Сборник международной научно-практической
Ержигитов Е.С., Чарибаева С.К., Ескожа А.С
жүктеу/скачать 11,88 Mb. Pdf көрінісі
|
Сборник зимней школыы 2019
- Бұл бет үшін навигация:
- Ключевые слова
| Ержигитов Е.С., Чарибаева С.К., Ескожа А.С.
Казахский Национальный Аграрный Университет (Алматы) МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СЕЛЕКТИВНОСТЬЮ Аннотация В статье предложены математические модели устройств релейной защиты с относительной селективностью, которые удовлетворяют конкретным требованиям обеспечивая сохранение элементами этой системы электроснабжения динамической устойчивости. Ключевые слова: релейная защита, переходный процесс, электроснабжение, симметричное и несимметричное короткое замыкание, математические модели и моделирование. Введение Система электроснабжения современного крупного предприятия представляет собой сложный комплекс электроэнергетических устройств, включающий местные электростанции, питающие и распределительные сети напряжением (110-220) кВ, десятки понизительных подстанций. В отличие от сетей районных энергосистем, на ограниченных территориях промышленных предприятий сосредоточены потребители большой мощности. Сети (110-220) кВ, работающие по сложнозамкнутым схемам, имеют сравнительно небольшую длину линий, а распределение передаваемых мощностей в них может меняться в широких пределах в нормальных и ремонтных режимах с целью снижения потерь электроэнергии, регулирования напряжения, ограничения токов короткого замыкания. Для предотвращения аварийных режимов в таких сетях широкое применение находят защиты с относительной селективностью: дифференциально-фазные, дистанционные ступенчатые, токовые направленные и ненаправленные ступенчатые от междуфазных и однофазных коротких замыканий. В последнее время проводятся работы по модернизации устройств релейной защиты и автоматики (РЗ и А), замене электромеханических и аналоговых устройств на микропроцессорные терминалы. Высокое быстродействие и большое количество ступеней дают возможность осуществить более точную настройку параметров срабатывания, обеспечить селективность и повысить степень резервирования, улучшить чувствительность РЗ и А при изменении схем распределительных сетей и режима системы электроснабжения. Надежность работы защитных и автоматических устройств в значительной мере определяет надежность работы всей системы электроснабжения. Селективное отключение коротких замыканий органами защиты способствует локализации развития аварии, что позволяет снизить материальный ущерб от перерывов электроснабжения. Актуальной задачей в области управления и защиты электроустановок является разработка математических моделей устройств релейной защиты и автоматики, согласование разработанных моделей с принципами расчета установившихся и переходных режимов систем электроснабжения, оценка селективности, быстродействия и чувствительности работы релейной защиты и автоматики при различных аварийных режимах. Следует отметить, что районные диспетчерские управления определяют уставки срабатывания релейной защиты, исходя из обеспечения устойчивой работы районной энергосистемы, при этом допускается отключение части нагрузки. В связи с этим необходимо корректировать в условиях промышленного предприятия выданные уставки с 238 целью обеспечения надежности электроснабжения потребителей. Анализ литературных источников, позволяет сделать вывод о том, что в них практически не рассматриваются вопросы расчета и анализа электромеханических и электромагнитных переходных процессов с одновременным контролем параметров срабатывания устройств релейной защиты с целью оценки эффективности их действия в сложных системах электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями, а также вопросы математического моделирования защит в расчетах переходных аварийных режимов. Системы релейной защиты и автоматики (РЗ и А) являются одной из важнейших составляющих частей энергетических систем, без которой невозможна надежная работа электроэнергетики. Существенное усложнение схем электрических сетей и разнообразие режимов их работы, значительное количество старого и изношенного оборудования, находящегося в эксплуатации, требует повышения быстродействия и чувствительности технических средств, обеспечивающих защиту электрооборудования в аварийных режимах. Современные процессы технического перевооружения обуславливают повышение роли РЗ и А в обеспечении управляемости и надежности работы, как энергосистем, так и отдельных энергетических объектов. Поэтому, в настоящее время, происходят процессы пересмотра технологий и методологий построения системы РЗ и А, что во многом объясняется широким внедрением микропроцессорной техники, расширяющей возможности ее совершенствования, и использования новых алгоритмов функционирования. Для недопущения технологических (технических) аварий или их развития, необходимо обеспечить надежную бесперебойную работу электрических установок с помощью релейной защиты, назначение которой является автоматическое отключение поврежденного участка. Выполнение поставленной задачи требует необходимости оценивания эффективности работы релейной защиты с помощью современных программных средств, позволяющих моделировать развитие аварийного режима с учетом релейной защиты. Теоретические основы функционирования устройств защиты и автоматики, которые представляют широкое поле для самодиагностирования, функционального и тестового контроля, изложены в работах Е.П. Фигурнова [1], Ю.И. Жаркова, В.Е. Полякова, С.Ф. Жукова и др. В работе Г.В. Меркурьева и Ю.М. Шаргина [2] представлена модель релейной защиты и автоматики в программе расчета электромеханических переходных процессов, которая должна обеспечивать конструирование устройств РЗ и А с произвольными наборами измеряемых режимных параметров и контролируемых состояний объектов энергосистемы и моделирование алгоритмов работы аналоговых и цифровых устройств РЗ и А. Таким образом, большая часть работ посвящена вопросам конструирования устройств РЗ или исследованию их функционирования. Практически отсутствуют математические модели устройств РЗ, предназначенные для расчетов переходных аварийных режимов в системах электроснабжения промышленных предприятий с одновременным контролем условий срабатывания. Это не позволяет оценить в полной мере эффективность релейной защиты. Приведенный краткий обзор и анализ современного состояния проблем по вопросам моделирования и прогнозирования аварийных режимов систем электроснабжения с учетом действия релейной защиты позволяет сделать следующие выводы: 1. В настоящее время практически отсутствуют алгоритмы расчета переходных режимов систем электроснабжения с собственными электростанциями в комплексе с учетом действия устройств релейной защиты, в том числе при выходе на раздельную работу. 239 3. Требуют существенного развития вопросы разработки математических моделей устройств РЗ, предназначенные для совместного использования с методами численного интегрирования. 3. Существующие методы, подходы и алгоритмы расчета переходных режимов не позволяют одновременно с расчетом электромеханического процесса анализировать характер изменения свободных составляющих параметров симметричных и несимметричных режимов. Критический литературный обзор и анализ проблем в области прогнозирования аварийных режимов показал, что недостаточно разработан математический аппарат, предназначенный для прогнозирования переходных режимов при коротких замыканиях различных видов с учетом действия релейной защиты в условиях краткосрочного планирования. Таким образом, необходимо разработать математические модели устройств релейной защиты на различной элементной базе, позволяющие комплексно оценивать эффективность действия релейной защиты в аварийных режимах, что позволит повысить надежность электроснабжения потребителей. жүктеу/скачать 11,88 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|