RU2823576C1 - Method of forming adaptive actuation parameters in relay with one summed value - Google Patents
Method of forming adaptive actuation parameters in relay with one summed value Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823576C1 RU2823576C1 RU2022134072A RU2022134072A RU2823576C1 RU 2823576 C1 RU2823576 C1 RU 2823576C1 RU 2022134072 A RU2022134072 A RU 2022134072A RU 2022134072 A RU2022134072 A RU 2022134072A RU 2823576 C1 RU2823576 C1 RU 2823576C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- values
- current
- components
- block
- symmetrical
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите и автоматике (РЗА) энергообъектов в сложных и переходных режимах. Решает проблему формирования адаптивных параметров срабатывания в терминале защиты по результатам замера величин в предшествующем аварии режиме.The invention relates to the electric power industry, in particular to relay protection and automation (RPA) of power facilities in complex and transient modes. Solves the problem of forming adaptive response parameters in the protection terminal based on the results of measuring values in the mode preceding the accident.
Согласно [1] на энергообъектах необходима установка устройств релейной защиты и автоматики (РЗА). Расчет параметров срабатывания (уставок) устройств РЗА проводят по руководящим указаниям, разработанным для каждого вида защит (например, [2]). Объемной частью при расчете уставок является определение и расчет режимов работы энергосистемы, характерных для рассматриваемых защит.Многообразие расчетных режимов практически исключает получение оптимальных уставок, которые обеспечивают селективность действия во всех режимах. Эффективно решается проблема по использованию оптимальных параметров срабатывания в адаптивных защитах, в которых параметры срабатывания определяются по текущему предшествующему нагрузочному режиму.According to [1], it is necessary to install relay protection and automation devices (RPA) at power facilities. The calculation of response parameters (settings) of relay protection and automation devices is carried out according to guidelines developed for each type of protection (for example, [2]). The bulk of the calculation of settings is the determination and calculation of operating modes of the power system, characteristic of the protections under consideration. The variety of design modes practically excludes obtaining optimal settings that ensure selectivity of action in all modes. The problem of using optimal response parameters in adaptive protections, in which response parameters are determined based on the current previous load mode, is effectively solved.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ, описанный в [3], где рассматривается адаптивный способ формирования уставок для защиты.The closest to the claimed technical solution is the method described in [3], which considers an adaptive method for generating settings for protection.
Однако в [3] описан способ, при котором расчет режима и формирование уставок для нового режима происходят на внешнем вычислителе, с которого данные передаются в устройство защиты. Следует заметить, что в аварийном режиме происходит ряд идущих друг за другом процессов, например, короткое замыкание в режиме нагрузки, переход одного вида замыкания в другой вид, отключение фазы, неуспешное автоматическое повторное включение фазы, отключение трех фаз, повторное включение линии, замыкание в транзит с переходом в новый нагрузочный режим. Для каждого из этих режимов необходимо получить новую группу уставок в устройстве защиты. При быстрой смене режимов может возникнуть ситуация, когда будет происходить работа защиты с неактуальными для текущего режима параметрами срабатывания.However, in [3] a method is described in which the calculation of the mode and the formation of settings for the new mode occur on an external computer, from which the data is transferred to the protection device. It should be noted that in emergency mode, a number of processes occur one after another, for example, a short circuit in load mode, a transition from one type of fault to another, a phase disconnection, unsuccessful automatic phase reconnection, a three-phase disconnection, a line reconnection, a short circuit in transit with transition to a new load mode. For each of these modes it is necessary to obtain a new group of settings in the protection device. When changing modes quickly, a situation may arise when the protection operates with response parameters that are irrelevant for the current mode.
Цель изобретения - непрерывное формирование адаптивных к текущему режиму параметров срабатывания защиты в терминале защиты. Поставленная цель достигается тем, что в функциональную логику защиты вводится модуль, который по срабатыванию пускового органа мгновенно формирует новые параметры срабатывания (уставки), адаптивные к вновь возникшему режиму. Параметры срабатывания реле защиты формируются из фазных комплексных величин текущего и предшествующего нагрузочного режимов где получаемых из мгновенных замеренных значений тока и напряжения текущего iv, uv и предшествующего режимов iv предш, uv предш с выхода фильтра ортогональных составляющих. По комплексным значениям фазных величин соответственно в фильтрах симметричных и аварийных составляющих определяются симметричные где μ=1,2,0 и аварийные симметричные составляющие токов и напряжений.The purpose of the invention is the continuous formation of protection response parameters adaptive to the current mode in the protection terminal. This goal is achieved by introducing a module into the functional logic of protection, which, upon activation of the triggering element, instantly generates new response parameters (setpoints), adaptive to the newly emerged mode. The protection relay response parameters are formed from the phase complex values of the current and previous load conditions Where obtained from instantaneous measured values of current and voltage of the current i v , u v and the previous modes i v previous , u v previous from the output of the orthogonal components filter. Based on the complex values of phase quantities, respectively, in the filters of symmetrical and emergency components, symmetrical components are determined where μ=1,2,0 and emergency symmetrical components of currents and voltages.
Осуществление способа иллюстрирует представленная на фиг. 1 блок-схема логического модуля формирования адаптивной уставки в устройстве защиты. Блок-схема по фиг. 1 содержит следующие функциональные каналы и блоки: блок фильтра ортогональных составляющих (ФОС) комплексных величин тока и напряжения где v=A,B,C (элемент 1) и два идентичных канала формирования адаптивных уставок (элементы 9 и 10), каждый из которых включает блок фильтра симметричных составляющих (ФСС) тока или напряжения где μ=1,2,0 - индекс тока или напряжения соответственно прямой, обратной и нулевой последовательностей (элемент 2), блок фильтра аварийных составляющих (ФАС) величин тока (элемент 3) или величин напряжения (элемент аналогичный элементу 3 в канале 10), блок памяти (элемент 4), блок формирования адаптивных параметров срабатывания (блок уставок, элемент 5), пусковой орган (ПО) реле тока прямой и обратной последовательностей (элемент 6), блок сравнения с адаптивной уставкой (элемент 7), выходной сигнал срабатывания измерительного органа по току (элемент 8), канал формирования адаптивных уставок по току (элемент 9), канал формирования адаптивных уставок по напряжению (элемент 10) и выходной сигнал срабатывания измерительного органа по напряжению (элемент 11).The implementation of the method is illustrated in Fig. 1 block diagram of the logical module for generating the adaptive setpoint in the protection device. Block diagram of Fig. 1 contains the following functional channels and blocks: filter block of orthogonal components (OCF) of complex current values and voltage where v=A,B,C (element 1) and two identical channels for generating adaptive settings (
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Алгоритм расчета адаптивной уставки предполагает на основе мгновенных величин токов iv, или напряжений uv блоком ФОС (элемент 1) формирование ортогональных составляющих тока и напряжения текущего режима, которые поступают в каналы формирования адаптивных уставок тока (элемент 9) и напряжения (элемент 10) соответственно. Алгоритмы работы каналов формирования адаптивных уставок тока (элемент 9) и напряжения (элемент 10) идентичны. Далее рассмотрен алгоритм на базе канала тока (элемент 9).The algorithm for calculating the adaptive setting assumes, based on the instantaneous values of currents i v , or voltages u v by the FOS block (element 1), the formation of orthogonal current components and voltage current mode, which enter the channels for generating adaptive current (element 9) and voltage (element 10) settings, respectively. The operating algorithms for the channels for generating adaptive current (element 9) and voltage (element 10) settings are identical. Next, we consider an algorithm based on the current channel (element 9).
Текущее значение тока в канале формирования адаптивных уставок тока (элемент 9) одновременно поступает в блок ФСС (элемент 2) и по срабатыванию пускового органа (элемент 6) запоминается в модуле памяти (элемент 4). Симметричные составляющие токов с блока ФСС поступают в блок ФАС (элемент 3), на выходе которого формируются аварийные составляющие токов например, по алгоритму [3]. Выходные величины аварийных составляющих токов с блока ФАС (элемент 3) поступают в ПО (элемент 6), который срабатывает при превышении аварийными составляющими прямой или обратной последовательностей заранее заданных уставок, отстроенных от коммутационных токов для прямой и небалансов, возникающих от величин тока при несимметричных предшествующих режимах, для обратной последовательности. Пусковой орган (элемент 6) выполняет функции селектора режима и его срабатывание означает появление нового режима. При этом происходит запоминание новых параметров тока и напряжения в блоке памяти (элемент 4) и формирование адаптивных уставок по параметрам предшествующего режима, которые были ранее зафиксированы в блоке памяти (элемент 4). Например, для максимальной токовой защиты (МТЗ) в блоке уставок (элемент 5) будут сформированы адаптивные уставки по величинам фазных токов и/или по величине тока прямой последовательности:Current current value in the channel for generating adaptive current settings (element 9) it simultaneously enters the FSS unit (element 2) and upon activation of the trigger (element 6) is stored in the memory module (element 4). Symmetrical current components from the FSS block enter the FAS block (element 3), at the output of which emergency current components are formed for example, according to algorithm [3]. Output values of emergency current components from the FAS unit (element 3) enter the software (element 6), which is triggered when the emergency components of the positive or negative sequence exceed predetermined settings, adjusted from the switching currents for the direct and unbalances arising from the current values in asymmetrical previous modes, for the negative sequence . The trigger element (element 6) performs the functions of a mode selector and its operation means the appearance of a new mode. In this case, new current parameters are stored and voltage in the memory block (element 4) and the formation of adaptive settings according to the parameters of the previous mode, which were previously recorded in the memory block (element 4). For example, for maximum current protection (overcurrent protection) in the settings block (element 5), adaptive settings will be generated based on the magnitude of phase currents and/or the magnitude of the positive sequence current:
где Where
- соответственно максимальные действующие значения фазных токов и значение тока прямой последовательности; - respectively, the maximum effective values of phase currents and the value of positive sequence current;
Котс - коэффициент отстройки; рекомендуется в зависимости от величины коммутируемой нагрузки и от номера ступени защиты принимать равным Котс=1.2÷2.0.To ots - detuning coefficient; It is recommended, depending on the size of the switched load and the number of the protection stage, to take it equal to K ots = 1.2÷2.0.
С выхода блока уставки (элемент 5) адаптивная уставка, рассчитанная по формулам (1) или (2), поступает на вход блока «Сравнение с уставкой» (элемент 7). На другие входы данного блока с блока ФОС (элемент 1) поступают текущие фазные величины токов или их симметричные и аварийные составляющие.From the output of the setpoint block (element 5), the adaptive setpoint, calculated using formulas (1) or (2), is supplied to the input of the “Comparison with setpoint” block (element 7). The other inputs of this block from the FOS block (element 1) receive current phase current values or their symmetrical and emergency components.
Алгоритм расчета адаптивной уставки по величине тока обратной последовательности для ПО (элемент 6) или для реле обратной последовательности (РТОП) будет следующим:The algorithm for calculating the adaptive setting based on the negative sequence current value for the software (element 6) or for the negative sequence relay (RTOP) will be as follows:
где - текущее значение аварийной составляющей тока обратной последовательности;Where - current value of the emergency component of the negative sequence current;
- адаптивная уставка аварийной составляющей тока обратной последовательности в момент изменения режима; - adaptive setting of the emergency component of the negative sequence current at the moment of mode change;
kотс=1,2 - коэффициент отстройки;k ots =1.2 - detuning coefficient;
kв=0,95 - коэффициент возврата реле;k in =0.95 - relay return coefficient;
I2нб=kнб⋅Im пред - ток небаланса обратной последовательности, сформированный по результатам измерения предшествующего режима. Возможно использование неадаптивной уставки, рассчитанной по токам максимального нагрузочного режима: I2нб=kнб⋅Iраб.макс;I 2nb =k nb ⋅I m precursor - negative sequence unbalance current, formed based on the measurement results of the previous mode. It is possible to use a non-adaptive setting, calculated based on the currents of the maximum load mode: I 2nb =k nb ⋅I rab.max ;
- максимальное значение фазных токов; - maximum value of phase currents;
kнб = 0,05 - коэффициент небаланса;k nb = 0.05 - unbalance coefficient;
I2нс=0 - в аварийной составляющей отсутствует величина, обусловленная несимметрией предшествующего нагрузочного режима.I 2ns =0 - in the emergency component there is no value due to the asymmetry of the previous load mode.
Особенность аварийных составляющих в том, что ИО на их основе срабатывают как при набросе тока, так и при его снижении, например, при отключении КЗ. Поэтому ИО на базе аварийных составляющих всегда должен контролироваться дополнительным ИО обратной последовательности, уставка которого определяется величиной небаланса, рассчитанной по максимальному току нагрузки:The peculiarity of emergency components is that IOs based on them are triggered both when the current surges and when it decreases, for example, when a short circuit is turned off. Therefore, an EUT based on emergency components must always be controlled by an additional negative sequence EUT, the setting of which is determined by the unbalance value calculated from the maximum load current:
где коэффициенты для расчета формулы (4) приняты равными коэффициентам формулы (3);where the coefficients for calculating formula (4) are taken equal to the coefficients of formula (3);
kнес=0.03 - коэффициент несимметрии предшествующего режима.k carried =0.03 - asymmetry coefficient of the previous mode.
Срабатывание ИО по току обратной последовательности будет происходить при следующих условиях:Triggering of the EUT by negative sequence current will occur under the following conditions:
где Ω - математическая ступенчатая (скачкообразная) функция.where Ω is a mathematical step (jump) function.
Таким образом, по принципу своего действия предложенный способ позволяет в реальном масштабе времени формировать уставки срабатывания для реле с одной подведенной величиной, адаптивные к предшествующему аварии режиму.Thus, according to the principle of its operation, the proposed method makes it possible in real time to generate operating settings for relays with one supplied value, adaptive to the mode preceding the accident.
Источники информацииInformation sources
1. Правила устройства электроустановок, 7 изд., утв. Приказом Минэнерго России от 08.07.2002 №204.1. Rules for electrical installations, 7th ed., approved. By Order of the Ministry of Energy of Russia dated July 8, 2002 No. 204.
2. Руководящие указания по релейной защите». Выпуск 12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110-500 кВ. Расчеты М.: Энергия, 1980. - 88 с.2. Guidelines for relay protection." Issue 12. Zero sequence current protection against ground faults of 110-500 kV lines. Calculations M.: Energy, 1980. - 88 p.
3. Шарыгин М.В., Куликов А.Л., Фальков А.А. Автоматизация расчетов адаптивной многопараметрической релейной защиты для реконфигурируемых распределительных сетей // Релейщик. 2022. №1(42). С. 12-16.3. Sharygin M.V., Kulikov A.L., Falkov A.A. Automation of calculations of adaptive multiparameter relay protection for reconfigurable distribution networks // Releyshchik. 2022. No. 1(42). pp. 12-16.
4. Патент 2035815 Российская Федерация, МКИ Н02Н 3/38. Способ выделения аварийной слагаемой тока короткого замыкания / Ю.Я. Лямец, В.А. Ефремов, В.А. Ильин. Опубл. 20.05.1995.4. Patent 2035815 Russian Federation,
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2823576C1 true RU2823576C1 (en) | 2024-07-24 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU559297A1 (en) * | 1975-05-04 | 1977-05-25 | Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Relay with one summed harmonic electrical value |
EP0041202A1 (en) * | 1980-05-31 | 1981-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reclosing device for transmission line |
SU1185473A1 (en) * | 1984-03-20 | 1985-10-15 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Relay with single supplied quantity |
RU2035815C1 (en) * | 1992-08-14 | 1995-05-20 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Method of extraction of emergency component of short-circuit current |
RU169145U1 (en) * | 2016-05-24 | 2017-03-07 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") | INTELLIGENT RELAY PROTECTION OF ELECTRIC NETWORK |
RU2751541C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Релематика" | Method for protection of power transmission lines in case of unsuccessful single-phase re-activation |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU559297A1 (en) * | 1975-05-04 | 1977-05-25 | Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Relay with one summed harmonic electrical value |
EP0041202A1 (en) * | 1980-05-31 | 1981-12-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reclosing device for transmission line |
SU1185473A1 (en) * | 1984-03-20 | 1985-10-15 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Relay with single supplied quantity |
RU2035815C1 (en) * | 1992-08-14 | 1995-05-20 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Method of extraction of emergency component of short-circuit current |
RU169145U1 (en) * | 2016-05-24 | 2017-03-07 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") | INTELLIGENT RELAY PROTECTION OF ELECTRIC NETWORK |
RU2751541C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Релематика" | Method for protection of power transmission lines in case of unsuccessful single-phase re-activation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10739414B2 (en) | Determining status of electric power transmission lines in an electric power transmission system | |
EP0035365B1 (en) | Method and apparatus for fault detection | |
AU2015355078B2 (en) | Fault detection and direction determination | |
EP1929602B1 (en) | Method and system for fault detection in electrical power devices | |
MX2013005895A (en) | Dual-comparator restricted earth fault protection. | |
US4821137A (en) | Positive sequence distance relay for AC power transmission line protection | |
US4484246A (en) | Reclosing device for transmission line | |
Gong et al. | Integrated protection system design for shipboard power system | |
RU2823576C1 (en) | Method of forming adaptive actuation parameters in relay with one summed value | |
JPH027248B2 (en) | ||
CA2427821C (en) | Current compensation method and device for power system protection | |
Cuzner et al. | DC zonal electrical system fault isolation and reconfiguration | |
RU162402U1 (en) | DEVICE OF ADAPTIVE RESERVE PROTECTION OF TRANSFORMERS ON BRANCHES OF THE AIRLINE | |
Soldatov et al. | Informational fundamentals of the multiparameter differential protection of busbar generators against single line-to-ground faults | |
US7206177B2 (en) | Device and method for protection against overcurrents in an electrical energy distribution cabinet | |
EP0760177B1 (en) | Recovery of transmitted power in an installation for transmission of high-voltage direct current | |
RU2325747C1 (en) | Method of arrangement and adjustment of high frequency directional relat protection of line | |
Aldeen et al. | Faults detection and mitigation in excitation control of synchronous machines in large-scale power grids | |
Malysheva et al. | Modeling a combined filter in the logic of differential-phase protection | |
RU165412U1 (en) | DEVICE OF ADAPTIVE MULTI-PARAMETER RESERVE PROTECTION OF TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS OF THE AIR LINE | |
RU2752848C1 (en) | Method for differential-phase protection of power lines | |
RU2162269C2 (en) | Backup protective device for line with transformers on taps | |
SU1647738A1 (en) | Device for detecting faulty phase of three-phase transmission line | |
RU131246U1 (en) | ADAPTIVE RESERVE DEVICE FOR TRANSFORMERS OF RESPONSE SUBSTATIONS | |
US11476655B2 (en) | Trapped charge estimation |