RU2638548C1

RU2638548C1 - Method for relay protection of remote backup

Info

Publication number: RU2638548C1
Application number: RU2016137393A
Authority: RU
Inventors: Юрий Яковлевич Лямец; Михаил Владимирович Мартынов; Павел Ильич Воронов; Фёдор Анатольевич Макашкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Релематика"
Priority date: 2016-09-19
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2017-12-14

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: according to the method the currents and voltages are recorded at the beginning of a line, a transmission model of the line is used with the input in the place of observation and outputs in the branches, two-dimensional signals are generated, one for each branch, and ranges of operation are set in the plane of each two-dimensional signal. The transmission model is equipped with an additional output at the end of the line and with the main outputs to the load busbars of the branches, two-dimensional signals are shaped as complex measurements, additional measurement is defined for the end of the line and key measurements - for loads of the branches on the planes of all measurements protection locking areas are specified. The protection is locked if all measurements are displayed in the corresponding locking areas, otherwise the protection operation is triggered if at least one key measurement is displayed in the operation area.

EFFECT: increase in the sensitivity and expansion of the functionality of the remote backup method.

4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к релейной защите линий электропередачи с ответвлениями (с ответвительными подстанциями). Принцип дальнего резервирования имеет непреложное значение в теории и практике релейной защиты электрических систем, говоря о том, что неисправность оборудования на каком-либо участке не должна приводить к системной аварии [1-4]. Термин «защита дальнего резервирования» несет конкретный смысл, обозначая методы и средства релейной защиты линий электропередачи с ответвлениями, называемыми в обиходе отпайками.The invention relates to the field of electric power industry, namely to relay protection of power lines with branches (with branch substations). The principle of long-distance redundancy is of fundamental importance in the theory and practice of relay protection of electrical systems, saying that equipment malfunction in any section should not lead to a system accident [1-4]. The term “protection of long-distance backups” has a specific meaning, denoting methods and means of relay protection of power lines with branches, commonly referred to as solders.

Защита дальнего резервирования обычно осуществляется по тому же принципу, что и дистанционная защита линий электропередачи. Вторая и последующая ступени дистанционной защиты выполняют функцию дальнего резервирования защит удаленных линий. Взаимодействие защит разных линий обеспечивает отстройка по времени срабатывания. Ответвления контролируются самой старшей ступенью с наивысшей выдержкой времени [4].Long-range backup protection is usually done on the same principle as remote protection of power lines. The second and subsequent stages of distance protection perform the function of long-distance protection of remote lines. The interaction of the protection of different lines provides the detuning according to the response time. Branches are controlled by the oldest stage with the highest time delay [4].

Дистанционная защита оперирует токами и напряжениями текущего режима линии электропередачи, реагируя на замер комплексного сопротивления, определяемого в начале линии. Защита дальнего резервирования такого типа имеет недостаточно высокую чувствительность к коротким замыканиям в ответвлениях. Дело в том, что по сопротивлениям в начале линии сложно отличить короткое замыкание в трансформаторе ответвления и в отходящем от него фидере от нагрузочного режима, особенно при пуске мощных электродвигателей.Remote protection operates with currents and voltages of the current mode of the power line, responding to the measurement of the complex resistance, which is determined at the beginning of the line. This type of long-range backup protection is not sensitive enough to short circuits in the branches. The fact is that by the resistances at the beginning of the line it is difficult to distinguish a short circuit in the branch transformer and in the feeder departing from it from the load mode, especially when starting powerful motors.

Микропроцессорная техника позволяет расширить информационную базу релейной защиты благодаря сохранению в памяти сведений о токах и напряжениях в режиме, предшествующем текущему состоянию электропередачи. Предложен способ дальнего резервирования, объединяющий информацию о текущем и предшествующем состоянии линии электропередачи с целью повышения чувствительности релейной защиты [5-6]. Отличительной особенностью этого способа является включение в структуру защиты моделей особого типа, называемых алгоритмическими или передающими [7]. Последнее название обусловлено тем, что в теоретическом плане эти модели представляют собой многополюсники в режиме обратной передачи. Вход передающей модели располагается в месте наблюдения линии электропередачи, а именно в ее начале, где записываются токи и напряжения. Выход модели располагается в месте подключения ответвления к главной линии. Выходные величины передающей модели - токи и напряжения в соответствующем ответвлении. В обсуждаемом способе играют самостоятельную роль передающие модели ответвлений, с помощью которых формируются двумерные сигналы, иначе замеры. Их столько, сколько ответвлений. Области срабатывания защиты дальнего резервирования задают на плоскостях замеров. Сигналы срабатывания объединяют по схеме ИЛИ.Microprocessor technology allows you to expand the information base of relay protection by storing in memory information about currents and voltages in the mode preceding the current state of power transmission. A long-range backup method has been proposed that combines information about the current and previous state of the power line in order to increase the sensitivity of relay protection [5-6]. A distinctive feature of this method is the inclusion in the protection structure of models of a special type, called algorithmic or transmitting [7]. The latter name is due to the fact that, theoretically, these models are multipoles in the reverse transmission mode. The input of the transmitting model is located at the point of observation of the power line, namely at its beginning, where currents and voltages are recorded. The output of the model is located at the point of connection of the branch to the main line. The output values of the transmitting model are currents and voltages in the corresponding branch. In the discussed method, transmitting branch models play an independent role, with the help of which two-dimensional signals are formed, otherwise measurements. There are as many as branches. The response areas of the long-range backup protection are set on the measurement planes. The operation signals are combined according to the OR scheme.

Подобная организация работы защиты дальнего резервирования имеет ряд недостатков. Поскольку каждый из используемых замеров способен привести к срабатыванию, области срабатывания приходится ограждать от замеров, создаваемых в тех режимах, которые альтернативны замыканиям в ответвлениях. Это нагрузочные режимы, сопровождаемые коммутациями, пуском электродвигателей, и иные нормальные режимы, например плавка гололеда. Обилие альтернативных режимов приводит к тому, что характеристики срабатывания, ограничивающие соответствующие области на плоскостях замеров, принимают сложную форму. Характеристики представляют в виде полигональных фигур. Число сторон оказывается значительным. Мало того, появляется нежелательная вогнутость. Разумеется, в конечном счете приходится аппроксимировать сложную фигуру вписанной в нее более простой выпуклой фигурой с небольшим (не более шести) числом сторон, но при этом область срабатывания утрачивает часть своей площади. Как следствие, понижается чувствительность защиты. Ситуация усугубляется тем обстоятельством, что исполнительные модули обсуждаемой защиты дальнего резервирования действуют по схеме ИЛИ, а при такой логике работы каждая характеристика срабатывания требует индивидуальной отстройки от альтернативных режимов.Such an organization of the protection of long-distance backup has several disadvantages. Since each of the measurements used can lead to tripping, the response regions have to be protected from measurements created in those modes that are alternative to short circuits in the branches. These are load modes, accompanied by commutation, starting of electric motors, and other normal modes, for example, ice melting. The abundance of alternative modes leads to the fact that the response characteristics that limit the corresponding areas on the measurement planes take a complex shape. Characteristics are presented in the form of polygonal shapes. The number of parties is significant. Moreover, unwanted concavity appears. Of course, in the final analysis, it is necessary to approximate a complex figure with a simpler convex figure inscribed in it with a small (no more than six) number of sides, but at the same time, the response area loses part of its area. As a result, the sensitivity of the defense decreases. The situation is aggravated by the fact that the executive modules of the long-range backup protection under discussion operate according to the OR scheme, and with this logic of operation, each response characteristic requires individual detuning from alternative modes.

Цель изобретения заключается в повышении чувствительности, обеспечиваемой способом защиты дальнего резервирования. Дополнительно ставится цель расширить функциональные возможности способа с тем, чтобы исключить необходимость в индивидуальном подборе характеристик срабатывания.The purpose of the invention is to increase the sensitivity provided by the method of protecting long-range backups. Additionally, the goal is to expand the functionality of the method in order to eliminate the need for individual selection of response characteristics.

Поставленные цели достигаются благодаря обнаружению важной закономерности: в отличие от отображений аварийных режимов отображения альтернативных режимов образуют компактные области. Но этого мало. Главное, что они являются областями блокировки релейной защиты, а условия блокирования предполагают объединение сигналов блокирующих модулей без необходимости проводить индивидуальное обучение каждого из них.The set goals are achieved due to the discovery of an important regularity: in contrast to the display of emergency modes, the display of alternative modes form compact areas. But this is not enough. The main thing is that they are areas of relay protection blocking, and blocking conditions imply combining signals of blocking modules without the need for individual training of each of them.

Как и прототип, предлагаемый способ исходит из результатов одностороннего наблюдения линии электропередачи. Наблюдают токи и напряжения в начале линии. Для их преобразования используют передающую модель линии - многополюсник со входом в месте наблюдения и выходами в ответвлениях. Из выходных величин формируют двумерные сигналы для каждого ответвления. Каждый двумерный сигнал отображают на его плоскости. Множество отображений, получаемое в процессе обучения защиты, используют для задания областей срабатывания защиты на каждой плоскости.Like the prototype, the proposed method is based on the results of one-sided observation of the power line. Observe currents and voltages at the beginning of the line. For their transformation, a transmitting line model is used - a multipole with an entrance at the observation site and outputs at the branches. Two-dimensional signals are formed from the output values for each branch. Each two-dimensional signal is displayed on its plane. The set of mappings obtained during the training of protection is used to specify the areas of protection operation on each plane.

Отличительные признаки нацелены на такое видоизменение передающей модели и конкретизацию формулируемых замеров, которые переносят центр тяжести алгоритма с режимов замыкания в ответвлениях на альтернативные режимы и попутно с областей срабатывания защиты на области блокирования. Надежная отстройка от альтернативных режимов позволяет, вообще говоря, вовсе отказаться от задания областей срабатывания или же задавать их в виде простых фигур, руководствуясь общим критерием повреждения.Distinctive features are aimed at such a modification of the transmitting model and concretization of the formulated measurements that transfer the center of gravity of the algorithm from the circuit modes in the branches to alternative modes and along the way from the protection response areas to the blocking area. Reliable detuning from alternative modes allows, generally speaking, to completely abandon the task of triggering areas or to set them in the form of simple figures, guided by the general criterion of damage.

Передающую модель выполняют с дополнительным выходом в конце линии, что вводит прямой контроль за ее нагрузочными режимами. Основные выходы передающей модели доводят до шин нагрузки каждого ответвления, так как и здесь ставится задача отслеживать поведение нагрузки. В прототипе двумерные сигналы формировались так, как этого требовал положенный там в основу действия защиты критерий резистивности повреждения. Каждый двумерный сигнал был образован из двух вещественных скалярных сигналов, относимых к началу и концу ответвления. Критерий резистивности востребован при определении места замыкания. Для защиты дальнего резервирования он не столь необходим и в предлагаемом способе не применяется. Здесь двумерные сигналы представляют собой комплексные величины и отображаются на комплексных плоскостях. Это обычные для релейной защиты просто определяемые комплексные замеры, конкретно - комплексные сопротивления на выходах передающей модели, как на основных, так и на дополнительном выходе.The transmitting model is performed with an additional output at the end of the line, which introduces direct control over its load conditions. The main outputs of the transmitting model are brought to the load tires of each branch, since here too the task is to monitor the load behavior. In the prototype, two-dimensional signals were formed as required by the damage resistance criterion laid there in the basis of the protection action. Each two-dimensional signal was formed from two real scalar signals related to the beginning and end of the branch. The resistance criterion is in demand in determining the location of a circuit. To protect long-distance backups, it is not so necessary and is not used in the proposed method. Here, two-dimensional signals are complex quantities and are displayed on complex planes. These are simply defined complex measurements, common for relay protection, specifically, complex resistances at the outputs of the transmitting model, both at the main and at the auxiliary output.

В предлагаемом способе принципиально важную роль играют также логические операции с сигналами исполнительных модулей защиты. Защиту блокируют в том случае, если все замеры отображаются в соответствующих областях, полученных на этапе обучения путем имитации альтернативных режимов. Разрешение на срабатывание выдается для каждого основного замера в отдельности, но и здесь опять-таки предусматривают блокировку, если именно этот замер попадает в свою область блокирования.In the proposed method, a logical role is also played by logical operations with the signals of the executive protection modules. Protection is blocked in the event that all measurements are displayed in the corresponding areas obtained at the training stage by simulating alternative modes. Permission to operate is issued for each main measurement separately, but here again they provide for blocking, if this measurement falls into its blocking area.

В дополнительных пунктах формулы изобретения оговаривается вид замера, характер обучающих режимов и представление итога обучения.In additional claims, the type of measurement, the nature of the training modes and the presentation of the learning outcome are stipulated.

На фиг. 1 изображена схема линии электропередачи с двумя ответвительными подстанциями, на фиг. 2 - передающая модель защищаемого объекта, на фиг. 3-5 - формирователи замеров, дополняющие передающую модель. Фиг. 6 и 7 иллюстрируют процедуры обучения защиты дальнего резервирования, фиг. 6 - обучение альтернативными режимами, фиг. 7 - режимами замыканий в ответвлениях. Наконец, фиг. 8 представляет структуру защиты дальнего резервирования и поясняет ее функционирование на реальном объекте, что дополняется отображениями наблюдаемых режимов на плоскостях замеров; последнее иллюстрируется на фиг. 9.In FIG. 1 shows a diagram of a power line with two branch substations, FIG. 2 - transmitting model of the protected object, in FIG. 3-5 - measurement formers that complement the transmitting model. FIG. 6 and 7 illustrate training procedures for protection of long-range backup, FIG. 6 - learning alternative modes, FIG. 7 - modes of closures in the branches. Finally, FIG. 8 represents the protection structure of long-distance backup and explains its operation on a real object, which is complemented by displays of the observed modes on the measurement planes; the latter is illustrated in FIG. 9.

Электрическая сеть 1 имеет в своем составе линию электропередачи 2 с ответвительными подстанциями (ответвлениями) 3 и 4. В ответвлениях через понижающие трансформаторы 5 и 6 запитаны нагрузки 7 и 8, подключенные к шинам 9 и 10. Линия 2 идет от своих шин 11. Релейная защита 12 является наблюдателем, фиксирующим ток I _s и напряжение U _s в начале линии. Электрические величины представлены в комплексной и векторной форме. Элементами векторов I, U являются скалярные комплексы I _ν, U _ν, где ν - обозначение фазы (ν=А, В, С) или номер провода в многопроводной системе, скажем, в двухцепной электропередаче. Линии 2 соединена с ненаблюдаемой подстанцией 13, подключенной к шинам 14.The electric network 1 includes a power line 2 with branch substations (branches) 3 and 4. In the branches through the step-down transformers 5 and 6, loads 7 and 8 are connected, connected to the buses 9 and 10. Line 2 goes from its buses 11. Relay protection 12 is an observer fixing the current I _s and voltage U _s at the beginning of the line. Electric quantities are presented in complex and vector form. The elements of vectors I , U are scalar complexes I _ν , U _ν , where ν is the phase designation (ν = A, B, C) or the number of the wire in a multi-wire system, say, in a double-circuit power transmission. Line 2 is connected to an unobservable substation 13 connected to buses 14.

Ответвления 3 и 4 обозначены еще и индексами а и b. Наблюдаемые величины отмечены индексами s, а ненаблюдаемые в конце линии - индексом r.Branches 3 and 4 are also indicated by indices a and b. Observed quantities are marked by indices s, and unobservable ones at the end of the line are indicated by r.

Ненаблюдаемые величины на шинах 9, 10, 14 подлежат оцениванию. Эту функцию выполняет передающая модель электропередачи 15, выходы которой 16-18 соответствуют шинам реального объекта. Выходные величины модели 15 отмечены верхним символом оценки:

,

. Они приближены к наблюдаемым величинам I, U при условии, что модель 15 адекватна неповрежденному объекту и что электропередача 2 на самом деле не повреждена. Замыкания в магистрали быстро ликвидируются основной защитой линии и на работу защиты дальнего резервирования, имеющей задержку во времени, не влияют. Условие неповрежденности объекта имеет, таким образом, прямое отношение только к ответвлениям 3, 4.Unobservable values on

tires

9, 10, 14 are subject to evaluation. This function is performed by the transmitting power transmission model 15, the outputs of which 16-18 correspond to the buses of the real object. The output values of model 15 are indicated by the upper symbol of the estimate:

,

. They are close to the observed values of I , U , provided that model 15 is adequate for an intact object and that power transmission 2 is not actually damaged. Short circuits in the trunk are quickly eliminated by the main line protection and do not affect the operation of the long-range backup protection, which has a time delay. The condition of intactness of the object is, therefore, directly related only to

branches

3, 4.

Выходные величины модели 15 преобразуются в комплексные замеры Z _a, Z _b, Z _r, которые затем отображаются на своих комплексных плоскостях. Формирователи замеров преобразуют выходные величины передающей модели 15 в комплексы Z _a, Z _b - основные замеры и Z _r - дополнительный замер. Отображение замера на комплексной плоскости является одной из функций исполнительного модуля. Формирователи замеров и исполнительные модули образуют совместно работающие пары блоков 19, 20; 21, 22; 23, 24.The output values of model 15 are converted to complex measurements Z _a , Z _b , Z _r , which are then displayed on their complex planes. Measurement shapers convert the output values of the transmitting model 15 into complexes Z _a , Z _b - main measurements and Z _r - additional measurement. Displaying measurements on the complex plane is one of the functions of the executive module. Shapers measurements and Executive modules form a pair of working blocks 19, 20; 21, 22; 23, 24.

Для обучения защиты используется имитационная модель электрической сети 1; модель воспроизводит возможные режимы работы сети. Различаются роли имитационных моделей нормальных и аварийных режимов. Модель 25 воспроизводит нормальные режимы (β-режимы), альтернативные аварийным. Обучение затрагивает измерительную часть 26 релейной защиты 12, куда входит передающая модель 15, формирователи замеров 19, 21, 23 и исполнительные модули 20, 22, 24. Сигналы имитационных моделей, как и реакции на них, отмечены верхним индексом «им». Нижний индекс β указывает на то, что проводится обучение альтернативными режимами. Результат обучения защиты имитационной моделью 25 - области отображения β-режимов на комплексных плоскостях Z _a, Z _b, Z _r, обозначенные как

,

и

. Верхний индекс указывает на то, что границы этих областей являются блокирующими характеристиками защиты дальнего резервирования.For protection training, a simulation model of the electrical network 1 is used; The model reproduces the possible network operation modes. The roles of simulation models of normal and emergency modes are distinguished. Model 25 reproduces normal modes (β-modes), alternative to emergency ones. The training involves the measuring part 26 of the relay protection 12, which includes the transmitting model 15, the

measurement drivers

19, 21, 23 and the

executive modules

20, 22, 24. The signals of the simulation models, as well as the reactions to them, are marked with the superscript “them”. The subscript β indicates that alternative modes are being trained. The result of the training of protection by the simulation model 25 - the area of the display of β-modes on the complex planes Z _a , Z _b , Z _r , designated as

,

and

. A superscript indicates that the boundaries of these areas are blocking characteristics of long-range backup protection.

Блокирование исключает ложную работу защиты и, вообще говоря, избавляет от необходимости тщательного определения характеристик срабатывания. Тем не менее, имеет смысл очертить область срабатывания отображениями реальных режимов короткого замыкания в ответвлениях 3 и 4 (α-режимы). Имитационная модель 27, воспроизводящая α-режимы, завершает обучение измерительной части 26. Характеристики срабатывания, ограничивающие области

и

, определяются только теми исполнительными модулями 20, 22, которые непосредственно контролируют состояние ответвлений 3, 4. Роль модуля 24 ограничена функцией блокировки защиты, в распознавании α-режимов он не участвует, и его обучение от имитационной модели 27 не предусматривается.Blocking eliminates the false operation of the protection and, generally speaking, eliminates the need for a thorough determination of the response characteristics. Nevertheless, it makes sense to outline the response area by mappings of real short circuit modes in branches 3 and 4 (α-modes). A simulation model 27 reproducing α-modes completes the training of the measuring part 26. The response characteristics, limiting areas

and

are determined only by those

executive modules

20, 22 that directly monitor the state of

branches

3, 4. The role of module 24 is limited by the protection lock function, it does not participate in the recognition of α-modes, and its training from simulation model 27 is not provided.

Структура защиты дальнего резервирования 12, функционирующей в реальной сети 1, изображена более детально, чем на этапе обучения. В измерительной части 26 каналы токов и напряжений разделены: вместо одного канала 16 показаны два 28, 29; вместо 17 показаны 30, 31, вместо 18 - соответственно 32, 33. В исполнительных модулях 20, 22 выделены блоки контроля разных режимах: в модуле 20 это блокирующий блок 34 с характеристикой

и разрешающий блок 35 с характеристикой

. Исполнительный модуль 24 осуществляет единственную функцию блокировки и в подобном разделении не нуждается.The protection structure of long-distance backup 12, operating in a real network 1, is depicted in more detail than at the training stage. In the measuring part 26, the current and voltage channels are separated: instead of one channel 16 two 28, 29 are shown; instead of 17, 30, 31 are shown, instead of 18 - 32, 33, respectively. In the

executive modules

20, 22, control units of different modes are allocated: in module 20, this is a blocking unit 34 with the characteristic

and resolution block 35 with characteristic

. The Executive module 24 performs a single locking function and does not need such separation.

Структура защиты, действующей на объекте, дополнена логической частью в составе элемента И 38, формирующего блокирующий сигнал, элемента ИЛИ 39, выдающего разрешающий согнал, и оконечного элемента И 40, посылающего сигнал на срабатывание защиты при условии, что поступил разрешающий сигнал, но отсутствует блокирующий сигнал.The protection structure operating at the facility is supplemented by the logical part of the AND 38 element forming the blocking signal, the OR 39 element that issues the enable signal and the And 40 terminal element that sends the signal to activate the protection, provided that the enable signal is received, but there is no blocking signal signal.

Способ защиты включает в себя два автономных этапа. Первый - обучение измерительной части защиты. Второй - работу реализованной и прошедшей обучение защиты на реальной линии электропередачи. В свою очередь первый этап подразделяется на два цикла обучения. Сначала от имитационной модели альтернативных β-режимов 15, затем от модели 19 аварийных α-режимов ответвлений. Итогом первого цикла обучения становятся блокирующие характеристики защиты

,

на плоскостях замеров Z _a, Z _b, Z _r. Характеристики сохраняются в памяти трех исполнительных модулей 20, 22, 24. Итог второго цикла обучения - характеристики срабатывания

,

, также сохраняемые в памяти, но на этот раз только двух исполнительных модулей 20, 22.The protection method includes two autonomous stages. The first is the training of the measuring part of the protection. The second is the work of implemented and trained protection on a real power line. In turn, the first stage is divided into two training cycles. First, from the simulation model of alternative β-modes 15, then from the model 19 of emergency α-modes of branches. The result of the first training cycle is the blocking characteristics of protection

,

on the measurement planes Z _a , Z _b , Z _r . The characteristics are stored in the memory of three

executive modules

20, 22, 24. The result of the second training cycle is the response characteristics

,

, also stored in memory, but this time only two

executive modules

20, 22.

Перед подключением к сети 1 прошедшая обучение защита дальнего резервирования дополняется логическими элементами 38-42, а в исполнительных модулях 20, 22 разделяются функции блокирования и срабатывания. Первые передаются элементам 34, 36, вторые - элементам 35, 37.Before connecting to the network 1, the trained long-range backup protection is supplemented by logic elements 38-42, and the blocking and actuation functions are separated in the executive modules 20, 22. The first are transmitted to elements 34, 36, the second to elements 35, 37.

В линии электропередачи 2 возможны кратковременные режимы, от которых защита дальнего резервирования 12 отстроена выдержкой времени. Длительно существуют нормальные режимы (β-режимы). Они распознаются исполнительными модулями 34, 36, 24, после срабатывания которых подаются все три сигнала на элемент И 38. Последний блокирует выходной элемент И 40.In power line 2, short-term modes are possible, from which protection of long-range backup 12 is set up by time delay. For a long time there are normal modes (β-modes). They are recognized by the executive modules 34, 36, 24, after which all three signals are sent to the And 38 element. The latter blocks the And 40 output element.

Срабатывание защиты возможно только при отсутствии блокирующего сигнала. Происходит это следующим образом. Допустим, случилось замыкание в одном из ответвлений электропередачи, скажем, в ответвлении 3. Место замыкания может находиться в трансформаторе 5 или в отходящем от него фидере, идущем к шинам 9. Основная защита линии это замыкание не почувствовала. Однако защита дальнего резервирования способна его почувствовать благодаря тому, что передающая модель линии 15 отображает аварийные режимы совсем не так, как нормальные. К нормальным режимам модель адекватна и передает сигнал так, как происходит в неповрежденном объекте. Те же закономерности передачи действуют и в аварийном режиме, но теперь их адекватность объекту утрачивается. Получается, что выходные величины модели

,

будут формировать замеры Z в аварийных режимах с отклонением от закономерностей, присущих неповрежденному объекту. Данное обстоятельство способствует расхождению на плоскости Z областей отображения α- и β-режимов S^ср и S^бл, хотя и не исключает их пересечения, как это и показано на фиг. 9, где помимо областей блокирования и срабатывания даны иллюстрации отображения двух режимов электропередачи. Нормальный режим отмечен индексом β, аварийный - α. Отображения Z _α показаны зачерненными квадратиками, a Z _β - звездочками. В нормальном режиме все отображения попадают в области блокированияProtection operation is possible only in the absence of a blocking signal. It happens as follows. Suppose a fault occurred in one of the power transmission branches, say, in branch 3. The fault location can be in the transformer 5 or in the feeder that goes to the bus 9. The main line protection did not feel this fault. However, the protection of long-range backup is able to feel it due to the fact that the transmitting model of line 15 displays emergency modes completely different from normal ones. To normal modes, the model is adequate and transmits a signal as it happens in an intact object. The same transmission laws apply in emergency mode, but now their adequacy to the object is lost. It turns out that the output values of the model

,

will form measurements Z in emergency conditions with a deviation from the laws inherent in an intact object. This circumstance contributes to the divergence on the Z plane of the display regions of the α- and β-modes S ^cf and S ^bl , although it does not exclude their intersection, as shown in FIG. 9, where, in addition to the blocking and triggering areas, illustrations are shown of the display of two power transmission modes. Normal mode is indicated by the index β, emergency - α. The mappings Z _α are shown by blackened squares, and Z _β by asterisks. In normal mode, all displays fall into the blocking area.

что означает работу всех трех блокирующих исполнительных модулей 34, 36, 24, которые подают сигналы на элемент И 38. Последний блокирует выходной элемент И 40. В режиме повреждения ответвления 3 замер Z _a _α отображается в области

which means the operation of all three blocking

actuating modules

34, 36, 24, which provide signals to the And 38 element. The latter blocks the And 40 output element. In branch damage mode 3, the measurement Z _a _{α is} displayed in the area

но не попадает в область

but misses the area

Что же касается двух других замеров, то их отображения уже не играют никакой роли. В данном случае принято (фиг. 9), что

As for the other two measurements, their display no longer plays any role. In this case, it is accepted (Fig. 9) that

Произойдет, таким образом, включение четырех исполнительных модулей 35, 36, 37, 24 из пяти. Модуль 34 не изменит своего состояния, и на элемент И 38 поступят только два сигнала от модулей 36 и 24. Этого недостаточного для его включения. Блокирующий сигнал на этот раз сформирован не будет. На элемент ИЛИ 39 поступят сигналы от сработавших модулей 35 и 37. Любой из них и, тем более, оба вместе поступают через элемент 39 на выходной элемент 40 и в отсутствие блокирующего сигнала приводят к срабатыванию защиты.Thus, the inclusion of four Executive modules 35, 36, 37, 24 out of five. Module 34 will not change its state, and only two signals from modules 36 and 24 will arrive at the And 38 element. This is not enough to turn it on. A blocking signal will not be generated this time. Signals from triggered modules 35 and 37 will arrive at OR element 39. Any of them, and even more so, both come through element 39 to output element 40 and, in the absence of a blocking signal, cause protection to trip.

В предложенном способе главенствующая роль отводится операциям распознавания режимов, альтернативных повреждению, что открывает новые возможности повышения распознающей способности защиты дальнего резервирования. В частности, открывается интересный путь дальнейшего повышения чувствительности защиты - построение блокирующих характеристик отдельно для каждой группы однотипных альтернативных режимов. Например, первая группа - подключение нагрузки к шинам 9, вторая - к шинам 10, третья - к шинам 14. Каждая группа получает свое семейство блокирующих характеристик, что создает высокоэффективную отстройку от нормальных режимов работы линии электропередачи.In the proposed method, the leading role is given to operations of recognition of modes alternative to damage, which opens up new possibilities for increasing the recognizing ability of protection of long-range backup. In particular, an interesting way opens up to further increase the sensitivity of protection - the construction of blocking characteristics separately for each group of the same alternative modes. For example, the first group - connecting the load to the tires 9, the second - to the tires 10, the third - to the tires 14. Each group gets its own family of blocking characteristics, which creates a highly effective detuning from the normal operating modes of the power line.

Источники информацииInformation sources

1. Луппа В.И. Дальнее резервирование при повреждениях трансформаторов. - Электрические станции, 1989, №4, С. 67-68.1. Luppa V.I. Long backup in case of transformer damage. - Electrical stations, 1989, No. 4, S. 67-68.

2. Авторское свидетельство СССР №955348, 1983.2. USSR author's certificate No. 955348, 1983.

3. Патент РФ №2162269, 2001.3. RF patent No. 2162269, 2001.

4. Нагай В.И. Релейная защита ответвительных подстанций электрических сетей. - Энергоатомиздат, 2002.4. Nagay V.I. Relay protection of branch substations of electric networks. - Energoatomizdat, 2002.

5. Павлов А.О. Информационные аспекты распознавания коротких замыканий в линиях электропередачи в приложении к защите дальнего резервирования. - Автореферат канд. дисс., Чувашский гос. ун-т, Чебоксары, 2002.5. Pavlov A.O. Informational aspects of recognition of short circuits in power lines as an application to protection of long-distance backup. - Abstract of Cand. Diss., Chuvash state. University, Cheboksary, 2002.

6. Еремеев Д.Г. Разработка и исследование микропроцессорной защиты дальнего резервирования. - Автореферат канд. дисс., Чувашский гос. ун-т, Чебоксары, 2010.6. Eremeev D.G. Development and research of microprocessor protection of long-range backup. - Abstract of Cand. Diss., Chuvash state. University, Cheboksary, 2010.

7. Васильев А.С. Совершенствование микропроцессорной защиты дальнего резервирования и обобщение опыта ее эксплуатации. - Автореферат канд. дисс., Чувашский гос. ун-т, Чебоксары, 2011 (прототип, с. 12, 13, рис. 5-6).7. Vasiliev A.S. Improving the microprocessor protection of long-distance backup and generalizing the experience of its operation. - Abstract of Cand. Diss., Chuvash state. University, Cheboksary, 2011 (prototype, p. 12, 13, Fig. 5-6).

Claims

1. The method of relay protection of long-distance reservation for a power line with branches by observing currents and voltages at the beginning of the line, using a transmitting line model with an input at the observation point and outputs at the branches, generating two-dimensional signals, one for each branch, and setting on the plane of each two-dimensional signal of the protection actuation region, characterized in that the transmitting model is performed with an additional output at the end of the line and with the main outputs on the bus loads of the branches, two-dimensional s the signals are formed in the form of complex measurements, the additional measurements are determined for the end of the line, and the main measurements are for branch loads, the protection blocking areas are set on the planes of all measurements, the protection is blocked if all measurements are displayed in the corresponding blocking areas, otherwise the protection will be activated, if at least one main measurement is displayed in its response area.

2. The method according to p. 1, characterized in that the measurements are formed in the form of complex resistances at the outputs of the transmitting model.

3. The method according to p. 1, characterized in that the blocking areas are determined on the planes of all measurements by training the signal protection of the simulated model of an intact power line, and the response areas are determined on the planes of basic measurements by training the signal protection of the simulation model of a power line with a branch damage.

4. The method according to p. 1, characterized in that the protection blocking area is determined separately for each group of the same type of modes of the intact power line.