Паздерин А.В., Мурзин П.В., Одинаев И.Н., Бобокалонов Ф.З. Направления исследований для повышения достоверности информации цифровой подстанции - Журнал «Электротехнические системы и комплексы»

Аннотация

В настоящее время большое внимание уделяется проблеме повышения точности измерительной информации, получаемой в электрической сети. Наибольшая погрешность наблюдается в токах, получаемых с помощью измерительных трансформаторов тока (ТТ), работающих на электромагнитном принципе. Объясняется это процессом насыщения сердечника ТТ при протекании в первичной обмотке больших токов КЗ, при переключениях и бросках тока намагничивания. Процесс насыщения может начаться как в первых периодах, так и в последующих периодах переходного процесса. В статье приведен обзор методов повышения достоверности информации, получаемой от ТТ в переходных и установившихся режимах. Рассмотрены методы, основанные на использовании искаженного вторичного тока, характеристики намагничивания магнитопровода ТТ и магнитного потока, соответствующего началу процесса насыщения в сердечнике ТТ. Выявлена степень проработанности существующих методов и показаны их достоинства и недостатки. В начале статьи выполнена систематизация существующих методов на основе классических и современных подходов. Классический подход характеризуется применением оптимизации абсолютной магнитной проницаемости сердечника. В современных методах восстановления вторичного тока используются методы математического моделирования с применением характеристики намагничивания и c прогнозированием мгновенных значений искаженного сигнала. Далее приводятся результаты апробации наиболее эффективных из современных методов и их сравнительный анализ. В процессе апробации определена точность восстановления тока с частотой дискретизации, соответствующей стандарту МЭК 61850 – 80 отсчетов на период промышленной частоты. В заключении были сделаны выводы о целесообразности использования рассмотренных методов и предлагаются направления дальнейших исследований.

Ключевые слова

Трансформаторы тока (ТТ), вторичный ток, насыщение сердечника ТТ, намагничивающий ток, характеристика намагничивания.

Паздерин Андрей Владимирович – д-р техн. наук, профессор, заведующей кафедрой, кафедра автоматизированных электрических систем, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4826-2387.

Мурзин Павел Валерьевич – старший преподаватель, кафедра автоматизированных электрических систем, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1593-9833.

Одинаев Исмоил Назримадович – инженер-исследователь, Уральский энергетический институт, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2434-1929.

Бобокалонов Фариндун Зайниддинович – инженер-исследователь, Уральский энергетический институт, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8740-0303.

1. Трансформаторы тока : учеб. пособие / В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, Л.В. Жалалис, И.М. Сирота, Б.С. Стогний. Ленинград : Энергия, 1980. 344 с.

2. Трансформаторы тока : учеб. пособие / В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, В.М. Кибель, И.М. Сирота, Б.С. Стогний. Ленинград : Энергоатомиздат, 1989. 416 с.

3. Бачурин Н.И. Трансформаторы тока : учеб. пособие / Н.И. Бачурин. Москва: Энергия, 1964. 376 с.

4. Кужеков С.Л., Синельников В.Я. Защита шин электростанции и подстанции : учеб. пособие. М.: Энергоатомиздат, 1983. 184 с.

5. РД 153-34.0-35.301-2002. Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения. ОАО «Фирма ОРГРЭС» и ОАО «Институт Энергосетьпроект».

6. Status on the First IEC 61850 Based Protection and Control, Multi-Vendor Project in the United States / The Grid Modernization Journal, №8, 2007.

7. Case Studies. IEC 61850 at work / ABB Review Special Report, № 8, 2010.

8. C. Wong. IEC 61850 Next Gen Substation Automation / Materials of the Emerging Technology Roundtable – Substation Automation/IEC 61850. USA, 2016.

9. Иванов С.В., Буров А.В. Централизованная релейная защита подстанции 110/35/6 кВ на принципах системной интеграции алгоритмов защит в едином устройстве [Электронный ресурс] // Электроэнергия. Передача и распределения. 2017. №5.

10. WG K15 Report – Centralized substation protection and control, 2015.

11. Атнишкин А.Б. Коррекция вторичного тока при насыщении измерительных трансформаторов [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://relematika.ru/images/news/Корректор%20тока.pdf

12. Атнишкин А.Б. Адаптивные модификации алгоритма дифференциальной защиты трансформатора : автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.14.02 / Нижегородский гос. техн. ун-т. Чебоксары, 2019. 24 с.

13. Кужеков С.Л. Обеспечение правильной работы микропроцессорных устройств дифференциальной защиты при насыщении трансформаторов тока // Известия вузов. Электромеханика. 2009. №4. С. 12-18.

14. Jiuping P. An efficient compensation algorithm for CT saturation effects [Electronic source] / IEEE Transactions on power delivery. 2004. №19. P. 1623-1628.

15. Рыбалкин А.Д., Шурупов А.А., Ермолкин И.А. Прогнозирование тока КЗ при насыщении ТТ [Электронный ресурс] // Цифровая электротехника: проблемы и достижения. 2016. № 5. С. 55-65. Режим доступа: https://ezproxy.urfu.ru:3054/item.asp?id=30489960

16. Кужеков С.Л. О способах уменьшения влияния погрешностей ТТ в переходных режимах на работу релейной защиты электроэнергетических систем [Электронный ресурс] // Современные направления развития систем РЗиА энергосистем. 2009. С. 99-104.

17. Дегтярев А.А. Автоматизированный контроль состояния трансформаторов тока высокого и сверхвысокого напряжения : автореф. дис. … канд. техн. наук 02.14.02 / Южно-Российский гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2011. 16 с.

18. Кужеков С.Л., Дегтярёв А.А. О восстановлении периодической составляющей первичного тока ТТ в переходном режиме // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2011. №3. С. 29-31.

19. Kang Y.C., Kang S.H., Park J.K., Johns A.T., Aggarwal R.K. Development and hardware implementation of a compensating algorithm for the secondary current of current transformers [Electronic source] // IEEE Proc. Electr. Power appl. 1996. No.143. P. 41-49.

20. Kang Y.C. Park J.K., Kang S.H., Johns A.T., Aggarwal R.K. An algorithm for compensating secondary current of current transformers [Electronic source] // IEEE Transactions power delivery. 1997. No.12. P. 116–122.

21. Kang Y. An algorithm for detecting CT saturation using the secondary current third-derivative function [Electronic source] / Y. Kang, S. Kang, P. Crossley // IEEE Bologna PowerTech Conf. 2003. P. 320–326.

22. Kang Y.Ch., Ui J.L., Sang H.K., Crossley P. Compensation of the distortion in the secondary current caused by saturation and remanence in a CT [Electronic source] // IEEE Transactions power delivery. 2004. №19. P. 1642–1649.

23. Wiszniewski A., Rebizant W., Schiel L. Correction of current transformer transient performers [Electronic source] // IEEE Transactions power delivery. 2008. №23. P. 624–632.

24. Петелин С. Модель однофазного трансформатора тока с насыщением [Электронный ресурс] // Цифровая подстанция. Режим доступа: http://digitalsubstation.com/blog/2017/05/29/model-odnofaznogo-transformatora-toka-s-nasyshheniem/

25. Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчет допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М.: Энергия, 1980. 208 с.

Подробности: Опубликовано: 25 декабря 2019 г.; Обновлено: 25 декабря 2019 г.; Просмотров: 1038