Содержание

Введение. Назначение релейной защиты 3

Глава 1 Классификация релейной защиты и автоматики 4

Глава 2 Класс напряжения 4

Глава 3 Селективность. 5

2.1 Защита с абсолютной селективностью 5

2.2 Защита с относительной селективностью 6

2.3 Защита ЛЭП 110-220 кВ 6

2.4 Защита ЛЭП 500 кВ и выше. 7

Глава 4 Проблемы резервирования 7

3.1 Дальнее резервирование 8

3.2 Ближнее резервирование 8

Глава 5 Быстродействие 9

4.1 Классификация защит по быстродействию 9

4.2 Защиты I, II, III ступеней 9

Глава 6 Чувствительность. Коэффициент чувствительности для различных видов защит 10

Глава 7 Конструктивные особенности 10

Глава 8 Алгоритмическая база 11

7.1 Классические алгоритмы 11

7.2 Адаптивные алгоритмы 14

7.2.1 Алгоритмы существующих адаптивных защит (ОПФ и ВП) 15

7.2.1.1 Определение поврежденных фаз и вида повреждения (фазовый селектор) 15

7.2.1.2 Адаптивный дистанционный принцип в диагностике ЛЭП 19

7.2.2 Целевые функции и критерии 22

7.2.2.1 Классификация целевых функций 22

7.2.2.3. Целевая функция для определения зоны и места повреждения ЛЭП 24

7.2.2.4 Прямые целевые функции 25

7.2.2.5. Косвенные целевые функции 26

7.2.2.6. Граничные условия в месте повреждения 26

7.2.2.7. Целевые функции с учетом граничных условий повреждения 28

7.2.2.8. Дистанционные способы на основе косвенных критериев 30

7.2.3 Устройства РЗ с одной подведённой величиной (простые реле) 34

7.2.4 Устройства РЗ с двумя подведёнными величинами 35

7.2.5 Пусковые органы защит 35

7.3 Интеллектуальные алгоритмы 37

Устройства РЗиА на основе искусственных нейронных сетей 37

Основные черты нейронных сетей 37

Формальный нейрон 38

Многослойный перцептрон 40

Этапы построения искусственных нейронных сетей 40

Методы обучения искусственных нейронных сетей 40

Применение нейронных сетей в задачах РЗиА 41

Нечёткая логика 41

Глава 9 Моделирование 42

Глава 10 Информационные параметры 42

Глава 11 Проблемы моделирования 43

2.1 Информации об объекте 43

2.2 Расчёт модели 43

2.3 Проблемы эквивалентирования 44

2.4 Выбор режима 44

2.4.1 Вид КЗ и момент времени от начала КЗ 44

2.4.2 Выбор места КЗ 45

2.4.3 Место установки защиты для выбора уставки 46

Глава 12 Имитационное моделирование 47

3.1 Моделирование трансформаторов и автотрансформаторов 47

7.2.1 Двухобмоточный трансформатор 47

7.2.2 Трехобмоточный трансформатор 47

7.2.3 Автотрансформатор 48

7.2.4 Схемы замещения трансформаторов нулевой последовательности 48

3.2 Моделирование реакторов 49

3.3 Моделирование нагрузки 49

3.4 Моделирование ЛЭП (с точки зрения теории поля) 49

7.2.1 Система провод – провод 50

7.2.2 Система провод – земля 52

7.2.3 Трёхфазная одноцепная линия (без учёта троса) 53

7.2.4 Сопротивление нулевой последовательности 54

7.2.5 Параллельные трёхфазные линии (без учёта тросов) 55

7.2.6 Ёмкостная проводимость 55

Глава 13 Структура защит 57

4.1 Структура аналоговых защит 57

4.2 Структура цифровых защит 58

4.3 Входные преобразователи для микропроцессорной защиты 59

Входные преобразователи на основе датчика Холла 60

Катушка Роговского 60

4.4 АСУТП. Особенности и функции 61

Введение. Назначение релейной защиты

Современная электроэнергетическая система (ЭС) представляет собой разветвленную совокупность генерирующих источников, распределительной сети разного класса напряжения и потребителей энергии. В процессе функционирования ЭС могут возникать ненормальные (аномальные), например, перегрузочные, и аварийные режимы. Последние в основном обусловлены повреждениями в элементах ЭС, которые могут сопровождаться значительными токами короткого замыкания (КЗ). Без принятия специальных мер, такие режимы могут привести к повреждению элементов ЭС или ее развалу на отдельные не синхронно работающие части. Одним из элементов, обеспечивающих бесперебойную работу ЭС, является релейная защита. Назначение релейной защиты заключается в обнаружении повреждений или других аномальных режимов работы энергосистемы, с целью последующей ликвидации повреждений или ограничения аномальных режимов и формирования соответствующей сигнализации.

Для защиты энергообъектов используются релейную защиту, выполненную на различных принципах. Действительно для сетей с изолированной нейтралью не могу быть использованы защиты, применяемыедля сетей с эффективно заземленной (глухозаземленной) нейтралью.

Нормативно-техническая документация (НТД) предписывает типы релейной защиты и количество комплектов защит для каждого вида энергообъектов. В любом случае для защиты даже простейшего элемента ЭС должно быть предусмотрено по одному комплекту основной и резервной защит. Основной называется защита, предназначенная для работы при всех или части видов КЗ в пределах всего защищаемого элемента (100 % длины линии) со временем, меньшим, чем у других установленных защит. Резервной называется защита, предусматриваемая для работы вместо основной данного элемента в случаях ее отказа или вывода из работы (ближнее резервирование), а также вместо защит смежных элементов при их отказе или в случаях отказов выключателей смежных элементов (дальнее резервирование). Принципы выполнения основной и резервной защит различны. Например, для линии электропередачи с глухозаземленной нейтралью основная защита, как правило, выполняется на базе защит с абсолютной селективностью, а резервная защита - на базе комплекта ступенчатых защит (КСЗ) с относительной селективностью.

Релейную защиту можно рассматривать как управляющую систему, которая на основе информации о токах и напряжениях (аналоговые величины) защищаемого объекта, а также от состояния его коммутационных аппаратов и сигналов с других защит (дискретная информация), вырабатывает управляющие воздействия на выключатели объекта, выдает различные сообщения на другие устройства релейной защиты и автоматики и сигнализацию. Важнейшим элементом защиты являются измерительные органы (реле), которые реагируют на аналоговые величины и сравнивают их с заранее заданной величиной - уставкой (параметром срабатывания).

Надежность электроснабжения потребителей совместно с устройствами релейной защиты осуществляет и линейная автоматика, которая выполняет различные виды автоматического повторного включения (АПВ), автоматический ввод резерва (АВР) и т.п. В отличие от других видов автоматики , линейная автоматика работает совместно с релейной защитой в темпе ее действия.

Далее более подробно рассмотрим классификацию релейной защиты и линейной автоматики (РЗА).