автореферат диссертации по транспорту, 05.22.09, диссертация на тему:Повышение достоверности определения удаленности места повреждения в тяговых сетях переменного тока

Министерство Путей Сообщения Российской Федерации Ростовский Государственный Университет Путей Сообщения

На правах рукописи УДК 621.331: 621.332 (043.3)

Попова Наталия Андреевна

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДАЛЕННОСТИ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ В ТЯГОВЫХ СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Специальность 05.22.09. - "Электрификация железнодорожного

транспорта"

АВТОРЕФЕРАТ ^ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 1998

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные системы электроснабжения" Ростовского Государственного Университета Путей Сообщения

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Жарков Юрий Иванович (РГУПС)

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Платонов Василий Васильевич (НГТУ),

кандидат технических наук, доцент Тептиков Николай Романович (РГУПС).

Ведущее предприятие-

Государственное унитарное предприятие "Электроснабжение" Северо-Кавказской железной дороги

Защита диссертации состоится " 1998 года в ча-

сов в конференц-зале РГУПС на заседании диссертационного совета Д.114.08.01 при Ростовском государственном университете путей сообщения (РГУПС) по адресу: 344038, г.Ростов-на-Дону, Площадь Народного ополчения 2, РГУПС.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан " ^ " 1998г

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью просим направлять по адресу: 344038, г.Ростов-на-Дону, Площадь Народного ополчения 2, РГУПС, ученому секретарю.

м

Ученый секретарь диссертационного О

совета Д114.08.01, кандидат технических наук Лившиц М.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Возникающие в контактной сети короткие замыкания (КЗ) нарушают электроснабжение тяговых потребителей, что приводит к задержкам в движении поездов, большому ущербу в работе потребителя и системы электроснабжения в целом. Значительные затраты времени приходятся на поиск места КЗ и устранение вызванного им повреждения сети.

Вопросу определения расстояния до места повреждения в линиях электропередач на основе различных методов посвящено большое число научных работ отечественных и зарубежных исследователей. При этом основным требованием, предъявляемым к устройствам определения мест повреждений, является достоверность определяемого значения расстояния, так как недостоверное определение места повреждения (ОМП) приводит к увеличению перерыва в электроснабжении потребителей и возможному нарушению графика движения поездов.

В электротяговых сетях переменного тока 27,5кВ при разработке устройств определения места повреждения наибольшее распространение получил метод, основанный на измерении полного сопротивления петли КЗ. Несмотря на глубину проведенных исследований и законченность существующих устройств, как показала практика, они не получили должного распространения на сети железных дорог. Причиной этого является то, что на полное сопротивление петли КЗ оказывают влияние случайные дестабилизирующие факторы, что существенным образом снижает достоверность определения расстояния до места КЗ. Поэтому необходимо проведение дополнительных исследований по совершенствованию рассмотренного метода; комплексному анализу влияния дестабилизирующих факторов, в том числе и ранее не учитываемых; определению параметров аварийного режима, характеризующих расстояние до места повреждения и наиболее устойчивых к влиянию переходных сопротивлений в месте КЗ при различных схемах питания контактной сети, особенностей заземления опор и т. д.

В настоящее время, задача ОМП должна выполняться в рамках современных автоматизированных систем управления и контроля тяговым электроснабже-

нием, реализуемых на основе микропроцессорных средств. Поэтому требуется разработка соответствующего программно-алгоритмического обеспечения задачи ОМП, методов достоверного измерения первичных параметров режима КЗ, расчета вторичных параметров и их интерпретации в расстояние до места повреждения, ориентированных на исполнение в автоматизированных системах управления электроснабжением при осуществлении ретроспективного анализа аварии.

Решение этих вопросов представляется актуальным, так как сокращает время поиска КЗ, повышает оперативность ликвидации аварий и обеспечивает скорейшее восстановление электроснабжения потребителей, а следовательно повышает надежность электроснабжения тяговых потребителей. Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение надежности электроснабжения потребителей за счет повышения достоверности определения удаленности мест повреждения в электротяговых сетях переменного тока. Решение поставленной задачи предусматривается на базе разработанных основ повышения достоверности ОМП и предусматривает совершенствование методов, принципов и средств ОМП:

- идентификации места КЗ по интерпретации вторичных параметров режима КЗ, минимизирующих влияние переходных сопротивлений в месте КЗ, имеющих случайный характер;

- достоверного измерения первичных параметров, характеризующих место повреждения - тока и напряжения в момент КЗ;

- создание программно-алгоритмического обеспечения, ориентированного на современные микропроцессорные средства.

Методика исследований. При выполнении диссертационной работы использовались математические методы расчета параметров аварийных режимов в тяговых сетях, методы системного и логического анализа, математического моделирования, теория программирования и компьютерный анализ, а также положения теории вероятности и надежности.

Научная новизна. В диссертации автором предложены и реализованы:

- Основы повышения достоверности ОМП в электротяговых сетях переменного тока 27,5 кВ, составленные с учетом системного подхода к решению поставленной задачи и объединяющие методологические и надежностно-инструментальные составляющие достоверности ОМП.

- Исследовано влияние на активное, индуктивное и полное сопротивления петли КЗ дестабилизирующих факторов с учетом их уточненных значений.

- Обосновано ОМП по методу индуктивного сопротивления петли КЗ для схем с консольным питанием и методу на основе соотношения индуктивных сопротивлений измеренных в начале и конце линии для наиболее распространенных схем с двустороннем питанием.

Разработан базовый алгоритм ОМП в соответствии с которым:

- Исследованы принципы повышения достоверности информации при измерениях токов и напряжений в условиях существования процесса короткого замыкания. Определены условия выделения достоверного интервала измерений и установлена его длительность, исследованы принципы организации измерений параметров аварийного режима в пределах достоверного интервала.

- Рассмотрены принципы обработки данных и предложены алгоритмы для определения амплитудных, действующих значений тока и напряжения, определения угла фазового сдвига между током и напряжением, расчета активного, индуктивного и полного сопротивлений;.

- Исследованы принципы и разработаны логические уравнения для идентификации схемы питания. Разработан алгоритм идентификации схемы питания.

- Предложена интерпретация индуктивного сопротивления в расстояние до места повреждения по методу многоинтервалыгой сплайн-интерполяции индук-гивного сопротивления в расстояние. Разработан алгоритм интерпретации индуктивного сопротивления в расстояние.

Разработано программное обеспечение задачи ОМП, ориентированное на эеализацию в децентрализованных и централизованных микропроцессорных ;истемах управления и контроля тяговыми подстанциями.

Достоверность научных положений и выводов. Изложенные в диссертационной работе основные положения, выводы и рекомендации подтверждены теоретическими и экспериментальными исследованиями.

Практическая ценность. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение ОМП в тяговых сетях переменного тока 27,5кВ в составе задач:

- задача "выделения достоверного интервала измерений токов и напряжений при КЗ";

- задача "обработки первичных параметров КЗ и расчет активного, индуктивного и полного сопротивлений петли КЗ";

- задача "идентификации схемы питания с учетом действия АПВ";

- задача "интерпретации индуктивного сопротивления петли КЗ в расстояние до места повреждения";

предназначено к установке в централизованных и децентрализованных микропроцессорных системах контроля и управления АСУЭ, осуществляющих сбор, обработку и передачу технологической информации. .

Реализация результатов работы. Работа выполнялась по плану научных исследований МПС (тема 14.01.71, 14.01.75 плана НИОКР ЦЭ МПС 19941995гг.) в соответствии с Отраслевой программой " Программа технического перевооружения и модернизации железнодорожного транспорта на 1991-1995г.г. и до 2000г." и "Концепцией информатизации железнодорожного транспорта России" (Постановление Коллегии МПС 28.02.1996г., протокол №5) по созданию микропроцессорных системах контроля и управления АСУЭ.

Предложенные в работе принципы, методы и алгоритмы и разработанное в соответствии с ними программное обеспечения реализованы в децентрализованной системе сбора и обработки технологической информации посредством информационно-диагностических фидерных контроллеров (ИДК) и ЭВМ>уста-новленной на подстанции "Хапры" Северо-Кавказской железной дороги, а также в централизованной системе на основе общего для всех фидеров блока измерений и концентрации данных и подстанционной ЭВМ на подстанции "Восточная" Северо-Кавказской железной дороги.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на научных конференциях преподавателей и сотрудников РГУПС в 1995, 1996 и 1997 гг, на Всероссийской научной конференции "Токи короткого замыкания в энергосистемах" г.Москва в 1995г., на третьей Международной научно-технической конференции "Системы управления энергоснабжением современной электрической тяги" г.Варшава в 1997г., на расширенном заседании кафедры "Автоматизированные системы электроснабжения" РГУПС в 1998г.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 5 печатных работах, в том числе одна за рубежом.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников и приложений. Работа изложена на 203 страницах машинописного текста, содержит 108 рисунков, 36 таблиц, 90 литературных источников, 6 приложений на 49 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены актуальность проблемы, практическая ценность и определены основные направления исследований.

В первой главе рассмотрены и проанализированы существующие методы и средства ОМП. В решение вопроса определения расстояния до места повреждения в линиях электропередач и контактной сети внесли значительный вклад этечественные ученые: Шалыт P.M., Айзенфельд А.И, Самсонов ЮЛ., Фигурнов Е.П., Шевченко A.B., Платонов В.В., Корсаков Г.М., Быкадоров А.Л., Гупченко М.Ю., Бочев A.C., Кузнецов В.В.,Тептиков Н.Р., Стасенко Р.Ф. и цругие. Известны выполненные в этой области работы зарубежных исследователей Германшуреализованные фирмой "Сименс", Болгарии, Японии и др.

Анализ разработанных отечественными и зарубежными исследователями устройств ОМП по методу полного сопротивления петли КЗ показал, что из-за влияния на сопротивление петли КЗ случайных дестабилизирующих факторов -1ереходного сопротивления "рельс-земля, проводимости земли и переходного »противления в месте КЗ ( сопротивление электрической дуги), сам метод не

обеспечивает требуемую точность при определении расстояния до места повреждения и поэтому эти устройства не получили должного распространения на сети железных дорог. Таким образом, проблема повышения достоверности ОМП является актуальной и требует своего решения.

Для решения поставленной задачи автором предложены основы повышения достоверности ОМП в электротяговых сетях переменного тока 27,5кВ (рис.1), ориентированные на реализацию в современных автоматизированных системах контроля и управления и в соответствии с которыми сформулированы задачи исследования и определена последовательность их выполнения.

Во второй главе исследовано влияние дестабилизирующих факторов с учетом их уточненных значений на точность идентификации места КЗ по полному, активному и индуктивному сопротивлениям петли КЗ для различных схем питания, особенностей устройств заземления опор при организации односторонних и двусторонних измерений.

Показано, что случайными дестабилизирующими факторами являются переходное сопротивление "рельс-земля", проводимость земли, переходное сопротивление в месте КЗ. Из анализа исследований, выполненных Карякиным Р.Н., Фигурновым Е.П. , установлены значения переходного сопротивления "рельс-земля" ъР-3, которые лежат в диапазоне 0,05-И 7,5 Ом-км и определяются

сезонными условиями; проводимость земли у3, изменяется от 0,2 до 8,3-Ю-4 См/м в зависимости от удельного сопротивления земли. Показано, что наибольшее дестабилизирующее влияние на сопротивления петли КЗ оказывает случайное переходное сопротивление в месте КЗ, обусловленное открытой электрической дугой и при падении провода на землю.

Определены абсолютные и относительные погрешности, обусловленные влиянием дестабилизирующих факторов на величину полного, активного и индуктивного сопротивлений петли КЗ для различных схем питания. Установлено, что наименее подверженным воздействию указанных факторов является индуктивное сопротивление петли КЗ, а наибольшие погрешности при влиянии дестабилизирующих факторов наблюдаются у полного и активного сопротивлений. При максимальном влиянии указанных факторов вносимая ими по-

Рис. 1. Основы повышения достоверности ОМП

грешность в величину индуктивного сопротивления составляет около 9%, в величину активного сопротивления- 43% и полного сопротивления петли КЗ -17% (рис.2).

Исследовано влияние особенностей устройств заземлений опор на точность расчета сопротивлений петли КЗ. Показано, что сопротивление опор при нарушении индивидуального заземления оказывает значительное влияние на активное и полное сопротивление петли КЗ. Влияние сопротивление троса группового заземления распространяется на активное, индуктивное и полное сопротивления петли КЗ. При этом погрешность, вносимая рассмотренным фактором в величину индуктивного сопротивления петли КЗ составляет 0,5%, в полное сопротивление - 1,1%, в активное - 2,7%. Исследовано влияние неравенства напряжений на шинах смежных подстанций на расчет активного, индуктивного и полного сопротивлений. Установлено, что для схемы двустороннего питания неравенство напряжений на шинах подстанции оказывает дестабилизирующее воздействие на активное (2%), индуктивное (0,5%) и полное (0,75%) сопротивления петли КЗ. Проведенные исследования выявили наибольшую устойчивость индуктивного сопротивления петли КЗ к воздействию случайных дестабилизирующих факторов. В самом неблагоприятном случае -при одновременном воздействии всех факторов с максимальным воздействием относительная погрешность при ОМП по методу индуктивного сопротивления не превышает 10% (по полному-около 20%, по активному более 20%) (рис.3).

С целью снижения влияния влияния дестабилизирующих факторов на величину индуктивного сопротивления петли КЗ рассмотрены различные варианты измерений параметров аварийного режима - на ближней и дальней к КЗ тяговых подстанциях, на посту секционирования. За счет двусторонних измерений наблюдается частичная компенсация погрешностей, вносимых дестабилизирующими факторами в расчет индуктивного сопротивления петли КЗ. Определено, что наименьшая относительная погрешность расчета индуктивного сопротивления петли КЗ имеет место при измерениях на ближней к КЗ тяговой

4%

50 40 30 20 10 О

1

» к Л

у \

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 ¿,км

Рис.2 Относительные погрешности 5, вносимые дестабилизирующими факторами в расчет сопротивлений в зависимости от места КЗ: I - при расчете активного сопротивления; 2- при расчете полного сопротивления; 3 - при расчете индуктивного сопротивления.

60 50 40

4>о 30

20 10 0

/ *

т У- —'Л 2 ___

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

г,х,г, Ом

Рис.3. Относительные погрешности, обусловленные влиянием дестабилизирующих факторов при интерпретации расстояния до места повреждения на основе активного сопротивления (I), по полному сопротивлению (2) и по индуктивному сопротивлению петли КЗ (3).

подстанции и на посту секционирования и составляет для разных схем питания 1,5 -5-8 %. Для схем с двусторонним питанием также исследована точность ОМП по величине соотношения индуктивных сопротивлений, измеренных на разных концах линии согласно выражениям:

Аш = XI / (XI + Х2), А1У = XI / (XI + хз),

где XI, Х2, хз - индуктивные сопротивления, рассчитанные на основе измерений соответственно на ближней к КЗ подстанции, на посту секционирования и на дальней к КЗ подстанции.

Для этого метода максимальная относительная погрешность ОМП, обусловленная влиянием дестабилизирующих факторов,не превышает 0,3%. Таким образом установлено, что минимизация погрешностей, вносимых влиянием дестабилизирующих факторов при идентификации места короткого замыкания возможна:

1. для схем с консольным питанием при применении метода ОМП на основе индуктивного сопротивления петли КЗ;

2. для наиболее распространенных схем с двусторонним питанием по методу, основанному на расчете величины соотношения индуктивных сопротивлений измеренных в начале и конце линии.

В третьей главе предложен базовый алгоритм ОМП (рис.4), основанный на методе идентификации места повреждения по индуктивному сопротивлению петли КЗ. Алгоритм предусматривает: отстройку от апериодической составляющей тока КЗ, измерение значений тока и напряжения, первичную обработку информации, вычисления вторичных параметров режима -активного, индуктивного и полного сопротивлений; идентификацию схемы питания, определение расстояния до места КЗ; оценку результатов, их представление и хранение.

Исследованы вопросы повышения достоверности входной информации алгоритма ОМП. Показано, что для повышения достоверности входной информации необходимо выделение достоверного интервала измерений токов и напряжений путем отстройки от имеющих место при КЗ переходных процессов:

Инициализация задачи (запуск от срабатывания релейной защиты)

Рис.4. Структура базового алгоритма ОМП

переходный процесс обусловленный апериодической составляющей тока КЗ и переходный процесс, вызванный электрической дугой, возникающей при расхождении контактов высоковольтного выключателя. На основании анализа быстродействия разных типов релейных защит и высоковольтных выключателей установлено, что длительность достоверного интервала измерений составляет около 10+40мс. Предложено алгоритмическое решение задачи выделения достоверного интервала путем компьютерного анализа кривой тока короткого замыкания, предусматривающего сравнение мгновенных значений тока для установленных моментов времени.

Рассмотрены два варианта организации измерений токов и напряжений в достоверном интервале. Согласно первому варианту для измерения применяется общее для всех параметров АЦП и производятся периодические измерения величин с разделением во времени и переключением на каналы посредством мультиплексора. Второй вариант предусматривает использование для измерения каждого параметра своего АЦП и синхронизированные во времени измерения значений токов и напряжений. Погрешность измерений в достоверном интервале с учетом быстродействия существующих АЦП составляет 0,3-5-0,075%.

На основе данных измерения, согласно базовому алгоритму выполняется первичная обработка данных и расчет вторичных параметров. Исследованы принципы первичной обработки информации. Предложены алгоритмы для расчета амплитудных, действующих значений тока и напряжения, алгоритм для определения угла фазового сдвига между током и напряжением и рассмотрен алгоритм расчета активного, индуктивного и полного сопротивлений.

Показано, что отсутствие достоверной информации о схеме электроснабжения, при которой произошло КЗ, при интерпретации индуктивного сопротивления в расстояние возможна погрешность, составляющая 4,5%. С целью исключения этой погрешности рекомендована идентификация схемы с учетом действия АПВ. Предложены уравнения логического анализа информации для идентификации схемы питания до и после АПВ (таблица), основанные на контроле тока в рассматриваемом и смежном фидерах контактной сети, состоянии

гаолица

№ п/п Схема электроснабжения Условие принятия решения о конфигурации схемы питания до проведения АПВ Условие принятия решения о конфигурации схемы питания после АПВ

1 С, <24 <2, —а-о—г—□-□— т* 2 Л 0, 05 От —-а—1 X - 11, [(12>Кз1осг.пагр.)] V Р, [(^(^УВУР; 10, [ Р2<1оилагр.] V 0г V V С24] уВ ; 1 1,АЛ(12> 1ВКЗПШ/КЗ) V В; 10, А Л (12< 1осглагр.) V В;

2 ы-----л 4 ^ <26 <38 г-О-□—| <23 Q7 —□-сН | 1, [ 12= 1остлагр ] V ф р2= N V V В ; 1 0, [ 12>Кз1ост.нагр.] V V [ <22 л сы; I 1, А А [ (12 5 1осглагр) V р2= < (Q2VQ4)]VB•, 1 0, А А [ (12 Гостлагр) V V (С>2А(54)]УВ;

3 С>2 <34 рО-о— <2« 4 ^з !-□-^-а— Г1, [(12>Кз1ост.вагр.)лд2] V Рз= < [СМС>4^ВуР ; 1 0, [ 12= 1осг.шщ> ¡V (¿2 Л V С>4 УВ 1, А А (12 > 1вкзпш/КЗ) V В; р3- 0, А А [ (12 = 1осг.нагр) V ( 0.2 V ОО^В; V

и»

высоковольтных выключателей, действии релейной защиты, информации предоставленной энергодиспетчером. В таблице приняты следующие обозначения:

{

1, утверждение существования рассматриваемой схемы питания;

F= !

О, отрицание рассматриваемой схемы питания;

А - сигнал о срабатывании АПВ; В - информация энергодиспетчера;

Q - n-ый выключатель включен; Q - n-ый выключатель отключен;

IBK3min - ток,протекающий со стороны подстанции В при КЗ у поста секционирования;

Р - срабатывание релейной защиты второй или третьей ступени смежного фидера.

С учетом уравнений представленных в таблицу разработан алгоритм идентификации схемы питания.

Исследованы методы интерпретации индуктивного сопротивления в расстояние до КЗ. Предложено использовать метод интерполяции Лагранжа, согласно которому интерполяция функции у(х) одной переменной х, заданной (п +1) -узлами yi(x<:), где ¿=0,1,2,... п заключается в нахождении значений у по значениям х, находящимися в промежутках между узлами х<г. При интерполяции функция у(х) заменяется интерполяционным полиномом Р(х), значения которого в узлах Р<г (хг) точно совпадают с у<:(хД Интерполяционный полином Лагранжа при произвольном расположении узлов в общем случае сводится к вычислению y(x)=Ln(x):

(X-Xt) (Х-Х2) • • • (Х-Хп) (Х-Хо) (Х-Х2) • • • (Х-Хп)

L„(x)=- уо + - yi+

(xo-xi) (хо-хг) • • • (xo-xn) (xi-xo) (Х1-Х2) • • • (хо-хП)

(х-хо) (X-Xl) • • • (X-Xn-l) + - у».

(Xn-Xo) (Xn-Xl) • • • (Xn-Xn-l)

Предложена также интерпретация индуктивного сопротивления в расстояние до КЗ на основе метода многоинтервальной сплайн-интерполяции^реализуемом согласно выражению для каждого отрезка [x„x,+i] изменения х:

1 1 Г mA2

Ln (x)=- [m, (x,+i - х)з + m,+i( x - x,p] + — (y, - -)( x,+i -

6b, h, 6 m,+i h/

- x) + (y,+i--) ( x - xj

6

Метод многоинтервальной сплайн-интерполяции обеспечивает наиболее точное описание зависимости индуктивного сопротивления петли КЗ от расстояния. Установлено, что с увеличением числа узлов свыше 60 погрешность преобразования индуктивного сопротивления петли КЗ в величину расстояния до места повреждения практически равна нулю.

На основе предложенных принципов, методов и алгоритмов разработано программное обеспечение обобщенного алгоритма ОМП, ориентированного на установку в микропроцессорных системах контроля и управления АСУЭ.

В четвертой главе рассмотрены вопросы реализации задачи ОМП в децентрализованных и централизованных микропроцессорных системах управления тяговыми подстанциями, даны рекомендации по повышению надежности программно-технических средств ОМП, произведена оценка инструментальных погрешностей.

Показано, что в децентрализованной системе задача ОМП реализуется посредством информационно-диагностических фидерных контроллеров (ЙДК) и установленной на подстанции ЭВМ. Предложены два варианта распределения операций задачи ОМП в рамках этой системы. По первому варианту на ИДК возложены операции сбора и первичной обработки информации, которая затем посредством локальной вычислительной сети передается на подстан-ционную ЭВМ, выполняющую расчет вторичных параметров режима и их интерпретацию в расстояние до места повреждения. В соответствии со вторым вариантом ИДК выполняются все операции от сбора первичной информации до определения расстояния до КЗ, передающееся в дальнейшем на сетевой контроллер. Первый вариант рекомендован к применению на подстанциях^ оборудованных автоматизированным рабочим местом. Второй - на необслужи-

ваемых подстанциях и реализован на подстанции "Хапры" Северо-Кавказской железной дороги.

Реализация задачи ОМП в централизованной системе выполняется на основе общего для всех фидеров блока измерений и концентрации данных, в котором осуществляется сбор и обработка и накопление первичных параметров режима, и подстанционной ЭВМ, выполняющей преобразование данных в соответствии с алгоритмом в расстояние до места повреждения. Решение задачи ОМП в централизованной системе реализовано на базе Микро-ДАТ на подстанции "Восточная" Северо-Кавказской железной дороги.

Рассмотренные микропроцессорные системы предусматривают создание базы данных сбора и обработки технологической информации и дальнейшую передачу параметров на энергодиспетчерский пункт. В соответствии с современной концепцией компьютеризации всех процессов управления и контроля предложены два способа передачи информации о месте повреждения на энергодиспетчерский пункт от тяговых подстанций: по коммутируемым железнодорожным телефонным линиям и по выделенным (автономным) каналам связи. При этом рекомендуется к использованию последний вариант, что позволит осуществлять высокую оперативность и скорость передачи информации в реальном масштабе времени.

Показано, влияние надежности технических и программных средств на достоверность выполнения задачи ОМП и даны рекомендации по ее повышению.

Исследованы инструментальные погрешности средств измерения. Установлено, что при измерении токов и напряжений в цепях трансформаторов тока и напряжения, применяемых для учета электроэнергии инструментальные погрешности составляют около 0,92% и не являясь случайными величинами могут корректироваться. Установлено, что интегрированная погрешность ОМП, включающая погрешность метода определения расстояния по индуктивному сопротивлению петли КЗ и инструментальную погрешность, не превышает 1 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны основы повышения достоверности ОМП в электротяговых сетях переменного тока, объединяющие методологические и надежностно-инструментальные составляющие достоверности ОМП.

2. Исследовано влияние дестабилизирующих факторов на точность ОМП по полному, активному и индуктивному сопротивлениям петли КЗ для различных схем питания однопутного и двухпутного участков. Установлено, что минимизация погрешностей при идентификации места короткого замыкания, обусловленных влиянием дестабилизирующих факторо^ возможна при применении метода на основе расчета индуктивного сопротивления петли КЗ для схем с консольным питанием и по соотношению индуктивных сопротивлений^ измеренных в начале и конце линии для наиболее распространенных схем с двустороннем питанием.

3. Предложен базовый алгоритм ОМП, основанный на методе идентификации места повреждения по индуктивному сопротивлению петли КЗ.

4. Исследованы вопросы повышения достоверности входной информации алгоритма ОМП. Предложено алгоритмическое решение задачи выделения достоверного интервала путем компьютерного анализа кривой тока короткого замыкания.

5. Рассмотрены варианты организации измерений токов и напряжений в достоверном интервале - периодические измерения величин с разделением во времени и синхронизированные во времени измерения значений токов и напряжений.

6. Разработаны алгоритмы первичной обработки данных измерений: алгоритмы определения амплитудных, действующих значений тока и напряжения, определения угла фазового сдвига между током и напряжением. Рассмотрен алгоритм расчета активного, индуктивного и полного сопротивлений.

7. Предложены уравнения логического анализа для идентификация схемы питания, основанные на контроле тока в фидерах контактной сети, состоянии высоковольтных выключателей, действий релейной защиты, информации пре-

доставленной энергодиспетчером. Разработан алгоритм идентификации схемы питания.

8. Исследованы методы интерпретации индуктивного сопротивления в расстояние до КЗ. Разработан алгоритм интерпретации индуктивного сопротивления в расстояние до КЗ по методу многоинтервальной сплайн-интерполяции.

9. На основе предложенных принципов, методов и алгоритмов разработано программное обеспечение задачи ОМП, ориентированное на установку в децентрализованных и централизованных микропроцессорных системах управления тяговыми подстанциями.

10. Рассмотрены варианты и даны рекомендации по реализации задачи ОМП в децентрализованной и централизованной системах управления и контроля тяговыми подстанциями.

11. Предложены два варианта передачи информации о месте повреждения на энергодиспетчерский пункт от тяговых подстанций: по коммутируемым железнодорожным телефонным линиям и по выделенным (автономным) каналам связи.

12. Показано влияние надежности программных и технических средств на достоверность выполнения задачи ОМП и даны рекомендации по ее повышению.

13. Исследованы инструментальные погрешности средств измерения.

14. Определена интегрированная погрешность ОМП, включающая погрешность метода определения расстояния по индуктивному сопротивлению петли КЗ и инструментальную погрешность.

Автор выражает благодарность д.т.н., профессору Евгению Петровичу Фигурнову за оказанную помощь при проведении теоретических исследований (глава 2).

Основные положения диссертант опубликованы в работах:

1. Попова Н.А. О достоверности определения расстояния до короткого замыкания в тяговой сети переменного тока // Автоматизированные системы

электроснабжения железных дорог: Межвуз.сб науч. тр./ РГУПС.- Ростов н/Д, -1995. -С. 118-122.

2. Попова H.A. Повышение точности определения расстояния до короткого замыкания в тяговых сетях переменного тока// Автоматизированные системы электроснабжения железных дорог: Межвуз.сб науч. тр./ РГУПС.- Ростов н/Д, -1995. -С. 123-129.

3. Попова H.A. Влияние параметров электрической дуги и переходных сопротивлений при коротких замыканиях в тяговой сети переменного тока // Всероссийская научная конференция "Токи короткого замыкания в энергосистемах" :Тезисы докладов/Под общей ред.А.Ф Дьякова.М.: РАО "ЕЭС России", 1995. - С.48.

4. Жарков Ю.И., Попова H.A. Алгоритм определения места повреждения в тяговой сети переменного тока// Электромеханические системы и преобразователи. Межвуз сб.науч. тр. 4.2 / РГУПС. - Ростов н/Д, -1996. - С.41-45.

5. Zarkov J.I., Popova N.A. Determination of the distance to the fault location in electric traction networks of alternating current// Materialy konferencejne "NAPEDY I SYSTEMY ZASILANIA NOWOCZESNEJ TRAKJI ELEKTRYCZ NEJ" AVARSZAWA, 1997.