Книга Цзэн Тецзюнь: Исследование схем защиты станционных областей на основе взаимосвязанной информации / 基于互联信息的站域保护方案研究

Книга на китайском языке

Исследование схем защиты станционных областей на основе взаимосвязанной информации. 

Ключевые слова: Релейная защита

В настоящее время, вследствие ограничений, связанных с надежностью аппаратного обеспечения микропроцессорных устройств, скоростью работы, объемом оперативной памяти, а также сложностями в обслуживании системы, в большинстве подстанций применяется распределенная релейная защита по элементному принципу. Однако у такого типа защиты имеется ограниченный объем используемой информации, поэтому для удовлетворения четырех основных требований к релейной защите энергосистемы часто требуется скоординированная работа нескольких защитных устройств, что влечет за собой ряд проблем: сложность уставок и настройки, чрезмерные задержки срабатывания резервной защиты при отказе работы основной, большое количество требуемых трансформаторов тока и напряжения, значительные расходы на прокладку кабелей; ограниченность информации негативно сказывается на характеристиках защиты либо приводит к излишней сложности критериев; избыточное количество устройств и усложнение структуры системы затрудняют обслуживание и повышают стоимость и т.д.

В данной статье на основе появления и развития новых технологий, таких как электронные трансформаторы, интеллектуальные выключатели, высокоскоростные Ethernet-сети, стандарт IEC61850, с позиций теории информации произведён анализ источников информации для релейной защиты в пределах подстанции, её обработки и использования, а также типов, извлечения и передачи информации. На этой основе предлагается схема зональной защиты на базе объединённой информации и детально исследуются конкретные схемы защиты, построенные на основе объединённой информации. Работа включает следующие основные направления:

Исходная информация релейной защиты в подстанции охватывает все доступные данные, связанные как с первичными, так и со вторичными цепями внутри подстанции. Основным и непосредственным потребителем информации релейной защиты является выключатель, а устройство релейной защиты объединяет в себе источники, обработку и потребление информации релейной защиты. Источники, обработку и потребление информации в подстанции можно рассматривать как определяющие три собственные зоны защиты. Совпадение этих трех зон — идеальное состояние; при несовпадении возникает мертвая зона защиты, которую приходится компенсировать с помощью перекрестной компоновки трансформаторов тока для обеспечения быстрой ликвидации неисправностей. Наконец, приведён анализ взаимодействия между смежными зонами защиты, приведены конкретные меры, позволяющие устранить разрывы между источниками информации, зонами ее потребления и обработки.

Исходя из требований по быстрому устранению неисправлений и их точному определению, отмечается, что информация для релейной защиты в подстанции характеризуется временными, пространственными и типовыми свойствами по видам повреждений. В соответствии с характерными признаками электрических составляющих аварийных процессов в энергосистеме, методы извлечения информации релейной защиты делятся на основанные на стационарных и переходных характеристиках электрических величин. Функциональные элементы пуска в устройствах защиты используются для извлечения временных параметров, измерительные элементы — для извлечения пространственных (местоположение повреждения), элементы выбора фазы — для определения типа повреждения.

基于互联信息的站域保护方案研究. 

继电保护

由于受微机硬件可靠性、运行速度、内存资源的约束及系统的可维护性难的限制，目前变电站中的继电保护大多是分散式元件保护，但这种类型的保护利用的信息有限，因而为了满足电力系统继电保护四性要求，往往要求多台保护装置相互配合，从而存在着定值整定困难、当主保护拒动时后备保护的延时过长、要求的CT和PT多而耗费太多的电缆、信息少使得保护性能受影响或判据太复杂、装置太多、系统太复杂从而增加维护难度、价格高等一系列问题。 本文在电子式互感器、智能断路器、高速以太网、IEC61850等新技术的出现及发展的基础上，从信息论的角度出发，对变电站内继电保护信息的来源、加工和消费、类型和提取、传输等进行了分析，进而提出基于互联信息的站域保护方案，并详细研究了几个具体的基于互联信息的保护方案。论文工作包括以下几方面： 变电站内继电保护的本源信息包括变电站内一次和二次相关的一切可利用的信息，继电保护信息的最终直接消费者是断路器，而继电保护装置是集继电保护信息来源、加工与消费于一体的。变电站内继电保护信息的来源、加工、消费分别可以确定一个保护区域。三个区域重合是理想状态，不重合时就会存在保护死区，须通过CT交叉配置来保证快速切除故障。最后对相邻区域之间的配合作了分析，指出目前消除信息源有缝、消费区有缝、信息加工有缝的具体措施。 从对故障的快速切除和准确定位出发，指出变电站内继电保护信息的类型有时间性、空间性和故障类型。相应于电力系统故障的故障电气分量的特征，提取继电保护信息的方法也分为基于故障电气稳态特征和暂态特征的。保护装置的启动元件被用于提取时间信息、测量元件被用于提取位置信息、选相元件用于提取故障类型信息