ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ 7
1.1 Принцип действия дифференциальной защиты 7
1.2 Неравенство токов плеч по фазе 9
1.3 Неравенство токов плеч по величине 12
1.4 Наличие устройства РПН 15
1.5 Явление броска тока намагничивания 15
2 МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ ТЕРМИНАЛ БМРЗ 21
2.1 Особенности дифференциальной защиты на базе терминала 21
2.2 Дифференциальная токовая отсечка 24
2.3 Дифференциальная защита с торможением 25
2.4 Логическая схема дифференциальной защиты терминала 26
3. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАЩИТЫ В MATLAB 30
3.1 Расчетная схема 30
3.2 Моделирование аварийного режима 30
3.3 Цифровая обработка сигнала 34
3.4 Алгоритм ДТО и ДЗТ 38
3.5 Верификация результатов моделирования 40
4 ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕВОГО ГРАФИКА РАЗРАБОТКИ МОДЕЛИ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ 52
4.1 Цели и задачи составления сетевого графика 52
4.2 Система сетевого планирования и управления. Сетевой график и его
элементы 53
4.3 Расчет сетевого графика четырехсекторным способом 57
4.4 Привязка сетевого графика к календарю 63
5 РАЗДЕЛ ПО БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ ТРУДА 66
5.1 Расчет защитного заземления методом наведенных потенциалов 66
5.2 Техника безопасности при обслуживании цепей релейной защиты 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 77
В настоящее время развитие информационных технологий позволило привнести многие модернизации в электроэнергетику. Началась разработка современных цифровых устройств, которые с успехом заменяют старое громоздкое оборудование, тем самым облегчая обслуживание и эксплуатацию.
Технический прогресс успешно используется и в релейной защите. Новые микропроцессорные терминалы - это огромный шаг вперед. Они активно и успешно вытесняют устаревшие блоки релейной защиты, реализованные на электромеханической и микроэлектронной базе. Данные устройства имеют значительные преимущества перед своими «предшественниками». Теперь нет необходимости выстраивать алгоритмы и логику защиты с помощью отдельных реле. Всю эту работу на себя берет программа, которая заложена в терминал. Кроме того, этих программ может быть несколько, что позволяет иметь в одном устройстве несколько вариантов различных защит. Это преимущество существенно уменьшает объемы и масштабы устанавливаемого оборудования на объекте, а также, значительно уменьшаются трудозатраты на обслуживание и эксплуатацию данных устройств. Помимо этого, разработка алгоритмов на основе цифровых сигналов позволяет решить многие проблемы релейной защиты, которые казались неразрешимыми при использовании старых технологий.
В данной работе поставлена задача моделирования дифференциальной защиты трансформатора на базе микропроцессорного терминала БМРЗ от компании НТЦ «Механотроника». Первостепенной целью работы является моделирование основных алгоритмов защиты с помощью использования среды программирования MATLAB, а также изучение основ цифровой обработки сигналов.
В результате проделанной работы, основываясь на микропроцессорном терминале релейной защиты от компании НТЦ «Механотроника», была построена модель дифференциальной защиты трансформатора от трехфазных коротких замыканий в среде программирования MATLAB.
В конечном счете, разработанная программа представляет собой совокупность нескольких блоков. Во-первых, исследуемый трансформатор реализован как «идеальная» модель. При его моделировании не учитывались параметры ветви намагничивания схемы замещения трансформатора, а соответственно и кривая намагничивания. Во-вторых, аварийное воздействие представлено только трехфазными короткими замыканиями на сторонах высшего и низшего напряжений. Кроме того, моделируемые трансформаторы тока так же реализованы в формате «идеальной» модели без учета насыщения и кривых намагничивания. Основной блок защиты построен только на алгоритме дифференциальной токовой отсечки и дифференциальной защиты с торможением.
Изначально предполагалось, что разрабатываемая модель будет более информативной и показательной. Были поставлены цели внедрения достоверных моделей трансформаторов тока и силового трансформатора, увеличения разнообразия аварийных воздействий, включая двухфазные короткие замыкания, а также создания блока информационного признака блокирования от случайного воздействия броска тока намагничивания. Также на всем протяжении разработки модели предполагалась тщательная работа непосредственно с самим терминалом релейной защиты, результаты которой послужили бы верификацией проделанных исследований. Поэтому имеющиеся результаты следует воспринимать как начало серьезной работы, которая в дальнейшем будет продолжена.
Тем не менее, в процессе работы были освоены среды программирования и моделирования MATLAB и Simulink, которые являются очень удобными инструментами для решения технических и инженерных задач. Кроме того, были изучены принципы и основы работы микропроцессорных устройств, таких как БМРЗ, которые на сегодняшний день представляют собой вершину в развитии релейной защиты.
