Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью 6кВ Нерюнгринской ГРЭС

Данная магистерская диссертация посвящена разработке и совершенствованию методов распознавания набросов нагрузки и однофазных коротких замыканий в электрических сетях 6 кВ с изолированной нейтралью собственных нужд электростанций на примере Нерюнгринской ГРЭС. Работа направлена на повышение быстродействия и точности релейной защиты кабельных линий электропередач.

В первой главе выполнен анализ существующих моделей идентификации возмущений в высоковольтных сетях. Исследованы особенности топологии электросетей 6 кВ электрических станций, информационные характеристики компьютеризированных систем мониторинга (SMART-SPRECON, GE Multilin UR), а также характеристики известных устройств защиты — электромеханических и микропроцессорных реле тока. Выявлены их преимущества (высокая точность, гибкость настройки) и недостатки (высокая стоимость, аппаратная сложность, ограниченные возможности распознавания возмущений при инвариантных амплитудах тока).

Во второй главе на основе экспериментальных цифрограмм, зарегистрированных в сети собственных нужд Нерюнгринской ГРЭС, исследованы характеристики переходных процессов при набросах нагрузки и однофазных замыканиях на землю. Установлено, что при набросе нагрузки токи растут в несколько раз без экспоненциальной составляющей, характерной для коротких замыканий. Разработаны двухполярные и однополярные дискретные модели возмущений в виде решётчатых функций цифровых отсчётов фазных токов. Показано, что однополярная модульная модель позволяет в два раза повысить быстродействие идентификации на интервале одного периода промышленной частоты. Предложена дискретная модель формирования разности текущих и запомненных значений гармонического сигнала на основе корреляционной оценки Хеммингового расстояния.

В третьей главе изложены теоретические основы обработки дискретизированных гармонических сигналов на основе теории распознавания образов. Исследован метод квадратично-импульсного преобразования для распознавания переходных процессов. Усовершенствован метод рандомизации и корреляционной оценки возмущений путём расширения базы кодовой последовательности МР-сигнала от n = 7 до n = 15, что позволило в два раза повысить амплитуду корреляционного пика. Разработан интегральный дифференциально-разностный алгоритм распознавания набросов нагрузки и коротких замыканий. Предложена функциональная схема устройства релейной защиты на основе интегрирующего квадратора и регистра сдвига, которая отличается меньшей аппаратной сложностью и может быть реализована на ПЛИС.

Содержание работы:
Введение
Анализ существующих моделей идентификации возмущений в высоковольтных сетях
Анализ характеристик высоковольтных электросетей
Особенности топологии электросетей 6 кВ электрических станций
Информационные характеристики существующих компьютеризированных систем мониторинга режимных параметров и состояний оборудования высоковольтных электросетей
Анализ характеристик известных устройств защиты высоковольтных кабельных линий от резких набросов нагрузки и коротких замыканий
Исследование возмущений в электросетях 6 кВ электрических станций НГРЭС
Исследование искажений при возникновении наброса нагрузки в сети 6 кВ
Исследование характеристик возмущений и переходных процессов в линиях при возникновении коротких замыканий
Разработка дискретных моделей формирования текущих и запомненных значений гармонического сигнала при возникновении набросов нагрузки и однофазного короткого замыкания в сети
Разработка алгоритма защиты кабельных линий электропередач номинальным напряжением 6 кВ на основе теории распознавания сигналов
Разработка методов и средств регистрации набросов нагрузки и коротких замыканий в сети 6 кВ
Теоретические основы обработки дискретизированных гармонических сигналов на основе теории распознавания образов
Метод распознавания переходных процессов при однофазных коротких замыканиях и набросах нагрузки
Совершенствование метода рандомизации и корреляционной оценки возмущений в электрической сети 6 кВ
Разработка принципов интегрального дифференциально-разностного алгоритма распознавания набросов нагрузки и коротких замыканий в высоковольтных сетях
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Схема присоединений и подключения устройства «GE Multilin UR». Функциональная структура сбора данных

Работа защищена на отлично