Electrical Engineering and Power Engineering (EE&PE - E-Journal) / Електротехніка та електроенергетика
Not a member yet
396 research outputs found
Sort by
МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ В АСИНХРОННИХ ДВИГУНАХ НА ОСНОВІ ВИКОРИСТАННЯ ПОЛІНОМІВ ЧЕБИШОВА
No full textThe article is dedicated to development of numerical method of electromechanical transient processes calculation in asynchronous motors. Electromechanical transient processes might be quite continuous that causes the calculation time increase and accumulation of errors due to use of modern software solutions. The aim of this work is to design more accelerated method of calculation of electromechanical transient processes in asynchronous motors and to create the convenient and practical model scheme of method. The method is based on approximation of state equations solution with the help of expansion of the solution with orthogonal Chebyshev’s polynomials. The scheme interpretation of this method is presented; it considers the rotor rotation frequency as some current. The given method allows to substitute operations with momentary values of currents by operations with currents images, which are interpreted as constant currents at equivalent circuit. As the result the initial integro-differential equations of state are substituted by the algebraic equations of current images. Also there is method of calculation of production image of the currents which are present at electrical machine. CPU time is decreased more than twice compared to common methods due to calculation of transient process in asynchronous motor according to the given method. Considered method is convenient for calculations of transient processes in complex circuits that include not only asynchronous motors but other electrical machinesСтатья посвящена разработке численного метода ускоренного расчета электромеханических переходных процессов в асинхронных двигателях, что является актуальной задачей. Электромеханические переходные процессы могут быть весьма продолжительными, что приводит к значительному времени расчета и накоплению погрешности расчета при использовании современных программных средств. Цель данной работы – разработка более быстродействующего метода расчета переходных электромеханических процессов в асинхронных двигателях, а также разработка удобной для практики схемной модели метода. Метод основан на аппроксимации решения уравнений состояния путем его разложения по ортогональным полиномам Чебышёва. Предложена схемная интерпретация разработанного метода, в которой частота вращения ротора рассматривается как некоторый ток. Данный метод позволяет заменить операции с мгновенными значениями токов операциями с их изображениями, которые интерпретируются как постоянные токи в предложенной схеме замещения. В результате этого исходные интегро-дифференциальные уравнения состояния заменяются алгебраическим уравнениями для изображений токов. Предложен способ вычисления изображения произведения токов, которые присутствуют в модели электрической машины. При расчете предложенным методом переходного процесса в асинхронном двигателе процессорное время сокращается более чем в два с половиной раза по сравнению с расчетами известными методами. Предложенный метод удобен для расчета переходных процессов в сложных цепях, содержащих не только асинхронные двигатели, но и другие электрические машиныСтаття присвячена розробці числового методу прискореного розрахунку електромеханічних перехідних процесів в асинхронних двигунах, що є актуальною задачею. Електромеханічні перехідні процеси можуть бути доволі довгими, що призводить до значного часу розрахунків та накопиченню помилки розрахунку при використанні сучасних програмних засобів. Мета даної роботи – розробка більш швидкодіючого методу розрахунків перехідних електромеханічних процесів у асинхронних двигунах., а також розробка зручної для практики схемної моделі методу. Метод засновано на апроксимації вирішення рівнянь стану шляхом розкладу його за ортогональними поліномами Чебишова. Запропонована схемна інтерпретація розробленого методу, у якій частота обертів ротора розглядається як деякий струм. Цей метод дозволяє замінити операції з миттєвими величинами струмів на операції з їх зображеннями, які інтерпретуються як постійні струми в запропонованій схемі заміщення. Як результат, вихідні інтегрально-діференційні рівняння стану заміщуються алгебраїчними рівняннями для зображень струмів. Запропоновано спосіб розрахунку зображення добутку струмів, присутніх в моделі електричної машини. При розрахунку перехідного процесу у асинхронному двигуні запропонованим методом, процесорний час скорочується більше ніж в два с половиною рази у порівнянні з розрахунками звичайними методами. Запропонований метод зручний для розрахунку перехідних процесів у складних колах, що включають до себе не тільки асинхронні двигуни, але й інші електричні машин
ЕНЕРГЕТИЧНІ СПЕКТРИ ВИПАДКОВИХ ПРОЦЕСІВ ТЯГОВИХ НАПРУГ І СТРУМІВ ЕЛЕКТРОТРАНСПОРТУ
Get PDFSpectral analysis of traction voltages and currents are the basis for assessing energy electromagnetic processes in systems of electric traction, in particular, DC. The latter is due to the fact that the DC system is not in consequence of nonstationary random character of change of traction voltage and current. Nonperiodic stochastic nature of the change of voltage and current calls for study of their spectral composition using probabilistic methods based on spectral correlation theory of random processes. The theoretical assumptions and the relations of connection of the energy spectrum of a random process with his correlating function are set out. The results of the numerical calculations of the spectra of traction voltages and currents actually operating electrical subsystems transport are given; they are: feeder voltage at the traction substation; currents in modes of traction and recuperation of electric locomotives in accordance with DE 1 and VL 8; the voltage on the current collector of the city tram. It is established that energy spectra of random processes traction and recuperative voltages and currents are probabilistic in nature, depending on technological factors of the system, and the energy of the random process is numerically greater in traction mode than in the regenerative braking modesСпектральный анализ тяговых напряжений и токов является основой для оценки энергетики электромагнитных процессов в системах электрической тяги, в частности, постоянного тока. Последнее обусловлено тем, что система постоянного тока таковой не является вследствие нестационарного случайного характера изменения тяговых напряжения и тока. Непериодический стохастический характер изменения напряжения и тока требует для исследования их спектрального состава применения вероятностных методов, основанных на спектрально-корреляционной теории случайных процессов. Изложены теоретические предпосылки и получены соотношения связи энергетического спектра случайного процесса с его корреляционной функцией. Приведены результаты численных расчетов спектров тяговых напряжений и токов реально действующих подсистем электрического транспорта: фидерного напряжения на тяговой подстанции; токов в режимах тяги и рекуперации электровозов соответственно ДЕ 1 и ВЛ 8; напряжения на токоприемнике городского трамвая. Установлено, что энергетические спектры случайных процессов тяговых и рекуперативных напряжений и токов имеют вероятностный характер, зависящий от технологических факторов работы системы, а энергия случайного процесса численно больше в режиме тяги, чем в режимах рекуперативного торможенияСпектральний аналіз тягових напруг і струмів є основою для оцінки енергетики електромагнітних процесів в системах електричної тяги, зокрема, постійного струму. Останнє обумовлено тим, що система постійного струму такою не є в наслідок нестаціонарного випадкового характеру зміни тягових напруги і струму. Неперіодичний стохастичний характер зміни напруги і струму викликає для дослідження їх спектрального складу застосування імовірнісних методів, що ґрунтуються на спектрально-кореляційній теорії випадкових процесів. Викладені теоретичні передумови і отримані співвідношення зв’язку енергетичного спектру випадкового процесу з його кореляційною функцією. Наведено результати чисельних розрахунків спектрів тягових напруг і струмів реально діючих підсистем електричного транспорту: фідерної напруги на тяговій підстанції; струмів в режимах тяги і рекуперації електровозів відповідно ДЕ 1 і ВЛ 8; напруги на струмоприймачі міського трамваю. Встановлено, що енергетичні спектри випадкових процесів тягових і рекуперативних напруг і струмів мають імовірнісний характер, залежний від технологічних факторів роботи системи, а енергія випадкового процесу чисельно більша в режимі тяги, ніж в режимах рекуперативного гальмуванн
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПІДВИЩЕНИХ ТЕМПЕРАТУР НА ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА Т-1500 В ПЛІВКОВИХ ІЗОЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМАХ
Get PDFThe criteria parameters allowing to estimate authentically the thermostability of dielectric liquids’ operational properties are chosen. Change of transformer oil’s operational properties during its interaction with polypropylene and polyethylenetereftalate films under the influence of the heightened temperature is analysed. The influence of morphological features of polypropylene film’s surface on the thermostability of the impregnated dielectric film is revealed. Low degree of the interaction between the polyethylenetereftalate film and transformer oil T-1500 is defined.The reduction of the comparative light transmission coefficient illustrates the thermostimulated mutual dissolution in the system «polymer in the liquid». The consequent of this process is the degradation of the impregnated dielectric film components’ electrical characteristics. Analysis of kinetics of impregnating liquid’s light transmission can be informative and useful in comparative studies of various impregnated dielectric films, as well as for express diagnostics of impregnated film insulation during high-voltage pulse capacitors life testsВыбраны критериальные параметры, позволяющие достоверно оценивать термостабильность эксплуатационных свойств диэлектрических жидкостей. Проанализировано изменение эксплуатационных свойств трансформаторного масла Т-1500 в ходе его взаимодействия с полипропиленовой и полиэтилентерефталатной пленками под влиянием повышенной температуры. Выявлено влияние морфологических особенностей поверхности полипропиленовой пленки на термостабильность пленочного пропитанного диэлектрика, а также низкую степень взаимодействия полиэтилентерефталатной пленки с трансформаторным маслом Т-1500Обрано критеріальні параметри, що дозволяють достовірно оцінювати термостабільність експлуатаційних властивостей діелектричних рідин. Проаналізовано зміну експлуатаційних властивостей трансформаторного масла Т-1500 в ході його взаємодії з пропіленовою і поліетилентерефталатними плівками під впливом підвищеної температури. Виявлено вплив морфологічних особливостей поверхні поліпропіленової плівки на термостабільність плівкового просоченого діелектрика, а також низький ступінь термостимульованої взаємодії поліетилентерефталатної плівки з трансформаторним маслом Т-1500.
УДОСКОНАЛЕННЯ ІТЕРАЦІЙНИХ МЕТОДІВ РОЗВ’ЯЗАННЯ СИСТЕМ НЕЛІНІЙНИХ РІВНЯНЬ СТАНУ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНИХ ЗАСТУПНИХ СХЕМ
No full textThe numeral methods of integration of differential equations describing electromagnetic processes are reduced to solution of the system of nonlinear equations by an iterative method. The method of simple iterations for the classic presentation, i.e., k=0, 1, 2… is converged if , that usually is not executed at the solution of practical tasks. In capacity of convergence parameter of iterative process the factor of convergence C as ratio of deviation of approached solution from the true solution, obtained on the current step of iteration, to the corresponding deviation, got on the previous step of iteration, is put into operation. For convergence of iterative process it is necessary, that absolute value of convergence factor would be less than unit. It is offered modernization of simple iterations method with one and two weights for convergence at the condition. The selection of weight coefficients allows considerably extending an area of simple iterations method. It is shown that the use of offered method with two weights is more effective than oneЧисленные методы интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы, сводятся к решению системы нелинейных уравнений итерационным методом. Условия сходимости метода простых итераций в классической постановке обычно не выполняется при решении практических задач. Предложена модернизация метода простых итераций с одним весом и двумя весами. Подбор весовых коэффициентов позволяет значительно расширить область сходимости метода простых итераций. Показано, что использование метода простых итераций с двумя весами позволяет более существенно расширить область сходимости методаЧислові методи інтегрування диференціальних рівнянь, що описують електромагнітні процеси, зводяться до розв’язання системи нелінійних рівнянь ітераційним методом. Умови збіжності методу простих ітерацій в класичній постановці зазвичай не виконується при вирішенні практичних завдань. Запропонована модернізація методу простих ітерацій з одною вагою і двома вагами. Підбір вагових коефіцієнтів дозволяє значно розширити область збіжності методу простих ітерацій. Показано, що використання методу простих ітерацій з двома вагами дозволяє істотно розширити область збіжності метод
АВТОНОМНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ СТЕНД ДЛЯ ВИПРОБУВАННЯ УНІПОЛЯРНОГО КРОКОВОГО ДВИГУНА НА БАЗІ МІКРОКОНТРОЛЕРА
Get PDFFor updating the material, technical base and laboratory equipment of the department of NTUU «KPI» the autonomous test bench for unipolar stepping motor characteristics studies which based on microcontroller is designed. Functional capabilities of the bench allow to realize three control modes of stepping motor, nine fixed functional speeds and reverse ability. The methodological recommendations for carrying students laboratory research are developed. The time-dependent diagrams for current and voltage distribution in step motor windings are given and the speed-torque characteristic of unipolar step motor is shown and obtainedДля усовершенствования и обновления материально-технического базы, а также лабораторного оборудования кафедры электромеханики НТУУ «КПИ» разработан автономный стенд для исследования характеристик униполярного шагового двигателя на базе микроконтроллера. Функциональные возможности стенда позволяют реализовывать три режима управления шаговым двигателем, девять фиксированных скоростей, возможность реверса. Разработаны методические рекомендации для проведения лабораторных работ студентами. Получены временные диаграммы распределения тока и напряжения в обмотках, снята и построена механическая характеристика исследуемого двигателяДля вдосконалення, оновлення матеріально-технічного бази та лабораторного обладнання кафедри електромеханіки НТУУ «КПІ» розроблено автономний стенд для дослідження характеристик уніполярного крокового двигуна на базі мікроконтролера. Функціональні можливості стенду дозволяють реалізовувати три режими керування кроковим двигуном, дев’ять фіксованих швидкостей, можливість реверсу. Розроблено методичні рекомендації для проведення лабораторних робіт студентами. Отримано часові діаграми розподілу струму та напруги в обмотках, знято та побудовано механічну характеристику досліджуваного двигуна
ДИНАМІЧНА АДАПТАЦІЯ СХЕМНИХ МОДЕЛЕЙ КОРОТКОЇ МЕРЕЖІ
No full textThe paper is devoted to the solution of actual scientific and applied problems of development of scientific and technical basis of optimization and efficient calculation of electrical supply systems of high-power industrial complexes of AC electric furnaces.The aim of research was to develop the dynamic adaptation method of circuit models of high-current conductors system of AC furnaces and to improve the accuracy and computational efficiency of calculations and correlation of the electromagnetic interaction effects with the electrical parameters of the current distribution in the bus systems.The system of equations with the conditions of serial and parallel connections of electric circuits, the system of equations for the magnetic energy of these contours, the system of equations of self and mutual inductance contours were proposed for modeling processes in the AC high-current power supply systems of high-power furnaces.The problem of the relative current error minimization is added, and determination of the adaptation vector projections is realized by the dynamic programming method. It allows to take into account the influence of the electromagnetic processes on the electrical parameters of the power systems of powerful electro-technological complexes of AC electric furnaces.The experience of numerical realization of the method of circuit model dynamic adaptation of powerful high-current conductors of electric technological systems of AC furnaces shows the significant reduction in the cost of computing resources and time.This method provides the higher accuracy of calculations as compared with known engineering techniques, and high effectiveness computation as compared with numerical realization of field modelsСтатья посвящена решению актуальных научных и прикладных задач развития научных и технических основ оптимизации и эффективного расчета систем питания мощных технологических комплексов электропечей переменного тока.Целью работы являлась разработка методики динамической адаптации схемных моделей сильнотоковых токопроводов электропечей для повышения точности и вычислительной эффективности расчета, учитывающей влияние электромагнитного взаимодействия на электрические параметры и распределение токов в токопроводах.Для моделирования процессов переменного тока, протекающих в сильнотоковых системах электропитания мощных электропечей, была сформирована система уравнений с известными условиями последовательного или параллельного соединения ветвей электрических контуров, уравнений магнитной энергии для этих контуров и уравнений их собственной и взаимной индуктивности.Использование вспомогательной задачи минимизации относительной токовой погрешности для определения проекций вектора адаптации, реализуемой методом динамического программирования, позволило учесть влияние электромагнитных процессов на электрические параметры систем питания мощных технологических комплексов электропечей переменного тока.Численная реализация метода динамической адаптации для схемных моделей сильнотоковых токопроводов мощных технологических комплексов электропечей показывает существенное снижение затрат на вычислительные ресурсы и времени.Предложенная методика обеспечивает более высокую точность расчетов, по сравнению с известными инженерными методиками, и высокую вычислительную эффективность, по сравнению с численной реализацией полевых моделей.Стаття присвячена вирішенню актуальних наукових і прикладних задач розвитку наукових і технічних основ оптимізації та ефективного розрахунку систем живлення потужних технологічних комплексів електропечей змінного струму.Метою роботи була розробка методики динамічної адаптації схемних моделей потужнострумових токопроводов електропечей для підвищення точності і обчислювальної ефективності розрахунку, що враховує вплив електромагнітнї взаємодії на електричні параметри і розподіл струмів у струмопроводах.Для моделювання процесів змінного струму, що протікають в потужнострумових системах електроживлення потужних електропечей, була сформована система рівнянь з відомими умовами послідовного або паралельного з’єднання гілок електричних контурів, рівнянь магнітної енергії для цих контурів і рівнянь їх власної та взаємної індуктивності.Використання допоміжної умови мінімізації відносної струмової похибки для визначення проекцій вектора адаптації, яка реалізується методом динамічного програмування, дозволило врахувати вплив електромагнітних процесів на електричні параметри систем живлення потужних технологічних комплексів електропечей змінного струму.Чисельна реалізація методу динамічної адаптації для схемних моделей потужнострумових струмопроводів потужних технологічних комплексів електропечей показує суттєве зниження витрат на обчислювальні ресурси і часу.Запропонована методика забезпечує більш високу точність розрахунків, у порівнянні з відомими інженерними методиками, і високу обчислювальну ефективність, у порівнянні з чисельної реалізацією польових моделе
ГЕОМЕТРИЧНЕ ТРАКТУВАННЯ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ ТА ЙОГО ЗВ’ЯЗОК ЗІ СПЕКТРАЛЬНИМ СКЛАДОМ ТЯГОВИХ НАПРУГИ ТА СТРУМУ ШВИДКІСНИХ ЕЛЕКТРОВОЗІВ
Get PDFThe introduction in Ukraine of high-speed trains with increased of their traffic up to 200 km/h requires the more powerful than the normal movement of types of alternating current electric rolling stock, in particular, electric locomotives. It is known that the more powerful electric locomotives are the more powerful generators of reactive power, in which the transit system of AC electric traction is one of the problems that are still not resolved. Therefore the design of new special stages or the transition of the existing ones from the DC system to AC should be done taken into account the generation and transit in system of the electric drive train of the reactive power. Even to this day there is a problem in electrical engineering of reactive power estimation and energy performance of the non-linear, or even the more unsteady, consumers. Therefore, preference is given to the theory, which, firstly, reflects the maximum information about the energy process and, secondly, allows to operate with the instant system characteristics. The paper found that there is some connection between CVC and spectral composition circles with non-sinusoidal voltage and current in the two-terminal circuit. According to the research the numerical analysis of the specified connection is performed for high-speed electric locomotive DS 3MВнедрения в Украине скоростного движения поездов с повышенным их движением до 200 км/ч требует применения более мощных, чем при обычном движении, видов электроподвижного состава переменного тока, в частности электровозов. А более мощные электровозы, как известно, являются и более мощными генераторами реактивной мощности, транзит которой в системе электрической тяги является одной из проблем, которую до сих пор не удалось решить. Поэтому проектирование новых скоростных участков или переход существующих из системы постоянного тока в переменный должны осуществляться с учетом генерирования и транзита в системе электротяги реактивной мощности. До сих пор в электротехнике существует проблема оценки реактивной мощности и энергетических показателей нелинейных, тем более нестационарных, потребителей электроэнергии. Поэтому предпочтение отдают той теории, которая, во-первых, отражает максимум информации об энергетическом процесс и, во-вторых, позволяет оперировать с мгновенными характеристиками системы. В работе установлено, что существует определенная связь между ВАХ и спектральным составом кругов с несинусоидальных напряжением и током в цепи двухполюсника. По результатам исследований выполнен численный анализ указанного связи для скоростного электровоза ДС 3МВпровадження в Україні швидкісного руху поїздів з підвищеним їх рухом до 200 км/год вимагає застосування більш потужних, ніж при звичайному русі, видів електрорухомого складу змінного струму, зокрема електровозів. А більш потужні електровози, як відомо, являються і більш потужними генераторами реактивної потужності, транзит якої в системі електричної тяги являється однією із проблем, яку до цього часу не вдалось розв’язати. Тому проектування нових швидкісних ділянок чи перехід існуючих із системи постійного струму на змінний повинні здійснюватись з урахуванням генерування і транзиту в системі електротяги реактивної потужності. Навіть до цього часу в електротехніці існує проблема оцінки реактивної потужності та енергетичних показників нелінійних, тим більше нестаціонарних, споживачів електроенергії. Тому перевагу віддають тій теорії, яка, по-перше, відображає максимум інформації про енергетичний процес і, по-друге, дозволяє оперувати з миттєвими характеристиками системи. В роботі встановлено, що існує певний зв’язок між ВАХ і спектральним складом кіл з несинусоїдними напругою та струмом в колі двополюсника. За результатами досліджень виконано чисельний аналіз зазначеного зв’язку для швидкісного електровоза ДС 3
УДОСКОНАЛЕННЯ ЧАСТОТНОГО ПУСКУ ГІДРОАГРЕГАТУ ГІДРОАКУМУЛЮЮЧОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ В НАСОСНОМУ РЕЖИМІ
No full textThe analysis of the existing methods of the hydraulic units start in pump mode at pumped storage power plants (PSPP) is done. The introduction of the initial magnetic saturation of the synchronous motor and the implementation of automatic correction of the change rate of its frequency and the synchronous generator voltage improve frequency of starting method in hydro pump mode from a nearby hydroelectric unit operating in generator mode.The general mathematical model of the improved method for starting the hydraulic unit makes possible the rotation of a conventional system of relative units in projections of generalized synchronous machine vectors on the orthogonal coordinate system axis focused on its magnetic field of the rotor. This general mathematical model contains mathematical model of synchronous generator, synchronous motor and control unit.On the basis of this mathematical model the simulation (computer) model of the improved method for frequency start at hydro pump mode from a nearby hydroelectric unit is created. Through this simulation model the electromagnetic and mechanical processes of the method being applied to start hydraulic units installed on the PSP Kiev in Ukraine are investigated and evaluatedВыполнен анализ существующих способов пуска гидроагрегатов в насосном режиме на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС). Усовершенствован частотный способ пуска гидроагрегата в насосном режиме от соседнего гидроагрегата, работающего в генераторном режиме. Разработана математическая модель усовершенствованного способа данного пуска гидроагрегата. На основе указанной математической модели создана имитационная компьютерная модель, посредством которой исследованы электромагнитные и механические процессы частотного пуска применительно к гидроагрегатам, установленным на Киевской ГАЭСВиконано аналіз існуючих способів пуску гідроагрегатів в насосному режимі на гідроакумулюючих електростанціях (ГАЕС). Удосконалено частотний спосіб пуску гідроагрегату в насосному режимі від сусіднього гідроагрегату, що працює в генераторному режимі. Розроблено математичну модель удосконаленого способу даного пуску гідроагрегату. На основі зазначеної математичної моделі створена імітаційна комп’ютерна модель, за допомогою якої досліджені електромагнітні та механічні процеси частотного пуску стосовно до гідроагрегатів, які встановлені на Київській ГАЕ
УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДУ ОЦІНЮВАННЯ НАДІЙНОСТІ СХЕМ РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ
Get PDFIn paper the fault tree method for the relay protection scheme reliability estimation at the time interval is improved. The improved method can be used as input information of the following values: the averaged reliability indexes of equipment, the statistical functions of relay scheme elements of fault probability distribution and the modified statistical functions of relay scheme elements of fault probability distribution. The improved fault tree method is possible to apply both for the comparison estimations and for the risk-management problem solution. In practical part of the paper the comparison of reliability analysis of relay schemes with electromechanical relays and digital relays is presented. The obtained results show that the reliability of modern digital relay schemes is less than the reliability of electromechanical relay schemes. Also, in paper the quantity estimation of 6 kV network current protection fault probability is obtained by using the statistical functions F(t)Усовершенствован метод дерева отказов для оценивания вероятности отказа схемы релейной защиты на интервале времени путем использования статистических функций распределения вероятности отказов элементов схемы релейной защиты. Усовершенствованный метод позволяет проводить оценку надежности схем релейной защиты с учетом характеристик отдельных типов оборудования. Проведен сравнительный анализ надежности схем релейной защиты на электромеханической и микропроцессорной элементных базахУдосконалено метод дерева відмов для оцінювання імовірності відмови схеми релейного захисту на інтервалі часу шляхом використання статистичних функцій розподілу імовірності відмов елементів схеми релейного захисту. Удосконалений метод дозволяє проводити оцінку надійності схем релейного захисту з урахуванням характеристик окремих типів обладнання. Проведено порівняльний аналіз надійності схем релейного захисту на електромеханічній та мікропроцесорній елементній базах
ДОСЛІДЖЕННЯ ОСНОВНИХ РОЗРАХУНКОВИХ ПАРАМЕТРІВ ДИФЕРЕНЦІЙНО-ФАЗНОГО ЗАХИСТУ ЗБІРНИХ ШИН ЕНЕРГООБ’ЄКТІВ ТА ФАКТОРІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ЇХ ВИБІР
Get PDFThe article deals with questions concerning to the main design parameters of differential-phase busbar protection switchgear with voltage 110–750 Kv of electric power stations and substations, the choice of which is provided by its selective and reliable operation in all possible power system conditions. Article contains the block diagram and operating characteristic of protection. The factors that have a direct impact on the determination error by the reacting body to protect the relationship between the phases of the currents circulating connections that are connected to the busbar system are determined. The influence degree of these factors as well as possible ways to tune away from its impact protection are given. Possibility of the differential-phase principle application for busbars protection on the basis of conditions for ensuring its sufficient sensitivity and selectivity in normal mode was analysed, when the external short circuit on the connections of the busbars and for faults in the protection zone of action. Guided by the assumptions made in carrying out an approximate calculation of the angular errors of the current transformers in the power system transient modes the characteristic which allows to set the dependence of the values of these errors on the lifetime of the transitional process in the electrical network is builtстатье рассмотрены вопросы о возможности применения релейной защиты систем сборных шин распределительных устройств напряжением 110-750 кВ электрических станций и подстанций, выполненной с использованием дифференциально-фазного принципа ее действия в качестве основного и единственного. Материалы исследований направлены, прежде всего, на устранение имеющихся недостатков продольной дифференциальной защиты шин, эксплуатирующейся в настоящее время. Определены основные расчетные параметры дифференциально-фазной защиты, выбором которых обеспечивается ее селективная и надежная работа во всех возможных режимах энергосистемы. Приведена поясняющая структурная схема и рабочая характеристика защиты. Исследованы факторы, оказывающие непосредственное влияние на погрешность определения реагирующим органом защиты соотношений между фазами токов, циркулирующих по присоединениям, подключенным к системе сборных шин. Определена степень влияния каждого из этих факторов, а также возможные способы отстройки защиты от этого влияния. Проанализирована возможность применения дифференциально-фазного принципа для защиты сборных шин исходя из условия обеспечения ее селективности и достаточной чувствительности в нормальном режиме при внешних коротких замыканиях на отходящих от шин присоединениях и при повреждениях в зоне действия защиты. Руководствуясь принятыми допущениями при выполнении приближенного расчета угловых погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах энергосистемы, была получена характеристика, которая позволяет установить зависимость изменения величин этих погрешностей от времени существования переходного процесса в электрической сети. В заключении, на основании полученных от проведённых исследований результатов, разработана методика по выбору параметров срабатывания дифференциально-фазной защиты, которая отличается от методики по расчету подобной ей по типу релейной защиты линий электропередач и учитывает все особенности применения дифференциально-фазного принципа для защиты сборных шин, рассмотренные в статьеУ статті розглянуті питання щодо можливості застосування релейного захисту систем збірних шин розподільчих пристроїв напругою 110–750 кВ електричних станцій та підстанцій виконаного з використанням диференційно-фазного принципу його дії у якості основного та єдиного. Матеріали досліджень у першу чергу направлені на усунення недоліків, що має поздовжній диференційний захист шин, що експлуатується в теперішній час. Визначені основні розрахункові параметри диференційно-фазного захисту систем збірних шин, вибором яких забезпечується його селективна та надійна робота у всіх можливих режимах енергосистеми. Наведена пояснювальна структурна схема та робоча характеристика захисту. Визначені фактори, що здійснюють безпосередній вплив на похибку визначення реагуючим органом захисту відношень між фазами струмів, що циркулюють приєднаннями, підключеними до системи шин. Визначена інтенсивність впливу кожного з цих факторів, а також можливі способи відлаштування захисту від цього впливу. Проаналізована можливість використання диференційно-фазного принципу для захисту збірних шин виходячи з умови забезпечення його селективності та достатньої чутливості в нормальному режимі, при зовнішніх коротких замиканнях на приєднаннях підключених до шин та при пошкодженнях в зоні дії захисту. Керуючись прийнятими припущеннями при виконанні приблизного розрахунку кутових похибок трансформаторів струму в перехідних режимах енергосистеми, була отримана характеристика, що дозволяє встановити залежність зміни величин даних похибок від часу існування перехідного процесу в електричній мережі. У підсумку, на основі отриманих від проведених досліджень результатів, розроблена методика з вибору параметрів спрацювання диференційно-фазного захисту, що відрізняється від методики з розрахунку подібного йому за типом захисту ліній електропередач та враховує всі особливості застосування диференційно-фазного принципу для захисту збірних шин, що розглянуті у статт