минимизации капитальных затрат подстанции выполнялись по упрощенным ервичным и вторичным схемам, что и явилось причиной их меньшей надежности о сравнению с подстанциями, на которых вместо короткозамыкателей и отделите-ей применяются высоковольтные выключатели и имеется источник оперативного остоянного тока (аккумуляторная батарея). Меньшая надежность этих подстанций ыла компенг.иппияия """""«"ятиями по резервированию отказов отделителей и ко-

1е УРОКЗ) за счет применения специальных схем и 1) и автоматики.

энного ресурса оборудования в распределительных составляет до 60% и существующими темпами ре-блема повышения их надежности. Одним из путей роблемы, не требующей значительных капитальных >вание релейной защиты и, в частности, резервных аварийных режимов, особенно защитами дальнего з-за наличия ряда влияющих факторов: сопостави-ния за трансформаторами ответвительных ПС с то-ами нагрузки питающей ВЛ, наличия переходных сопротивлений в месте повре-сдения, малых уровней напряжений симметричных составляющих на шинах в [есте установки защит при удаленных повреждениях, наличия двигательной на-рузки, батарей конденсаторов и т.д.

Актуальность данной проблемы, например, отмечена Департаментом науки и ехники РАО «ЕЭС России» (письмо ИП 1-96(э) от 30.09.96 г. «О совершенствова-ии ближнего и дальнего резервирования работы устройств РЗА распределительных етей 6-110 кВ»), РСК «Ростовэнерго» (информационное письмо ИП-04-2001 (РЗА) О предотвращении повреждений трансформаторов при КЗ с обрывом фазы в пи-мощей сети»), семинаром-совещанием технических руководителей и специалистов >АО «МРСК Юга» (2.09-5.09.08 г. в г. Астрахань), совещанием главных инженеров етевых предприятий «Тюменьэнерго» в 2008 г. и другими документами.

Эффективными путями повышения чувствительности релейной защиты альнего резервирования является ее реализация на основе адаптивных измери-ельных органов аварийных составляющих токов и сопротивлений, расширение нформационной базы защиты, сочетание систем ближнего и дальнего резерви-ования.

Исследования и разработки по данной работе выполнялись в соответствии с рограммой повышения надежности распределительной электрической сети финала ОАО «МРСК Юга» - «Ростовэнерго», а также в рамках программы СТАРТ-007 Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической

сфере (госконтракт №7247) и соответствует научному направлена. ЮРГТУ(НПИ) «Комплексное использование топливно-энергетических ресурсов повышение надежности, экономичности и безопасности энергетических систем».

Целью работы является построение многопараметрических адаптивны релейных защит с повышенным техническим и информационным совершенство] ответвительных и промежуточных подстанций распределительных электрически сетей 6-110 кВ. Указанная цель достигается уточнением влияющих факторов во: можных режимов работы и разработкой новых алгоритмов функционированш обеспечивающих распознавание аварийных и допустимых режимов.

Задачи исследования:

- исследование, анализ и уточнение областей существования нормальны) анормальных и аварийных режимов работы распределительных электрически сетей с ответвительными и промежуточными подстанциями;

- разработка алгоритмов функционирования многопараметрических адаг тивных защит дальнего и ближнего резервирования с повышенной селективнс стью и чувствительностью, обеспечивающих распознавание аварийных и допус тимых режимов защищаемого оборудования;

- разработка более совершенных, чем предыдущие версии, многопараме1 рических микропроцессорных устройств релейной защиты распределительны электрических сетей;

- внедрение в проекты и в эксплуатацию устройств дальнего и ближнего ре зервирования.

Для решения поставленных задач использованы методы теории электричь ских цепей, математического анализа, математического моделирования, распознг вания образов, натурного эксперимента, схемотехники.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и реке мендаций подтверждаются корректностью допущений, принимаемых при разрг ботке математических моделей, согласованием результатов, полученных при ис пытаниях в лабораторных условиях, с результатами математического моделирс вания, сертификационными испытаниями устройств, реализующих разработанны алгоритмы функционирования.

Научная новизна работы. В диссертации получены новые научные резул!

таты:

1. Разработана методика формирования областей срабатывания измерительны органов, отличающаяся от известных тем, что с целью разделения областей авариГ ных и допустимых режимов обеспечивается учет влияющих факторов: переходног сопротивления в месте повреждения, пусков электродвигателей, токов нагрузки.

2. Разработана методика коррекции входных сигналов измерительных орп нов тока аварийных составляющих резервных защит, отличающаяся от известны тем, что с целью повышения их чувствительности и снижения погрешности уч* тывается шунтирование нагрузки переходным сопротивлением в месте поврежде. ния за счет уточнения параметров защищаемой сети по замерам в предшествую щем и аварийном режимах.

3. Выявлены новые для резервных защит информационные признаки авг рийных режимов, обусловленные нелинейностью переходного сопротивления

месте повреждения и нестационарностью горения электрической дуги, развивающимся характером повреждения в электроустановках корпусной конструкции на стороне низшего напряжения защищаемых трансформаторов.

4. Разработаны алгоритмы функционирования и структурные схемы многопараметрических адаптивных устройств релейной защиты ближнего и дальнего резервирования защит трансформаторов ответвительных подстанций, отличающиеся тем, что обеспечивают распознавание повреждений за счет контроля параметров информационных признаков предшествующего и аварийного режимов. Предложенные технические решения защищены 4 патентами РФ.

Практическая ценность работы заключается в повышении надежности электроснабжения путем совершенствования релейной защиты дальнего и ближнего резервирования для электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями, что подтверждается сертификацией и внедрением в проекты и эксплуатацию:

- многопараметрической микропроцессорной защиты КЕДР-07М, реализующей алгоритмы функционирования измерительных органов, контролирующих аварийные и ортогональные составляющие токов с адаптивным торможением и коррекцией сигналов;

- микропроцессорной многоканальной дуговой защиты РДЗ-017, являющейся элементом системы защиты ближнего резервирования и обеспечивающей быстродействующее отключение КЗ, сопровождаемых электрической дугой.

Реализация результатов работы. Разработаны и внедрены устройства многопараметрической релейной защиты дальнего резервирования с адаптивными алгоритмами функционирования. Автор принимал участие в освоении выпуска устройств релейной защиты дальнего резервирования типа КЕДР-07М(У2), дуговой защиты типа РДЗ-017 в «НИИ энергетики» Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) и ООО «НИИ энергетических технологий» (г. Новочеркасск), сертификации и их внедрении в эксплуатацию в распределительных сетевых компаниях филиалов ОАО «МРСК Юга»: «Ростовэнерго», «Астраханьэнерго», «Калмэнерго», в проектных работах филиала ОАО «Южный инженерный центр энергетики - «Юж-энергосетьпроект» и ООО «НЛП ВНИКО».

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке магистров по направлению «Электроэнергетика и электротехника» в ЮРГТУ (НИИ).

Основные положения выносимые на защиту

1. Методика формирования областей срабатывания измерительных органов и коррекции входных сигналов измерительных органов тока аварийных составляющих резервных защит с учетом влияющих факторов: переходного сопротивления в месте повреждения, пусков электродвигателей, токов нагрузки.

2. Новые для резервных защит информационные признаки аварийных режимов, обусловленные нелинейностью переходного сопротивления в месте повреждения и нестационарностью горения электрической дуги, развивающимся характером повреждения в электроустановках корпусной конструкции на стороне низшего напряжения защищаемых трансформаторов.

3. Алгоритмы и структурные схемы многопараметрических адаптивных защь ближнего и дальнего резервирования с повышенным распознаванием аварийны режимов на ответвительных подстанциях при наличии двигательной нагрузки и пе реходного сопротивления, в том числе и структурные схемы распределенной ре зервной защиты с обменом информации о режимах защищаемых объектов.

4. Устройство многопараметрической адаптивной микропроцессорной защиты дальнего резервирования типа КЕДР-07М(У2), обеспечивающей защиту трансформаторов мощностью 2,5-25 МВА ответвительных подстанций при наличии влияющих факторов: переходного сопротивления и пусков (самозапусков) электродвигателей, и устройство многоканальной дуговой защиты РДЗ-017, обеспечивающей быстродействующее отключение дуговых коротких замыканиях на стороне низшего напряжения трансформаторов.

Апробация работы и публикации. Основные научные результаты диссертации и результаты внедрения изложены в 18 публикациях, в том числе в 5 статьях в реферируемых и рецензируемых журналах, 4 патентах РФ на полезную модель, и статьях в сборниках международных и всероссийских конференций. Результаты диссертации докладывались на 26 научно-технических конгрессах, конференциях, семинарах и совещаниях, в том числе на ежегодных семинарах АН России «Кибернетика электрических систем» (г. Новочеркасск, 2007-2011 г.г.); международных научно-технических конференциях, проводимых РНК СИГРЭ, «Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем» в 2009 и 2011 г.г.; на двенадцатой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», проводимых в МЭИ (ТУ) (г. Москва); на Всероссийской конференции-конкурсе инновационных проектов студентов и аспирантов по приоритетному направлению программы «Энергетика и энергосбережение» в 2006 в г. Томске; на пятом международном научном симпозиуме «Электроэнергетика» ; г. Стара Лесна, Словакия в 2009 и 2011 гг., в г. Варна, Болгария в 2010 г.; на ежегодных семинарах-совещаниях начальников служб РЗА филиала ОАО «МРСК Юга» - «Ростовэнерго» 2009-2011 г.г., научно-практической конференции «Распределительные сети России: задачи повышения эффективности, управления, новации, современные технологии производства и управления» в г. Ростов-на-Дон; в 2009 г., XVII, XVIII и XIX научно-технических конференциях «Релейная защит и автоматика энергосистем 2006, 2008, 2010» (г. Москва).

Устройства релейной защиты, разработанные при непосредственном участии автора, демонстрировались в 2008 г, 2010 г. на ВВЦ РФ (г. Москва) в рамка: выставки-конференции «Релейная защита и автоматика 2008 и 2010» и отмечены 2 дипломами, а также золотой и серебряной медалями VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций в 2008 г. (ООО «НЛП «РЕЛДОН», инновационная разработка — «Локальные, многоканальные и распределенные устройства и системы релейной защиты от дуговых коротких замыканий в высоковольтных установках корпусной конструкции напряжением 6-10 кВ» и ООО «Научно-исследовательский институт энергетических технологий», инновационная разработка - «Адаптивные системы ближнего и дальнего резервирования трансформаторов воздушных линий 6-220 кВ с ответвлениями»).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 171 странице основного текста, содержит 93 рисунка, 3 таблицы и 145 литературных источников, 37 страниц приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы резервирования релейных защит в распределительных электрических сетях 6-110 кВ, сформулированы цель работы и основные задачи исследований, дана общая характеристика работы, научной новизны и практической ценности. Отмечен вклад ученых и специалистов по теме исследования: A.M. Авербуха, В.А. Андреева, Я.Л. Арцишевского, А.В.Богдана, A.B. Булычева, В.К. Ванина, Д.С. Васильева, Д.Г. Еремеева, Я.С. Гельфанда', А.Д. Дроздова, Ю.И. Жаркова, A.C. Засыпкина, МЛ. Клецеля, Ю.С. Кузника'

A.Н. Кожина, С.Л. Кужекова, А.И. Левиуша, С.Б. Лосева, Ю.Я. Лямеца. Б.К. Максимова, И.Ф. Маруды, В.И. Нагая, K.M. Никитина, Г.С. Нудельмана, А.О. Павлова,

B.В.Платонова, Э.В. Подгорного, В.Е. Полякова, В.А. Рубинчика, C.B. Сарры,

A.М. Федосеева, Е.П. Фигурнова, Н.И. Цыгулева, А.Б. Чернина, М.А. Шабада^

B.Г. Шуляка и других, а также учебных, научно-исследовательских организаций и электротехнических и энергетических и предприятий: МЭИ (ТУ) ЧТУ ИГЭУ ЮРГТУ(НПИ), УГТУ-УПИ, РГУПС, ВНИИЭ, Энергосетьпроект, ВНИИ?, НПП «ЭКРА», ИЦ «Бреслер», НПП «Бреслер» и других организаций.

В первой главе рассмотрены основные схемы построения распределительных электрических сетей 6-110 кВ с радиальными, транзитными и кольцевыми ВЛ, выполнен анализ режимов их работы с выделением факторов, влияющих на распознаваемость повреждений за трансформаторами 2,5-25 МВА ответвитель-ных и промежуточных подстанций. Исследовано и уточнено влияние подпитки от электродвигателей при КЗ на стороне низшего напряжения на формирование областей аварийных режимов при наличии переходного сопротивления в месте повреждения (рис. 1).

Рис.1. Области сопротивлений (о) (1 - 2ге1\; 2 - 2ге12) и токов (б) (1 - /1; 2 - 12) со стороны передающей (1) и приемной (2) подстанций транзитной ВЛ при междуфазном КЗ на стороне низшего напряжения трансформатора и наличии переходного сопротивления

Обоснована необходимость разработки специальной защиты от непошк фазных режимов с приведением данных по развивающимся повреждениям в эле! трических сетях. Проведена оценка возможности использования информацио! ных признаков, характеризующих аварийные и альтернативные (нагрузочные рс жимы, режимы пуска и самозапуска электродвигателей, включение и отключен« нагрузки, броски намагничивающего тока трансформаторов и т.д.) им режимь модулей и аргументов фазных токов, напряжений и сопротивлений, их авариГ ных, симметричных, гармонических, ортогональных составляющих. На основг нии расчетов и сравнения групп информационных признаков нагрузочных и авг рийных режимов показано, что распознавание аварийных режимов на фоне д( пустимых режимов может быть достигнуто за счет контроля их параметров многомерном пространстве признаков, т.е. путем реализации многопараметриче ских защит, когда, например, в пространстве ортогональных составляющих токо расстояние между рассматриваемыми областями составляет не менее 20% от ток КЗ за трансформатором минимальной мощности.

Во второй главе уточнена классификация способов построения защи дальнего резервирования по числу контролируемых параметров информацио* ных признаков; способу контроля (наблюдения) защищаемого объекта; характер взаимодействия с защищаемым объектом; способу контроля предшествующег режима, выполнен анализ технических решений отечественных электротехнич« ских фирм, используемых в настоящее время в электрических распределительны сетях, а также предлагаемых упомянутыми выше ведущими специалистами. Ог ределены области существования параметров режимов для разных соотношени мощностей защищаемого трансформатора и высоковольтных электродвигателе? в том числе с учетом переходного сопротивления в месте КЗ.

Ток со стороны питающей подстанции (в месте установки защиты дальнег резервирования) 1ЛП представляет сумму пускового тока ЭД за рассматриваемы] трансформатором и токов статической нагрузки за остальными трансформатс рами /ни трансформатором с ЭД в установившемся режиме и пусковом рс жиме 1Ю1:

а с учетом принятых допущений модуль /,л п и аргумент <р5 тока со стороны ш тающей подстанции будут равны:

трансформатора; ад - доля ЭД, участвующих в пуске за у'-м трансформаторол* Фн аргумент тока нагрузки.

Зависимости аргументов фг и модулей тока /.лп дл У№ = (0,55 + 0,7^¿Уноч приведены на рис.2, на основании которых можно сделат

вывод о необходимости снижения значения коэффициента отстройки максимальных токовых защит по сравнению с рекомендуемыми значениями, и особенно при малой доле двигательной нагрузки и статической нагрузки за оставшимися трансформаторами во время пуска ЭД.

^ Пусковой

л2*

кз- Обл М кть сопротма 2* ІЄМИЙ

Эбластьток«

дГ р.-им

N V

О ь Г

0.5

б)

Рис. 2. Области предельных значений модулей и аргументов токов (а) и ортогональных составляющих токов и сопротивлений, их аварийных составляющих (б) в линии со стороны питающей подстанции с учетом пуска (самозапуска) электродвигателей на ответви-тельной подстанции

Исследованы возможные способы распознавания режимов коротких замыканий за трансформаторами ответвительных подстанций и пусковых режимов электродвигателей на смежных подстанциях. Предложены алгоритмы формирования входных сигналов для режимов пуска и КЗ с учетом коррекции нагрузочной составляющей тока.

Выполнен сопоставительный анализ способов увеличения расстояния между областями пускового режима и режима короткого замыкания и предложено использование сигналов, сформированных в виде:

(и,, /,., и„, 4 лип д/, = а, (с/,,;,.)+в} фи, /,)+

+ СДД£/,.,Д/,,Д£4,Д4) где А^^^В^^.^ХС^Аи^Ы^О^Ы,,) - сигналы, зависящие от аргументов, модулей напряжений и токов С/,,/,, подводимых к защите, например, их ортогональных составляющих > 4 и аварийных составляющих АипА11,Аип,А1^. При этом должно выполняться условие

\К • I' ' 4, А о„ А/,- ли,,, А/,,)- Р]п (и,, /,., и „, /„, А и„ А/,, А и„, Д/„) >

> AGJ {0,, , , 4, Д ^, Д/„ Ай„, А/ц),

где АС] - мера близости между распознаваемыми аварийными Г 3 и допустимы-

ми режимами; кп - число режимов, от которых производится отстройка;

- расстояние между распознаваемыми режимами, например для токовых измерительных органов измеряется в базисе тока трехфазного КЗ за трансформатором минимальной мощности.

Достаточно эффективными способами повышения чувствительности релейной защиты дальнего резервирования является построение измерительных органов с контролем аварийных составляющих, ортогональных составляющих и применением торможения, зависящего от предшествующего и аварийного режимов, контролем фазовых соотношений токов прямой и обратной последовательности: МК =|аД/'а ±Р(Д/В,/Н1.)Д/В| , (1)

д г К = п д г ± у(д/в )д г., (2)

ДІХЯ т = 1т (/и -іж)- *ТМ (Д/в, /нг) Яе (/„ - /нг), (3)

где /кз ,7НГ - ток короткого замыкания и ток нагрузки; Д/в = |/и - /11Г | , Д/к —

входные сигналы измерительных органов (ИО) тока, контролирующих векторное приращение тока и ток, сформированный из составляющих векторного приращения; 0 /(/кз - /н[ ), Д2К - входные сигналы органов сопротивления, формируемые аналогично сигналам органов тока; а, р, у - корректирующие коэффициенты; ІХКі, АІХЯт - входные сигналы ИО реактивной составляющей с торможением от активной составляющей, их приращений. Коррекция влияния переходного сопротивления, достигающего значений (0,1 -г- 0,25)гт, где гт - сопротивление защищаемого трансформатора, обеспечивается в алгоритме (1 и 2) введением составляющей Р(Д/в,/нг)Д/>, у(Д/в)Д^, а в алгоритме (3) соответственно коэффициента торможения кТ!Л(А1в,1кг), зависящих от аварийной составляющей тока и предшествующего нагрузочного режима (рис. 3).

0,5 г

1р"

А Обгас КЗ ВЛ и- ю»ВЛ к з: і V

ч НГ Е V \ $Л )Лв ! ГТ ЗЛ I

¿і У I

о* &г * 1 4 .--- ЧКЭ1 \ Рч/1 Л ІУІ 1

п. * 1=225 Ом \ 2=52 Ом

* І П«міслм« солр

I ^ «».•»№0.3«'»

{ I ¿<р1=225 Ом

КЗВЛУИ І НГВЛИЧ 2ір2=в2 Оы

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2 0 2.5 Іа*

О «О 100 150 Ф. Фад

б)

Рис. 3. Области нормальных и аварийных режимов транзитной ВЛ в плоскости «реактивная составляющая тока - активная составляющая тока» (а) и «аргумент тока модуль тока» (б)

Исследованы режимы продольно-поперечной несимметрии (ППН) на ответ-вительной подстанции для оценки возможности их распознавания на основе выполненного автором математического и физического моделирования продольной, продольно-поперечной несимметрии, в том числе через переходное сопротивление с заземленной и незаземленной нейтралью трансформатора.

Показана опасность режима сетевого короткого замыкания для трансформаторов (обрыв фазного провода со стороны питающей подстанции с одновременным КЗ на стороне высшего (У) или низшего (Д) напряжения ответвительной подстанции) и установлено, что защиты питающей подстанции могут быть нечувствительны к данному виду повреждения, т.к. токи нулевой последовательности, протекающие через нейтраль трансформатора ответвительной подстанции, и фазные токи ответвления зависят от мощности трансформатора ответвления, в то время как уставки традиционных резервных защит выбираются с учетом максимального нагрузочного тока линии.

Для оценки эффективности защиты дальнего резервирования важным является возможность распознавания режимов ППН с селекцией вида повреждения. При этом требуется использование минимального набора таких информационных признаков, которые позволят получить непересекающиеся области режимов множественной ППН. Задача распознавания аварийных режимов в многомерном пространстве N может быть разбита на ряд подзадач с понижением размерности и в предельном случае распознаваемые области могут быть представлены рядом областей в двумерном пространстве, как это показано на рис.4. Области режимов ППН в двумерном пространстве токов обратной и нулевой последовательности представлена на рис.4,а, из которого следует, что селекция видов повреждения практически невозможна, т.к. расстояние между режимами ВС A, ABA и CAY, ABY соответственно не превышает 15% от номинального тока защищаемого трансформатора. Среднеквадратичное расстояние между режимом трехфазного КЗ при

обрыве фазы на стороне высшего напряжения и режимами двухфазного КЗ на стороне низшего напряжения не превышает 33%, что также делает затруднительным распознавание рассматриваемых режимов. Особенно это проявляется при снижении мощности защищаемого трансформатора. Использование двумерного пространства фазных токов (по величине двух больших токов из трех фазных токов) позволяет обеспечить селекцию режимов множественной продольно-поперечной несимметрии (рис.4,б). При этом среднеквадратичные расстояния между любыми распознаваемыми режимами превышают значение 100% от номинального тока защищаемого трансформатора. Проведены экспериментальные исследования режимов продольно-поперечной несимметрии, подтвердившие результаты теоретических исследований.

В третьей главе предложена классификация информационных признаков, характеризующих наличие переходного сопротивления электрической дуги в месте повреждения (рис.5) с последующим их описанием, приведены результаты математического моделирования процесса дугового КЗ и натурных испытаний. Описано появление несимметрии при горении дуги при междуфазных КЗ на стороне низшего напряжения трансформатора. Показано, что из-за неравенства длин, горящих между разными фазами при трехфазных КЗ в токе присутствует составляющая обратной последовательности, которая может составлять до 15% составляющей прямой последовательности, а также, что при дуговых КЗ в ячейках КРУ появляется напряжение нулевой последовательности вследствие касания столба электрической дуги заземленного металлического корпуса ячейки.

Рис.5. Информационные признаки наличия переходного сопротивления электрической дуги в месте повреждения

На основании приведенных информационных признаков предложены способы распознавания наличия переходного сопротивления электрической дуги. Разработана методика снижения погрешности при вычислении приращения тока (менее 10%), которое появляется при переходе от нагрузочного режима к режиму КЗ с шунтированием части нагрузки в точке КЗ с использованием соотношения

Ч = +[(l-Si/STpI)/llrl]2 - 2/L/mx(l - S,/STpI)cos(i -<ркз - срш.),

где — мощность трансформатора; 5'1р1 - суммарной мощности трансформаторов; /щ-Е- суммарный ток нагрузки; /х - сумма тока нагрузки и тока КЗ за защищаемым трансформатором; АІ = - /НГ1 - изменение тока линии; [/к, - напряжение короткого замыкания трансформатора; <рнг = ащфАІнт) - аргумент тока нагрузки; фю = аг§(С/Л/Ю) - аргумент тока КЗ.

Разработана математическая модель для анализа влияния нелинейного характера переходного сопротивления электрической дуги с использованием известной вольт-амперной характеристики дуги с восходящей и нисходящей ветвями в области несамостоятельного разряда мдв =изід/І3, иди = СГгід //г, в области

самостоятельного разряда мдв =^шіп+(С/3при /д>0,

мд,„ = и^ + {иг _С/ш.п)е[-3('л-'г)'('»»х-/г)] при г-д <0> где Мд в> Мд н _ напряжения на

восходящей и нисходящих ветвях, соответствующие режиму до зажигания дуги и после ее гашения; II3,1/г, /3,/г - напряжения зажигания и гашения дуги и соответствующие им токи, и^ - минимальное значение на столбе дуги.

Проанализировано изменение величины гармонических составляющих фазных напряжений в зависимости от соотношений сопротивления от места установки защиты до места горения дуги и сопротивления короткозамкнутой цепи к, выявлены наиболее информативные гармонические составляющие для распознавания переходного сопротивления в виде электрической дуги. При этом моделировалось также горение двух дуг одновременно при трехфазном несимметричном КЗ с изменением длины дуг. На основании результатов моделирования был предложен контроль гармонических составляющих напряжения, имеющих наибольшую стабильность (рис.6).

Рис.6. Амплитудно-частотные зависимости напряжений ив месте установки защиты при изменении удаления резервной защиты от точки КЗ к при равных переходных сопротиапени-ях во всех трех фазах

Для уменьшения влияния шунтирования нагрузки и переходного сопротивления на формирования аварийных составляющих токов была разработана методика определения параметров короткозамкнутой цепи и нагрузки, которая позволяет определять сопротивление системы на шинах подстанции, сопротивление короткозамкнутой ветви и сопротивление параллельной обобщенной нагрузки. Доказано, что при изменении переходного сопротивления до 50% сопротивления

трансформатора и изменении положения РПН в пределах ±16% от номинального значения погрешность незначительно превышает 10% и составляет 12,5% (рис.7).

грузки , переходного сопротивления

Выявлено влияние несимметрии переходных сопротивлений при междуфазном дуговом коротком замыкании, в том числе при трехфазных КЗ с горением двух электрических дуг (рис. 8) на уровни токов обратной последовательности.

Рис. 8. Зависимость тока обратной последовательности от относительной длины электрических дуг между разными фазами

Определены зависимости тока обратной последовательности от длин электрических дуг. Величина токов обратной последовательности может достигать 15% от тока прямой последовательности при длине дуги 1-1,5 метра и отношении напряжений на столбах электрической дуги 0,1 < илв /ивс < 2, где I - длина дуги между фазами А и В, ¿/ - длина дуги между фазами В и С, а Ьп, = ¡Ь .

Также были сформированы области аварийных режимов при двухфазных и трехфазных КЗ и неравенстве переходных сопротивлений между фазами в пространстве токов прямой и обратной последовательности и в пространстве приращений токов прямой и обратной последовательности.

В четвертой главе рассмотрены разработанные многопараметрические защиты дальнего резервирования типа КНДР-07М( У2) (рис.9), структурные схемы распределенной системы резервной защиты электрической сети с ответвительны-ми подстанциями с контролем сопротивления трансформатора при изменении положения РПН и распределенной системы резервной защиты с контролем действия релейной защиты и коммутационной аппаратуры на ответвительных и промежуточных подстанциях, структурная схема релейной защиты дальнего резервирования от несимметричных повреждений, быстродействующая защита электроуста-

новок корпусной конструкции РДЗ-017, представляющей элемент распределенной системы ближнего резервирования.

Рис.9. Структурная схема многопараметрической защиты дальнего резервирования трансформаторов ответвительной подстанции типа КЕДР-07М(У2)

Устройство релейной защиты дальнего резервирования типа КЕДР -07М (V2), включающее в свой состав вторичные преобразователи напряжении (ВПН) и тока (ВПТ), фильтры симметричных (ФСС), ортогональных (ФОС) и аварийных (ФАС) составляющих, блоки измерительных органов (БИО), формирования областей срабатывания (БФОС), коррекции сигналов (БКС), задания параметров электрической сети (БЗ ПЭС), логики (БЛ), предназначено для использования на радиальных, кольцевых и транзитных линиях, выполнено на микропроцессорной базе с использованием цифровой обработки сигналов (рис. 10,а). Устройство устанавливается на питающем конце линии и действует на отключение выключателя питающей подстанции при КЗ на стороне низшего напряжения на ответвительных и промежуточных подстанциях.

Рис.10. Устройства многопараметрической микропроцессорной резервной защиты КЕДР-07М(У2) (а) многоканальной микропроцессорной быстродействующей защиты электроустановок корпусной конструкции типа РДЗ-017 (б)

В данном устройстве в отличие от предыдущей версии КЕДР - 07 (VI) введены алгоритмы коррекции влияния переходного сопротивления электрической дуги в месте повреждения, коррекции входных сигналов в режимах пуска (самозапуска) ЭД и аварийного режима, обеспечивающая более эффективное разделение областей данных режимов, контроля фазовых соотношений между векторами токов прямой и обратной последовательности, облегчающее распознавание несимметричных КЗ за трансформаторами с группами соединений обмоток «звезда -треугольник».

Многоканальное микропроцессорное устройство РДЗ-017 является быстродействующей защитой от дуговых коротких замыканий, имеет 6 независимых каналов (рис. 10,6). В устройстве использованы схемы с вновь введенными элементами функционального и тестового контроля.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

На основе анализа проблем построения высокоэффективных систем ближнего и дальнего резервирования в распределительных электрических сетях напряжением 6-110 кВ, теоретического рассмотрения их режимов и уточнения влияющих факторов, затрудняющих решение поставленных задач, выявления новых информационных признаков, характеризующих аварийные и допустимые режимы, разработки новых, развития существующих алгоритмов функционирования резервных защит и проверки полученных результатов экспериментальными испытаниями, опыта эксплуатации разработанных устройств релейной защиты, основные научные выводы и практические результаты можно сформулировать в следующем виде:

1. Уточнена классификация защит дальнего резервирования по числу контролируемых параметров информационных признаков; способу контроля (наблюдения) защищаемого объекта; характеру взаимодействия с защищаемым объектом; способу контроля предшествующего режима.

2. Уточнены области режимов пуска (самозапуска) мощных электродвигателей за трансформаторами ответвительных подстанций. Отмечено, что в большинстве случаев коэффициенты отстройки от данных режимов необоснованно завышены и не учитывают конкретных параметров ЭД. При доле двигательной нагрузки не более 25% от полной нагрузки коэффициент отстройки защиты не превышает 2,0, а при доле двигательной нагрузки 50% - не более 3,0.

3. Доказано, что использование аварийных составляющих тока (сопротивления) позволяет разделить области аварийных и альтернативных режимов (максимальных нагрузочных режимов и режимов пуска (самозапуска) ЭД) на стороне передающей стороны ВЛ с минимальным расстоянием (0,5-1,15)/кз* и (0,2-0,5)/Кз> со стороны приемной стороны ВЛ соответственно.

4. Определен набор информационных признаков контролируемых сигналов для построения резервной защиты высокой чувствительности от симметричных коротких замыканий и сетевых коротких замыканий: модули и аргументы фазных токов и их аварийных составляющих, ортогональные составляющие и их аварийные составляющие, токи симметричных составляющих и их аргументы.

5. Определены основные информационные признаки дугового короткого замыкания: возрастание активной составляющей токов и их составляющих, наличие высших гармонических составляющих в напряжениях, нестационарность процессов короткого замыкания, появление несимметрии при трехфазных КЗ с величиной тока обратной последовательности, достигающей 15% от тока металлического КЗ, появление напряжение нулевой последовательности на стороне низшего напряжения защищаемого трансформатора до 750 В, развивающийся характер повреждения: «однофазное замыкание - двухфазное КЗ - трехфазное КЗ»,

«двухфазное КЗ — трехфазное КЗ», появление светового потока от столба электрического дуги, представляющего излучатель и предложена их классификация.

6. Разработаны методика коррекции аварийной составляющей тока короткого замыкания из-за шунтирования нагрузки защищаемого трансформатора переходным сопротивлением в месте повреждения с погрешностью не более 10% и методика определения параметров короткозамкнутой цепи и нагрузки. Погрешность в определении сопротивления трансформатора мощностью 5тр, сопротивления нагрузки с учетом переходного сопротивления Л{Г = (0^0,5)2П и влияния суммарной нагрузки < 105^, не превышает 12,5 %, что приемлемо для целей построения резервных защит.

7. Определены наиболее информативные высшие гармонические составляющие напряжения при трехфазных симметричных и несимметричных дуговых коротких замыканиях. Модули второй, третьей, пятой, шестой и седьмой гармоник находятся в диапазоне (7,5-И 8)% первой гармонической составляющей в месте повреждения.

8. Разработаны алгоритмы функционирования и структурные схемы многопараметрических адаптивных устройств релейной защиты ближнего и дальнего резервирования защит трансформаторов ответвительных подстанций, на основе которых разработана многопараметрическая микропроцессорная защита дальнего резервирования типа КЕДР-07М(У2), реализующая формирование областей срабатывания защищаемых трансформаторов в зависимости от их мощности, влияния переходного сопротивления и нагрузочных режимов, в том числе и пусковых режимов, а также коррекцию входных сигналов.

9. Разработаны структурные схемы распределенной резервной защиты с обменом информации о защищаемых объектах и его режиме, обеспечивающие распознавание повреждения на конкретной подстанции.

10. Разработано устройство многоканальной дуговой защиты, обеспечивающей быстродействующее отключение КЗ, сопровождаемых электрической дугой и имеющей возможность подключения к системе защиты ближнего резервирования.

11. Устройства многопараметрической микропроцессорной защиты дальнего резервирования типа КЕДР-07М(У2) и дуговой защиты типа РДЗ-017 прошли испытания, сертифицированы и внедрены в эксплуатацию и проекты.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в работах:

Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. На га и И.В. О совершенствовании защит от неполнофазных режимов электрических сетей// Изв. ВУЗов. Электромеханика. —2011. - №1. -С. 63-66.

2. Наган И.В. Обеспечение функций дальнего резервирования релейной защиты трансформаторов в условиях продольно-поперечной несимметрии// Изв. ВУЗов. Сев-Кав. регион. Техн. науки. -2011. -№5. - С. 19-24.

3. Наган И.В. Формирование характеристик срабатывания резервных защит воздушных линий с ответвлениями// Изв. ВУЗов. Электромеханика. - №2. -2011.-С. 56-61.

4. Наган И.В. Учет влияния подпитки на переходное сопротивление в месте повреждения за трансформаторами ответвительных подстанций// Изв. ВУЗов. Электромеханика. -2012. - №2. - С. 110-113.

5. Наган И.В., Киреев П.С. Моделирование нагрузочных режимов ответвительных подстанций// Изв. ВУЗов. Электромеханика. -2012. - №2. - С. 100-102. (0,25/0,1 п. л.)

прочие работы по теме диссертации:

6. Нагай И.В., Нагай В.В. Коррекция влияния электрической дуги в месте повреждения// Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: материалы V Международной науч.-практ. конф., Новочеркасск, 27 мая 2005 г.: В 2 ч./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ(НПИ), 2005. -4.2. С.37-39. (0,2/0,1 пл.)

7. Нагай И.В. Оценка стабильности входных сигналов измерительных органов аварийных составляющих// Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки. -Прилож. 15. - 2006. - С. 98-100.

8. Нагай И.В. Анализ функционирования измерительных органов сопротивления с контролем аварийных составляющих// Изв. ВУЗов. Электромеханика. -

2008. - Спец.выпуск - С. 100-101.

9. Нагай И.В., Калинина Н.О. Анализ эффективности защит дальнего резервирования на основе адаптивных токовых органов// Изв. ВУЗов. Электромеханика. - 2008. - Спец.выпуск - С. 104-105. (0,3/0,2 пл.)

10. Нагай И.В., Нагай В.И. Проблемы и решения дальнего резервирования трансформаторов ответвительных и промежуточных подстанций // Релейщик. -

2009. - №04. - С. 30-35. (0,8/0,4 пл.)

11. Нагай И.В. Adaptive backup protection in electric distribution grid// Электроэнергетика 2010. Сб. докл. Междунар. Науч.-техн. Конф., г. Варна, Болгария, 14-16 окт. 2010, ТУ-Варна, с.367-371.

12. Нагай И.В. Дальнее резервирование в сетях 6-110 кВ. Проблемы и решения// Новости Электротехники. -2010. - 6(66). - С. 28-30.

13. Нагай И.В. Релейная защита трансформаторов. Дальнее резервирование в режимах продольно-поперечной несимметрии// Новости Электротехники. -2011.-6(69).-С. 2-5.

14. Наган И.В. Providing Remote Backup Function of Relay Protection of Transformers in the Direct and Quadrature Axis Dissymmetry // Proceedings of the 6th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering ELEKTROENERGETIKA 2011, September 21 - 23,2011, Stara Lesna, Slovak Republic, p. 266-269.

- патенты РФ:

15. Нагай В.И., Луконин A.B., Сарры C.B., Нагай И.В. Устройство многоканальной дуговой защиты комплектных распределительных устройств// Патент на полезную модель 71043 РФ. МПК. Н02Н 7/22, Н02Н 3/08.-Заявл. 02.04.07; Опубл. 20.02.2008, Бюл. № 5.

16. liara ií И.В. Устройство адаптивной защиты трансформаторов ответви-тельных подстанций// Патент на полезную модель 101877 РФ. МПК. Н02Н 3/00.-Заявл. 09.09.10; Опубл. 27.01.2011, Бюл. № 3.

17. Нагай И.В. Система резервной защиты трансформаторов ответвитель-ных подстанций с определением поврежденного объекта' и вида повреждения// Патент на полезную модель 109929 РФ. МПК. Н02Н 3/08.-Заявл. 28.04.11; Опубл. 27.10.2011.

18. Нагай И.В., Киреев П.С. Персиянов И.В. Адаптивная система резервной защиты с контролем положения РПН трансформаторов ответвительных подстанций// Патент на полезную модель 114234 РФ. МПК. Н02НЗ/ 08 - Заявл. 22.08.2011; Опубл. 10.03.2012.

В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат сле-■ е результаты (в квадратных скобках указаны номера работ, пред-іе): [5] - разработка требований к модели и анализе результатов [6] - предложение способа коррекции влияния электрической дуги

ПЛ7ТГЧТТТЛО ЖТОЛП1ТТТ

ренные равлять по

'остовская штатов, [9] - сравнительный анализ чувствительности защит, [15, этационный структурных схем защит и алгоритмов их функционирования.

Нагай Иван Владимирович

Автореферат

Подписано в печать 24.05.2012. Формат 60x84 . Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 48-4677.

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132 Тел., факс (8635)25-53-03

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Нагай, Иван Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛАСТЕЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ НОРМАЛЬНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ С ОТВЕТВИТЕЛЬНЫМИ И ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ.

1.1. Схемные решения выполнения электрических распределительных сетей 6-110кВ.

1.2. Релейная защита на линиях с ответвлениями.

1.3. Нормальные и анормальные режимы работы защищаемых объектов.

1.4. Аварийные режимы в распределительных электрических сетях.

1.5. Исследование информационных признаков нормальных и аварийных режимов для резервных и быстродействующих защит электрических распределительных сетей.

1.6. Выводы.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПОЗНАВАНИЯ АВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ НА ОТВЕТВИТЕЛЬНЫХ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМОВ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Анализ технических решений выполнения резервных защит электрических распределительных сетей.

2.3. Оценка распознавания междуфазных коротких замыканий за трансформаторами радиальных воздушных линий с ответвительными подстанциями.

2.4. Оценка распознавания междуфазных коротких замыканий за трансформаторами транзитных воздушных линий с ответвительными подстанциями.

2.5. Определение возможности распознавания режимов коротких замыканий и пусковых режимов электродвигателей.

2.6. Исследование возможности распознавания сетевых коротких замыканий.

2.7. Выводы.

Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ РАСПОЗНАВАЕМОСТИ

ПОВРЕЖДЕНИЙ ЗА ТРАНСФОРМАТОРАМИ ОТВЕТВИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ НАЛИЧИИ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Эффект увеличения полного тока короткого замыкания при наличии переходного сопротивления.

3.3. Коррекция влияния переходного сопротивления токовых измерительных органов.

3.4. Учет нелинейного характера переходного сопротивления электрической дуги.

3.5. Оценка возможности выделения параметров защищаемой сети в аварийном и нормальных режимах.

3.6. Влияние несимметрии переходных сопротивлений при междуфазном дуговом коротком замыкании.

3.7. Выводы.

Глава 4. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ

УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛИЖНЕГО И ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ.

4.1. Построение многопараметрических защит ближнего и дальнего резервирования.

4.2. Совершенствование микропроцессорной защиты дальнего резервирования КЕДР-07.

4.3. Разработка быстродействующей защиты электроустановок корпусной конструкции - элемента распределенной системы ближнего резервирования.

4.4. Выводы.

Введение 2012 год, диссертация по энергетике, Нагай, Иван Владимирович

В России электрические сети напряжением 6-110 кВ являются наиболее разветвленной структурой современных распределительных сетевых компаний (РСК), обеспечивающих питание промышленных и коммунальных потребителей электроэнергии. Бурное развитие промышленности и расширение городов обусловило ускоренное строительство в 60- и 70-е годы прошлого столетия воздушных линий и подстанций данного класса сетей [1-4]. С целью минимизации капитальных затрат подстанции выполнялись по упрощенным первичным и вторичным схемам, что и явилось причиной их более низкой надежности по сравнению с подстанциями, на которых вместо короткозамыкателей и отделителей применяются высоковольтные выключатели и имеется источник оперативного постоянного тока (аккумуляторная батарея). Меньшая надежность этих подстанций [5] была компенсирована мероприятиями по резервированию отказов отделителей и короткозамыкателей (мероприятие УРОКЗ) за счет применения специальных схем и устройств релейной защиты (РЗ) и автоматики (РЗА). В настоящее время существует тенденция замены отделителей и короткозамыкателей на выключатели и применения более совершенных систем питания и РЗ [6-8].

Электроэнергетическая система России функционирует в условиях, когда с одной стороны в отрасль поступают значительные средства (общий объем инвестиционной программы ЕНЭС (ФСК ЕЭС РФ) 2010-2014 гг. составляет 952,4 млрд. руб., объем инвестиционной программы Холдинга МРСК 2011-2015 гг. составляет 1057 млрд. руб.), происходит введение в работу новых подстанций и линий, но с другой стороны выработка эксплуатационного ресурса оборудования существующих энергообъектов составляет по отрасли до 60% [9,10]. На новых и реконструируемых подстанциях устанавливаются в основном микропроцессорные защиты, что объясняется, в том числе, современными требованиями к вновь устанавливаемым защитам, но полная замена уже выработавших свой ресурс защит и своевременная их замена пока недостижима. Соответственно, надежность таких защит, а также выработавших свой ресурс коммутационных аппаратов, аккумуляторных батарей, обеспечивающих ликвидацию аварийных режимов, не может считаться достаточной. Эффективным способом решения проблемы надежности оборудования ответвительных и промежуточных подстанций, не требующим значительных капитальных вложений, является внедрение устройств защиты дальнего и ближнего резервирования [10], использующих адаптивные алгоритмы, способные, в том числе, выявлять аварийные режимы на фоне продольной несимметрии сети.

Актуальность решения задачи повышения надежности электроснабжения обусловлена двумя факторами: старением оборудования и недостаточными объемами модернизации первичного и вторичного оборудования, что особенно проявилось в последнее десятилетие XX века и в начале нынешнего века. Автором предпринята попытка рассмотрения способов возможного совершенствования релейной защиты элементов распределительных сетей указанного класса напряжения.

Релейная защита и автоматика (РЗА) является одной из важнейших частей энергетических систем, без которой невозможна надежная работа электроэнергетики [3,4]. Усложнение схем электрических сетей и разнообразие режимов их работы, значительное количество старого и изношенного оборудования, находящегося в эксплуатации, требуют дальнейшего совершенствования, особенно повышения быстродействия и чувствительности, релейной защиты и автоматики, обеспечивающих защиту электрооборудования в аварийных режимах. Проходящие в настоящее время заключительные процессы реформирования электроэнергетики обуславливают повышение роли РЗА в обеспечении управляемости и надежности работы [11-17], как энергосистем, так и отдельных энергетических объектов. В связи с этим наблюдаются процессы пересмотра идеологии построения системы РЗА, что во многом объясняется широким внедрением микропроцессорной техники, расширяющей возможности ее совершенствования и использования новых алгоритмов функционирования практически неограниченной сложности [17].

В настоящее время основная доля находящихся в эксплуатации устройств релейной защиты в Российской Федерации и странах СНГ выполнена на электромеханической и микроэлектронной основе. По оценкам специалистов по релейной защите парк технических средств РЗА морально и физически стареет, что требует постоянного увеличения трудозатрат на их эксплуатацию. Серийными защитами линий в большинстве случаев не удается обеспечивать надежное дальнее резервирование трансформаторов ответвительных подстанций и селективное распознавание аварийных режимов на фоне максимальных нагрузочных режимов и влияния мешающих факторов (переходное сопротивление, включения трансформаторов на холостой ход, коммутации батарей конденсаторов и др.). Режимам продольно-поперечной несимметрии несмотря на достаточно глубоко разработанные теоретические основы, уделялось недостаточное практическое внимание при разработке средств РЗА, так как ущерб от неполнофазных режимов и режимов сетевых замыканий значительно меньше, чем от коротких замыканий.

С учетом недостаточного объема работ по модернизации и замене технических средств РЗА за последние годы увеличивается доля защит с практически выработанным ресурсом. С учетом этого ФСК ЕЭС РФ в начале 2000-х годов (см. материалы XIV, XV научно технических конференций «Релейная защита и автоматика энергосистем 2000, 2002», ВВЦ РФ, г. Москва.) была представлена новая концепция технического переоснащения систем РЗА, которая должна реализовы-ваться по двум направлениям [13,14]:

1. Реконструкция и техническое перевооружение в рамках аналогичных работ, проводимых для всего энергообъекта в целом. Это предполагает полную замену устройств РЗА и цепей вторичной коммутации на современные микропроцессорные устройства и системы РЗА с возможностью их интегрирования в систему АСУ энергообъекта и возможностью применения во вторичных цепях волоконно-оптических кабелей (ВОЛС).

2. Замена в плановом порядке вне зависимости от реконструкции и технического перевооружения энергообъекта в следующей последовательности:

- замена физически и морально устаревших устройств РЗА;

- замена устройств, пониженная надежность которых, в случае аварийной ситуации может привести к развитию крупной аварии;

- замена устройств РЗА, улучшение характеристик которых позволяет реализовать условия ближнего и дальнего резервирования.

В данном случае допускается применение не только новых микропроцессорных устройств РЗА, но и устройств на электромеханической и микроэлектронной элементной базе, что также отмечено на всех последующих научно-технических конференциях «Релейная защита и автоматика энергосистем 2004. 2006, 2008, 2010» проводимых на ВВЦ РФ (г. Москва). При разработке новых цифровых устройств релейной защиты целесообразно использовать как новые алгоритмы, применение которых сдерживалось существующей элементной базой, так и традиционные алгоритмы, прошедшие апробацию многолетней практикой.

Реализация подстанций с упрощенными схемами первичных соединений в распределительных электрических сетях напряжением 6-110 кВ позволила снизить капитальные затраты на их сооружение и обслуживание, однако данные подстанции имеют низкую надежность работы первичного оборудования и релейной защиты. На рассматриваемых подстанциях вместо высоковольтных выключателей на стороне высшего напряжения (ВН) используются короткозамыкатели (КРЗ) и отделители (ОД), предназначенные для создания искусственного короткого замыкания и последующего отключения линии, к которой подключена данная подстанция, со стороны источников питания. Недостаточно высокая надежность коротко-замыкателей и релейной защиты ответвительных и проходных подстанций, не имеющих автономного источника оперативного постоянного тока, обусловили проведение ряда схемотехнических мероприятий, повышающих их живучесть при отказе одного из элементов [18,19]. Во многих распределительных сетевых компаниях применяется отключение короткого замыкания отделителем в случае отказа в действии короткозамыкателя. Отмечается достаточно высокая экономическая эффективность такого мероприятия, т.к. стоимость отделителя значительно ниже, чем трансформатора или комплектного распределительного устройства, а замена поврежденного ножа отделителя не представляет сложной технической задачи. Потеря цепей источника оперативного тока, выполняемого, как правило, от блоков питания, подключаемых к трансформаторам собственных нужд (или трансформаторам напряжения (ТН)), трансформаторам тока (TT), не позволяет выполнить как коммутацию короткозамыкателя, так и, как следствие, отделителя. Питание цепей отключения отделителя осуществляется, как правило, от блоков предварительно заряженных конденсаторов, надежность которых также недостаточна. С учетом этого актуальной является задача построения специальной релейной защиты, имеющей свой блок питания, обеспечивающий ее работоспособность, а также питание цепей включения короткозамыкателя и цепей отключения отделителя. Необходимо отметить также несовершенство существующих защит ближнего резервирования трансформатора, что, в частности, обусловлено недостаточной чувствительностью при сетевых замыканиях (обрыв со стороны ответвления и короткого замыкания со стороны трансформатора ответвительной подстанции).

Подстанции рассматриваемого типа, как правило, относятся к категории необслуживаемых и на стороне низшего напряжения (НН) имеют защиты на основе электромеханических реле, в том числе, и на реле тока прямого действия, типа РТМ и РТВ, имеющих недостаточную надежность и нестабильные параметры срабатывания. Применение микропроцессорной техники требует ее адаптации к упомянутым системам питания, климатическим условиям эксплуатации, а также реализации новых алгоритмов функционирования, учитывающих влияющие факторы и позволяющие обеспечить повышение быстродействия в условиях развивающихся повреждений, например в случае перехода однофазного замыкания на землю в двойное замыкание на землю, однофазного замыкания - в дуговое междуфазное КЗ.

Эти мероприятия увеличивают надежность отключения коротких замыканий за трансформаторами, сетевых замыканий, но не позволяет полностью отказаться от мероприятий по дальнему резервированию из-за необходимости резервирования и отказов механической части короткозамыкателей и отделителей.

Теоретическим и практическим вопросам построения релейной защиты воздушных линий с ответвлениями и вопросам резервирования отключения коротких замыканий в электрических распределительных сетях посвящены работы [20-61]: В.А. Андреева, Г.С. Акопяна, Я.Л. Арцишевского, A.B. Богдана, Д.С. Васильева,

Д.Г. Еремеева, M.JI. Голубева, Ю.И. Жаркова, М.Я. Клецеля, А.Н. Кожина, Ю.С Кузника, В.И. Луппы, A.M. Манилова, И.Ф. Маруды, В.В. Нагая, В.И. Нагая, К.И. Никитина, А.О. Павлова, В.А. Рубинчика, C.B. Сарры, В.А. Семенова, М.И. Царева, М.А. Шабада, В.Г. Шуляка и других авторов. Теоретические основы построения РЗА электрических распределительных сетей изложены в работах [62-70] ВА. Андреева, A.B. Булычева, В.К. Ванина, Я.С. Гельфанда, H.A. Дони, А.Д. Дроздова, Ю.И. Жаркова, С.Ф. Жукова, A.C. Засыпкина, Ю.Я. Лямеца,

A.И. Левиуша, Г.С. Нудельмана, В.Е. Полякова, A.C. Саухатаса, A.M. Федосеева, Е.П. Фигурнова, Г. Циглера, М.А. Шабада, Э.М. Шнеерсона и ряда других специалистов.

Исследованию режимов включения трансформаторов на холостой ход и функционирования релейной защиты линий, питающих ответвительные и проходные подстанции, посвящены работы [71-85] профессора А.Д. Дроздова и его учеников: Ю.Н. Алимова, A.M. Дмитренко, A.C. Засыпкина, С.Л. Кужекова, В.В. Платонова, Э.В. Подгорного, Г.В. Бердова, М.М Середина и других.

Одним из влияющих факторов на функционирование релейной защиты является переходное сопротивление высоковольтной электрической дуги, исследованию которой посвящены работы отечественных ученых [86-93]:

B.В. Бурсдорфа, Г.В. Буткевича, В.П. Бойко, О.Б. Брона, Ю.М. Долинского,

B.В. Жукова, A.C. Майкопара, В.А. Семенова, H.H. Середы, Л.К Сушкова,

C.А.Ульянова, Н.И. Цыгулева и других.

Исследованию режимов работы высоковольтных электродвигателей, вопросам построения их релейной защиты посвящены работы зарубежных и отечественных ученых и специалистов [94-102]: И.И. Байтера, Ю.М. Голоднова, К.П. Ковача, С.Л. Кужекова, В.Ф. Минакова, И. Раца, В.Ф. Сивокобыленко, И.А. Сыромятникова, А.Х. Хореняна, М.А. Шабада, и других.

Труды отечественных ученых [103-108]: A.M. Авербуха, С.А. Ульянова, А.Б. Чернина, С.Б. Лосева, H.H. Щедрина посвящены разработке теоретических основ расчетов сложных видов продольно-поперечной несимметрии, являющихся одними из сложных режимов для распознавания защитами дальнего и ближнего резервирования трансформаторов ответвительных подстанций.

Особую актуальность при разработке и эксплуатации современных микропроцессорных релейных защит, с чем пришлось столкнуться автору, приобретают вопросы электромагнитной совместимости, которые глубоко рассмотрены в работах отечественных и иностранных ученых [109-112]: Я.Л. Арцишевского, Р.К. Борисова, Э.В. Вершкова, А.Ф. Дьякова, И.П. Кужекина, Б.К. Максимова, А. Шваба и других.

Целью работы является построение многопараметрических адаптивных релейных защит с повышенным техническим и информационным совершенством ответвительных и промежуточных подстанций распределительных электрических сетей 6-110 кВ. Указанная цель достигается уточнением влияющих факторов возможных режимов работы и разработкой новых алгоритмов функционирования, обеспе-чивающих распознавание аварийных и допустимых режимов.

Разработки защит ближнего и дальнего резервирования научно обоснованы: определением и уточнением режимных факторов работы электрических сетей и анализом их влияния на области существования информационных признаков; разработкой алгоритмов функционирования адаптивных измерительных органов, сравнительной оценкой информационных признаков по критерию распознаваемости; реализацией схемотехнических решений устройств релейной защиты дальнего резервирования, прошедших испытания в лабораторных условиях и условиях эксплуатации на подстанциях РСК, проведении сертификационных испытаний и внедрением их в проекты резервных защит ряда региональных сетевых компаний.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- исследование, анализ и уточнение областей существования нормальных, анормальных и аварийных режимов работы распределительных электрических сетей с ответвительными и промежуточными подстанциями;

- разработка алгоритмов функционирования многопараметрических адаптивных защит дальнего и ближнего резервирования с повышенной селективностыо и чувствительностью, обеспечивающих распознавание аварийных и допустимых режимов защищаемого оборудования;

- разработка более совершенных, чем предыдущие версии, многопараметрических микропроцессорных устройств релейной защиты распределительных электрических сетей;

- внедрение в проекты и в эксплуатацию устройств дальнего и ближнего резервирования.

Для решения поставленных задач использованы методы теории электрических цепей, математического анализа, математического моделирования, распознавания образов, натурного эксперимента, схемотехники.

Научная новизна и основные научные результаты. В диссертации получены новые научные результаты:

1. Разработана методика формирования областей срабатывания измерительных органов, отличающаяся от известных тем, что с целью разделения областей аварийных и допустимых режимов обеспечивается учет влияющих факторов: переходного сопротивления в месте повреждения, пусков электродвигателей, токов нагрузки.

2. Разработана методика коррекции входных сигналов измерительных органов тока аварийных составляющих резервных защит, отличающаяся от известных тем, что с целью повышения их чувствительности и снижения погрешности учитывается шунтирование нагрузки переходным сопротивлением в месте повреждения за счет уточнения параметров защищаемой сети по замерам в предшествующем и аварийном режимах.

3. Выявлены новые для резервных защит информационные признаки аварийных режимов, обусловленные нелинейностью переходного сопротивления в месте повреждения и нестационарностью горения электрической дуги, развивающимся характером повреждения в электроустановках корпусной конструкции на стороне низшего напряжения защищаемых трансформаторов.

Достоверность результатов подтверждена корректностью допущений, принимаемых при разработке математических моделей, согласованием результатов, полученных при испытаниях в лабораторных условиях, с результатами математического моделирования, сертификационными испытаниями устройств, реализующих разработанные алгоритмы функционирования.

Разработаны и внедрены устройства многопараметрической релейной защиты дальнего резервирования с адаптивными алгоритмами функционирования. Автор принимал участие в освоении выпуска устройств релейной защиты дальнего резервирования типа КЕДР-07М (У2), дуговой защиты типа РДЗ-017 в «НИИ энергетики Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)» и ООО «НИИ энергетических технологий» (г. Новочеркасск), сертификации и их внедрении в эксплуатацию в распределительных сетевых компаниях филиалов ОАО «МРСК Юга»: «Ростовэнерго», Астраханьэнерго», «Калмэнерго», в проектных работах филиала ОАО «Южный инженерный центр энергетики - «Южэнергосетьпро-ект» и ООО «НЛП ВНИКО».

Разработки релейной защиты дальнего резервирования с адаптивными алгоритмами функционирования и многоканальной дуговой защиты выполнялись при непосредственном участии автора в рамках программы СТАРТ-2007 Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (госконтракт №7247 ООО «НЛП «РЕЛДОН»),

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке магистров по направлению «Электроэнергетика и электротехника» в ЮРГТУ (НПИ).

Электроэнергетика» в г. Стара Лесна, Словакия в 2009 и 2011 гг., в г. Варна, Болгария в 2010 г.; на ежегодных семинарах-совещаниях начальников служб РЗА филиала ОАО «МРСК Юга» - «Ростовэнерго» 2009-2011 г.г., научно-практической конференции «Распределительные сети России: задачи повышения эффективности, управления, новации, современные технологии производства и управления» в г. Ростов-на-Дону в 2009 г., XVII, XVIII и XIX научно-технических конференциях «Релейная защита и автоматика энергосистем 2006, 2008, 2010» (г. Москва).

Устройства релейной защиты, разработанные при непосредственном участии автора, демонстрировались в 2008 г, 2010 г. на ВВЦ РФ (г. Москва) в рамках выставки-конференции «Релейная защита и автоматика 2008 и 2010» и отмечены 2 дипломами, а также золотой и серебряной медалями VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций в 2008 г. (ООО «Н1111 «РЕ Л ДОН», инновационная разработка - «Локальные, многоканальные и распределенные устройства и системы релейной защиты от дуговых коротких замыканий в высоковольтных установках корпусной конструкции напряжением 6-10 кВ» и ООО «Научно-исследовательский институт энергетических технологий», инновационная разработка - «Адаптивные системы ближнего и дальнего резервирования трансформаторов воздушных линий 6-220 кВ с ответвлениями»).

Основные научные положения, выносимые на защиту:

3. Алгоритмы и структурные схемы многопараметрических адаптивных защит ближнего и дальнего резервирования с повышенным распознаванием аварийных режимов на ответвительных подстанциях при наличии двигательной нагрузки и переходного сопротивления, в том числе и структурные схемы распределенной резервной защиты с обменом информации о режимах защищаемых объектов.

Структура и содержание диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение диссертация на тему "Многопараметрическая микропроцессорная резервная защита распределительных электрических сетей 6-110 кВ с ответвительными подстанциями"

4.4. Выводы

1. Разработаны обобщенные структурные схемы защит ближнего и дальнего резервирования, обеспечивающих распознавание коротких замыканий за трансформаторами ответвительных подстанций при наличии двигательной нагрузки и переходного сопротивления.

2. Выполнена разработка и совершенствование многопараметрической микропроцессорной защиты дальнего резервирования типа КЕДР-07М(У2), реализующей формирование областей срабатывания защищаемых трансформаторов в зависимости от их мощности, влияния переходного сопротивления и нагрузочных режимов, в том числе и пусковых режимов, а также коррекцию входных сигналов.

3. На основе платформы многопараметрической резервной защиты типа КЕДР-07(У2) разработаны требования и структура защиты ближнего резервирования КЕДР-07(УЗ), реализующей контроль расширенного числа информационных признаков и обеспечивающей эффективное распознавание повреждений с учетом влияющих факторов.

4. Разработаны структурные схемы распределенной резервной защиты с обменом информации о защищаемых объектах и его режиме, обеспечивающие распознавание повреждения на конкретной подстанции.

5. Разработано устройство многоканальной дуговой защиты, обеспечивающей быстродействующее отключение КЗ, сопровождаемых электрической дугой и имеющей возможность подключения к системе защиты ближнего резервирования типа КЕДР-07(УЗ).

6. Устройства многопараметрической микропроцессорной защиты дальнего резервирования типа КЕДР-07М(У2) и дуговой защиты типа РДЗ-017 прошли испытания, сертифицированы и внедрены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе анализа проблем построения высокоэффективных систем ближнего и дальнего резервирования в распределительных электрических сетях напряжением 6 - 110 кВ, теоретического рассмотрения их режимов и уточнения влияющих факторов, затрудняющих решение поставленных задач, выявления новых информационных признаков, характеризующих аварийные и допустимые режимы, разработки новых, развития существующих алгоритмов функционирования резервных защит и проверки полученных результатов экспериментальными испытаниями, опыта эксплуатации разработанных устройств релейной защиты, основные научные выводы и практические результаты можно сформулировать в следующем виде:

3. Доказано, что использование аварийных составляющих тока (сопротивления) позволяет разделить области аварийных и альтернативных режимов (максимальных нагрузочных режимов и режимов пуска (самозапуска) ЭД) на стороне передающей стороны ВЛ с минимальным расстоянием (0,5-1,15)/Кз* и (0,2-0,5)/Кз* со стороны приемной стороны В Л соответственно.

6. Разработаны методика коррекции аварийной составляющей тока короткого замыкания из-за шунтирования нагрузки защищаемого трансформатора переходным сопротивлением в месте повреждения с погрешностью не более 10% и методика определения параметров короткозамкнутой цепи и нагрузки. Погрешность в определении сопротивления трансформатора мощностью 5 , сопротивления нагрузки с учетом переходного сопротивления Я^ = (0 ч- 0,5)2Т] и влияния суммарной нагрузки

105 не превышает 12,5 %, что приемлемо для целей построения резервных защит.

7. Определены наиболее информативные высшие гармонические составляющие напряжения при трехфазных симметричных и несимметричных дуговых коротких замыканиях. Модули второй, третьей, пятой, шестой и седьмой гармоник находятся в диапазоне (7,5ч-18)% первой гармонической составляющей в месте повреждения.

Библиография Нагай, Иван Владимирович, диссертация по теме Электростанции и электроэнергетические системы

1. Кожин А.Н., Рубинчик В. А. Релейная защита линий с ответвлениями. М.: Энергия, 1967. - 264 с.

2. Рубинчик В.А. Резервирование отключения коротких замыканий в электрических сетях. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 120 с.

3. Федосеев A.M., Федосеев М.А. Релейная защита электрических систем: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.

4. Федосеев A.M. «Релейная защита электрических систем», М., «Энергия», 1976 г.

5. Магидсон Э.М., Якуб Ю.А. Оценка надежности упрощенных схем электрических соединений понижающих подстанций 110-220 кВ// Электрические станции. 1972-№5 -С. 15-19.

6. Мару да И.Ф. Релейная защита и автоматика ответвительной однотрансформаторной подстанции 110 кВ./Электрические станции 2005. -№5.-С. 70-73.

7. Мару да И.Ф. О ближнем резервировании на подстанциях с выключателем 110 кВ в цепи трансформатора./ Электрические станции, 2001. -, №5. С.50-53.

8. Нагай В.И., Маруда И.Ф., Нагай В.В. Резервирование релейной защиты и коммутационных аппаратов электрических электрических распределительных сетей./Под ред. В.И. Нагая. Ростовн/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион», 2009. - 316 с.

9. Платонов В.В. Анализ задач развития электроэнергетики России и проблемы их реализации. // М., ИБРАЭ РАН, 2009 67 с. Препринт ИБРАЭ РАН № IBRAE-2009-1.

10. Инвестиции в распределительный электросетевой комплекс/ Энергоэксперт, 20Ю.№1(18). С. 20-22.

11. Лебедев Ю.В. Актуальные вопросы эксплуатации релейной защиты/ Энергоэксперт, 20Ю.№1(18). С. 42-43.

12. Белотелов А.К. Научно-техническая политика РАО ЕЭС России в развитие систем релейной защиты и автоматики// Релейная защита и автоматика энергосистем 2002: Тез. докл. XV науч.-техн. конф.:- М.:ЦДУ ЕЭС России, 2000. С. 3-5.

13. Усачев Ю.В. Основные пути обеспечения надежности функционирования РЗА ЕЭС России в условиях реформирования энергетики// Релейная защита и автоматика энергосистем 2000: Тез. докл. XIV науч.-техн. конф.:- М.:ЦДУ ЕЭС России, 2000. С. 3-5.

14. Булычев A.B. Релейная защита. Общие принципы построения/ Электроэнергия. Передача и распределение, 2011.№2(5). С. 60-63.

15. Князев В. Перспективы релейной защиты и автоматизации подстанций Холдинга МРСК/ Электроэнергия. Передача и распределение, 2011.№2(5). С. 64.

16. Нудельман Г.С. Релейная защита следующего десятилетия/ Электроэнергия. Передача и распределение, 2011.№2(5). С. 92-98.

17. О мерах предотвращения развития аварий, связанных с недостаточно эффективным дальним резервированием// Сборник директивных материалов по эксплуатации энергосистем. П.4.19. Электротехническая часть. М.: Энергоатомиздат, 1981. - С. 91-94.

18. Информационное письмо Департамента науки и техники РАО ЕЭС Росси ИП 1-96(э) от 30.09.96 г. «О совершенствовании ближнего и дальнего резервирования работы устройств РЗА распределительных сетей 6110 кВ».

19. Андреев A.A. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов по спец. «Электроснабжение». М.: Высш. шк., 1991.-496 с.

20. Акопян Г.С. Устройство дальнего резервирования отключения коротких замыканий// Электрические станции. 2001. - №9. - С.51-52.

21. Богдан A.B., Клецель М.Я., Никитин К.И. Адаптивная резервная токовая защита тупиковых линий с ответвлениями// Электричество. -1991. -№2. -С.51-54.

22. A.c. №1116488 СССР. Устройство для токовой защиты от междуфазного короткого замыкания трехфазной электроустановки с автоматическим повторным включением/ A.B. Богдан, М.Я. Клецель, К.И. Никитин. Опубл. 1984, Бюл. №36.

23. Васильев Д.С. Совершенствование микропроцессорной защиты дальнего резервирования и обобщение опыта ее эксплуатации. Автореф. дисс. канд. техн. наук/ Чуваш, ун-т. Чебоксары, 2011. - 23 с.

24. Еремеев Д.Г. Разработка и исследование микропроцессорной защиты дальнего резервирования. Автореф. дисс. канд. техн. наук/ Чуваш, ун-т. Чебоксары, 2009. - 23 с.

25. A.c. №1361668 СССР. Устройство для резервной токовой защиты тупиковой линии с ответвлениями от междуфазного короткого замыкания/ М.Я. Клецель, М.А. Копбаев, К.И. Никитин., В.Е. Поляков. Опубл. Б.И. 1987, №47.

26. Патент №1808160 СССР. Устройство токовой защиты электроустановки от коротких замыканий/ М.Я. Клецель, А.Г. Кошель, А.Н. Метельский, К.И. Никитин и В.В. Челпаченко. Опубл. 1993, Бюл. №13.

27. Кузник Ю.С. Возможности дальнейшего резервирования защит трансформаторов// Электрические станции. 1994. -№10. - С. 49-53.

28. Кузник Ю.С. Резервирование действия защит подстанции на ответвлениях// Электрические станции. 1984. - №4.

29. Кузник Ю.С. Резервирование действия защит подстанции на ответвлениях// Электрические станции. -1984. №4.

30. A.c. №955348 СССР. Устройство для резервирования релейной защиты линии электропередачи/ Н.В. Даки, Ю.С. Кузник. Опубл. 1983, Бюл. №32.

31. A.c. №1319144 СССР. Способ резервной защиты отпаечного трансформатора/ Ю.С. Кузник. Опубл. 1987, Бюл. №23.

32. A.c. №1737610 СССР. Устройство для токовой направленной защиты линии/ Ю.С. Кузник. Опубл. 1992, Бюл. №20.

33. A.c. №1134082 СССР. Устройство для резервной защиты с отпаечными трансформаторами/ Ю.С. Кузник. Опубл. БИ, 1992, №3.

34. A.c. №982136 СССР. Способ резервной защиты трансформатора/ Ю.С. Кузник. Опубл. 1982, Бюл. №46.

35. Луппа В.И. Дальнее резервирование при повреждениях трансформаторов// Электрические станции. 1989. - №4. - С.67-68.

36. Манилов A.M. Дальнее резервирование действия релейной защиты и выключателей в сетях напряжением 35-110 кВ// Промышленная энергетика. 1993. - №3. - С.24-25.

37. Маруда И.Ф. Релейная защита линий 110-220 кВ при разрывах фаз// Электрические станции. 2002. - №1. - С. 40-42.

38. Маруда И.Ф. Релейная защита понижающих трансформаторов от коротких замыканий на линии при разрывах фаз// Электрические станции. -2003. №2. - С.44-46.

39. Маруда И.Ф. Решение проблемы релейной защиты тупиковых ВЛ 110-220 кВ параллельного следования с взаимоиндукцией // Энергетик. -2001, №6.

40. Маруда И.Ф. Способ обеспечения селективности токовых защит нулевой последовательности // Электричество. 2000. - № 9.

41. Маруда И.Ф. Релейная защита трансформатора с выключателем и отделителем в цепи высокого напряжения //Энергетик. 2007. - № 10. С. 3435.

42. Нагай В.В. Оценка селекции режимов продольно-поперечной несимметрии в электрических распределительных сетях с эффективно-заземленной нейтралью//Изв. вузов. Электромеханика. .-2004.-№3.-С.51-54.

43. Нагай В.В. Критерии выбора измерительных органов резервных защит// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки.-2004.-Приложение №2. -С.49-54.

44. Нагай В.В. Анализ распознаваемости несимметричных коротких замыканий за трансформаторами ответвительных и проходных подстанций// Изв. вузов. Технические науки.-2003.-Спецвыпуск.-С.46-49.

45. Нагай В.И., Нагай В.В. Резервирование в распределительных сетях напряжением 6-110 кВ: проблемы и решения// Электро. 2002.- № 6-С. 29-33.

46. Нагай В.И. Релейная защита ответвительных подстанций электрических сетей. М.: Энергоатомиздат, 2002. - 312 с.

47. Нагай В.И. Анализ и выбор области применения защит дальнего резервирования на радиальных линиях с ответвлениями с учетом характера нагрузки// Изв. вузов. Электромеханика 2000 - № 4 - С. 82-86.

48. Нагай В.И. Защиты дальнего резервирования промежуточных подстанций радиальных воздушных линий// Электричество. 2002 - №4. - С. 2-7.

49. Нагай В.И. Влияние переходного сопротивления электрической дуги на функционирование резервных защит// Изв. вузов. Электромеханика. 2001 .-№ 1.-С. 74-76.

50. A.c. № 1728914 СССР. Устройство для резервной токовой защиты тупиковой линии с ответвлениями от междуфазного короткого замыкании/ К.И. Никитин и М.А. Копбаев Опубл. 1992, Бюл. №15.

51. A.c. № 1728914 СССР. Устройство для резервной токовой защитытупиковой линии с ответвлениями от междуфазного короткого замыкании/ К.И. Никитин и М.А. Копбаев Опубл. 1992, Бюл. №15.

52. Павлов А.О., Григорьев О.Н. Адаптивная защита дальнего резервирования отпаечных трансформаторов «Бреслер-0301»// Релейная защита и автоматика энергосистем 2000: Тез. Докл. XIV науч.-техн. конф. 18-20 апреля 2000 г. -М.: ЦДУ ЕЭС России. С. 103-105.

53. Павлов А.О. Информационные аспекты распознавания коротких замыканий в линиях электропередачи в приложении к задаче дальнего резервирования: автореф. дис. . канд. техн. наук / Чуваш, ун-т. Чебоксары.- 2002. 24 с.

54. Поляков В.Е., Клецель М.Я., Никитин К.И. Самонастраивающаяся токовая защита// Изв. вузов. Энергетика. 1989. -№9. с. 44-46.

55. Поляков В.Е., Штейнфер Е.Г. Ситуационная релейная защита энергетических систем// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982. -№3. - С.26-33.

56. Сарры C.B. Повышение надежности функционирования и разработка быстродействующих устройств релейной защиты элементов подстанций, выполненных по упрощенным схемам: Автореф дисс. канд. техн. наук. Новочеркасск, 1999. - 17 с.

57. Семенов В.А. Оценка действия дистанционных защит с учетом переходного сопротивления в месте короткого замыкания// Электрические станции. 1962. - №6. - С. 81-83.

58. Семенов В.А. Об учете сопротивления электрической дуги при анализе действия дистанционных защит// Электрические станции. 1961. -№8. - С. 69-70.

59. Шабад М. А. Защита трансформаторов распределительных сетей-JL: Энергоатомиздат, 1981. 136 с.

60. Ванин В.К., Павлов Г.М. Релейная защита на элементах вычислительной техники. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. -336 с.

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

62. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ/ В.И. Корогодский, С.Л. Кужеков, Л.Б. Паперно. М.: Энергоатомиздат, 1987. -248 с.

63. Удрис А.П. Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636 М: Энергоатомиздат, 1988. - 141 с.

64. Циглер Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение. перевод с англ. Под ред. Дъякова А.Ф. - М.: Энергоатомиздат. 2005.-322 с.

65. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат. 2007. - 549 с.

66. Слодарж М.И. Релейная защита и автоматика подстанций на ответвлениях при наличии мощных синхронных электродвигателей// Электрические станции, 1969. №9. - С. 74-77.

67. Засыпкин A.C. Релейная защита трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 240 с.

68. Панель высокочастотной направленной защиты ПДЭ 2802/ Я.С. Гельфанд, H.A. Дони, А.И. Левиуш и др. М.: Энергоатомиздат, 1992. -128 с.

69. Алимов Ю.Н. Поведение реле направления мощности обратной последовательности при броске тока намагничивания силовых трансформаторов// Изв. вузов. Энергетика. 1973. - № 2. - С.8-12.

70. Богуш А.Г. О "броске" намагничивающего тока при включении трансформатора// Электричество. 1957. - № 2. - С.38-40.

71. Электрические цепи с ферромагнитными элементами в релейной защите/ А.Д. Дроздов, А.С Засыпкин, С.Л. Кужеков и др.; под общ. ред. В.В. Платонова. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 с.

72. Дроздов А.Д. Несимметричные переходные режимы в электрических системах и цепях релейной защиты. Новочеркасск: Изд-во НПИ, 1977.-76 с.

73. Дроздов А. Д., Борисов В. А. Методы расчета броска намагничивающего тока силовых трансформаторов в энергосистемах// Электричество. 1968. - № 10. - С.72-76.

74. Засыпкин A.C., Бердов Г.В., Середин М.М. Применение обобщенной кривой затухания для расчета токов включения силовых трансформаторов// Электричество. 1978. - № 5. - С.32-35.

75. Засыпкин A.C., Бердов Г.В. Количественная оценка "помогающего эффекта" для расчета броска намагничивающего тока трехфазных силовых трансформаторов// Изв. вузов. Электромеханика. -1970. -№ 7. С.759-765.

76. Засыпкин A.C., Бердов Г.В. К вопросу о броске намагничивающего тока в цепи заземленных нейтралей силовых трансформаторов при их включении на холостой ход// Изв. вузов. Энергетика. 1970. - № 7. - С.5-9.

77. Засыпкин A.C., Бердов Г.В., Середин М.М. Определение параметров силового трансформатора с насыщенным магнитопроводом// Электричество 1975. - № 12. - С.24-28.

78. Засыпкин A.C., Бердов Г.В. Предотвращение ложной работы ускоряемых ступеней релейной защиты линий с ответвлениями и трансформаторов// Электрические станции. 1971. - № 4. - С.57-61

79. Засыпкин A.C., Бердов Г.В., Середин М.М. Расчетные кривые для определения вторичных токов в реле при включениях силовых трансформаторов на холостой ход// Изв. вузов. Электромеханика. 1971. -№4. - С.390-396.

80. Подгорный Э.В., Нудельман Г.Г. Расчет тока включения силового трансформатора с учетом затухания// Энергетика 1982. - № 12. - С.78-81.

81. Подгорный Э.В., Ульяницкий Е.М. Сравнение принципов отстройки дифференциальных реле от токов включения силовых трансформаторов// Электричество. 1969. - № 10. - С.26-32.

82. Подгорный Э.В., Ксюнин А.Г., Люткевич В.И. Типовые кривые для расчета тока включения силовых трансформаторов// Изв. вузов. Электромеханика. 1969. - № 4. - С.376-379.

83. Бердов Г.В., Середин М.М. Расчет коэффициента надежности для отстройки дифференциальной защиты силовых трансформаторов от токов включения// Электрические станции. 1977. - № 7. - С.75-77.

84. Бурсдорф В.В. Открытые электрические дуги большой мощности// Электричество. 1948. -№10. - С. 15-23.

85. Буткевич Г.В. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей. -М.: Высш. шк., 1967. 195.

86. Долинский Ю.М., Бойко В.П., Середа H.H. Мощность дугового КЗ в закрытых распредустройствах// Изв. вузов Электромеханика. 1990. -№2. - С.102-108.

87. Жуков В.В., Далла А. Расчет сопротивления открытой электрической дуги// Электричество. 1990. -№1. - С.29-30.

88. Жуков B.B. Расчет токов короткого замыкания с учетом изменения параметров короткозамкнутой цепи// Электрические станции. -2000.-№6.-С. 36-42.

89. Жуков В.В. Изменение параметров воздушных линий при коротких замыканиях// Электрические станции. 2000. -№5. - С. 44-51.

90. Майкопар A.C. Дуговые замыкания на линиях электропередачи. -М.; Л.: Энергия, 1965. 200 с.

91. Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов. М.: Энергия, 1970. - 520 с.

92. Жуков В.В. Короткие замыкания в узлах комплексной нагрузки электрических систем/ Под ред. А.Ф. Дьякова. М.: Издательство МЭИ, 1994. - 224 с.

93. Голоднов Ю.М. Самозапуск электродвигателей. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 136 с.

94. Голоднов Ю.М., Хоренян А.Х. Самозапуск электродвигателей. -М.: Энергия, 1976. 144 с.

95. Минаков В.Ф. Обобщение моделей и характеристик работы трехфазных электродвигателей в сетях 0,4 и 6 кВ и совершенствование средств их релейной защиты: Автореф. дисс. докт. техн. наук. -Новочеркасск, 1999. 33 с.

96. Носов К.Б, Дворак Н.М. Способы и средства самозапуска электродвигателей. -М.: Энергоатомиздат, 1992. 144 с.

97. Ойрех Я.А., Сивокобыленко В.Ф. Режимы самозапуска асинхронных электродвигателей. М.: Энергия, 1974. - 95 с

98. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей/ Под ред. Л.Г. Мамикоянца. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с.

99. Слодарж М.И. Токи при самозапуске асинхронных двигателей// Электрические станции. 1971. - №4. - С. 40-42.

100. Шабад М.А. Релейная защита и автоматика на электроподстанциях, питающих синхронные электродвигатели. JI: Энергоатомиздат. Ленигр. отд-ние, 1984. - 64 с.

101. Адонц Г.Т. К теории сложных несимметричных режимов электрических систем// Электричество. 1951. -№9. - С. 19-27.

102. Авербух A.M. Примеры расчетов неполнофазных режимов и коротких замыканий. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1979. - 184 с.

103. Лосев С.Б., Чернин А.Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1983.-528 с.

104. Чернин А.Б. Оценка действия релейной защиты линий 110-220 кВ, питающих трансформаторы с короткозамыкателями. М.: Энергия, 1966. - 144 с.

105. Чернин А.Б. Короткие замыкания при неполнофазных режимах в электрических системах. М.: Госэнергоиздат, 1952. - 167 с.

106. Щедрин H.H. К теории сложных несимметричных режимов электрических систем// Электричество. 1946. -№5. - С.66-76.

107. Арцишевский Я.Л., Серегина Т.А. Методика экспериментального определения коэффициентов запаса помехоустойчивости устройств релейной защиты и автоматики// Изв. вузов. Электромеханика. 1992. - №6. - С 89-90.

108. Дъяков А. Ф., Борисов Р. А., Кужекин И. П., Максимов Б.К. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике. М.: «Мир» Энергоатомиздат, 2003. 768 с.

109. Шваб А.Электромагнитная совместимость: пер. с нем. В.Д.Мазина и С.А.Спектора / Под ред. Кужекина И.П. М.: Энергоатомиздат, 1995.-480 с.

110. Электромагнитная совместимость электрической части атомных электростанций. /Э.В.Вершков, A.B. Жуков и др. //- М.: Знак, 2006. 280 с.

111. Электротехнический справочник: В 3 т. ТЗ. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. ред.профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др.) М.: Энергоатомиздат, 1988. -880 с.

112. Электрическая часть станций и подстанций: Учебное пособие для вузов/ A.A. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Неяшкова и др.; под общ. ред.

113. A.A. Васильева. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

114. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 640 с.

115. Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ/Г.К. Вишняков, Е.А. Гоберман, C.JL, Гольцман и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и Я.С. Самойлова. М.: Энергоиздат, 1982. - 352 с.

116. Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб. пособие для вузов/ Ю.Б. Гук, В.В. Кантан, С.С. Петрова. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. - 312 с.

117. Справочник по проектированию электроснабжения/ Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с. (Электроустановки промышленных предприятий/ Под общ. Ред. Ю.Н. Тищенко и др.)

118. Сарин Л.И., Ильиных М.В., Ширковец А.И., Буянов Э.В., Шамко

119. B.Н. Анализ результатов мониторинга процессов при однофазных замыканиях на землю в сети 6 кВ с дугогасящими реакторами и резисторами в нейтрали// Энергоэксперт. 2008. - № 1. - С.56-64.

120. Клецель М.Я., Никитин К.И. Анализ чувствительности резервных защит распределительных сетей энергосистем// Электричество. 1992. - №2. - С.19-23.

121. Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.

122. Нагай И.В. Дальнее резервирование в сетях 6-110 кВ. Проблемы и решения // Новости Электротехники. 6(66). - 2010. - С. 28 - 30

123. Нагай И.В. Релейная защита трансформаторов. Дальнее резервирование в режимах продольно-поперечной несимметрии // Новости

124. Электротехники. 6(69). - 2011. - С. 2 - 5.

125. Нагай В.И., Нагай И.В. Проблемы и решения дальнего резервирования трансформаторов ответвительных и промежуточных подстанций// Релешцик.-2009.- №04. С. 30-35.

126. Горелик A.JL, Скрипкин В.А. Методы распознавания: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 208 с.

127. Nagay I.V. Adaptive backup protection in electric distribution grid// Электроэнергетика 2010. Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф., г. Варна, Болгария, 14-16 окт. 2010, ТУ-Варна, с.367-371.

128. Нагай И.В. О совершенствовании защит от неполнофазных режимов электрических сетей // Изв. ВУЗов. Электромеханика №1 2011. -С. 63 - 66.

129. Фигурнов Е.П. Релейная защита: Учебник. В 2 ч. 4.1. -М.: ГОУ «учебн.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009.-415 с.

130. Нагай И.В. Формирование характеристик срабатывания резервных защит воздушных линий с ответвлениями// Изв. ВУЗов. Электромеханика №2 2011.- С.56-61

131. Нагай И.В. Обеспечение функций дальнего резервирования релейной защиты трансформаторов в условиях продольно-поперечной несимметрии // Изв. ВУЗов. Сев-Кав. Регион. Техн. науки. №5. - 2011. - С. 19-24

132. Нагай И.В. Система резервной защиты трансформаторов ответвительных подстанций с определением поврежденного объекта и вида повреждения // Патент на полезную модель 109929 РФ. МПК. Н02НЗ /08.-Заявл. 28.04.11; Опубл. 27.10.2011

133. Нагай И.В., Киреев П.С., Персиянов И.В. Адаптивная система резервной защиты с контролем положения РПН трансформаторов ответвительных подстанций // Патент на полезную модель 114234 РФ. МПК. Н02НЗ/08 Заявл. 22.08.2011; Опубл. 10.03.2012

134. Нагай В.И., Луконин A.B., Сарры С.В, Нагай И.В. Устройство многоканальной дуговой защиты // Патент на полезную модель 71043 РФ. МПК. Н02Н 7/22, Н02Н 3/08.-Заявл. 02.04.07; Опубл. 20.02.2008, Бюл. № 5

135. Нагай В.И., Луконин A.B., Нагай И.В. Устройство адаптивной дуговой защиты электрооборудования корпусной конструкции // Патент на полезную модель 71042 РФ. МПК. Н02Н 7/22, Н02Н 3/08.-Эаявл. 02.04.07; Опубл. 20.02.2008, Бюл. № 5

136. Нагай И.В. Устройство адаптивной защиты трансформаторов от-ветвительных подстанций // Патент на полезную модель 101877 РФ. МПК. Н02Н З/ОО.-Заявл. 09.09.10; Опубл. 27.01.2011, Бюл. № 3

137. Нагай И.В. Учет влияния подпитки на переходное сопротивление в мес-те повреждения за трансформаторами ответвительных подстанций// Изв. ВУЗов. Электромеханика. -2012. №2. - С. 110-113.

138. Нагай И.В., Киреев П.С. Моделирование нагрузочных режимов ответвительных подстанций// Изв. ВУЗов. Электромеханика. -2012. №2. -С. 100-102.

139. Нагай И.В. Оценка стабильности входных сигналов измерительных органов аварийных составляющих// Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Технические науки. Прилож. 15. - 2006. - С. 98-100.

140. Нагай И.В. Анализ функционирования измерительных органов сопротивления с контролем аварийных составляющих// Изв. ВУЗов. Электромеханика. 2008. - Спец.выпуск - С. 100-101.

Похожие работы

Энергетика
05.14.00