автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Теория и практическая реализация защит от однофазных замыканий на землю, основанных на использовании переходных процессов, для электрических сетей 3-35 кВ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ р |-дЭЛЕ1ЩОЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

) } //а правах рукописи

ЩУИН Владимир Александрович

УДК 621.316.925:621.311:681.3

ТЕОРИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАЩИТ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ, ОСНОВАННЫХ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ, ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 3—35 кВ

Специальность 05.14.02—«Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1994

Работа выполнена на кафедре «Автоматическое управление электроэнергетическими системами» Ивановского Государственного энергетического университета.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гельфанд Я. С., доктор технических наук, профессор Морозкин В. П., доктор технических наук, профессор Овласюк В. Я.

Ведущее предприятие: Центральное диспетчерское управление Единой энергетической системы Российской Федерации.

Защита состоится « 1994 г. в . И

часов на заседании специализированного совета Д. 144.07.01 научно-исследовательского института электроэнергетики (ВНИИЭ) по адресу: 115201, г. Москва, Каширское шоссе, д. 22, корп. 3. Телефон совета: 113-28-09.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИЭ.

Автореферат разослан « У. . » . . 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Д. 144.07.01

А. В. МЯСНИКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблещи. Большая часть электрической энергии распределяется потребителям через сети среднего напряжения 3-35 кВ. Однофазные замыкания на землю (033) являются преобладающим видом повреждений в сетях 3-35 кВ (75-90% от общего числа электрических повреждений) и часто являются первопричиной аварий, сопровождающихся значительным экономическим ущербом и создающих опасность поражения эксплуатационного персонала электрическим током. Одним из наиболее эффективных средств борьбы с негативными, последствиями 033 в сетях 3-35 кВ является резонансное заземление нейтрали (компенсация емкостных токов замыкания на земло). Однако недостаточное техническое совершенство существующих защит от 033 снижает эффективность компенсации емкостных токов и надежность работы компенсированных сетей, ограничивая возможности расширения области применения резонансного заземления нейтрали. Поэтому повышение технического совершенства устройств селективной сигнализации и задаты от 033 (в дальнейшем устройств защиты от 033) электрических сетей среднего напряжения, работающих с компенсацией емкостного тока, является актуальной проблемой, имеющей важное народно-хозяйственное значение.

Подтверждением актуальности и одновременно сложности указанной проблемы может служить, в частности, большое число публикаций, разработок и предложений в части защит от 033 для компенсированных сетей. Исследования и разработки ведутся в трех направлениях, основанных на использовании для действия устройств запиты от 033 соответственно высших гармоник установившегося тока 31о и напряжения 3Но нулевой последовательности, "наложенных токов" непромышленной частоты и электрических величин переходного процесса, возникающего в момент пробоя изоляции фазы на землю. Значительный вклад в рэшекда проблемы в СССР внесли Попов И. Н., Сирота И.М., Кискачи в:М.

В данной работе обобщаются результаты исследований и разработок, выполненных под руководством и при непосредственном участии автора, связанных с поиском решений указанной проблемы, основанных на использовании для действия защиты от 033 переходных процессов. Следует отметить, что исследования электромагнитных переходных процессов, возникавших при 033, шэют также важное значение для повышения технического совершенства устройств зашиты от этого вида повреждений, основанных на использовании высших

гармоник установившегося режима замыкания и "наложенных токов".

Исследования и разработки устройств защиты от 033, использу-пользуюпда для действия электрические величины переходного процесса, в РФ и других странах (ФРГ, Франции, Польше, Болгарии и др.) проводятся в течение многих лет <в Германии с 30-х годов -- Н. Ыеи^еЬаиег, в СССР с 40-х годов - Попов И.Н.). Однако большинство известных разработок и предложений имеют ограниченную область использования либо вообще не подучили практического применения. Анализ указанных работ и исследований показал, что при решении рассматриваемой проблемы возникает комплекс теоретических и практических задач, без решения которых создание устройств защиты от 033, обладающих высоким техническим совершенством, и их эффективное внедрение в компенсированных сетях 3-35 кВ невозможны.

Работа выполнена автором в Ивановском государственном энергетическом университете. Ее отдельные разделы выполнялись в соответствии с комплексными научно-техническими программами ГЮГГ СССР О.Ц. 026 "Автоматизация управления техническими процессами, производствами, машинами, станками и оборудованием с применением ЭВМ и микро-ЭВМ" (1980-85 г.г.), 0.01.11^.03 "Разработать и внедрить новые метода и технические решения в области межотраслевых проблем промышленной энергетики" (1986-1990 г.г.), 0.В0.03 "Создать новые и развить действующие системы • автоматизированного проектирования и автоматизированные системы научных исследований"(1986--90 г.г.), ОТНП 01.01.03 "О мерах по развитию диагностического оборудования и сооружений электростанций и сетей Минэнерго СССР" (1986-90 г.г.). Межвузовской НТП 1.13 "Автоматизация проектирования" (1991-95 г.г.), заказами отраслевых министерств и отдельных предприятий.

Целью работ является развитие методов и средств анализа переходных процессов при 033 в электрических сетях 3-35 кВ, углубленные исследования особенностей соотношений электрических величин электромагнитных переходных процессов при 033, создание на этой основе устройств защиты • от замыканий на землю, обладающих высоким техническим совершенством.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи.

1. Обоснование методического подхода, разработка критериев и Математических моделей для оценки технической эффективности завит от 033, основанных на использовании переходных процессов.

2. Экспериментальные и теоретические исследования электромагнитных переходных процессов при 033 в электрических сетях, работающих с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостного тока, в аспекте выбора оптимальных принципов построения защит от этого вида повреждения.

3. Развитие методов, разработка математических моделей, алгоритмов автоматизированного моделирования на ЭВМ электромагнитных переходных процессов в электрических системах.

4. Разработка комплекса программных средств имитационного моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах душ повышения эффективности решения задач многовари-' антного анализа и разработки сложных устройств релейной защиты (УРЗ), в частности, устройств зашиты от 033, основанных на использовании переходных процессов.

5. Разработка оптимальных принципов построения устройств селективной сигнализации и защиты от 033 для электрических сетей, работающих с компенсацией емкостных токов.

6. Разработка и внедрение комплекса технических средств селективной сигнализации и защиты от 033 для компенсированных электрических сетей.

Теоретические результат и новизна:

1. Предложены комплексные показатели селективности, устойчивости функционирования и технического совершенства защит от 033. Разработаны математические модели для оценки влияния фиксации кратковременных самоустраняющихся пробоев изоляции на показатели надежности электрической сети и для комплексной оценки эффективности режима заземления нейтрали и-защиты от 033.

2. Экспериментально исследован характер влияния процесса разряда поврежденной фазы на значения, начальные фазовые и амплитудные соотношения электрических величин переходного продасса и обоснованы способы учета этого влияния при выборе принципов построения устройств защиты от 033.

3. Обоснованы условия, при которых сложный волновой переходный процесс при 033 может рассматриваться как электромагнитный переходный процесс в двухчастотной схеме замещения.

4. Получены аналитические решения уравнений электромагнитных переходных процессов при 033 в сети с изолированной нейтралью, и при 033 в компенсированной сети, устанавливающие в явной форме соотношения между основными компонентами переходных токов и напряжений и их зависимости от основных влияющих факторов.

5. Предложен метод получения аналитических решений уравнений переходного процесса при 033 в электрических сетях сложной конфигурации.

6. Предложен метод моделирования электромагнитных переходных процессов в трехфазных электрических цепях с коммутационными аппаратами, основанный на применении непрерывно- дискретных уравнений состояния. Разработаны непрерывно-дискретные математические модели, учитывающие состояния фаз коммутационных аппаратов и их изменение во времени, для основных элементов электрических систем и алгоритм формирования по ним непрерывно-дискретных уравнений исследуемого электроэнергетического объекта.

7. Теоретически и на основе исследований на модельных задачах обоснованы принципы применения метода даекретного моделирования для анализа электромагнитных переходных процессов в электрических системах.

В. Обоснованы принципы построения, разработана структура автоматизированной системы моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах для решения задач анализа и разработки устройств релейной защиты.

9. Предложены и теоретически обоснованы принципы построения Измерительных органов централизованных устройств сигнализации 033 (ЦУСЗ) по способу сравнения амплитуд переходаых токов в присоединениях. Получен критерий применимости устройств защиты по данному способу. Разработана методика выбора оптимальных параметров настройки вторичных преобразотелей переходных токов для расширения области применения указанных ЦУСЗ.

10. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы принципы построения централизованных направленных устройств селективной сигнализации 033 (ЦНУСЗ).

11. Разработаны принципы построения централизованной системы сигнализации 033 (ЦССЗ) на базе ПЭВМ и микропроцессоров.

12. Предложен принцип построения комплексной направленной защиты от 033, основанной на использовании электрических величин переходного провеса и высших гармоник.

Оршатчеасая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработанные критерии и модели для оценки технической и технико-экономической эффективности защит от 033 и режимов заземления нейтрали могут быть использованы проектными организациями для обоснования проектных решений.

2." На основе экспериментальных исследований и аналитических

решений уравнения переходного процесса при 033 выявлены причины возможных нарушений селективности и устойчивости функционирования устройств зашдгы от замыканий на земло, использующих различные способы определения поврежденного присоединения, обоснованы и предложены способы и принципы построения устройств, обладающих повышенным техническим совершенством.

3. Разработанные математические модели, реализующие метод непрерывно-дискретного и дискретного модел1фования для основных элементов электрических систем, могут быть применены в программах моделирования на ЭВМ электромагнитных переходных процессов.

4. Разработано математическое, программное, лингвистическое обеспечение двух версий автоматизированного диалогового комплекса имитационного моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах (МЭП.РЗ), реализующих соответственно метода непрерывно-дискретного и дискретного моделирования электрических цепей. Программный комплекс имитационного моделирования МЭП.РЗ может быть использован для решения задач анализа и разработки УРЗ, для создания банков входных сигналов УРЗ, в установках физико-математического моделирования входных воздействий УРЗ, а также для построения автоматизированных обучающих систем,

5. Разработан и внедрен в эксплуатацию комплекс устройств сигнализации и защиты от 033 для компенсированных сетей, включаю-ющий ЦУСЗ типа "Феррит", ЦНУСЗ типа "Темп-1", "Импульс", ЦССЗ на базе ПЭВМ и микропроцессоров и автономное направленное устройство зашиты от 033 <УЗЗН). Разработанные устройства обеспечивают возможность комплексного решения проблемы защиты от 033 в компенсированных сетях.

Реализация результатов работ. ЦУСЗ типа "Феррит" внедрены в АО Ивзнерго, Челябэнерго, Сумэнерго, Архэнерго, на ряде предприятий лесной и целлюлозно-бумажной промышленности. Всего в эксплуатации находится более 20 комплектов ЦУСЗ "Феррит" емкостЪю от 25 до 100 присоединений.

ЦНУСЗ типа "1емп-1" и "Импульс" внедрены в АО Ивзнерго, Кос-тромаэнерго, Башкирзнерго, Влэдимирэнерго, Нижновэнерго, Киров-энерго, на предприятиях лесной, целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности. В настоящее время п эксплуатации находится более 60 комплектов ЦНУСЗ "Темп-Г' и "Импульс" емкостью на 16 присоединений каждое. Производство указанных ЦНУСЗ для предприятий лесной и целлюлозно-бумажной промышленности организовано МСУ ТПО "Союзлесмонта«" (в яостояиее время

АП ТЭ71МА, г. Москва), для предприятий энергосистем и других отраслей промышленности - на базе экспериментального производства ИГЭУ. Экономический эффект от внедрения разработанных устройств сигнализации 033 только на предприятиях лесной и целлюлозно-бумажной промышленности составил 645,0 тыс. руб. (в ценах 1980 г.).

Устройства "Феррит", "Темп-1", "Импульс" экспонировались на ВДНХ, Центральной выставке НТТМ, международных выставках (г. Москва, 1976, 1931, 1986, 1991 г.г.), награждены бронзовой медалью ВДНХ, медалью центральной выставки НТТМ.

ЦССЗ на базе ПЭВМ внедряется в настоящее время в сети 10 кВ системы электроснабжения ПО "Светогорск". Три опытных образца УЗЗН установлены в эксплуатацию в сети 6 кВ Костромской ТЭЦ-2.

Разработанный программный комплекс имитационного моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах МЭП.РЗ применялся для решения задач, возникающих на различных этапах разработки устройств защиты от 033.

Достоверность результатов подтверждена сопоставлением результатов расчетов и моделирования с результатами исследований и испытаний на физических моделях, натурных экспериментов в действующих электроустановках, а также объемом внедрения и накопленным положительным опытом эксплуатации разработанных устройств сигнализации и защита от 033.

Основные положения, которые вышсшся на защиту:

1. Критерии и модели для оценки технической эффективности устройств защиты от 033, основанных на использовании электрических величин переходного процэсса, методика оценки технико-экономической эффективности режимов заземления нейтрали и защиты от 033 сетей 3-35 кВ.

'2. Аналитические решения уравнений переходных процессов при 033 в компенсированных и некомпенсированных сетях.

3. Результаты экспериментальных исследований, теоретического анализа и моделирования на ЭВМ электромагнитных переходных процессов при 033 в аспекте обоснования принципов построения защит от этого вида повреждений.

4. Метод формирования непрерывно-дискретных уравнений состояния трехфазных электрических цепей с коммутационными элементами, непрерывно-дискретные и дискретные математические модели элемен-

' тов электроэнергетических систем, алгоритмы и программный комп-. леке имитационного моделирования элекгромагнитных переходных процессов в электрических системах.

■ 5. Принципы построения измерительных органов ПУСЗ по способу сравнения амплитуд переходных токов в присоединениях, методика оптимизации параметров настройки вторичных преобразователей тока для расширения области применения указанных устройств.

6. Способ, принципы построения и реализация централизованных и автономных направленных устройств защиты от 033, основанных на использовании электрических величин переходного' процесса, для компенсированных и некомпенсированных электрических сетей.

7. Способы, принципы построения и реализация централизованной системы сигнализации 033 на базе ПЭВМ и микропроцессоров для компенсированных и некомпенсированных электрических сетей.

Публикации и апрооащия. Содержание работы нашло отражение в 71 печатной работе автора, в т.ч. в 1 брошюре, 7 авторских свиде-детельствах, 26 статьях, в 18 тезисах докладов международных и всесоюзных научно-технических конференций, в 19 тезисах докладов республиканских научно-технических конференций и семинаров и научно-технических конференций ИГЭУ (ИЭИ). Содеркание работы отражено также в 33 отчетах по НИР, зарегистрированных в ВНТИЦ, в которых автор являлся руководителем.

Основные результаты проведенных исследований обсуждались на международных, всесоюзных, республиканских научно- технических конференциях и семинарах, итоговых научно-технических конференциях ИГЭУ (ИЭИ), заседании секции релейной защиты электроэнергетических систем при ГКНТ СССР.

Структура и объел диссертации. Работа включает введение, 7 глав, заключение, список литературы и приложения, содержащие отдельные математические выкладки и материалы, относящиеся к внедрению результатов. Основной материал изложен на 291 стр. машинописного текста. Работа включает также 118 рисунков и 17 таблиц. Список литературы состоит из 366 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАбОТЫ

1. Критерии и математические модели для оценки технической эффективности защит от 033, основанных' на использовании переходных процессов

1.1. В середине 70-х годов Федосеевым A.M., Смирновым Э.П. и Зейлидзоном Е.Д. был предложен новый более глубокий подход к оценке эффективности, функций и свойств релейной защиты от корот-

ких замыканий (КЗ). Более поздние работы Лебедева О.В., Шнеерсо-на Э.М., Саухатаса А.-С.С., Ульяницкого Е.М. содержат разработки по уточнению и детализации основных понятий и показателей свойств релейной зашиты от КЗ. Применение указанного методологического подхода представляется целесообразным и для оценки технической эффективности защиты от 033.

С учетом выявленных особенностей рассматриваемого вида повреждений, целей и условий функционирования защиты от замыканий на землю в сетях 3-35 кВ разработана классификация функций срабатывания при внутренних 033 и несрабатывания при внешних 033 и в режимах без 033, структура ее основных свойств. На этой основе показано, что наиболее полная оценка свойств защиты от 033 может быть дана с использованием комплексных показателей селективности, устойчивости и технического совершенства, учитывающих не только полноту перечня и объема выполнения заданных функций, но и различие влияния отдельных функций на эффективность защиты в целом

^ * "и

у = 1 1-т—т-<г -V : <2)

д «1 V »4

4

2

= У Т * . о - р . > . О)

где п+ш - полное число функций срабатывания и несрабатывания .; К . -коэффициент, учитывающий объем выполнения функции Фii в заданных условиях функционирования; д . - весовой коэффициент, характеризующий влияние функции ф . на эффективность завдггы от 033 в целом; р. . - вероятность отказа в выполнении защитой функции Ф^ в реальных условиях функционирования.

С использованием предложенного показателя селективности С и полученных методом экспертных оценок значений весовых коэффициентов 4 выполнена оценка технической эффективности в заданных условиях функционирования различных принципов выполнения защиты от 033 в компенсированных электрических сетях 3-35 кВ различного типа. Получевные результаты, характеризующие потенциальные возможности устройств защиты от 033 на различных принципах, позволяют •сделать вывод, что техническая эффективность устройств защиты от 033, основанных на использовании переходных процессов, в болыпин-

стве типов сетей превосходит эффективность устройств, реагирующих на установившиеся токи и напряжения.

1.2. Применяемый в настоящее время показатель оценки влияния 033 и их последствий на эффективность режима заземления нейтрали (предложенный Лихачевым Ф.А.), как один из показателей надежности электрической сети, не учитывает возможность использования информации о кратковременных самоустраняющихся 033 для профилактики изоляции. Предложена математическая модель функционирования электрической сети после возникновения пробоя изоляции, учитывающая накопленные в процессе эксплуатации статистические данные, характеризующие повреждаемость отдельных элементов электрических се-' тей, соотношения между разновидностями 033, кратности пробоя изоляции до полного пробоя и возможность использования информации о кратковременных самоустраняющихся 033 в диагностических далях. С использованием предложенной модели получены соотношения для оценки эффективности режима нейтрали:

- для сети с действием защиты от 033 на сигнал

I - * 1 - Л (1 - К )

К р к р исп

Э, «1-<1-э>-—--; (4)

1-0« 1 - Л (1 - К )

кр кр исп

- для сети с действием защиты от 033 на отключение « 1 - Л 1 — о£ <1 - К )

1 к р к р ис п

Э =1--(1 -с< )-:--, (5)

«Р п+1 'Р п*'

п+г г-ае 1 - ы (1 - К )

кр *р исп

где Э - эффективность режима заземления нейтрали без учета использования информации о кратковременных самоустраняющихся 033 в диагностических целях; - доля кратковременных самоустраняющихся 033 в общем числе замыканий на землю; Кисп - доля кратковременных 033, информация о которых может быть использована в диагностических целях; п - кратность пробоев изоляции, предшествующих полному пробою (для кабельных сетей 6*10 кВ, как правило, п « 3).

Расчеты, выполненные с использованием полученных соотношений для кабельных сетей 6-10 кВ, показывают, что фиксацией кратковременных самоустраняющихся 033 и использованием информации« о них в диагностических целях можно повысить эффективность режима заземления нейтрали.на 5...15Ж и предотвратить до 50% внезапных отключений линий, обусловленных переходами 033 в междуфазовые КЗ. Расчетные данные практически совпадают с оценками, полученными на основе исследований, проведенных в Московских кабельных сетях в

60-е года (Шалыт Г.М., Фотий А.Н., Гехт П.И. ).

1.3. На основе указанной в п.1.2 модели разработана методика расчета ущербов от 033 и технико-экономической оценки эффективности режима заземления нейтрали и защити от 033 в электрических сетях &-10 кВ систем электроснабжения промпредприятий. Основные положения разработанной методики могут быть применены и к.электрическим сетям другого назначения.

1.4. Сравнительный анализ известных принципов и исполнений устройств зашиты от 033, основанных на использовании переходных процессов показал, что наиболее универсальными по принципу своего действия являются направленные устройства, реагирующие на начальные фазовые соотношения токов и напряжений волновой и среднечас-тотной стадии переходного процесса. Простые по исполнению и обеспечивающие достаточно широкую область применения ЦУСЗ позволяет получить способ, основанный на сравнении амплитуд переходных токов в присоединениях защищаемого объекта. Учитывая это, совершенствование существующих и разработку новых исполнений устройств защиты от 033 целесообразно вести на основе указанных способов.

2. Экспериментальные исследования влектромагнитных переходных процессов в аспекте выбора принципов выполнения защит от 033

2.1. Основными целями исследований, выполненных на анализаторе волновых и электромагнитных переходных процессов Дрезденского Технического университета, являлись:

- анализ влияния разрядных составляющих тока на значения и кратности амплитуд переходных токов;

- анализ влияния разрядных составляющих тока и напряжения на начальные фазовые соотношения электрических величин переходвого процесса;

- определение требований к схемам замещения, используемым для теоретического анализа и моделирования переходных процессов при 033 в электрических сетях-3-35 кВ.

2.2. На рис.1 приведены некоторые достаточно характерные осциллограммы переходных токов и напряжений нулевой последователь-следовательности, полученные на анализаторе.

Анализ полученных осциллограмм позволяет сделать следующие 'основные вывода:

- амплитудные значения разрядных составляющих тока 31 зна-

чительно (в кабельных сетях 6-10 кВ на порядок и более) превышают амплитудные значения зарядных состааляющих как при металических замыканиях фазы на землю, так и при повреждениях через переходное сопротивление, определяя амплитудные и начальные фазовые соотношения электрических величин переходного процесса при 033;

- неучет разрядных составляющих может приводить к значительным (в несколько раз) погрешностям в оценке не только амплитудных, но и действующих значений тока Зьо, например, при перемежающихся дуговых 033;

- полное подавление (с помощью фильтров) высокочастотных разрядных составляющих переходного тока 34о нежелательно, т.к." может привести к значительному ухудшению чувствительности защиты по первичному току;

- кратности амплитуд полных переходных токов 3£о в присоединениях существенно зависят от удаленности (г точки 033 от шин и переходного сопротивления йп в месте повреждения.

Неучет указанных особенностей соотношений электрических величин переходного процесса может приводить к ошибкам в выборе принципов функционирования и схемо-технических решений при разработке защиты от 033.

2.3. Нестабильность крэтностей амплитуд переходных токов 31д в присоединениях, обусловленная их зависимостью от е и Нп и других влияющих факторов, существенное различие форм переходных токов в поврежденном и неповрежденных присоединениях, высокие требования к быстродействию измерительных и запоминающих элементов, сложность расчета кратностей амплитуд полных переходных токов создают большие трудности при использованию! их в качестве критерия для определения поврежденного присоединения. Поэтому в ЦУСЗ, выполненных по способу относительного замера амплитуд переходных токов, для для повышения устойчивости их несрабатывания при внешних 033 в качестве информационных параметров более целесообразно использовать практически не зависящие от и Пп кратности амплитуд зарядных составляющих переходных токов 3&о, хотя это и приводит к ухудшению чувствительности защиты по первичному току.

2.4. Направленные устройства защиты от 033 в принципе могут быть получены как на основе контроля начальных Фазовых соотношений полных токов 31 и напряжения Зио переходного процесса, так и

"их основных компонентов - разрядных и зарядных. При этом устройства, реагирующие на полные токи переходного процесса или их разрядные компоненты, должны обладать высоким быстродействием изме-

рительных и запоминающих элементов £о <1/2 (Уф_э/4 ^), При меньшем быстродействии устройства защиты должны быть надежно отстроены (например, с помощью фильтров) от влияния разрядных сос-ставляющих с частотами />1/2 1 .

Р <=Р

2. б. На основе проведенных на анализаторе исследований определены требования к схемам . замещения электрических сетей 3-35 кВ для расчета электромагнитных переходных процессов при 033. Установлено, что в радиальных сетях с нереактированными линиями при замыканиях, удаленных от шин уже на несколько десятков метров, а также в сетях с реактированными линиями, сложный волновой, перепереходный процесс с приемлемой для анализа защит от 033 точностью можно рассматривать как электромагнитный переходный процесс в двухчастотной схеме замещения (рис. 2). При 033 на шинах в сетях с нереактированными линиями для получения достаточно точных количественных оценок необходимо учитывать распределенный характер их параметров. Практически необходимость в учете распределенного характера параметров линий возникает при их длине ■ Ил > 0,2-

• ¿ср время срабатывания измерительных и запоминающих

минающих элементов защита; скорость распространения элек-

тромагнитной волны в канале "фаза - земля").

3. Аналитические решения уравнений переходных процессов при 033 и их исследование

3.1, Практическая необходимость в применении аналитических методов исследования переходных процессов при 033 возникает прежде всего при решении следующих задач:

- исследование механизма влияния смещения нейтрали ин<о! , начального тока в дугогасящем реакторе ¿ДГР<°> в момент пробоя изоляции, потерь в контуре нулевой последовательности и других факторов на начальные фазовые соотношения тока 4о и напряжения цр и их компонент;

- выбор на основе теоретического анализа, а также рассмотренных выше экспериментальных исследований информационных признаков для контроля направления мгновенной мощности нулевой последовательности в устройствах защиты от 033.

3.2. С использованием метода симметричных составляющих и метода наложения для приведенной на рис. 2,а двухчастотной схемы замещения в случае изолированной нейтрали можно получить

(со Созф + р 5шр)(р + и* ) Р + «ъ

V (р) = Ч со2-:--и <о> м*

(6)

Д(р)(р®+ (Лгг ) м 1 рД(р)

где Л(р) = р"+ 2р3+ (и? + к о? )рг+ ош* р + со? со*; со = 2л1 50; ф -

2 с 1

начальная фаза пробоя изоляции; с^ , «г, кс, ы. - коэффициенты, зависящие от параметров схемы замещения.

Для "малых потерь" в контуре нулевой последовательности (что, как правило,имеет место при Нп-> 0) частоты и декременты затухания свободных разрядных (со ,5 ) и зарядных (со ,б ) компонент

Р Р э э

1 / Г-1

» = - ]Д со*+ «г ± 1/к сол+ (2К - 4)«^ ; <7>

Р. э Кс1 г Гс1 г о 1 г

ы* - со*

5 = * -- (8)

р-3 2(2(0® - и? - к а?)

р , 3 2 с 1

Используя теорему разложения, из (6) по найденным из (?) и (8) значениям ы , 5 , можно получить решение уравнения пе-

реходного процесса при 033 относительно чо(1;). Переходный ток I и его компоненты , для сети с изолированной нейтралью

I = - С йи / (И , (9)

О, р. а о о, р, 3 '

где Со - емкость фазы на землю.

Анализ решений для ио (г) и ¿0Ш показывает, что при <р * О возможны нарушения начальных фазовых соотношений между свободными составляющими тока и напряжения переходного процесса ио и (о , и и £ , и + и и £ +2. . Таким образом, начальные фазовые

Оэ Оэ Ор Оэ Ор Оэ г

соотношения между указанными составляющими не могут быть использованы в качестве информационных параметров в направленных защитах от 033. При и <<» = 0 стабильность при любых значениях <р, а также других влияющих факторов сохранят1 начальные фазовые соотношения мевду напряжением и - и + и + и и токами ь , I ,

Г О Опр Ор Оэ Ор Оз

1+1 и г. = I однако соотношения первоначальных

Ор Оэ О Опр Ор Оэ ~

знаков между указанными величинами могут быть нарушены за счет смещения нейтрали и <о> в момент пробоя изоляции (рис. 3). В этих условиях некригичность направленных устройств защиты от 033 к искажениям начальных фазовых соотношений между ио и ¿о и их компонентами можно оо'бспечить, используя в качестве поляризующей величины производную йио/61.

3.3. Для сети с компенсацией емкостных токов уравнения переходного процесса при 033 в операторной форме

p («Cosco + pS¿ftM)(pa+ со 2) /1т

U (р) = U w2 --—--—-----i- + <Ш)

л<р)(р2+ )

Р(Р +• 0¿>(p2+ (0 2) + pw 3 (К - 1> + Uioi -2---5--

Л(Р>

£дгр<0> р(р + of)(p2+ Ш22) + pwf2(kc- 1)

Со й(р)

(wCosffl + pS£nffl)(pJ+ и 2 )(ра+ w 2 )

I (р) = и С02с ---И ^ Н--^-£-2_ + (11)

° m 1 ° Д(р) (р2 + w2)

+ и

(pw)(p2+w 2 )+р«2 (p2+w г )+pw 2и>з2 (кс-1)

Д(р)

со2(р2 +

— Ь < о» - f

ДГР Д(р)

где Л(р) = р*+ оф"+ p3(c»f+ w2 + + 6¿pz(tí + со?) +

+ р Idfof + (к - Diifd1 + + огаРш2 .

г 1 г с 13 23 z з

Частоты и декременты затухания разрядной и зарядной компонент и апериодической составляющей, обусловленной дугогасящим реактором, находятся из решения уравнения А(р) = 0 рассмотренным выше способом. С использованием теоремы разложения, из (10) и (11) получены аналитические решения- для напряжения uo(t) и тока ¿o(t) переходного процесса при 033.

Анализ зависимостей Ш и íQ(t) показывает, что в компенсированной сети причиной возможных искажений начальных фазовых соотношений между и и i и их компонентами может быть не только

о о

напряжение им<о> , но и ток ¿дгр<°> • Определены условия возникновения указанных искажений. На основе анализа полученных решений для uo(t), iQ(t) и duo(t)/dt установлено, что в компенсированных сетях, как и в сетях с изолированной нейтралью лучшее решение в части обеспечения селективности и устойчивости функционирования устройств зашиты от 033, реагирующих на направление мгновенной мощности нулевой последовательности, дает использование в качестве поляризующей величины duQ/at.

3.4. Исследовано влияние потерь в контуре нулевой последовательности на начальные фазовые соотношения электрических величин переходного процесса. Установлено, что при больших потерях воз. можны искажения начальных фазовых соотношений между зарядными компонентами переходного тока и напряжения.

С

Отличительной особенностью переходного процесса в компенсированной сети при 033 через достаточно больше переходные сопротивления (К порядка десятков Ом и более) является возможность возникновения низкочастотных затухающих колебаний в контуре, образованном индуктивностью дугогзсящего реактора и емкостью фаз сети на землю. Частоты указанных колебаний, как показали расчеты, лежат в пределах 20...50 Гц (при резонансной или близкой к ней настройке компенсации). Амплитуда указанных низкочастотных колебаний в напряжении ио и токе £о может значительно (на порядок и более) превышать амплитуда других свободных составляющих. Таким образом, существенное ограничение "снизу" рабочего диапазона час-' тот устройств защиты от 033, основанных на использовании переходных процессов, так же недопустимо, как и значительное ограничение "сверху", т.к. может привести к недопустимому снижению чувствительности по току и напряжению.

3.5. Для удобства использования результатов расчета электромагнитных переходных процессов при анализе и разработке УРЗ решение часто целесообразно иметь в виде суммы однозначных свободных и принужденной составляющих. В релейной защите для указанных целей получил широкое применение разработанный Лосевым С.Б. численно-аналитический метод, основанный на использовании формулы включения операционного исчисления. Расчеты на ЭВМ, выполненные с использованием разработанной для этих целей программы, показали, что для анализа электромагнитных переходных процессов при 033 в сложных электрических сетях 3-35 кВ указанный метод приемлем не всегда. В частности, применение данного метода может приводить к существенным ошибкам при больших потерях в контуре пулевой последовательности. Предложен метод получения решений уравнений переходных процессов при 033 в сложных сетях 3-35 кВ в аналитической форме, основанный на применении преобразования Фурье и свойств аналитического продолжения функции вещественной переменной в комплексную область. Метод опробован на модельных задачах различной степени сложности.

4. Лвтомашзяиия моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах < метода, модели, алгоритмы >

4.1. Создание и применение для решения задач, возникающих при разработке сложных УРЗ, в частности, устройств защиты от 033,

основанных на использовании переходных процессов, автоматизированных систем моделирования на ЭВМ позволяет значительно сократить цикл "вдея - реализация - внедрение". Выделены три класса задач, возникающих на различных этапах разработки, для решения которых наиболее эффективно применение автоматизированных систем моделирования на ЭВМ:

- анализ электромагнитных переходных процессов в электрических системах;

- анализ электромагнитных переходных процессов во вторичных цепях и измерительных органах устройств защиты;

- анализ электромагнитных переходных процессов в системе "объект - измерительный орган устройства защиты".

На основе анализа возможностей существующих систем и программ моделирования на ЭВМ обоснована необходимость разработки для целей релейной защиты специализированной системы автоматизированного моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах. Показана возможность применения для моделирования УРЗ разработанной в ИГЭУ имитационной системы МИК.М. В качестве базового принципа построения системы моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах принят получивший широкое применение в других областях техники принцип блочного построения моделей исследуемых объектов. Сформулированы требования к системе моделирования.

Наиболее сложной задачей при создании системы моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах является трансляция описания модели исследуемого электроэнергетического объекта на входном языке блочных структур в математическое описание. Обоснована целесообразность исследований и разработок по созданию системы моделирования в двух направлениях, связанных соответственно с представлением математической модели исследуемого объекта в форме дифференциальных уравнений состояния 1-го порядка и в форме алгебраизованной системы уравнений, получаемой при аппроксимации дифференциальных компонентных уравнений накопительных моментов и элементов с распределенными параметрами разностными уравнениями (т.е. с использованием метода дискретного моделирования).

4.2. Показано, что при использовании принципа блочного построения моделей трехфазных электрических цэпей с коммутационными элементами применение известных алгоритмов формирования дифференциальных уравнений состояния возможно не вседа. Учитывая это, для

указанных электрических цепей предложен новый метод формирования уравнений состояния по уравнениям составляющих блоков. Основные положения разработанного метода заключаются в следующем:

- схема исследуемой электрической сети разбивается на макроблоки; границами макроблока служат нейтрали составляющих блоков и узлы, напряжения в которых являются переменными состояния;

- каждый макроблок преобразуется в пассивный 1Л-многополюс-ник, входа которого подключены к источникам напряжения, а выходы образуют нейтрали или подключены к СС-мкогополюсникам;

- состояния (включено, отключено) коммутационных аппаратов (выключателей, разъединителей и др.) учитываются путем объединения дискретной модели трехфазного ми однофазного идеальных ключей и дифференциальных уравнений состояния соответствующего элемента в общую систему непрерывно-дискретных уравнений;

- на основе разработанного алгоритма по уравнениям состояния составляющих блоков формируется математическая модель для каждого макроблока в форме непрерывно-дискретных уравнений состояния

-дг Н11 II = • (й®. 1!' М ~ И°и»' М - И*в1 • в) (12>

ТП-««^! = ИСК1Г[|1ИКИ" 1РК11 - й®к11' И^кй)» <13>

где рц, ||щц - векторы переменных состояния; И - вектор ЭДС независимых источников; ||® ||, ]|®и|| - матрицу, учитывающие состояния коммутационных элементов; ци^ц, ц^ц, й<с ¡|,||® || - соответственно матрицы индуитиэностей и активных сопротивлений Ш-многополюсни-ка, (индекс "С" указывает, что параметры матриц зависят от текущего состояния коммутационных элементов), емкостей и проводимос-тей К-того СС-многополюсника. ,

Разработаны непрерывно-дискретные модели типовых блоков электрических систем (выключатель - генерирующий источник, вьпслю-чатель - линия, выключатель - трансформатор, выключатель - электродвигатель и т.д.), образующих базисный набор элементов для построения моделей исследуемых объектов.

Доказано, что непрерывно-дискретные уравнения состояния мэк-роблока могут бьггь сформированы по уравнениям состояния блоков в соответствии со следующим алгоритмом

«ио14Я = ««по» + «моЛ - И^!: '

И"*,» = ПЛ " ЩИ (14)

!1®е(0Л - Щ» - Р®Е<1пи; ¡1«\ II =

где Ци В. 11 - подматрицы индуктивностей (активных сопротивлении) матриц ||й-о|| (||ко||) макроблока, соответствующие питающему и отходящему 1-тому элементам; ||®||, и ЦЛ®. || - матрицы, учитывающие cocтoífния коммутационных элементов; Г - линейная функция.

4.3. Дискретные математические модели базисных блоков электрических систем могут быть получены на основе одношаговых или многошаговых неявных методов интегрирования. Определены требуемые для решения "жестких" задач, связанных с анализом электромагнитных переходных процессов в электрических системах, области устойчивости и точности в комплексной плоскости а - Н- Ы + j■ р): 0« < |Л-£<| 5; « зг/[4 ... 6] (где Л - шаг интегрирования,

Э - декремент затухания и частота свободных составляющих). Показано, что сформулированным требованиям в наибольшей степени удовлетворяет семейство неявных методов Гира 1-4 порядков.

На основе исследований на модельных задачах различной степени сложности и "жесткости" сформулированы принципы применения метода дискретного моделирования для анализа электромагнитных переходных процессов в электрических системах:

- формирование дискретных схемных моделей типовых блоков трехфазных электрических систем с использованием жестко-устойчивых методов Гира 1-4 порядков;

- формирование математической модели исследуемого объекта по уравнениям составляющих блоков с использованием модифицированного метода узловых потенциалов;

- выполнение расчетов переходных процессов с применением алгоритмов, обеспечивающих автоматический выбор оптимальных шага и порядка метода интегрирования;

- использование для решения систем алгебраических уравнений на каждом шаге интегрирования методов, учитывавших разреженность расширенной матрицы узловых проводимостей.

Разработаны дискретные схемные модели типовых блоков трехфазных электрических систем и устойчивый алгориш автоматического выбора оптимальных шага и порядка метода интегрирования.

4.4. Разработанные непрерывно-дискретные и дискретные математические модели типовых блоков трехфазных электрических систем, алгоритмы формирования моделей исследуемых объектов по уравнениям составляющих блоков и организации вычислительных процессов анализа электромагнитных переходных процессов реализованы соответственно в 1-ой и 2-ой версиях автоматизированной системы моделирования МЭП.РЗ.

5. Реализация системы моделирования электромагнитных переходных процессов и ее применение для разработки устройств защиты от 033

5.1. Разработанная на основе изложенных выше принципов система моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах МЭП.РЗ включает следующие подсистемы:

- диалогового ввода моделей исследуемых объектов и условий вычислительного эксперимента;

- трансляции описания моделей на входном языке в математическое описание;

- планирования и организации вычислительного эксперимента;

- документирования, графического отображения и анализа результатов вычислительного эксперимента:

- базу данных и модуль связи с ней основных подсистем.

Управление работой подсистем осуществляется посредством

управляющей программы, реализующей общесистемные функции и интерфейс пользователя. Интерфейс пользователя построен на основе "мэ-нсГ-технологии с использованием текстовых и графических "окон" и системы "вложенных меню".

Основное меню система моделирования МЭП.РЗ содерютг следующие режимы работы:

модаль - создание, просмотр, сохранение и корректировка описания моделей исследуемых объектов;

ЭКСПЕРИМЕНТ - описание условий, планирование и выполнение вычислительного эксперимента;

РЕЗУЛЬТАТЫ - просмотр на экране дисплея, графическое отображение, печать, анализ результатов вычислительного эксперимента.

На рис. 4 приведен пример расчета переходного процесса при 033 и частотного анализа переходного тока io, выполненных с применением системы МЭП.РЗ.

Комплексные испытания на модельных задачах, имитирующих электрические системы различной степени сложности, показали достаточно высокую эффективность и надежность разработанных версия системы МЭП.РЗ. Программное обеспечение системы реализовано на языках PASCAL. roniRAN, ASSEMBLER для IBM-созместамых ПЭВМ.

5.2. Разработанные версии системы моделирования использовались прежде всего для решения задач анализа электромагнитных переходных процессов, возникающих при разработке и внедрении устройств защиты от 033, в частности:

- моделирования переходных процессов при 033 и включении ли- " ний на моделях повышенной сложности с целью проверки и уточнения результатов, полученных при экспериментальных исследованиях и теоретическом анализе с применением упрощенных моделей;

- исследования особенностей протекания переходных процессов при 033 на моделях конкретных объектов на стадии доводки и.внедрения разработанных устройств сигнализации и защиты от 033;

- комплексного моделирования системы "электрическая сеть -- устройство защиты от 033".

При решении последней из указанных задач для моделирования устройств защиты от 033 применялась упомянутая выше система имитационного моделирования МИК.М.

Исследования переходных процессов при 033 с использованием иттащкншых моделей электрических сетей повышенной сложности подтвердили основные выводы, характеризующие особенности амплитудных и начальных фазовых соотношений переходных токов и напряжений,, установленные на основе.экспериментальных исследований и теоретического анализа с применением упрощенных моделей. Подученные при указанных исследованиях и комплексном моделировании системы "электрическая сеть - устройство защиты от 033" результаты использовались прежде всего для доводки разрабатываемых устройств защита,' их структурной и параметрической оптимизации, в частности, замена натурных экспериментов вычислительными экспериментами на моделях способствовала значительному сокращению сроков доводки и внедрения новых модификаций ШУСЗ типа "Импульс".

5.3. Разработанный на данном этапе набор моделей типовых блоков электрических систем ориентирован прежде всего на решение задач, связанных с разработкой устройств защиты от 033. Расширение базисного набора элементов обеспечит возможность решения с использованием системы МЭП.РЗ широкого круга задач, возникающих на различных этапах разработки сложных УРЗА.

6. Зашита от 033 с использованием способа сравнения ампльтуд переходных токов в присоединениях

6.1. Показано, что условия применимости ЦУСЗ, сравнивающих амплитуды переходных токов в присоединениях защищаемого объекта, определяются прежде всего условиями обеспечения несрабатывания при внешних 033. Получен простой критерий применимости устройств защэты по данному способу

1 - I

1 I

С1 * с2*

> к

(15)

где 1,1 - два наибольшие относительные значения собствен" С1»' с 2 *

ных емкостных токов присоединений защищаемого объекта; Кото = = 2,5 - 4,0 - коэффициент отстройки.

6.2. Расчеты и эксперименты показали, что при использовании в ЩГСЗ, основанных на сравнении амплитуд переходных токов в присоединениях, вторичных преобразователей тока с постоянными коэффициентами преобразования из-за погрешностей фильтров тока нулевой последовательности (ФТНЩ устойчивость несрабатывания при внешних 033 можно обеспечить только в сетях с достаточно большими кратностями токов поврежденного и неповрежденных присоединений, что ограничивает область их возможного применения по сравнению с определенной из условия (15). Применение вторичных преобразователей тока с регулируемыми в достаточно широких пределах значениями коэффициентов преобразования первичных токов 3£о в напряжения на входах измерительного органа ЦУСЗ позволяет избежать указанных ограничений. Задача выбора оптимальных параметров настройки вторичных преобразователей тока представляет в общем плане задачу линейного программирования

р1 рк

1

с «к

к , « к , р1 р I па к с

« 0; I ,к = 1,2, "с »1

, I = 1,2,

,п; I * и ;

.п;

г = У С, к , = гаах, ¿1 р1

(16)

где к с, к - коэффициенты преобразования первичных переходных токов в напряжения на входах измерительного органа защиты; п -число присоединений защищаемого объекта; С1 - произвольные положительные коэффициенты.

Предложен частный итерационный способ решения рассматриваемой задачи в соответствии с алгоритмом

к

1

р1

т1п

1

рк

К

; к = 1,2,..,п; к * г. (17)

Изложенные положения по выбору оптимальных значений параметров настройки вторичных преобразователей тока устройств защиты, сравнивающих амплитуды переходных токов в присоединениях, применялись при внедрении ЦУСЗ типа "Феррит" на многих объектах.

6.3. Разработаны и исследованы принципы выполнения амплитудных дискриминаторов напряжения - измерительных органов ЦУСЗ, сравнивающих амплитуда переходных токов в присоединениях. Показано, что высокую устойчивость функционирования при достаточной простоте выполнения позволяют обеспечить амплитудные дискриминаторы параллельного сравнения с реагирующими элементами направленного действия, условия срабатывания которых имеют вид:

п

ч -1 \

где - входные токи амплитудного дискриминатора для I-того

и j-того присоединений; ь^ - ток срабатывания реагирующего элемента, I , ^ = 1,2,...,п.

Правильное функционирование амплитудного дискриминатора при несинхронных и несинфазных входных напряжениях обеспечивается при использовании в качестве блокирующего элемента конденсатора и мгновенного автоматического возврата любого ранее сработавшего .реагирующего элемента при срабатывании каждого последующего,

6.4. Разработанный с применением изложенных принципов амплитудный дискриминатор положен в основу ЦУСЗ типа "Феррит." для компенсированных и некомпенсированных кабельных сетей 6-10 кВ. Опыт внедрения и эксплуатации ЦУСЗ "Феррит" показал, что устройства зашиты по данному способу в принципе позволяют обеспечить достаточно высокую эффективность и надежность функционирования. В то же время во многих случаях обеспечение высокой устойчивости функционирования связано с необходимостью оптимизации параметров настрой« вторичных преобразователей тока, что затрудняет проекги-ровавзние и эксплуатацию защиты с устройствами данного типа.

Упрощение проектирования и эксплуатации зашиты от 033 может быть достигнуто при применении направленных устройств, основанных на использовании начальных фазовых соотношений токов и напряжений переходного процесса, некритичных к различию характеристик ФТКП и кратностям переходных токов в присоединениях.

7. Направленные устройства защиты от 033, основанные на использовании переходных процессов

7.1. С учетом изложенных выше результатов экспериментальных и теоретических исследований и моделирования на ЭВМ электромагнитных переходных процессов при 033, анализа принципов выполнения

г»

= 2ч -1 1

иах 1 Ь. 1 .

> 1 , (18)

; измерительных органов импульсных реле направления мощности для ! защиты от замыканий на землю, экспериментальных и теоретических исследований процессов передачи переходных токов и напряжений фильтрами тока и напряжения нулевой последовательности и контрольными кабелями сформулированы принципы построения ЦНУСЗ:

- использование для контроля направления мгновенной мощности нулевой последовательности сравнения начальных знаков переходного тока ¿о и производной с!иц/си;

- синхронная фиксация с перемножением начальных знаков контролируемых величин в момент вознизсновения 033;

- использование для действия ЦНУСЗ переходных токов и напряжений в диапазоне частот 20 Гц < 1 < 15...20 кГц;

- согласование частотных характеристик и чувствительности каналов тока £ и производной йио/сН:

- отстройка от искажений начальных фазовых соотношений между током 4 и производной йи /<11;, обусловленных влиянием тока ¿дгр<о> , по току и времени срабатывания ЦНУСЗ;

- отстройка от режимов, не связанных с 033, с помощью пускового органа по напряжению 3£/о;

- обеспечен!® высокой помехоустойчивости с использованием комплекса мер, втелючающего автоматическое стирание любой информации. записанной в элементы кратковременной памяти, перед каждой записью новой информации, при деблокировке элементов памяти после возврата пускового органа, при восстановлении напряжения питания после его глубокой посадки или полного исчезновения и др.;

- встроенный тестовый контроль работоспособности основных Функциональных узлов и элементов устройства.

Названные принципы положены в основу разработанных ЦНУСЗ на микроэлектронной элементной базе типа "Темп-1" (разработка 1983 г.) и его более совершенной модификации типа "Импульс" (разработка 1990 г.). Структурно-функциональная схема ЦНУСЗ "Импульс" показана на рис. 5.

7.2. Показано, что совместное применение ЦНУСЗ, основанных на использовании электрических величин переходного процесса, и упрощенных ЦНУСЗ поочередного замера, реагирующих на установившиеся токи и напряжения, позволяет обеспечить эффективное взаимное дублирование и резервирование устройств па различных принципах и за счет этого без существенных, дополнительных затрат значительно повысить надежность зашиты от 033. Предложен способ выполнения ЦНУСЗ поочередного замера, основанный на использовании высших

гармоник. Способ реализован в устройстве типа "Темп-2". I

7.3. Технико-экономическую эффективность централизованных систем сигнализации 033 можно увеличить за счет программной реализации нескольких способов определения поврежденного присоединения, автоматизации процедур регистрации, хранения и обработки информации о замыканиях на землю и тестовых проверок. Разработана централизованная система селективной сигнализации 033 на базе ЭВМ и микропроцессоров. ЦССЗ <рис. 6)' включает управляющую ЭВМ, устанавливаемую на центре питания или диспетчерском пункте, и измерительные преобразователи аналоговых сигналов с встроенным специализированным микропроцессорным контроллером сбора и обработки информации (МКСИ), устанавливаемые на объектах контролируемой сети (подстанциях, РП, РУ). Учитывая действие на сигнал, в качестве управляющей ЭВМ может быть применена ПЭВМ, микро- или мини-ЭВМ, функционирующая в составе АСУ ТП, систем автоматизированной диагностики высоковольтного оборудования и т.п. МКСИ, выполненный на базе однокристалльной микро-ЭВМ К1816ВЕ31, может быть использован также и в других УРЗА.

7.4. Для защиты с действием на отключение более надежное решение позволяют получить не централизованные, а индивидуальные (автономные) направленные устройства, обладающие непрерывностью действия при устойчивых замыка)жях и высокой устойчивостью функционирования при прерывистых, в т.ч. перемежающихся дуговых 033. Исследования показали, что выполнение направленного устройства зашиты с указанными свойствами возможно на основе комбинации двух способов, один из которых для определения поврежденного присоединения предусматривает сравнение знаков высших гармонических йиоМЪ и I о переходного процесса, а второй сравнение знаков тех же величин установившегося режима 033. Разработка направленного устройства защиты от 033, обладающего способностью устойчиво функционировать как в переходном, так и установившемся режиме 033 связана с решением ряда сложных задач, в частности, с обеспечением высокой чувствительности по. первичному току высших гармоник при большом динамическом диапазоне, отстройкой от влияния высоих гармоник, генерируемых ФТКЛ за счет нелинейности их характеристик намагничивания, отстройкой от влияния электромагнитных наводок зо вторичных цепях к др. Предложен комбинированный направленный измерительный орган защиты от' ОЕЗ, удовлетворяющий указанным требованиям. Действие разработанного измерительного органа основано на контроле знака величины

Ро = | '51№{ви.о/Ы) &Шо) сП (19)

11

выбранного спектра частот (20. ..5000 Гц) в интервале времени (1; , ), близком к максимому измеряемого токэ 1о, когда влияние угловых погрешностей ФТНП минимально. На основе указанного измерительного органа выполнено индивидуальное направленное устройство защиты от 033 для компенсированных кабельных сетей 6-10 кВ (рис. 7) и разрабатываются варианты ЦНУСЗ и ЦССЗ, обладающие способностью функционировать не только в переходном, но и в устано-установившемся режиме 033.

7.5. Разработанные направленные централизованные и автономное устройства позволяют комплексно решать проблему селективной сигнализации и защиты от 033 в компенсированных сетях. Опыт внедрения и эксплуатации разработанных устройств подтвердил эффективность предложенных способов построения и разработанных технических средств сигнализации и защоты от 033.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы состоят в следующем.

1. С учетом особенностей защиты от 033 уточнена и детализирована структура ее функций и свойств, способов их измерения и оценки. Предложены комплексные критерии для оценки свойств селективности, устойчивости и технического совершенства защиты от 033.

2. Разработаны вероятностные математические модели для оценки влияния фиксации кратковременных самоустраняющихся 033 и использования информации о них в диагностических целях на показатели надежности электроснабжения и методика технико-экономической оценки эффективности режима нейтрали и защиты от 033.

3. На основе экспериментальных исследований переходных процессов при 033 обоснованы необходимость и способы учета при разработке устройств защиты от данного вида повреждений влияния процессов, связанных с разрядом поврежденной фазы, на значения переходных токов, соотношения юс амплитуд и начальные фазовые соотношения переходного тока ¿о и напряжения ио и их компонент. Сформулированы требования к схемам замещения электрических сетей 3-35 кВ, применяемым для приближенных количественных оцзнок основных параметров переходных токов и напряжений при 033.

4. Получены аналитические решения уравнений электромагнитных переходных процессов при 033 и включении линий в электрических сетях, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов. На основе анализа полученных решений установлены причины возможных нарушений начальных фазовых соотношений токов и напряжения переходного процесса: Предложен способ выполнения направленной импульсной защиты от 033, некритичной к указанным нарушениям начальных фазовых соотношений электрических величин переходного процесса.

5. Разработан численно-аналитический метод получения аналитических решений уравнений электромагнитных переходных процессов при 033 в сложных сетях 3-35 кВ.

6. Показано, что дяя решения задач многовариантного анализа, возникающих при разработке сложных УРЗ , в частности, устройств защиты от 033, и связанных с исследованием электромагнитных переходных процессов, целесообразно применять специализированные объектно-ориентированные системы автоматизированного моделирования, использующие принцип блочного построения моделей исследуемых объектов. Разработаны основные требования и структура автоматизированной системы моделироватшя элетромагнитных переходных процессов в электрических системах для целей релейной зашиты.

7. Разработаны метод и алгоритмы формирования кепрерывно--дискретных дифференциальных уравнений состояния для "рехфазных электрических систем по уравнениям составляющих блоков и базисный набор непрерывно-дискретных моделей типовых блоков и простейших трехфазных компонентов электрических систем, обеспечивающие возможность автоматизации моделирования динамических режимов функционирования сложных электроэнергетических объектов.

8. Разработаны основные принципы и алгоритмы применения методов дискретного моделирования для анализа электромагнитных пе-переходных процессов в электрических системах и схемные дискретные модели для базисного набора типовых блоков и компонентов трехфазных электрических сетей.

9. Разработано математическое, программное, лингвистическое обеспечение двух версий имитационной систеш, основанных соответственно на использовании метода непрерывно-дискретного и метода дискретного моделкрдзааия переходных процессов в электрических системах. Комплексные испытайия на модельных задачах и применение системы моделирования при разработке устройств защиты от 033 подтвердили эффективность и надежность разработанных версий.

10. Получен критерий применимости централизованных .устройств | защиты от 033, основанных на сравнении амплитуд переходных токов

в присоединениях защищаемого объекта. Показано, что достаточно широкая область применения устройств подобного типа может быть получена только при использовании регулируемых входных преобразователей и оптимальном выборе параметров их настройки. Разработана методика оптимального выбора параметров настройки входных преобразователей.

11. Разработаны принципы выполнения измерительных органов централизованных устройств сигнализации 033, основанных на сравнении амплитуд переходных токов в присоединениях защищаемого объекта, обладающих высокой устойчивостью функционирования в условиях несинфазности и несинхронности сравниваемых сигналов.

12. Разработано и внедрено на предприятиях ряда энергосистем и целлюлозно-бумажной промышленности ЦУСЗ "Феррит", основанное на сравнении амплитуд переходных токов в присоединениях. Результаты эксплуатации устройств типа "Феррит" подтвердили в целом зффек-эффективность защиты от 033 по данному способу.

13. Показано, что наиболее универсальное решение проблемы селективной сигнализации и защиты от 033 в компенсированных сетях дает применение направленных устройств. Разработаны принципы построения централизованных и автономных направленных устройств сигнализации и защиты от 033, основанных на использовании переходных процессов.

14. Разработан комплекс направленных устройств сигнализации и зашиты от 033, включающий ЦНУСЗ типа "Темп-1", "Темп-2", "Импульс", централизованную систему сигнализации и регистрации 033 на базе ЭВМ и автономное УЗЗН, основанное на использовании высших гармонических составляющих переходного процесса и установившегося режима 033. Разработанные устройства внедрены в ряде энергосистем и в системах электроснабжения предприятий целлюлозно-бумажной и нефтеперерабатывающей промышленности. Огшт эксплуатации указанных устройств подтвердил высокую эффективность разработанных принци-ципов и исполнений направленной защиты от 033, основанной на использовании переходных процессов.

15. Основные научные результаты работы, ее практические решения позволяют комплексно решать проблему селективной сигнализации и защита от 033 в компенсированных электрических сетях среднего напряжения, повысить эффективность их работы и надежность электроснабжения потребителей.

Основные публикации по теме диссертации

1. Шукн В.А., Лебедев О.В. О защите от замыканий на земло в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ с использованием принципа сравнения амплитуд переходных токов в присоединениях // Электричество. - 1973, N 12. - с. 12 - 17.

2. ШуинВ.А., Лебедев О.В. Параметры настройки устройств сигнализации замыканий на землю, • сравнивающих токи в присоединениях // Электричество. - 1Э80, N 2. - с. 21 - 25.

3. Шуин В.А. Влияние разряда емкости поврежденной фазы на переходный процесс при замыканиях на землю в кабельных сетях 3-10 кВ // Электричество. - 1993, N 12. - с. 4 - 9.

4. Шуин В.А. Начальные фазовые соотношения электрических величин переходного процесса при замыканиях на землю в кабельных сетях 6-10 кВ // Электричество. - 1991, N 10. - с. 58-61.

5. Шуин В.А. Die selektive Erdschlusserfassung unter Verwendung der zentralisierten Relais nach dem Prinzip des Vergleichs der Scheitelwerte der transieenten Nullstrome // Wissen-schafthlche Zeitschrift der Technischen Universität Dresden, 29.

- 1980, H. 5. - S. 1047 - 1051.

6. Централизованное устройство селективной защиты типа "Феррит" / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, В.П. Долгополов и др. - М.: Изд--во ВНИШШлеспром. - 1975. - 28 с. '

7. Шуин В.А. Transieente Vorgange bei Erdschlüssen In Kadel-netzen geringer Ausdehnung und deren Berücksichtigung bei Demin-sionierung der Erdschlussrelais / Technische Universität Dresden, Sektion Elektrotechnik, W3 Elektroenergietechnik, Bericht 473/79.

- 1ЭТ9. - 20 S.

8. Шуин B.A., Гусенков A.B. Применение микро-ЭВМ для сигнализации замыканий на землю в кабельных сетях 6-10 кВ // Энергетик. - 1991, N 8. - С. 22 - 23.

9. Шуин В.А., Гусенков A.B., Дроздов А.И. Централизованное направленное устройство сигнализации однофазных замыканий на землю с использованием переходных процессов // Электрические станции. - 1993, N 9. - с. 53 - 57.

10. Устройства сигнализации и защиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ / В.А. Шуин, A.B. Гусенков, А.Ю. Мурзин, Н.И. Курицын // Энергетическое строительство. - 1993, N 10. - с. 35 - 39.

11. Шуин В.А., Мурзин А.Ю., Фролова О.В. Алгоритм формировз-

пия уравнений состояния для трехфазных электрических цепей по /равнениям блоков / Тез. докл. XIII сессии Всесоюзн. семинара "Кибернетика электрических систем" по тематике "Диагностика электрооборудования" // Известия вузов. Электромеханика. - 1990, H И. - с. 83.

12. Шуин В.А., Мурзин А.Ю. Дискретное моделирование электромагнитных переходных процессов в электрических системах / Тез. докл. XIV сессии Всеросс. семинара "Кибернетика электрических систем" по тематике "Диагностика электрооборудования" // Известия вузов. Электромеханика. - 1992, N 6. - с. 68.

13. Шуин В.А., Фролова О.В., Дурдин М.Ю. Пакет прикладных программ для автоматизированного моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах / Там же. - с. 68 -

- 69.

14. Шуин В.А. Некоторые вопросы выполнения защиты от-замыканий на землю в радиальных кабельных сетях 6-10 кВ / Повышение надежности электрооборудования энергосистем. Темат. сб., вып. 1.

- Иваново: Ивановен, энерг. ин-т. - 1973. - с. 138 - 148.

15. Шуин В.А., Лебедев О.В. Сигнализация однофазных замыканий на землю на распределительных пунктах кабельных сетей 6-10 кВ с использованием принципа сравнения амплитуд переходных токов / Там же. - с. 149 - 160.

16. Шуин В.А. Амплитудный дискриминатор на магнитно-диодных дискретных элементах / Электрические машины и аппараты. Сб. труд. Чувашек, гос. ун-та, вып. 4. - Чебоксары. - 1975. - с. в - 14.

17. Шуин В.А., Лебедев О.В. Условия применимости защиты от замыканий на землю на принципе сравнения амплитуд переходных токов / Повышение надежности энергосистем. Темат. сб., вып. 2. -

- Иваново: Ивановен, энерг. ин-т. - 1975. - с. 130 - 134.

18. Шуин В.А., Лебедев О.В., Чухин А.М. Получение общего селективного сигнала от централизованного устройства сигнализации замыканий на землю типа "Феррит" на объектах, электрически связанных с объектами неконтролируемой сети / Там же. - с. 134 -

- 137.

19. Шуин В.А., Лебедев О.В., Алексинский С.О. О принципе выбора параметров согласующих элементов защиты от замыканий на землю, выполненной с использованием относительного замера токов / Повышение надежности энергосистем. Межвуз. сб. - Иваново: Ивановен. знерг. ин-т. - 1978. - с. 91 - 94.

20. Шуин В.А., Лебедев О.В. Выполнение централизованной се-

лективной сигнализации замыканий на землю на объектах 3-10 кВ, связанных токопроводами или линиями электропередачи / Повышение надежности энергосистем. Межвуз. сб. - Иваново: Ивановен, энерг. ин-т. - 1979. - С. 97 - 100.

2t. Шуин В.А., Лебедев О.В., Алексинский С.О. Об особенностях применения устройств сигнализации замыканий на землю на принципе сравнения амплитуд переходных токов в сетях, содержащих кабельные линии с малой емкостью / Повышение эффективности функционирования электрических систем. Межвуз. сб. - Иваново: Ивановен, энерг. ин-т. - 1983. - с. 96 - 98.

22. Шуин В-.А., Лебедев О.В., Чухин A.M. Централизованное импульсное направленное устройство сигнализации замыканий на землю / Релейная защита и. автоматика электрических систем. Межвуз. сб.

- Рига: Рижск. политехи, ин-т. - 1985. - с. 76 - 78.

23. Централизованная система сигнализации и регистрации кратковременных и устойчивых замыканий на землю на базе микро-ЭВМ "Электроника-60" / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин, A.B. Гу-сенков. - Рига: Рижск. политехи, ин-т. - 1987. - с. 50 - 59.

24. Шуин В.А., Лебедев О.В., Чухин A.M. Использование электрических величин переходного процесса для селективной сигнализации кратковременных и устойчивых пробоев изоляции на землю в высоковольтных элементах собственных нужд блоков генератор-трансформатор / Матер. 11-ой Всесоюзн. научно-техн. конф. "Системы управления и контроля высоковольтных электрических аппаратов". -

- Москва: Изд-во Информэлектро. - 1984. - с. 51 - 54.

25. Шуин В.А., Мурзин А.Ю., Фролова О.В. Имитационное моделирование системы "Электроэнергетический объект - микропроцессорное устройство релейной защиты" / Микропроцессорные системы управления электроэнергетическими объектами // 1-ая Всесоюзн. науч' но-техн. конф. "Проблемы комплексной автоматизации электроэнергетических систем на основе микропроцессорной техники". Матер, конф., Киев, сентябрь 1990 г. - Киев: ИЭД АН УССР. - 1990. -

- с. 156 - 161.

26.' Шуин В. А., Гусенков A.B. Комплексная централизованная система сигнализации замыканий на землю на базе микро-ЭВМ / Диагностика электроэнергетического оборудования с использованием микропроцессорных средств // 1-ая Всесоюзн. научно-техн. конф. "Проблемы комплексной автоматизации электроэнергетических систем на основе микропроцессорной техники". Матер, конф., Киев, сентябрь 1990. - Киев: ИЭД АН УССР. - 1990. - с. 16Ü - 172.

27. fflyvni В.A., Лебедев O.B. Некоторые особенности переходных процессов при замыканиях на землю в кабельных сетях, содержащих линии малой протяженности, и учет их при выполнении устройств селективной сигнализации замыканий на землю / Новые устройства релейной защиты и автоматики энергосистем - Рига: изд-во ЛатНИИНТИ.

- 1980. - с. 60-62.

[ 28. Шуин В.А., Лебедев О.В., Чухин A.M. Принципы выполнения ' измерительной и логической частей централизованной системы сигнализации и рэгистрации кратковременных и устойчивых замыканий на землю с использованием микро-ЭВМ / Программируемые устройства релейной зашиты и автоматики энергосистем. - Рига: Рижск. политехи, ин-т. - 1986. - с. 48-50.

29. A.c. 370691, СССР, МКЙ Н02Н 3/16. Устройство для селективной сигнализации замыканий на землю / В.А. Шуин, О.В. Лебедев.

- Опубл. 15.02.73. - Бюл. N 11.

30. A.c. 748632, СССР, МКЙ Н02Н 3/16. Устройство для селективной сигнализации замыкания на (землю в компенсированных и некомпенсированных сетях / В.А. Шуин, О.В. Лебедев. - Опубл. 15.07.80. - Бюл. N 26.

31. A.c. 1019636, СССР. МКИ Н02Н 3/16. Устройство для направленной защиты от замыкания на землю в компенсированной сети переменного тока / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин. - Опубл. 23.05.83. - Бюл. N 19.

32. A.c. 1078526, СССР, МКИ Н02Н 3/16. Способ направленной импульсной защиты от однофазного замыкания на землю в сетях с компенсированной и изолированной нейтралью / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин. - опубл. 07.03.84. - Бюл. N 9.

33. A.c. 1275632, СССР, МКИ Н02Н 3/16. Централизованное устройство для направленной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной или компенсированной нейтралью / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин. - Опубл. 07.12.86. - Бюл. N 45.

34. A.c. 1277283, СССР, МКИ Н02Н 3/16. Устройство для централизованной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной или ■ компенсированной нейтралью / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин. - Опубл. 15.12.06. - Бюл. N 46.

35. A.c. 1128324, СССР, МКИ Н02Н 3/16. Способ определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю в сетях с малым током замыкания / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин. - Опубл. 07.12.84. - Бюл. N 45.

36. Шуин В.А., Лебедев О.В., Чухин A.M. Выбор принципов вы-

поженил направленной защита от замыканий на землю, основанно! на использовании электрических величин переходного процесса /, Тез. докл. Всесоюзн. научно-техк. конф. "Бенардосовские чтения" -Иваново: Ивановск. энерг. ин-т. - 1983. - с. 62-63.

37. Иуин В.А., Лебедев О.В., Чухин A.M. Использование микро-ЭВМ для селективной сигнализации и регистрации кратковременные пробоев изоляции в высоковольтном оборудовании собственных нувд блоков генератор - трансформатор / Состояние и перспективы развития электротехнологии // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. "II Бенардосовские чтения" - Иваново: Ивановск. энерг. ин-т. -1985. - С. 52.

38. Шуин В.А., Гусенков А.В., Зимин В.В, Программное обеспечение централизованной системы сигнализации замыканий на землю нг базе микро-эам "Электроника-бО" / Современное состояние, проблемь и перспективы энергетики и технологии в энергостроенш // Тез. докл. Всесоюзн. научно- техн. конф. "Ill Бенардосовские чтения".

- Иваново: Ивановск. энерг. ин-т. - 1987. - с. 112.

39. Комплекс средств душ централизованной сигнализации замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, A.M. Чухин, А.В. Гусенков // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф., посвящ. 25-летию ВНИЙР. - Чебоксары: В1МИР -

- 1986. - с. 17 - 18.

40. Шуин В.А., Мурзин А.Ю. Принципы построения моделей элементов электроэнергетических систем для автоматизированного расчета электромагнитных переходных процессов в целях релейной защиты / Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении // Тез. докл. Всесоюзн. научно- техн. конф. "IV Бенардосовские чтения". - Иваново: Ивановск. энерг. ин-т. - 1989,т. 1. - с. 70-71.

41. Шуин В.А., Фролова О.В., Барабошкина Т.В. Математическое моделирование переходных • процессов при замыканиях на землю в сетях 6-35 кВ / Там же, т. 2. - с. 81.

42. Принципы выполнения направленных устройств сигнализации замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ с использованием высших гармоник / В.А. Шуин, О.В. Лебедев, А.Е. Соколов, A.M. Чухин // Там же, т.2. - с. 82.

43. Шуин В.А., Мурзин А.Ю., Барабошкина Т.В. Имитационное моделирование динамических процессов в электроэнергетических объектах и устройствах релейной защита и автоматики / Техническая диагностика устройств релейной защиты и автоматики электрических

систем // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. - Мариуполь: Мариупольск. металл, ин-т. - 1990. - с. 26 - 2?.

44. Шуин В.А., Гусенков A.B., Соколов А.Е. Централизованная система сигнализации замыкания на землю на базе микро-ЭВМ с встроенными средствами диагностирования / Там же. — с. 69 - 70.

45. Шуин В.А., Гусенков A.B., Соколов А.Е. Принципы и устройства защиты и сигнализации замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях / Современная релейная защита электроэнергетических объектов // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. -- Чебоксары: Чувашек, гос. ун-т.-1991. с. 70 - 72.

46. Шуин В.А., Мурзин А.Ю., Фролова О,В. Выбор средств автоматизации моделирования устройств релейной защиты / Там же. -с. 106 - 107.

47. Шуин В.А., Мурзин А.Ю., Соколов А.Е. Чувствительная направленная зашита от замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ / Состояние и перспективы развития электротехнологии // Тез. докл. Междунар. научно-техн. конф. "V Бенардо-совские чтения" - Иваново: Ивановен, энерг. ин-т.- 1991. - с. 88.

48. Шуин В.А., Мурзин А.Ю., Фролова О.В. Моделирование электромагнитных переходных процессов в трехфазных цепях с коммутационными элементами / Там же. - с. 51.

Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежат: критерии применимости, постановка задачи и принципы оптимизации параметров настройки входных преобразователей тока защит по способу сравнения амплитуд переходных токов, способы обеспечения их селективности и повышения устойчивости функционирования в сетях различных типов (2, 6, 17, 18, 19-21]; результаты теоретических й экспериментальных исследований переходных процессов при 033, процессов передачи переходных токов и напряжений первичными преобразователями тока и напряжения и контрольными кабелями, принципы построения, разработка структуры ЦНУСЗ, ЦССЗ, УЗЯ! (8, 9, 10, 22, 23, 24, 26, 27, 36 - 39, 42, 44, 45, 471; анализ проблемы, разработка теоретических основ, математических моделей и алгоритмов непрерывно-дискретного моделирования, математических моделей й алгоритмов дискретного моделирования электромагнитных переходных процессов в электрических системах, разработка требований и структуры системы моделирования [11 - 13, 25, 40, 41, 43, 46, 481. В [1, 29 - 35] авторские права распределены поровну.

50 мае

50 лглг

а) й = 0 б) К = Б Ом

п п

Рис. 1. Характерные осциллограммы переходных токов 4о(£;, полученные на анализаторе Дрезденского ТУ.

я б с

и*

УЛГ

Рис. 2. Двухчастотная схема замещения электрической сети (а) и рассчитанные по ней зависимости переходного тока 1о(Ч и напряжения ио(1) при 033 в кабельной сети с-1Г = 6 кВ (б); '(пунктиром показаны кривые l0(.t) и ио(Ь), полученные на анализаторе ).

ил

. ди.т

Рис. 3. Начальные фазовые соотношения переходных токов и напряжений и их разрядной и зарядной компонент при 033 в сети с изолированной нейтралью при и (О) * 0.

V8ia»3> fî»!»>

-1.00 -a

-Э.ОО

V3l0*T> f:t&!j>

-é.oo -r.oo ж ■

1.00 0.00 -1.00 -a.oo -i.co

V-!-1-!-H-

.........T—yr ___________I----------

Y :

-1 - àr.ob- -■■ж.»' - ~ "S.во1 - - -зп.Кгэв.мг

ГЛ0.«

j

1 1 11 ! ' i !

97 1 i -------1--------- -гетпо - i ............!— ■ST. ¡Я- t и an.tao —-CT.hrr - ----ИЛИ"».«?

a)

• лД, .. i...........U........i.............!............!............. г-----1 ...... 1

?ТТГ ЛП î ! ! i J Л t Г! и 1 . 1 1 ............1----------T" i"

I_________V/J.......\U.......jv/ ^ 1 P i..... i П Ut as.tsr ».ta- ïs.tn aa.to â*.bo и. . Jv J 'г* t 1 i 1 Л ».'40 21. ta U.l»

îïîo-

fltéW

6)

Рис. 4. Расчет переходного ■ процесса при 033 с использованием системы моделирования МЭП.РЗ: а - графическое представление результатов вычислительного эксперимента; б - частотный анализ переходного тока Ь ЛЬ).

Хама/? с£язи

ял? ШДС других объекта £ кон/Т7Ао/71/риемоа сети

^Измерительны а преобразователь аналогами* 1 I сигналоё {м/7/? с)

МКС И

3

Г~~Т

I

/ 2 « * 0 Г6 ЫОо аП ПО тес/ро&ге хм/пра/тр

- ____1 » 1 - ♦ 1

V -!-1 V"- ------

зг0 зи0

Рис. 6. Упрощенная структурная схема ЦССЗ.

Рис. 7. Функционально-структурная схема УЗЗН.