Принципы выполнения цифрового органа направления мощности в микропроцессорных токовых защитах

В существующих микропроцессорных направленных токовых защитах линий от междуфазных коротких замыканий используются цифровые органы направления мощности, включаемые, как правило, на полные токи и напряжения по так называемой 90-градусной схеме. При данной схеме включения «мертвая» зона появляется только при близких к месту установки защиты трехфазных коротких замыканиях, составляющих небольшую долю всех возможных видов таких повреждений. Тем не менее ее наличие является существенным недостатком органов направления мощности. Рассмотрены принципы выполнения органа на основе цифровых операций с ортогональными составляющими подводимых напряжений и тока. Результат функционирования органа направления мощности сводится к выработке информационного признака, равного: единице – при прямом направлении мощности; минус единице – при ее обратном направлении. Для устранения «мертвой» зоны организована работа органа с использованием «памяти» напряжения. С целью получения требуемой длительности «памяти» реализована частотная компенсация. Исследование эффективности принятых решений, а также поведения органа направления мощности в нормальном и аварийных режимах выполнено методом вычислительного эксперимента. В системе динамического моделирования MATLAB-Simulink-SimPowerSystems разработаны модели электрической системы и цифрового органа направления мощности. Результаты исследований показали, что совместное использование существующих и предложенных принципов выполнения цифрового органа направления мощности обеспечивает повышение его технического совершенства и позволяет устранить «мертвую» зону с сохранением его устойчивого функционирования в течение сколь угодно длительного промежутка времени.

1. Гельфанд, Я. С. Релейная защита распределительных сетей / Я. С. Гельфанд. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1987. 368 с.

2. Фадке Арун, Г. Компьютерная релейная защита в энергосистемах / Арун Г. Фадке, Джеймс С. Торп; пер. с англ. под ред. Г. С. Нудельмана. 2-е изд. М.: Техносфера, 2019. 370 с.

3. Федосеев, А. М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей: учеб. пособие для вузов / А. М. Федосеев. М.: Энергоатомиздат, 1984. 520 с.

4. Гурьянчик, О. А. Организация функционирования органа направления мощности в микропроцессорных токовых направленных защитах / О. А. Гурьянчик // Наука и техника. 2013. № 3. С. 56–58.

5. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение микропроцессорных защит электроустановок: учеб. пособие / Ф. А. Романюк. Минск: УП «Технопринт», 2001. 133 с.

6. Циглер, Г. Цифровая дистанционная защита: принципы и применение / Г. Циглер; пер. с англ. под ред. А. Ф. Дьякова. М.: Энергоиздат. 2005. 322 с.

7. Романюк, Ф. А. Формирование ортогональных составляющих входных сигналов в цифровых измерительных органах защит с коррекцией динамической погрешности / Ф. А. Романюк, Ю. В. Румянцев, В. Ю. Ру-мянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 4. С. 289–300. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-4-289-300.

8. Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. М.: Энергоатомиздат, 2007. 549 с.

9. Романюк, Ф. А. Способы формирования ортогональных составляющих входных сигналов для релейной защиты / Ф. А. Романюк, М. С. Ломан, В. С. Каченя // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 1. С. 5–14. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-1-5-14.

10. Черных, И. В. Моделирование электротехнических устройств в MatLab, SimPowerSystems и Simulink / И. В. Черных. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2011. 288 с.

11. Испытания микропроцессорных токовых защит: теория, моделирование, практика / И. В. Новаш [и др.]. – Минск: БНТУ, 2021. 168 с.

12. Романюк, Ф. А. Методика повышения быстродействия измерительных органов микропроцессорных защит электроустановок / Ф. А. Романюк, В. Ю. Румянцев, И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев, // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 5. С. 403–412. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-5-403-412.