Определение поврежденных фаз и вида повреждения (фазовый селектор)

Алгоритмы существующих адаптивных защит (ОПФ и ВП)

Адаптивные алгоритмы

Адаптацией в теории автоматического управления называется восполнение недостатка априорной (и частично текущей) информации текущей (и апостериорной) информацией. С точки зрения РЗ под адаптацией будем понимать изменение уставок и уставочных характеристик в зависимости от состояния нагрузочного режима. Адаптивные защиты условно подразделяют на защиты с адаптацией в узком смысле и с адаптацией в широком смысле.

Под адаптацией в узком смысле в РЗ будем понимать изменение характеристик (уставок) под влиянием текущего нагрузочного режима.

Под адаптацией в широком смысле будем понимать адаптацию алгоритма (в данном случае он первичен, в то время как в адаптивных защитах в узком смысле первична нагрузочная характеристика). Такой адаптационный алгоритм использует информацию о текущем и предшествующем режиме.

Все устройства РЗ по количеству подводимых величин делят на защиты с одной (токовые, напряжения, частоты) и с двумя (мощности, сопротивления) подведенными величинами.

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. и определяют 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 уставок выбираются с учетом величин , имеющих место во вторичных цепях при отсутствии замыканий на землю из-за неточности первичных и вторичных устройств. Использование заданных таким образом величин в 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 напряжения для 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.