1. Алгоритмы существующих адаптивных защит (опф и вп)

   1. 7.2.1.1 Определение поврежденных фаз и вида повреждения (фазовый селектор)

Современное состояние

С вводом в энергосистемы страны устройств АПВ определила необходимость в устройствах выбора поврежденных фаз и определения вида повреждения. Однофазные АПВ (ОАПВ) показали высокую эффективность восстановления работоспособности ЛЭП (70% и выше), а потому такие работы оказались актуальными. Еще один аспект, определяющий важность проблемы ОПФ и ВП, проявляется в повышении эффективности дистанционных защит, особенно выполненных на микропроцессорной элементной базе. Одним из критериев, по которому определяют эффективность программируемых защит, является быстродействие алгоритма. Поэтому знание поврежденных фаз и вида повреждения позволяет микропроцессорным ДЗ сразу же произвести расчет зоны повреждения с настройкой на петлю КЗ, без выяснения

состояния иных фаз.

Задача ВПФ и ОВП разрешается не всегда однозначно. иопределяют по величинам тока нулевой последовательности. Часто задачи определения особой фазы и вида повреждения, как правило, разделяют.

Классификация устройств выбора поврежденных (особых) фаз

При несимметричных КЗ одна из фаз, получившая название особой, всегда отличается от двух других. Устройства, которые в качестве информационных параметров используют абсолютные величины, выявляют поврежденные фазы.

Информационные параметры:

- симметричные составляющие,

- аварийные составляющие,

- свободные величины.

Иное разделение всего многообразия устройств ВПФ и ОВП основано на типе используемой информационной базы. По типу информационной базы алгоритмы делятся на:

- алгоритмы, построенные на фазных (линейных) величинах и их симметричных составляющих;

- алгоритмы на основании аварийных составляющих и их производных с привлечением тока ;

- алгоритмы на основе свободных компонент (сети с изолированной нейтралью);

- алгоритмы на основе относительных величин;

- алгоритмы, построенные по принципу многомерных плоскостей.

На базе дистанционного принципа – избиратели ОАПВ с привлечением тока и напряжения – на тупиковых линиях .

Разрешение проблемы ВПФ и ВП начинают с разделения КЗ между фазами и замыканий на землю. Эта процедура производится по условию . Значения уставоквыбираются с учетом величин, имеющих место во вторичных цепях при отсутствии замыканий на землю из-за неточности первичных и вторичных устройств. Использование заданных таким образом величинв алгоритмах цифровых защит позволяет отстраиваться еще и от небаланса фильтров ортогональных составляющих, возникающих при качаниях в энергосистеме. По ряду причин, например, в сетях с малыми токами замыкания на землю или при расположении защиты рядом с шинами мощной подстанции, использование напряжениядля разграничения земляных и междуфазных КЗ не всегда целесообразно.

Во взаимосвязанной задаче определения ПФ и ВП сделан упор на ее первую часть, а идентификацию вида КЗ осуществляют по косвенным параметрам, например, по числу поврежденных фаз и величине тока . Такой подход вполне себя оправдывает, за исключением случая определения особой фазы при земляных КЗ.

В практике РЗ нашли применение следующие типы УВПФ:

- токовый;

- минимального напряжения;

- направленный, основанный на сравнении фазы тока нулевой последовательности и фазных или линейных напряжений;

- комбинированный направленный, основанный на сравнении фазы токов нулевой и обратной последовательностей в сочетании с дистанционной защитой или с реле направления мощности, включенным на ток нулевой последовательности и фазное напряжение;

- дистанционный.

Выводы и тенденции развития устройств ВФ и ВП.

Анализируя УВФ и ВП, можно сделать следующие выводы:

- Устройства, реализованные на принципе сравнения модулей, могут работать неселективно из-за влияния токов нагрузочного режима и имеют ограниченное применение;

- устройства, в основу которых положены фазовые соотношения между симметричными составляющими, отстроены от нагрузочного режима, и в них заложена принципиальная возможность обеспечения большей чувствительности к переходным сопротивлениям.

Основной недостаток рассмотренных выше способов и устройств определения поврежденной фазы заключается в том, что они в основном нацелены на определения поврежденной фазы при . При возникновении качаний (асинхронного хода) селективность указанных способов резко снижается;

- Более универсальны устройства на основе аварийных составляющих, однако они принципиально функционируют только лишь при наличии доаварийного режима. К тому же эти способы также подвержены влиянию качаний;

- привлекательны своей адаптивностью к режиму качаний способы, построенные на базе компенсированных (центрированных) величин, но в этой группе нет универсальных алгоритмов.

Для отстройки от качаний в цифровых защитах перспективными могут оказаться комбинированные способы, например, сравнение аварийных составляющих и/или их производных по величине и аргументов с фазой тока . В любом случае выделение земляных КЗ предпочтительнее выполнять по току (напряжению) нулевой последовательности, имеющему незначительный небаланс при рассогласовании частот эквивалентных систем.

Избиратель поврежденных фаз на базе аварийных составляющих

Рисунок. ИПФ на базе аварийных составляющих

У1:

У2:

У3:

Алгоритмы с применением аварийных слагающих можно строить как с использованием абсолютных значений токов, так и использованием угловых соотношений между безнулевыми (центрированными) аварийными слагающими и током

Определение уставки для всех видов КЗ можно выполнить по условию

где – расчетная величина, зависящая от типа линии, вида КЗ,и т.п. Приближенно

где - модули сопротивлений прямой и нулевой последовательности эквивалентных систем,– сопротивление прямой последовательности дальней от места установки защиты эквивалентной системы,К_З = 1.1 - 1.3 – коэффициент запаса.

Для ЛЭП-500 k_Д ≈ 0.625.

Ниже приведен другой алгоритм, который имеет лучшие характеристики, и работает только по ортогональным составляющим.

Рисунок. ИПФ на базе ортогональных составляющих

У1:

У2:

У3:

У4:

Р1:

Алгоритм выбора поврежденной фазы и вида повреждения на базе симметричных составляющих

У1:

У2:

Рисунок. ИПФ на базе симметричных составляющих