КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА


DOI: http://dx.doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-3-203-224

Полный текст:


Аннотация

В статье представлена комплексная модель для исследования цифровой дифференциальной защиты двухобмоточного силового трансформатора. Модель разработана в среде динамического моделирования MatLab-Simulink с использованием пакета расширения SimPowerSystems и включает в себя следующие элементы: источник питания, трехфазный силовой трансформатор, трехфазные группы трансформаторов тока и модель цифровой дифференциальной защиты трансформатора. Каждый элемент модели описан в степени, достаточной для понимания его реализации в среде динамического моделирования. Особое внимание уделено описанию принципов обработки, цифровой фильтрации и способам формирования рабочего и тормозного токов основного элемента комплексной модели – цифровой дифференциальной защиты трансформатора. Методом вычислительного эксперимента с использованием разработанной модели исследовано функционирование цифровой дифференциальной защиты трансформатора при внешних и внутренних (по отношению к защищаемому трансформатору) повреждениях: внутреннее короткое замыкание, внешние короткие замыкания без насыщения и с насыщением трансформаторов тока со стороны низшего напряжения. Для каждого рассмотренного случая приведены осциллограммы рабочего и тормозного токов исследуемой цифровой защиты. Особое внимание уделено анализу функционирования цифровой дифференциальной защиты трансформатора при анормальных режимах работы силового трансформатора: перевозбуждении и возникновении броска тока намагничивания. Приведены осциллограммы протекающих в данных режимах токов и их гармонический состав. Проанализированы причины возникновения данных режимов. Рассмотрены алгоритмы блокирования работы цифровой дифференциальной защиты трансформатора в анормальных режимах, основанные на гармоническом анализе протекающих токов. Показаны недостатки данных алгоритмов и отмечена необходимость их технического совершенствования.


Об авторе

Ю. В. Румянцев
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Румянцев Юрий В. — Белорусский национальный технический университет просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 292-65-52  y.rumiantsev@gmail.com



Список литературы

1. Sim Power Systems. User’s Guide. Version 5 [Electronic Resource] // MathWorks, 2011. Mode of Access: http://www.mathworks.com/help/releases/R2011a/pdf_doc/physmod/powersys/powersys.pdf. Date of Access: 01. 12. 2015.

2. Румянцев, Ю. В. Исследование надежности срабатывания цифровой дифференциальной защиты трансформатора в системе динамического моделирования MatLab-Simulink / Ю. В. Румянцев // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Минск, 2015. Вып. 66: Актуальные проблемы надежности систем энергетики. С. 390–396.

3. Новаш, И. В. Расчет параметров модели трехфазного трансформатора из библиотеки MatLab-Simulink с учетом насыщения магнитопровода / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2015. № 1. С. 12–24.

4. Королев, Е. П. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты / Е. П. Королев, Э. М. Либерзон. М.: Энергия, 1980. 207 с.

5. Романюк, Ф. А. Информационное обеспечение вычислительного эксперимента в релейной защите и автоматике энергосистем / Ф. А. Романюк, В. И. Новаш. Минск: ВУЗ-ЮНИТИ, 1998. 174 с.

6. Новаш, И. В. Упрощенная модель трехфазной группы трансформаторов тока в системе динамического оделирования / И. В. Новаш, Ю. В. Румянцев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2015. № 5. С. 23–38.

7. Wye-Connected Current Transformers Simplified Model Validation in MatLab-Simulink / F. Romanyuk [et al.] // Przegląd Electrotechniczny. 2015. Vol. 91, № 11. P. 292–295.

8. Ziegler, G. Numerical Differential Protection: Principles and Applications / G. Ziegler. 2 edition. Erlangen, Germany: Publicis Publishing, 2012. 287 р.

9. IEEE Guide for Protecting Power Transformers: IEEE Standard. C 37.91-2008.

10. Benmouyal, G. Removal of DC-Offset in Current Waveforms Using Digital Mimic Filtering / G. Benmouyal // IEEE Transactions on Power Delivery. 1995. Vol. 10, No 2. P. 621–630.

11. Перспективные технологии реализации микропроцессорных защит линий распредели-

12. тельных сетей / Ф. А. Романюк [и др.] // Перспективные материалы и технологии: в 2 т. / под ред. В. В. Клубовича. Витебск: ВГТУ, 2015. T. 1. С. 115–139.

13. Paithankar, Y. G. Fundamentals of Power System Protection / Y. G. Paithankar, S. R. Bhide. New Delhi: Prentice-Hall of lndia Private Limited, 2003. 287 p.

14. Madzikanda, E. A Practical Look at Harmonics in Power Transformer Differential Protection / E. Madzikanda, M. Negnevitsky // 2012 IEEE International Conference on Power System Technology. POWERCON 2012. Auckland, New Zealand. Article number 6401274.

15. Романюк, Ф. А. Исследование алгоритма блокировки токовых защит трансформатора в режимах броска тока намагничивания / Ф. А. Романюк, М. С. Ломан, А. С. Гвоздицкий // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2014. № 2. С. 5–10.

16. Kulidjian, A. New Magnetizing Inrush Restraining Algorithm for Power Transformer Protection / A. Kulidjian, B. Kasztenny, B. Campbell // IEEE Developments in Power Sys. Protec. Conf. 2001. P. 181–184.

17. Guzman, A. Power Transformer Protection Improvements with Numerical Relays / A. Guzman, H. Altuve, D. Tziouvaras // CIGRE Study Committee B5 – Protection and Automation. 2005. Vol. 11.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Румянцев Ю.В. КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2016;59(3):203-224. DOI:10.21122/1029-7448-2016-59-3-203-224

For citation: Rumiantsev Y.V. A COMPREHENSIVE MODEL FOR THE POWER TRANSFORMER DIGITAL DIFFERENTIAL PROTECTION FUNCTIONING RESEARCH. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2016;59(3):203-224. (In Russ.) DOI:10.21122/1029-7448-2016-59-3-203-224

Просмотров: 465

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)