Содержание
1. Введение. 2
2. Постановка задачи селекции. 3
3. Спектральные методы решения задачи. 7
4. Описание метода эксперимента и полученных результатов. 11
5. Результаты эксперимента. 15
6. Оценка эффективности метода по критерию вычислительных затрат на реализацию. 19
7. Заключение. 20
8. Список литературы. 21
1. Введение.
Создание автоматизированных, высоконадёжных и быстродействующих систем защиты высоковольтных кабельных сетей и трансформаторных подстанций от замыканий является одной из приоритетных задач в электроэнергетике. Создание подобных систем во временной области сопряжено с рядом трудностей. Главной из них является то, что при работе кабельных сетей часто возникают ситуации, которые могут квалифицироваться как замыкание. Это может приводить к ложным срабатываниям системы защиты. С другой стороны, при неблагоприятном стечении обстоятельств измеряемый на подстанции ток нулевой последовательности (ТНП) может оказаться ниже порога, и тогда система защиты не сработает, что может вызвать выход из строя кабельной линии и связанных с ней подстанций [1], [4], [5].
В докладе предлагается решение задачи селекции кабельного ответвления, в котором произошло замыкание, в частотной области путем создания согласованного фильтра, реализованного на основе авторегрессии-скользящего среднего (АРСС). Преимущество спектрального анализа ТНП состоит в том, что даже в случае уменьшения его амплитуды спектральный портрет остаётся характерным для замыкания одной из фаз на землю. При этом каждый из режимов работы кабельной сети имеет индивидуальный спектр. Таким образом, реализуя согласованный фильтр на основе методов параметрического спектрального анализа, можно однозначно селектировать ответвление кабельной сети, в котором произошло замыкание на землю [2], [10].
Предметом исследования является оптимизация значений порядков АР- и СС-составляющих. Виду того, что в общем случае формальных процедур их выбора неизвестно [2], представляет теоретический интерес возможность разработки алгоритмов нахождения оптимальных порядков модели АРСС в задаче селекции однофазных замыканий. Источником информации являются проводимые эксперименты на массивах данных, полученных в высоковольтной кабельной сети в моменты однофазных замыканий. В докладе представлены методики проведения эксперимента и анализа его результатов, таблицы коэффициентов АР- и СС-составляющих оптимизированных согласованных фильтров и алгоритмы их расчета.
2. Постановка задачи селекции.
Однофазное замыкание на землю (ОЗЗ) в кабельных трехфазных сетях 6‑10 кВ представляет собой типовую неисправность со случайным временем появления. Необходимость специальной защиты от ОЗЗ вызвана тем, что этот вид повреждений является преобладающим. Задача селекции ОЗЗ, как было указано во введении, в конечном счете сводится к обнаружению и отключению ответвления, в котором произошло замыкание. Существует несколько направлений локализации неисправной линии. Самый распространённый – непосредственное измерение тока и мощности ТНП. Второе направление – спектральный анализ ТНП, которое в свою очередь может быть реализовано методами, основанными на Дискретном Преобразовании Фурье (ДПФ) от отсчётов (коэффициентов корреляции) или параметрическом моделировании.
Рассмотрим проблемы [1], [4], [5], возникающие при построении защиты от ОЗЗ по первому принципу. Защита, реагирующая на ток и мощность нулевой последовательности, осуществляется более просто и имеет ряд преимуществ. Однако, первая сложность заключается в том, что для правильной работы защит нулевой последовательности необходимо учитывать распределение токов нулевой последовательности в конкретных схемах сети, что является существенным недостатком.
Ec T1
T2
а)
Ec T1 T2
 |
б)
Рис. 2.1. Распределение токов нулевой последовательности при ОЗЗ.
Источником появления токов нулевой последовательности можно считать напряжение Uo, появляющееся на каждой фазе в месте ОЗЗ (Рис. 2.1). Под влиянием этого напряжения в каждой фазе возникают токи Io. Они замыкаются по контуру фаза - земля через место повреждения и заземленные нейтрали. Так как неповрежденные фазы не связаны с точкой повреждения непосредственно, то для образования контура циркуляции токов Io условно примем, что в месте замыкания на землю имеется соединение между всеми фазами. При этом в месте замыкания проходит ток, равный сумме токов нулевой последовательности Io всех трех фаз, который и является действительным током повреждения Ik = 3Io. Этот ток проходит через землю к заземленным нейтралям трансформаторов и через них возвращается в фазы сети. Таким образом, при замыкании на землю появление тока Io возможно только в сети, где имеются трансформаторы с заземленными нейтралями. При нескольких заземленных нейтралях ток нулевой последовательности, возникший в месте повреждения, разветвляется между нейтралями обратно пропорционально сопротивлениям их ветвей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
