Дифференциально-фазная защита параллельных линий электропередачи
Ключевые слова:
параллельные линии, защита, ток, сравнение фаз, холостой ход, алгоритм
Аннотация
В статье проведен краткий анализ известных поперечных защит двух параллельных линий электропередачи. Предложена защита, лишенная их недостатков при сохранении присущих им достоинств. Она определяет поврежденную линию по соотношению между углами сдвига фаз между током, равным разности токов в одноименных фазах первой (второй) и второй (первой) линий, и током в этой же фазе первой (второй) линии. Показано, что зона каскадного действия защиты не превышает 11 % длины линии, благодаря контролю наличия тока в линиях и отношения модуля разности абсолютных значений тока в одноименных фазах к их сумме. Изложена методика выбора параметров срабатывания защиты. Сформулирован и записан в символах алгебры логики алгоритм функционирования защиты. Приведена его реализация на микропроцессорной и полупроводниковой элементных базах. Проанализирована работа защиты в различных режимах с помощью мысленного и компьютерного моделирования. Построены с использованием программы MatLab осциллограммы, подтверждающие ее работоспособность. Представлены результаты сравнения предложенной защиты с наиболее совершенными из известных.
Литература
1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа, 2008, 639 с.
2. Руководящие указания по релейной защите. М.-Л.: ОНТИ. Глав. ред. энергет. лит., 1937, т. 1, раздел Л-11.
3. Андреев В.А. Балансная токовая защита трех параллельных линий. – Электричество, 1958, № 1, с. 39–44.
4. Андреев В.А. Схемы поперечной дифференциальной защиты двух параллельных линий, обладающей селективностью при сложных повреждениях с обрывами. – Известия вузов. Энергетика, 1958, № 5, с. 1–10.
5. Ракович А.М. Предотвращение ложных действий дифференциальной поперечной защиты параллельных линий при обрыве проводов. – Электрические станции, 1958, № 5, с. 60–62.
6. Поляков В.Е., Клецель М.Я. Алгоритм действия и реализация на диодной сетке схемы дифференциальной направленной защиты повышенной чувствительности. – Известия вузов. Электромеханика, 1979, № 9, с. 806–808.
7. Wang Q.P. et al. Protection Scheme of Cross Differential Relay for Double Transmission Lines. – IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2005, vol. 3, pp. 2697–2701, DOI:10.1109/PES.2005.1489524.
8. Клецель М.Я., Никитин К.И., Стинский А.С. Совершенствование поперечной направленной дифференциальной защиты линий. – Промышленная энергетика, 2008, № 5, с. 20–24.
9. Yang Z. et al. Fault Phase Selector of Protective Relay for Cross Country Fault on Double Circuit Lines. – Journal of Xi'an Jiaotong University, 2011, No. 2, pp. 97–101.
10. Zhang G. et al. Single-Ended Travelling Wave-Based Protection Scheme for Double-Circuit Transmission Lines. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2018, vol. 97(2), pp. 93–105, DOI:10.1016/j.ijepes.2017.10.025.
11. Клецель М.Я., Машрапов Б.Е. Синтез алгоритмов защит параллельных линий от коротких замыканий. – Известия РАН. Энергетика, 2016, № 4, с. 73–83.
12. Forcan M., Stojanović Z. Transverse Differential Protection Scheme for Double-Circuit Lines with Single-Pole Tripping and Reclosing. – International Transactions on Electrical Energy Systems, 2019, e12152, DOI: 10.1002/ 2050-7038.12152.
13. Пат. RU2631679C1. Способ защиты параллельных линий / М.Я. Клецель и др., 2017.
14. Kletsel M., Mashrapova R., Mashrapov B. Methods for the Construction of Protection with Magnetosensitive Elements for the Parallel Circuits with Single End Supply. – International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2020, DOI:10.1109/ICIEAM48468.2020.9111997.
15. Mingotti A. et al. Accuracy Type Test for Rogowski Coils Subjected to Distorted Signals, Temperature, Humidity, and Position Variations. – Sensors, 2022, vol. 22, No. 4, 1397, DOI:10.3390/s22041397.
#
1. Andreev V.А. Releynaya zashchita i avtomatika sistem elektrosnabzheniya (Relay Protection and Automation of Power Supply Systems). М.: Vysshaya shkola, 2008, 639 p.
2. Rukovodyashchie ukazaniya po releynoy zashchite (Guidelines for Relay Protection). М.-L.: ONTI. Glav. red. energet. lit., 1937, vol. 1, chapter Л-11.
3. Andreev V.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1958, No. 1, pp. 39–44.
4. Andreev V.А. Izvestiya vuzov. Energetika – in Russ. (News of Universities. Power Engineering), 1958, No. 5, pp. 1–10.
5. Rakovich А.М. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 1958, No. 5, pp. 60–62.
6. Polyakov V.E., Kletsel' M.Ya. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika – in Russ. (News of Universities. Electromechanics), 1979, No. 9, pp. 806–808.
7. Wang Q.P. et al. Protection Scheme of Cross Differential Relay for Double Transmission Lines. – IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2005, vol. 3, pp. 2697–2701, DOI:10.1109/PES.2005.1489524.
8. Kletsel' M.Ya., Nikitin K.I., Stinskiy A.S. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Power Engineering), 2008, No. 5, pp. 20–24.
9. Yang Z. et al. Fault Phase Selector of Protective Relay for Cross Country Fault on Double Circuit Lines. – Journal of Xi'an Jiaotong University, 2011, No. 2, pp. 97–101.
10. Zhang G. et al. Single-Ended Travelling Wave-Based Protection Scheme for Double-Circuit Transmission Lines. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2018, vol. 97(2), pp. 93–105, DOI:10.1016/j.ijepes.2017.10.025.
11. Kletsel' M.Ya., Mashrapov B.Е. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 2016, No. 4, pp. 73–83.
12. Forcan M., Stojanović Z. Transverse Differential Protection Scheme for Double-Circuit Lines with Single-Pole Tripping and Reclosing. – International Transactions on Electrical Energy Systems, 2019, e12152, DOI: 10.1002/ 2050-7038.12152.
13. Pаt. RU2631679C1. Sposob zashchity parallel'nyh liniy (Method of Parallel Lines Protection) / M.Ya. Kletsel' et al., 2017.
14. Kletsel M., Mashrapova R., Mashrapov B. Methods for the Construction of Protection with Magnetosensitive Elements for the Parallel Circuits with Single End Supply. – International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2020, DOI:10.1109/ICIEAM48468.2020.9111997.
15. Mingotti A. et al. Accuracy Type Test for Rogowski Coils Subjected to Distorted Signals, Temperature, Humidity, and Position Variations. – Sensors, 2022, vol. 22, No. 4, 1397, DOI:10.3390/s22041397.
2. Руководящие указания по релейной защите. М.-Л.: ОНТИ. Глав. ред. энергет. лит., 1937, т. 1, раздел Л-11.
3. Андреев В.А. Балансная токовая защита трех параллельных линий. – Электричество, 1958, № 1, с. 39–44.
4. Андреев В.А. Схемы поперечной дифференциальной защиты двух параллельных линий, обладающей селективностью при сложных повреждениях с обрывами. – Известия вузов. Энергетика, 1958, № 5, с. 1–10.
5. Ракович А.М. Предотвращение ложных действий дифференциальной поперечной защиты параллельных линий при обрыве проводов. – Электрические станции, 1958, № 5, с. 60–62.
6. Поляков В.Е., Клецель М.Я. Алгоритм действия и реализация на диодной сетке схемы дифференциальной направленной защиты повышенной чувствительности. – Известия вузов. Электромеханика, 1979, № 9, с. 806–808.
7. Wang Q.P. et al. Protection Scheme of Cross Differential Relay for Double Transmission Lines. – IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2005, vol. 3, pp. 2697–2701, DOI:10.1109/PES.2005.1489524.
8. Клецель М.Я., Никитин К.И., Стинский А.С. Совершенствование поперечной направленной дифференциальной защиты линий. – Промышленная энергетика, 2008, № 5, с. 20–24.
9. Yang Z. et al. Fault Phase Selector of Protective Relay for Cross Country Fault on Double Circuit Lines. – Journal of Xi'an Jiaotong University, 2011, No. 2, pp. 97–101.
10. Zhang G. et al. Single-Ended Travelling Wave-Based Protection Scheme for Double-Circuit Transmission Lines. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2018, vol. 97(2), pp. 93–105, DOI:10.1016/j.ijepes.2017.10.025.
11. Клецель М.Я., Машрапов Б.Е. Синтез алгоритмов защит параллельных линий от коротких замыканий. – Известия РАН. Энергетика, 2016, № 4, с. 73–83.
12. Forcan M., Stojanović Z. Transverse Differential Protection Scheme for Double-Circuit Lines with Single-Pole Tripping and Reclosing. – International Transactions on Electrical Energy Systems, 2019, e12152, DOI: 10.1002/ 2050-7038.12152.
13. Пат. RU2631679C1. Способ защиты параллельных линий / М.Я. Клецель и др., 2017.
14. Kletsel M., Mashrapova R., Mashrapov B. Methods for the Construction of Protection with Magnetosensitive Elements for the Parallel Circuits with Single End Supply. – International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2020, DOI:10.1109/ICIEAM48468.2020.9111997.
15. Mingotti A. et al. Accuracy Type Test for Rogowski Coils Subjected to Distorted Signals, Temperature, Humidity, and Position Variations. – Sensors, 2022, vol. 22, No. 4, 1397, DOI:10.3390/s22041397.
#
1. Andreev V.А. Releynaya zashchita i avtomatika sistem elektrosnabzheniya (Relay Protection and Automation of Power Supply Systems). М.: Vysshaya shkola, 2008, 639 p.
2. Rukovodyashchie ukazaniya po releynoy zashchite (Guidelines for Relay Protection). М.-L.: ONTI. Glav. red. energet. lit., 1937, vol. 1, chapter Л-11.
3. Andreev V.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1958, No. 1, pp. 39–44.
4. Andreev V.А. Izvestiya vuzov. Energetika – in Russ. (News of Universities. Power Engineering), 1958, No. 5, pp. 1–10.
5. Rakovich А.М. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Power Plants), 1958, No. 5, pp. 60–62.
6. Polyakov V.E., Kletsel' M.Ya. Izvestiya vuzov. Elektromekhanika – in Russ. (News of Universities. Electromechanics), 1979, No. 9, pp. 806–808.
7. Wang Q.P. et al. Protection Scheme of Cross Differential Relay for Double Transmission Lines. – IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2005, vol. 3, pp. 2697–2701, DOI:10.1109/PES.2005.1489524.
8. Kletsel' M.Ya., Nikitin K.I., Stinskiy A.S. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Power Engineering), 2008, No. 5, pp. 20–24.
9. Yang Z. et al. Fault Phase Selector of Protective Relay for Cross Country Fault on Double Circuit Lines. – Journal of Xi'an Jiaotong University, 2011, No. 2, pp. 97–101.
10. Zhang G. et al. Single-Ended Travelling Wave-Based Protection Scheme for Double-Circuit Transmission Lines. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2018, vol. 97(2), pp. 93–105, DOI:10.1016/j.ijepes.2017.10.025.
11. Kletsel' M.Ya., Mashrapov B.Е. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 2016, No. 4, pp. 73–83.
12. Forcan M., Stojanović Z. Transverse Differential Protection Scheme for Double-Circuit Lines with Single-Pole Tripping and Reclosing. – International Transactions on Electrical Energy Systems, 2019, e12152, DOI: 10.1002/ 2050-7038.12152.
13. Pаt. RU2631679C1. Sposob zashchity parallel'nyh liniy (Method of Parallel Lines Protection) / M.Ya. Kletsel' et al., 2017.
14. Kletsel M., Mashrapova R., Mashrapov B. Methods for the Construction of Protection with Magnetosensitive Elements for the Parallel Circuits with Single End Supply. – International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2020, DOI:10.1109/ICIEAM48468.2020.9111997.
15. Mingotti A. et al. Accuracy Type Test for Rogowski Coils Subjected to Distorted Signals, Temperature, Humidity, and Position Variations. – Sensors, 2022, vol. 22, No. 4, 1397, DOI:10.3390/s22041397.
