Истражување на автоматскиот метод за детекција на скриени грешки во релејната заштитна шема на вторично опрема во подстанции

I. Вовед

Аномалната оперативна состојба на вторичната кола на релејната заштита во трансформаторна станција има значаен влијание врз целоста на електроенергетскиот систем. С една страна, вторичната кола на релејната заштита е важен дел од електроенергетскиот систем, а неговата главна функција е да осигура стабилна работа на електроенергетскиот систем. Кога оперативната состојба на вторичната кола е аномална, тоа може да доведе до намалена стабилност на електроенергетскиот систем и зголемена веројатност за појава на грешки.

Повеќе од тоа, аномалната вторична кола на релејната заштита може да предизвика малифункција или неработење на уредот за заштита, што ја заприказува безопасноста на електроенергетскиот систем. На пример, кога се случи кратко поврзување на линијата, ако аномалната вторична кола на релејната заштита пречи на уредот за заштита да прекине дефектната линија во време, тоа може да доведе до поголеми последици, како што се оштетување на опремата и пожар. Затоа, екстремно е неопходно ефективно да се детектираат скриените грешки во колата.

Цао Тонжао и други предложија метод за детекција на скриени грешки во вторичната кола на релејната заштита на трансформаторната станција базиран на информации од многу параметри. Со собирање на информации од многу параметри, се извршува комплетна анализа на оперативната состојба на вторичната кола на релејната заштита, што може да дозволи поточна детекција на скриени грешки, подобрување на точноста и надежноста на детекцијата на грешки и помага во своевремено откривање и решавање на потенцијални безбедносни ризици. Меѓутоа, овој метод до некоја мера зголемува комплексноста и количеството на обработка на податоци.

Ян Юхан предложи метод за детекција на грешки во вторичната кола на релејната заштита на трансформаторната станција базиран на технологијата PLC. Използувајќи флексибилното програмирање, високата надежност и силната расширување на технологијата PLC, се подобрува автоматизацијата и интелигенцијата на детекцијата на грешки, и може да се мониторира оперативната состојба на вторичната кола во реално време, што има добар ефект на подобрување на безопасноста и стабилноста на електроенергетскиот систем. Меѓутоа, во практика, технологијата PLC бара соодветна хардверска и софтверска поддршка, што ќе зголеми цената и комплексноста на електроенергетскиот систем.

На основа на горенаведеното, овој труд предлажа студија за автоматски метод на детекција на скриени грешки во колата на релејната заштита на вторичната опрема во трансформаторни станции, и анализира и верификува перформансата на дизајнираниот метод на детекција во компаративна тестна средина.

II. Дизајн на автоматскиот план за детекција на скриени грешки во вторичната кола на релејната заштита
2.1 Анализа на доменот на поврзаност на грешките во вторичната кола на релејната заштита

Во процесот на справување со состојбите на вторичната кола на релејната заштита, поради меѓусебните поврзаности меѓу различните компоненти [3]. Затоа, кога постојат скриени грешки, соодветните макроскопски прояви не се ограничени само на специфичната локација на грешката. Во овој контекст, овој труд прво анализира доменот на поврзаност на грешките во вторичната кола на релејната заштита [4]. Со установување на соодветна функција, оригинален проблем на детекција на грешки се трансформира во проблем на пресметување на оптималната функција на прилагодување. По овој начин, според фактичката оперативна информација на вторичната кола на релејната заштита, можно е да се евалуира состојбата на вторичната кола.

За специфичниот домен на поврзаност на грешките во вторичната кола на релејната заштита, овој труд го зема сличноста помеѓу фактичката оперативна информација на вторичната кола на релејната заштита и очекуваната вредност како мерка. При пресметувањето на вкупниот строј на колата, можеби ќе биде потребно да се собере стројот на сите гранки во колата, и во овој момент, горните и долните граници на сумата соодветствуваат на бројот на строевите на гранките. Според горенаведениот метод, се реализира анализа на доменот на поврзаност на грешките во вторичната кола на релејната заштита, што дава основа за последователната детекција на скриени грешки.

2.2 Детекција на скриени грешки во вторичната кола на релејната заштита

Таб.1 Сравнителна табела на излезни резултати на карактеристични вредности на стројот на критериумот за грешки во колата на различни степени

I. Анализа на тестирани резултати

Како што може да се види од тестирани резултати во Таб. 1, меѓу три различни методи за детекција, методот за детекција на скриени грешки во вторичната кола на релејната заштита на трансформаторната станција базиран на информации од многу параметри предложен во литература [1] се покажува како подобар во детекцијата на состојби на висока степен на грешки. Кога комплексната степен на грешка на мерење на колата е помала од 10.0%, излезниот резултат на карактеристичната вредност на критериумот за грешки во колата е значително помал, што има некои недостатоци за фактичната детерминација на грешки.

За методот за детекција на грешки во вторичната кола на релејната заштита на трансформаторната станција базиран на технологијата PLC предложен во литература [2], излезните резултати на карактеристичните вредности на критериумот за грешки во колата се релативно стабилни, но има простор за подобрување во вкупните вредности.

Спротивно на тоа, под дизајнираниот метод на детекција во овој труд, излезните резултати на карактеристичните вредности на критериумот за грешки во колата се секогаш над 0.12 А, а максималната вредност надминува 0.22 А, што може ефективно да ги отслика скриените состојби на грешки во колата на релејната заштита на вторичната опрема. Споредено со контролниот груп, овој метод покажува релативно забележливи предности во стабилноста и прилагодливоста.

При анализа на перформансата на дизајнираниот метод на детекција, се изгради модел на колата на релејната заштита на вторичната опрема во трансформаторна станција во PSCAD/EMTDC. Во конкретната фаза на поставување, се наполнеше со фактичен тип на заштита, модел на електрични компоненти и конфигурација на оперативни параметри.

II. Применети тестови
2.1 Подготовка на тестови

На основа на типична трансмисиона линија, се конфигурираше дистанциска заштита и се користеше како кола на релејната заштита на вторичната опрема. Во конкретната конфигурација на оперативни параметри, опсегот на импедансата се поставил на 80% - 120% од импедансата на линијата; временската задержка беше 0.1 с, а временското работно време беше 0.02 с; карактеристиката на работа се прифати четвороаголна карактеристика за осигурување на надежна работа кога се случи грешка во опсегот на заштита и надежно не-работење кога се случи грешка надвор од опсегот на заштита; кога напонот е помал од 80% од номиналниот напон, заштитата се блокираше за да се спречи малифункција при премногу ниски напон. Релацијата на трансформација на CT беше 1000:1, а номиналниот строј беше поставен на 1.0 А. Релацијата на трансформација на PT беше 10000:1, а номиналниот напон беше поставен на 100 кВ. Во однос на конфигурацијата на филтер, се користеше нископропуснен филтер, а граничната честота беше поставена на 500 Хц за намалување на влијанието на високочестотниот шум на заштитата.

2.2 План за тестови

На основа на поменатата тестна средина, методот за детекција на скриени грешки во вторичната кола на релејната заштита на трансформаторната станција базиран на информации од многу параметри предложен во литература [1] и методот за детекција на грешки во вторичната кола на релејната заштита на трансформаторната станција базиран на технологијата PLC предложен во литература [2] се земаа како контролни групи за тестови. Резултатите на детекцијата на три различни методи се тестираа под истите услови на работа.

За специфичните услови на работа, мерењето на стројот на гранката каде што се наоѓа CT беше поставено како локација на грешка, а комплексната степен на грешка на мерењето на гранката каде што се наоѓа CT беше -15%, -10%, -5%, +5%, +10% и +15% соодветно. На основа на ова, се направи сметка за распределба на карактеристичните вредности на критериумот за грешки на излезниот строј на гранката за мерење на грешки во колата која се излегуваат од различни методи на детекција.

2.3 Резултати и анализа на тестовите

Се направи сметка за излезните резултати на вредностите на карактеристичните вредности на критериумот за грешки во колата за различни степени под различни методи на детекција, а конкретните податоци се прикажани во Таб. 1.

III. Заклучок

Аномалноста на вторичната кола на релејната заштита е еден од најдиректните фактори кои доведуваат до зголемена загуба на енергија во електроенергетскиот систем. Кога трансформаторот на строј или напон во вторичната кола не функционира правилно, тоа ќе доведе до грешки во мерењето, што ќе ја зголеми неточноста во счетоводството на електроенергијата.

Овој труд предлага студија за автоматски метод на детекција на скриени грешки во колата на релејната заштита на вторичната опрема во трансформаторни станции, која ефективно реализира точно детектирање на вторични коли на различни степени и има добро практично применето значење. Надеваме дека истражувањето и дизајнот на методот за детекција на грешки во колата на релејната заштита на вторичната опрема во овој труд ќе донесе вредна референца за фактичното управување со безопасноста на трансформаторните станции.

Здружено со функцијата на прилагодување на доменот на поврзаност на грешките во вторичната кола на релејната заштита конструирана во дел 2.1, во конкретниот процес на детекција на грешки, овој труд го решава оптималната вредност на функцијата на прилагодување како крајен идентификационен резултат. Според овој метод, се реализира детекција и анализа на скриените грешки во колата на релејната заштита на вторичната опрема.