21
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Возможность
запуска
большего
количества
алгоритмов
позволит
уменьшить
количество
необходимых терминалов РЗА, устанавливаемых на
объектах электроэнергетики, что также позволит
сократить затраты на построение релейной защиты.
В сложных устройствах релейной защиты могут быть
использованы
несколько
микропроцессоров,
выполняющих различные подзадачи. В некоторых
устройствах релейной защиты используются до 7-10
микропроцессоров, которые работают параллельно
Снижение требуемой мощности для выполнения функций
релейной защиты могло бы позволить использовать
меньшее число необходимых элементов. При реализации
нескольких микропроцессоров на плате, особенно важным
становится вопрос теплового режима работы устройств,
на который напрямую влияет загрузка устройства.
Выход из строя одного из элементов может привести к
нецелесообразности использования всей платы, на
которой размещаются микропроцессоры
При
реализации большего количества функционала на
меньшем
количестве
компонент
соответственно
уменьшается их количество, что упрощает процесс
замены неисправных элементов, снижает стоимость
ремонта, упрощает резервирование функций терминала.
При выполнении на терминале сервисных и иных задач,
загрузка процессоров достигает высоких значений
В связи с этим становится необходимым решение
вопроса о снижении нагрузки на центральные процессоры
цифровых устройств релейной защиты. Снижение
нагрузок на процессоры позволит расширить возможности
микропроцессорных устройств РЗА, увеличив их
функционал без ущерба для надёжности, либо снизить
стоимость конечных устройств релейной защиты.
В дополнение хотелось бы отметить, что важность
реализации большего функционала на одном устройстве
также повышается в виду сложившегося в мире кризиса
производства полупроводниковой продукции
II.
П
ОДГОТОВКА К ИССЛЕДОВАНИЮ
Для
проведения
исследования
необходимо
спроектировать и реализовать основные модули,
используемые в любых устройствах релейной защиты.
Любому цифровому терминалу необходимо принять
входящие SV пакеты с данными токов и напряжений,
обработать их, и, при принятии решения о срабатывании
защиты, передать необходимые сигналы в формате
GOOSE сообщений.
При получении данных из SV-пакетов необходимо
произвести в терминале определённые операции над
входными данными: получить действующие значения
токов или напряжений из мгновенных значений. После
обработки поступающих с АЦП или посредством SV
потоков величин можно проводить их дальнейший анализ,
на основе которого устройство может сформировать
необходимые выходные сигналы защиты. В данной работе
в качестве фильтров обработки мгновенных значений
используются фильтры Фурье. Одним из наиболее
важных вопросов, связанных с реализацией фильтра
Фурье, является вопрос выбора частоты дискретизации
сигнала.
Выбор частоты дискретизации до сих пор является
достаточно сложным вопросом. Так, к примеру,
устанавливает допустимую частоту дискретизации не
менее, чем 1000 Гц, что составляет 20 точек измерения
(выборок) на период промышленной частоты. Для
существующих устройств РЗА, согласно IEC 61850-9-2LE,
в SV потоках используются 80 выборок за период. В
данной работе используется именно эта частота
дискретизации.
Тем не менее, считается, что для задач релейной
защиты достаточно использовать только 20 точек за
период, а использование 80 точек является избыточным.
При этом потребность в применении в ЛВС 80 точек
прописана стандартом. Это приводит к методу снижения
нагрузки через пропуск ряда точек — использовать за
период только 20 (иногда 24) точек из 80 с пропуском
всех остальных.
Для исследования в программно-аппаратном комплексе
симуляции электросети RTDS была спроектирована схема
ПС по схема «четырёхугольник», классом напряжения
110 кВ.
В данной работе моделируются функции РЗА линии
110 кВ с односторонним питанием. Для её защиты
используются, согласно: в качестве основной защиты –
ДЗЛ, в качестве комплекта ступенчатых защит – ДЗ, МТЗ,
ТЗНП, согласно
III.
Р
АЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ НАГРУЗКИ
Для снижения нагрузки будут использоваться
спорадические методы запуска алгоритмов релейной
защиты. Идея этих методов основана на применении
запрещающих или разрешающих органов, подобных тем,
что используются, например, в дистанционной защите.
Нужный алгоритм защиты запускается только при
наступлении определённых условий на некоторое
количество времени.
Для циклического режима запуска защиты, либо их
разрешающие/запрещающие органы запускаются на
каждом такте работы программы. В спорадическом
методе используется один общий блокирующий орган,
при срабатывании которого защиты или их ступени
запускаются поочерёдно, в течение отведённого периода
времени.
Важной частью такого подхода является организация
логики работы пускового органа. В данной работе
определение
признаков
КЗ
осуществляется
по
приращению тока прямой последовательности. Возможно
также
дополнительно
осуществлять
контроль
дополнительно по снижению напряжения, появлению
токов обратной последовательности и так далее.
Опишем используемые методы более подробно.
A.
Метод «фиксации нескольких точек срабатывания»
В данном методе после срабатывания разрешающего
органа
происходит
фиксирование
срабатывания
алгоритмов РЗ через определённые промежутки времени.
При срабатывании разрешающего органа происходит
фиксирование первых точек срабатывания для всех защит,
далее для различных защит (ступеней) в определённые
моменты
вызываются
алгоритмы
РЗА.
Для
