RU2814879C1 - Способ онлайн-анализа нарушений режимов электроснабжения Микрогрид - Google Patents
Способ онлайн-анализа нарушений режимов электроснабжения Микрогрид Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814879C1 RU2814879C1 RU2023134718A RU2023134718A RU2814879C1 RU 2814879 C1 RU2814879 C1 RU 2814879C1 RU 2023134718 A RU2023134718 A RU 2023134718A RU 2023134718 A RU2023134718 A RU 2023134718A RU 2814879 C1 RU2814879 C1 RU 2814879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- nom
- current level
- data processing
- line
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 abstract description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для анализа повреждений и релейной защиты разветвленной электрической сети переменного тока. Способ релейной защиты разветвленной электрической сети переменного тока заключается в том, что органами пороговой оценки измеряют уровень тока в линии, определяют его нахождение в рамках диапазонов I<0,05Iном, 0,05Iном≤I≤0,1Iном, I>0,1Iном, фиксируют значение метки времени в момент перехода тока, протекающего по защищаемому элементу, через ноль с помощью внутренних часов органов пороговой оценки, синхронизированных от спутниковой навигационной системы, передают зафиксированное значение метки времени, информацию об уровне тока и адрес места установки датчика тока соответствующего органа пороговой оценки в устройства обработки данных, в которых осуществляют сравнение с уставкой разности моментов переходов через ноль токов по обоим концам каждого из проводов каждой из фаз каждой из защищаемых линий электропередачи, сопоставляют данные об уровнях токов по концам каждой фазы каждой линии для формирования разрешения на передачу команды на отключение и при превышении уставки и наличии разрешения передачи команды на отключение отключают силовые выключатели поврежденной линии электропередачи. Техническим результатом является повышение быстродействия и упрощение реализации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для анализа повреждений и релейной защиты разветвленной электрической сети переменного тока.
Уровень техники
Микрогрид – разветвленная электрическая сеть переменного тока с переключением точек включения источников и потребителей энергии.
Онлайн-анализ нарушений режимов электроснабжения Микрогрид подразумевает определение места повреждения участка разветвленной электрической сети в автоматическом режиме с минимальным затраченным временем путем измерения физических величин параметров режима защищаемых участков сети и их обработки в устройствах обработки данных с последующим отключением поврежденного участка.
Известны комплексы релейной защиты разветвленной распределительной сети переменного тока, например, промышленной частоты 50 Гц, в разных точках которой включены источники и потребители электрической энергии. Такие сети могут выполняться как трехфазные с изолированной или компенсированной нейтралью, как трехфазные с глухозаземленной нейтралью или нейтралью, заземленной через резистор, а также могут быть выполнены как однофазные. Все варианты построения таких сетей оснащаются комплексами устройств релейной защиты, которые реагируют на значения электрических величин токов и в нужных случаях обеспечивают выдачу команд на отключение тех силовых выключателей, которые обеспечивают отключение поврежденного участка разветвленной электрической сети. Различают устройства релейной защиты линий электропередачи, шин, трансформаторов, реакторов и других возможных элементов распределительных сетей.
При построении алгоритмов отдельных устройств релейной защиты используются процедуры реагирования на значения токов, напряжений, сдвигов фаз между двумя электрическими величинами, различных математических вычислительных и логических преобразований, включая реализацию выдержек времени при формировании команд на переключение силовых выключателей.
Имеются устройства релейной защиты, например, устройства дифференциальной защиты линии (Авторское свидетельство SU № 51611, МПК H02H 7/26, H02H 3/28, опубл. 31.08.1937), реагирующие на электрические величины с двух концов линий электропередачи путем использования каналов связи, например, электрических, высокочастотных, оптических, радиорелейных. При этом обеспечивается работа релейной защиты с каналом связи без выдержки времени по всей длине. Однако, не обеспечивается резервирование отключения повреждений при отказе релейной защиты или силового выключателя смежной линии электропередачи.
Наиболее близким к предложенному является способ, представленный в заявке CN 108548987 A, МПК G01R 31/08, опубл. 18.09.2018 «Метод определения местоположения неисправности в активной сети распределения электроэнергии на основе измерения фазы тока», заключающийся в создании модели активной сети распределения электроэнергии, содержащей распределенные источники питания, на основе данных от устройства синхронизированных векторных измерений (УСВИ).
Недостатком указанного способа является большое время, требующееся для создания модели и определения места возникновения неисправности.
Раскрытие сущности изобретения
Технической задачей изобретения является селективное отключение поврежденного участка разветвленной сети переменного тока с минимальным временем определения аварийного режима и места повреждения.
Техническим результатом является повышение быстродействия и упрощение способа.
Это достигается тем, что в способе релейной защиты разветвленной электрической сети переменного тока, заключающемся в определении места повреждения электрических линий электропередачи путем измерения уровня тока в местах установки органов пороговой оценки уровня тока по концам линий электропередачи и передачи сигналов в устройство обработки данных, органами пороговой оценки измеряют уровень тока в линии, определяют его нахождение в рамках диапазонов I<0,05Iном, 0,05Iном≤I≤0,1Iном, I>0,1Iном, фиксируют значение метки времени в момент перехода тока, протекающего по защищаемому элементу (линии), через ноль с помощью внутренних часов органов пороговой оценки, синхронизированных от спутниковой навигационной системы, передают зафиксированное значение метки времени, информацию об уровне тока и адрес места установки датчика тока соответствующего органа пороговой оценки в устройства обработки данных, в которых осуществляют сравнение с уставкой разности моментов переходов через ноль токов по обоим концам каждого из проводов каждой из фаз каждой из защищаемых линий электропередачи, сопоставляют данные об уровнях токов по концам каждой фазы каждой линии для формирования разрешения на передачу команды на отключение, и при превышении уставки и наличии разрешения передачи команды отключения отключают силовые выключатели поврежденной линии электропередачи.
Кроме того, перед формированием разрешения на передачу команды на отключение выключателя контролируют достоверность обрабатываемых данных контролем количества сработавших органов пороговой оценки уровня тока, установленных на каждом из концов защищаемой линии электропередачи, по два органа пороговой оценки уровня тока в каждом проводе каждой из фаз, причем на первом уровне контроля проверяют работу полярного индикатора органа пороговой оценки уровня тока, фиксирующего переход тока через ноль, на втором уровне контроля фиксируют протекание тока нормального или аварийного режима по электрической линии.
Кроме того, в разветвленной электрической сети переменного тока могут располагать множество устройств обработки данных в местах установки органов пороговой оценки уровня тока, причем отключают силовой выключатель, если количество команд на отключение от множества устройств обработки данных превышает половину от количества устройств обработки данных.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена архитектура хронометрической релейной защиты, на фиг. 2 приведен график, поясняющий принцип формирования сигналов для передачи в устройства обработки данных и формирования команд на отключение, а на фиг. 3 представлена таблица, в соответствии с которой формируется разрешение на передачу команды на отключение.
Осуществление изобретения
Схема архитектуры хронометрической релейной защиты содержит органы пороговой оценки уровня тока 1 с порогами 0.05Iном и 0.1Iном на каждой из трех фаз, сеть передачи данных 2 и устройства обработки данных и формирования команд 3. На каждом конце каждой из фаз и нулевого провода (при наличии) орган пороговой оценки уровня тока 1 соединен с сетью передачи данных 2, которая, в свою очередь, соединена посредством двусторонней связи с устройством обработки данных 3. Сеть передачи данных 2 посредством двусторонней связи также соединена с силовым выключателем.
В качестве органов пороговой оценки уровня тока могут применяться микропроцессорные измерительные преобразователи, выполненные с возможностью измерения тока, протекающего по защищаемому элементу, определения его нахождения в рамках диапазонов I<0,05Iном, 0,05Iном≤I≤0,1Iном, I>0,1Iном, а также фиксации момента перехода тока через ноль и адреса места установки датчика тока соответствующего органа пороговой оценки в кодоимпульсной форме.
В целях контроля достоверности обрабатываемых данных располагают по два органа пороговой оценки уровня тока 1 в каждом проводе каждой из фаз с каждой стороны для резервирования отказа одного из них.
Сеть передачи данных 2 может представлять собой резервированную оптическую сеть.
Устройства обработки данных 3 представляют собой центры принятия решений о формировании команды на разрешение отключения нужного силового выключателя или выключателей. В качестве них могут использоваться, например, программируемые логические контроллеры.
В разветвленной электрической сети переменного тока могут быть расположены множества устройств обработки данных 3 в местах установки органов пороговой оценки уровня тока 1.
Предложенный способ реализуют следующим образом.
Органы пороговой оценки уровня тока 1 датчиками измеряют уровень тока на каждом конце каждой из фаз и нулевого провода, при наличии, разветвленной электрической сети переменного тока, формируют цифровые сигналы, содержащие информацию об уровнях тока в каждой фазе, в моменты времени перехода тока через ноль с помощью данных от внутренних часов органов пороговой оценки, синхронизированных от спутниковой навигационной системы, формируют сигналы, содержащие метку времени, информацию об уровнях тока в проводнике и закодированный адрес места установки датчика тока соответствующего органа пороговой оценки уровня тока 1. Если уровень тока в месте установки датчика меньше 0.05Iном, то формируется сигнал со значением «00». Если уровень тока в месте установки датчика больше 0.05Iном, но меньше 0.1Iном, то формируется сигнал со значением «01». Если уровень тока в месте установки датчика больше 0.1Iном, то формируется сигнал со значением «11». Полученные сигналы передаются по сети передачи данных 2 во все устройства обработки данных 3. В устройствах обработки данных осуществляется сопоставление сигналов с обоих концов каждой из защищаемых фаз каждой защищаемой линии электропередачи. При выполнении условий на срабатывание: превышение уставки разностью моментов перехода через ноль токов по обоим концам рассматриваемой линии и наличия сигнала разрешения на передачу команды на отключение, формируемого по таблице, приведенной на фиг.3, команды отключения нужного силового выключателя или выключателей из устройств обработки данных передаются в исполнительное устройство на месте установки соответствующего выключателя или выключателей.
В нормальном режиме органы пороговой оценки уровня тока формируют цифровые сигналы, содержащие информацию об уровнях тока в каждой фазе. Поскольку протекает нормальный режим, то сигналы по концам защищаемых линий формируются и передаются в устройства обработки данных в одинаковые моменты времени со значением «11». В устройствах обработки данных осуществляется сопоставление сигналов с обоих концов каждой из защищаемых фаз каждой защищаемой линии электропередачи. В нормальном режиме моменты перехода тока через ноль совпадают, соответственно условие срабатывания выполнено не будет: не будет превышена уставка разности возникновения моментов перехода через ноль токов по обоим концам защищаемой линии. Сигнал на отключение передаваться не будет.
В случае аварийной ситуации и питании поврежденного элемента с двух сторон, переходы через ноль тока по концам защищаемого объекта не будут происходить одновременно. В устройства обработки данных в разные моменты времени будут приходить сигналы со значением «11». В этом случае условие срабатывания будет выполнено, и в устройствах обработки данных будут сформированы команды на отключение защищаемого элемента, которые будут переданы в исполнительные устройства по сети передачи данных.
В случае аварийной ситуации и одностороннего питания защищаемого элемента с датчика уровня тока с одной стороны придет сигнал «11», а с другой стороны «00». В этом случае по фиг.3 будет сформирован сигнал на разрешение срабатывания, кроме того, произойдет превышение уставки разности моментов перехода через ноль, и будут сформированы команда на отключение защищаемого элемента и переданы в исполнительные устройства.
В случае, если ток по обоим концам линии менее 0.05Iном или 0.1Iном, то по фиг.3 сигнал на разрешение передачи команды на отключение в устройствах обработки данных сформирован не будет.
Контроль достоверности обрабатываемых данных осуществляют контролем количества сработавших органов пороговой оценки уровня тока, установленных по два органа пороговой оценки уровня тока в каждом проводе каждой из фаз. На первом уровне контроля проверяют работу полярного индикатора органа пороговой оценки уровня тока, фиксирующего переход тока через ноль. На втором уровне контроля фиксируют протекание тока нормального или аварийного режима по электрической линии.
При расположении в разветвленной электрической сети переменного тока множества устройств обработки данных в местах установки органов пороговой оценки уровня тока отключают силовой выключатель, если количество команд на отключение от множества устройств обработки данных превышает половину от количества устройств обработки данных.
Повышение быстродействия и упрощение способа по сравнению с прототипом достигается за счет уменьшения количества проводимых измерений и исключения этапа построения модели сети для поиска места возникновения аварийной ситуации.
Использование изобретения позволяет более быстро и эффективно обнаружить повреждение в разветвленной электрической сети переменного тока с переключением точек включения источников и потребителей энергии (Микрогрид) с возможностью отключения поврежденного участка.
Claims (3)
1. Способ релейной защиты разветвленной электрической сети переменного тока, заключающийся в определении места повреждения электрических линий электропередачи путем измерения уровня тока в местах установки органов пороговой оценки уровня тока по концам линий электропередачи, передачи сигналов в устройство обработки данных, отличающийся тем, что органами пороговой оценки измеряют уровень тока в линии, определяют его нахождение в рамках диапазонов I<0,05Iном, 0,05Iном≤I≤0,1Iном, I>0,1Iном, фиксируют значение метки времени в момент перехода тока, протекающего по защищаемому элементу, через ноль с помощью внутренних часов органов пороговой оценки, синхронизированных от спутниковой навигационной системы, передают зафиксированное значение метки времени, информацию об уровне тока и адрес места установки датчика тока соответствующего органа пороговой оценки в устройства обработки данных, в которых осуществляют сравнение с уставкой разности моментов переходов через ноль токов по обоим концам каждого из проводов каждой из фаз каждой из защищаемых линий электропередачи, сопоставляют данные об уровнях токов по концам каждой фазы каждой линии для формирования разрешения на передачу команды на отключение и при превышении уставки и наличии разрешения передачи команды на отключение отключают силовые выключатели поврежденной линии электропередачи.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед формированием разрешения на передачу команды на отключение выключателя контролируют достоверность обрабатываемых данных контролем количества сработавших органов пороговой оценки уровня тока, установленных на каждом из концов защищаемой линии электропередачи, по два органа пороговой оценки уровня тока в каждом проводе каждой из фаз, причем на первом уровне контроля проверяют работу полярного индикатора органа пороговой оценки уровня тока, фиксирующего переход тока через ноль, на втором уровне контроля фиксируют протекание тока нормального или аварийного режима по электрической линии.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в разветвленной электрической сети переменного тока располагают множество устройств обработки данных в местах установки органов пороговой оценки уровня тока, причем отключают силовой выключатель, если количество команд на отключение от множества устройств обработки данных превышает половину от количества устройств обработки данных.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814879C1 true RU2814879C1 (ru) | 2024-03-05 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2463693C2 (ru) * | 2008-02-15 | 2012-10-10 | Абб Текнолоджи Лтд | Автономное самозапитывающееся реле с числовым управлением |
| CN110514954A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-11-29 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于pmu数据的电力线路故障诊断方法及系统 |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2463693C2 (ru) * | 2008-02-15 | 2012-10-10 | Абб Текнолоджи Лтд | Автономное самозапитывающееся реле с числовым управлением |
| CN110514954A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-11-29 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于pmu数据的电力线路故障诊断方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cairoli et al. | Fault detection and isolation in medium-voltage DC microgrids: Coordination between supply power converters and bus contactors | |
| EP2149955B1 (en) | An electrical protection arrangement for an electrical distribution network | |
| US9568516B2 (en) | Determining status of electric power transmission lines in an electric power transmission system | |
| EP2206208B1 (en) | Differential protection method, system and device | |
| Zhang et al. | A novel fault isolation scheme in power system with dynamic topology using wide-area information | |
| Glavic et al. | E-SIME-A method for transient stability closed-loop emergency control: achievements and prospects | |
| RU2814879C1 (ru) | Способ онлайн-анализа нарушений режимов электроснабжения Микрогрид | |
| CN112363005B (zh) | Gis组合电器故障检测和处理方法、装置和存储介质 | |
| KR20180008987A (ko) | 가스절연개폐기 시스템내 고장 판별 장치 및 가스절연개폐기 시스템내 고장 판별 방법 | |
| AU2020350501A1 (en) | Sectionalizing sequence order | |
| KR20140057720A (ko) | 변전 설비 보호 제어 시스템 | |
| EP3460935B1 (en) | Method and system for feeder protection in electrical power network | |
| Shen et al. | An Adaptive Reclosing Scheme for All-Parallel Autotransformer Traction Network of High-Speed Railway Based on Multisource Information | |
| JP2004053554A (ja) | 配電線断線検出システム | |
| JP3172845B2 (ja) | 区分開閉器の寿命予測方法及び装置 | |
| Gaurav et al. | Protection of low‐voltage DC microgrid based on series R–L–C equivalent circuit utilising local measurements | |
| RU2437193C1 (ru) | Способ, система и устройство дифференциальной защиты | |
| Salehi et al. | Developing virtual protection system for control and self-healing of power system | |
| WO2021071731A1 (en) | Electric power system transducer failure monitor and measurement recovery | |
| Duong et al. | A method for predictive out-of-step tripping based on synchrophasors | |
| JP2010115006A (ja) | 母線事故区間判定装置 | |
| Ciontea et al. | Review of network topologies and protection principles in marine and offshore applications | |
| Wadie | Smart Fault Detection Algorithm for Transmission Networks | |
| JP6219085B2 (ja) | 電力系統安定化システムおよび電力系統安定化方法 | |
| Brand et al. | Requirements of interoperable distributed functions and architectures in IEC 61850 based SA systems |