Определение вида повреждения на линиях распределительных сетей в объеме функций микропроцессорных токовых защит

The main disadvantage of the existing microprocessor current protections of distribution networks lines of 6–35 kV is a comparatively short instantaneous trip zone of the first step and insufficient sensitivity of the third step in many cases of asymmetrical short-circuits. The noted disadvantages can be eliminated by changing the current settings of steps in concordance with detected two-phase fault modes. Asymmetrical fault mode detection can be carried out through checking of a relative asymmetry of currents in the line phases. The paper presents a comparative estimation of techniques for asymmetrical fault determination on distribution networks lines and contains an analysis of the results pertaining to the investigations on application of aforementioned techniques in the line microprocessor current protection algorithms. The investigations have been carried out while using a computing experiment method. The computing experiment has confirmed efficiency and high sensitivity of the proposed method, which makes it possible to clearly establish solid two-phase fault on both the controlled and contiguous lines. Using the computing experiment method the transient resistance influence in the fault location on the fault type determination accuracy has been also investigated.Основным недостатком существующих микропроцессорных токовых защит линий распределительных сетей 6–35 кВ являются сравнительно короткая зона мгновенного отключения первой ступени и недостаточная чувствительность третьей ступени во многих случаях несимметричных коротких замыканий. Отмеченные недостатки могут быть устранены путем выявления режимов двухфазных КЗ и изменением при этом соответствующим образом токов срабатывания ступеней защиты. Выявление режимов несимметричных КЗ может быть осуществлено путем контроля относительной несимметрии токов фаз линии. В статье представлена сравнительная оценка методов определения несимметричных повреждений на линиях распределительных сетей и проанализированы результаты исследований на предмет их использования в алгоритмах микропроцессорных токовых защит линий. Исследования проводились методом вычислительного эксперимента, в результате которого подтверждены эффективность и высокая чувствительность предложенного метода, который позволяет четко выявлять режимы двухфазных металлических КЗ как на контролируемой, так и на смежной линии. Методом вычислительного эксперимента также исследовано влияние переходных сопротивлений в месте повреждения на достоверность определения вида КЗ

АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ В АДАПТИВНОЙ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЕ ЛИНИИ

The paper considers and analyzes various methods for determination existing values of input phase currents in an adaptive microprocessor current protection of transmission lines. While using a method of a calculative experiment dependences for changing relative existing values of currents determined by various approaches. Every method has been studied from the point of its positive protection operation and stability in determination of short circuit mode, in other words from the point of  realization of an adaptivity principle. Рассмотрены и проанализированы различные методы определения действующих значений входных токов фаз в адаптивной микропроцессорной токовой защите линий. Методом вычислительного эксперимента были получены зависимости изменения относительных действующих значений токов, определяемых различными подходами. Дана оценка каждого метода с позиции четкости работы защиты и стабильности определения режима КЗ, т. е. реализации принципа адаптивности.

ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ 6–35 кВ

Main indices pertaining to technical updating of adaptive micro-processor current protection of 6-35 kV have been obtained. The calculative experiment has made it possible to determine signal dependences in various protection circuits with double-phase and triple-phase short circuits at the beginning of the protected line. Evaluation of time operation of all stages and protection sensitivity has been carried out. Получены основные показатели технического совершенства адаптивной микропроцессорной токовой защиты линий 6–35 кВ. В результате вычислительного эксперимента были получены зависимости сигналов в различных цепях защиты при двух- и трехфазных коротких замыканиях в начале защищаемой линии, произведена оценка времени срабатывания всех ступеней и чувствительности защиты

Определение места короткого замыкания на линиях распределительных сетей в объеме функций микропроцессорных токовых защит

The paper considers a method for improvement of micro-processor current protection lines that permits to expand a zone of instantaneous short-circuit cut-off  and decrease a number of discriminating elements. In order to reach this purpose the paper proposes additionally to determine a distance up to the short circuit location within functions of the lines concerned. A distance principle for determination of a distance up to the damage place can be laid down in the basis for сalculation of short-circuit location while using an algorithm of orthogonal components or a 3-counting algorithm. The first mentioned algorithm is characterized by higher accuracy but it is sensitive to frequency changes. The 3-counting algorithm is practically insensitive to frequency changes but it is less accurate. Altogether each of the considered algorithms is operational and ensures obtaining of the required information for efficient realization of functions for detection of damage location.The given propositions can be used while developing algorithms for operation of micro-processor current directed protections of distribution mains lines.рассматривается способ совершенствования микропроцессорных токовых защит линий, позволяющий расширить зону мгновенного отключения короткого замыкания и уменьшить число измерительных органов. С этой целью в объеме их функций предлагается дополнительно определять расстояние до места короткого замыкания. В основу вычисления места короткого замыкания может быть положен дистанционный принцип определения расстояния до места повреждения с использованием алгоритма ортогональных составляющих или алгоритма трех отсчетов. Первый из указанных алгоритмов отличается более высокой точностью, однако чувствителен к изменениям частоты. Практически нечувствительным к изменениям частоты, но менее точным является алгоритм трех отсчетов. Вместе с тем каждый из рассмотренных алгоритмов является работоспособным и обеспечивает получение необходимой информации для эффективной реализации функций определения места повреждения.Данные положения могут быть использованы при разработке алгоритмов функционирования микропроцессорных токовых направленных защит линий распределительных сетей

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЛИНИЯХ РАДИАЛЬНЫХ СЕТЕЙ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

 In order to increase technical perfection of line protection it looks advantageous to use reliable data on short circuit occurrence. Realization of the function on detection of faults in microprocessor-based  over-current  protection of one-side  supply  lines  makes it possible  significantly to expand the zone of immediate switching-off of short circuit. The paper considers distance principle which is applied for measuring components of complex resistance of the damaged loop while using an algorithm of orthogonal components. Expressions for determination of distance up to the damage location have been proposed with due account of short circuit type. An optimum algorithm characterized by high accuracy and good dynamic properties has been selected on the basis of investigations executed with the help of numerical experimental method  when the line is operating in the mode of maximum load and idle running for various types of damages and  with the presence of a transient resistance. Для повышения технического совершенства защит линий может быть выгодно использовано наличие достоверной информации о месте возникновения короткого замыкания. Реализация функции определения места повреждения в микропроцессорных токовых защитах линий с односторонним питанием позволит существенно расширить зону мгновенного отключения короткого замыкания. Рассмотрен дистанционный принцип измерения составляющих комплексного сопротивления поврежденной петли с использованием алгоритма ортогональных составляющих. Предложены выражения для определения расстояния до места повреждения с учетом вида короткого замыкания. На основе исследований, проведенных методом вычислительного эксперимента при работе линии в режимах максимальной нагрузки и холостого хода для различных видов повреждений и при наличии переходного сопротивления, выбран оптимальный алгоритм, обладающий наибольшей точностью и хорошими динамическими свойствами

О выполнении максимальной токовой защиты в распределительных сетях

The paper contains a brief analysis of protection devices applied for various elements of distributive networks with a single-way supply. Advantages and disadvantages of maximum current protection with current-temporary characteristics which are independent and inversely dependent on current and some new possible methods for improvement of current protection sensitivity of distributive networks are considered in the paper.Выполнен краткий анализ устройств защиты, применяемой для различных элементов распределительных сетей с односторонним питанием. Рассмотрены достоинства и недостатки МТЗ с независимыми и обратнозависимыми от тока токовременными характеристиками и некоторые новые возможные пути повышения чувствительности токовых защит распределительных сетей

Влияние насыщения трансформаторов тока на работу токовых защит

An analysis of the influence of instrument current transformer errors on operation of current protection of power supply diagram elements has been carried out in the paper. The paper shows the influence of an aperiodic component of transient current and secondary load on current  transformer errors.Peculiar operational features of measuring elements of electromechanical and microprocessor current protection with their joint operation with electromagnetic current transformers have been analyzed in the paper.Произведен анализ влияния погрешностей измерительных трансформаторов тока на работу токовых защит элементов схемы электроснабжения. Показано влияние апериодической составляющей тока переходного режима и вторичной нагрузки на погрешности трансформаторов тока.Произведен анализ особенностей работы измерительных органов электромеханических и микропроцессорных токовых защит при совместной работе с электромагнитными трансформаторами тока

О выборе характеристик срабатывания токовых защит линий в распределительных сетях с односторонним питанием

A brief analysis of operational characteristics of current protection with various current-time curves of distributive network lines with unsoldering is given in the paper. The paper considers possible measures directed on better technical modernization and expansion in the field of application of multi-stage microprocessor current protection in distributive networks with one-side power supply.Выполнен краткий анализ характеристик срабатывания токовых защит с различными времятоковыми характеристиками линий распределительной сети с отпайками. Рассмотрены возможные мероприятия по повышению технического совершенства и расширению области использования многоступенчатых микропроцессорных токовых защит в распределительных сетях с односторонним питанием

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВА ТОКОВЫХ И ТОКОВЫХ НАПРАВЛЕННЫХ ЗАЩИТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

The paper considers principles of execution and methods for investigation of adaptive micro-processor protection of distributive systems with one- and two-side supply. Adaptive current protection  for the systems with one-side supply controls a moment  of non-symmetric  damage  initiation and automatically operate current of measuring elements. Systems with two-side supply presuppose combined usage of methods for determination of damage places and conventional method for execution of protection.Рассматриваются принципы выполнения и методы исследования адаптивных микропроцессорных защит распределительных сетей с одно- и двусторонним питанием. Адаптивная токовая защита для сетей с односторонним питанием контролирует момент  наступления  несимметричного повреждения и автоматически ток срабатывания измерительных органов. В сетях с двусторонним питанием предлагается комбинированное использование методов определения мест повреждений и традиционных методов выполнения защиты

Применение компьютерных систем динамического моделирования для оценки поведения защит линий электропередачи

The paper considers problems pertaining to mathematical modeling of a transformer substation with protected electric power lines. It is proposed to use systems of dynamic modeling for investigations applying a method of calculative experiment with the purpose to evaluate behavior of protection and automation at short circuits. The paper contains comparison of results obtained with the help of program-simulated complex on the basis of a complex mathematical model of an object and with the help of dynamic modeling system – MathLab.Рассматриваются вопросы математического моделирования трансформаторной подстанции с защищаемыми линиями электропередачи. Предлагается использовать системы динамического моделирования для проведения исследований методом вычислительного эксперимента с целью оценки поведения защит и автоматики при коротких замыканиях. Проводится сопоставление результатов, полученных с помощью программного комплекса на основе комплексной математической модели объекта и с помощью системы динамического моделирования MathLab