Реле нулевой последовательности: Реле защиты от повышения напряжения нулевой последовательности SPAU 110 C — Сервис и поддержка устаревшей продукции (Продукты и решения для автоматизации распределительной сети)

I ₀ = (I _a + I _b + I _c ) / 3

и вычитает этот ток I ₀ из скорректированного фазного тока на входе ТТ. Если вход ТТ на реле — Ia, то вход от дифференциального расчета реле будет (I _a — I ₀ ).Ток повреждения в этом примере составлял 100 А. Ток нулевой последовательности был x А. Следовательно, если включена фильтрация, то вход реле для дифференциального расчета будет (100 — x) А на стороне звезды трансформатора, а на стороне треугольника — (100 — x). — x) A. Это означает отсутствие дифференциального тока и, следовательно, реле стабильно при сквозной неисправности.

Но имейте в виду, что для того, чтобы реле отфильтровало ток нулевой последовательности, нам необходимо включить эту функцию, предусмотренную в числовом реле.

Надеюсь, вы уловили то, что я хотел сказать в этом посте.Но если есть что спросить, пишите в комментариях. Спасибо!

Оценка импеданса нулевой последовательности трехполюсной линии передачи и импеданса Тевенина с использованием данных релейных измерений | Защита и управление современными энергосистемами

Трехконтактные линии действительно создают серьезную проблему для проверки полного сопротивления линии нулевой последовательности. Третий вывод вносит вклад в общий ток короткого замыкания и изменяет уравнения импеданса, которые обычно используются для двухполюсных линий.Кроме того, с введением третьего терминала теперь есть две линии, полное сопротивление линии нулевой последовательности которых должно быть подтверждено по одному событию неисправности. На основе вышеупомянутого фона в этом разделе представлены два подхода к вычислению полного сопротивления линии нулевой последовательности трехполюсных линий. В предлагаемом алгоритме для анализа используются векторы тока и напряжения короткого замыкания с клемм линии. Поэтому предлагаемый метод следует применять к части сигналов неисправности в установившемся режиме, чтобы получить точные результаты.Следовательно, он подходит для применения в сценариях замыкания на землю, которые содержат устойчивые формы сигналов короткого замыкания. Подход 1 требует наличия сигналов напряжения и тока со всех трех клемм, в то время как Подход 2 использует сигналы, захваченные только на двух выводах.

Подход 1 для оценки полного сопротивления линии нулевой последовательности: данные с трех выводов

Этот подход требует наличия векторов напряжения и тока на всех трех выводах во время короткого замыкания и проиллюстрирован с использованием трехполюсной линии передачи, показанной на рис.1. Линия 2 однородна и соединяет клемму G с клеммой H. Линия 2 имеет длину LL на единицу. Линия 1 также однородна и соединяет клемму T с линией 2 на расстоянии d на единицу от клеммы G. Когда одиночное или двойное замыкание на землю происходит на линии 2 на расстоянии м на единицу расстояния от клеммы G , все три источника вносят вклад в неисправность. Цифровые реле на каждой клемме фиксируют векторы напряжения и тока во время повреждения. Фазоры не нужно синхронизировать друг с другом.

Модель трехполюсной линии передачи, используемая для анализа

Шаги по проверке импеданса нулевой последовательности линий 1 и 2 описаны ниже. {j \ delta1} \ right) \ end {array} $$

(1)

Сеть обратной последовательности трехполюсной линии на рис. 1 при одиночном или двойном замыкании на землю

Обозначения на рис. 2 и 3 определены следующим образом:

• В _{Отвод 2} — напряжение обратной последовательности в точке отвода

  Рис. 3

  Сеть нулевой последовательности трехконтактной линии на Рис. 1 во время одиночного или двойного замыкания на землю

• V _{G 2} , V _{H 2} , V _{T 2} — напряжения замыкания обратной последовательности на клеммах G, H и T соответственно

• I _{G 2} , I _{H 2} , I _{T 2} — токи замыкания обратной последовательности на клеммах G, H и T соответственно

• V _{G 0} , V _{H 0} , V _{T 0} — напряжения нулевой последовательности на клеммах G, H и T соответственно

• I _{G 0} , I _{H 0} , I _{T 0} — токи замыкания нулевой последовательности на клеммах G, H и T соответственно

• Z ₂ L ₁ — полное сопротивление обратной последовательности линии 1

• Z ₂ L ₂ — полное сопротивление обратной последовательности линии 2

• Z ₀ L ₁ — полное сопротивление нулевой последовательности линии 1

• Z ₀ L ₂ — полное сопротивление нулевой последовательности линии 2

Поскольку клеммы G и T работают параллельно, чтобы запитать неисправность, В _{Отвод 2} должен быть одинаковым при вычислении от любой клеммы.{j \ delta1} = \ frac {V_ {G2} — \ left (d \ times Z_ {2} L_ {2} \ times I_ {G2} \ right)} {V_ {T2} — \ left (Z_ {2 } L_ {1} \ times I_ {T2} \ right)} $$

(2)

Фактически, на этом этапе вычисляется рассогласование фазового угла между измерениями клеммы G и клеммы T и, соответственно, корректируются векторы на клемме T на e ^{j δ 1} .

Шаг 2: синхронизируйте клемму H с клеммами T и G

После процесса синхронизации на этапе 1 новые векторы напряжения и тока обратной последовательности на клемме T равны В _{T 2} e ^{j δ 1} и I _{T 2} e ^{j δ 1} соответственно, а на клемме G — V _{G 2} и I _{G 2} соответственно.Этот шаг синхронизирует векторы на выводе H с векторами на выводах G и T. Для этого второй оператор синхронизации, e ^{j δ 2} , применяется к измерениям на выводе H. {j \ delta1} \ right) \ end {array } $$

(7)

, где В _{T 0} — напряжения замыкания нулевой последовательности на клемме T.{j \ delta1}} $$

(8)

Таким образом, подход 1 успешно проверяет полное сопротивление нулевой последовательности линии 1 и линии 2. Если фактическое местоположение повреждения недоступно, то необходимо выполнить дополнительный шаг (этап 0) для отслеживания точного повреждения. местоположение перед применением шагов, описанных выше.

Шаг 0: определите место повреждения

Перед тем, как вычислить расстояние до места повреждения, необходимо определить, находится ли повреждение в строке 1 или в строке 2.Для этого используется сеть обратной последовательности, показанная на рис. Когда неисправность находится между клеммой H и точкой отвода, В _{Отвод 2} от двух других клемм равны. Следовательно, чтобы идентифицировать неисправный участок фидера, подход состоит из расчета В _{Отвод 2} от каждого терминала как

$$ \ begin {array} {* {20} l} Терминал ~ G: ~ \ lvert V_ {Tap2} \ rvert = & \ lvert V_ {G2} — \ left (d \ times Z_ {2} L_ { 2} \ times I_ {G2} \ right) \ rvert \\ Терминал ~ H: ~ \ lvert V_ {Tap2} \ rvert = & \ lvert V_ {h3} \! — \! \ left ((LL \! — \! d) \! \ times \! Z_ {2} L_ {2} \! \ times \! I_ {h3} \ right) \ rvert \\ Терминал ~ T: ~ \ lvert V_ {Tap2} \ rvert = & \ lvert V_ {T2} — \ left (Z_ {2} L_ {1} \ times I_ {T2} \ right) \ rvert \ end {array} $$

(9)

Ориентировочно | V _{Метчик 2} | от двух терминалов будет точное совпадение, пока | V _{Метчик 2} | от третьего терминала будет иначе.Предполагается, что неисправность будет находиться между этой третьей клеммой и точкой ответвления. Затем примените односторонний алгоритм определения места повреждения к сигналам напряжения и тока на третьем выводе и оцените расстояние до места повреждения.

На рисунке 4 показана блок-схема, которая обобщает подход 1 для расчета полного сопротивления линии нулевой последовательности.

Блок-схема, изображающая Подход 1 для расчета полного сопротивления линии нулевой последовательности всех участков трехполюсной линии с использованием данных со всех трех клемм

Допущения

Допущения, сделанные Подходом 1 при оценке нулевого- Полные сопротивления последовательностей линий 1 и 2 приведены ниже:

1.Линия 1 и Линия 2 однородны

2. Взаимосвязь нулевой последовательности отсутствует

Сеть передачи однородна, когда импеданс локального и удаленного источников имеет тот же угол импеданса, что и линия передачи. Допущение 1 является разумным предположением, поскольку углы импеданса локального и удаленного источника часто близки к таковому у линии передачи.

Взаимосвязь нулевой последовательности возникает, когда линии передачи физически очень близки или параллельны друг другу.Примером взаимной связи нулевой последовательности может быть ситуация, когда два набора трехфазных линий проходят на одних и тех же опорах. Хотя такая конфигурация линий иногда встречается в двухполюсных линиях передачи, крайне маловероятно и редко иметь трехконтактную линию передачи с такой конфигурацией проводов, которая имела бы взаимную связь нулевой последовательности.

Подход 2 для оценки полного сопротивления линии нулевой последовательности: данные с двух выводов

Хотя Подход 1 может успешно подтвердить полное сопротивление нулевой последовательности трехполюсных линий передачи, формы сигналов напряжения и тока со всех трех выводов могут быть недоступны .По этой причине в этом подразделе разрабатывается методология, которая может использовать данные только с двух терминалов для оценки импеданса нулевой последовательности трехполюсных линий. Чтобы проиллюстрировать этот подход, рассмотрим сценарий, показанный на рисунке 1. Предположим, что измерения, полученные цифровыми реле на клеммах G и H, доступны, в то время как измерения на клемме T отсутствуют. Процедура оценки импеданса нулевой последовательности линии 1 и линии 2 в таком сценарии описана ниже:

Шаг 1: оценка тока обратной последовательности на клемме T

Для оценки тока замыкания обратной последовательности на клемме T , I _{T 2} , сеть обратной последовательности, показанная на рис.2 используется. Подход состоит из расчета В _{Отвод 2} от клеммы G и клеммы T как

$$ \ begin {array} {* {20} l} Терминал ~ G: V_ {Tap2} = & \ thinspace V_ {G2} — (d \ times Z_ {2} L_ {2} \ times I_ {G2 }) \ end {array} $$

(10)

$$ \ begin {array} {* {20} l} Терминал ~ T: V_ {Tap2} = & \ thinspace — (Z_ {T2} + Z_ {2} L_ {1}) I_ {T2} \ end { array} $$

(11)

, где Z _{T 2} — полное сопротивление источника обратной последовательности клеммы T.Поскольку В _{Tap 2} равно при вычислении с любого терминала, I _{T 2} можно оценить как

$$ I_ {T2} = \ frac {\ left (d \ times Z_ {2} L_ {2} \ times I_ {G2} \ right) -V_ {G2}} {Z_ {T2} + Z_ {2 } L_ {1}} $$

(12)

Обратите внимание, что, поскольку измерения на клемме G используются для оценки тока повреждения от клеммы T, измерения этих двух клемм автоматически синхронизируются.{j \ delta} = \ frac {V_ {G2} — \ left (mZ_ {2} L_ {2} \ times I_ {G2} \ right) — \ left [(md) \ times Z_ {2} L_ {2 } \ times I_ {T2} \ right]} {V_ {h3} — \ left [(1-m) Z_ {2} L_ {2} \ times I_ {h3} \ right]} $$

(13)

Новый набор векторов напряжения последовательности на клемме H: В _{H 1} e ^{j δ} , В _{H 2} e ^{j δ} и V _{H 0} e ^{j δ} .Точно так же новый набор текущих векторов на клемме H: I _{H 1} e ^{j δ} , I _{H 2} e ^{j δ} и I _{H 0} e ^{j δ} .

Шаг 3: оценка импеданса нулевой последовательности линии 2

Полное сопротивление линии нулевой последовательности линии 2 оценивается на основе измерений клеммы H с использованием любого алгоритма оценки импеданса линии нулевой последовательности для двухполюсной линии, который использует измерения от одной только терминал [5, 11].Алгоритм оценки полного сопротивления линии нулевой последовательности двухполюсной линии с использованием данных только с одного терминала предполагает, что сопротивление короткого замыкания равно нулю и место замыкания известно.

Шаг 4: оцените ток нулевой последовательности с клеммы T

Напряжение нулевой последовательности в точке сбоя, В _{F 0} , то же самое при вычислении с клеммы G или клеммы H. {j \ delta} -mI_ {G0} \ right]} {Z_ {0} L_ {2} \ left (md \ right)} $$

(14)

Шаг 5: оценка импеданса нулевой последовательности линии 1

Тот факт, что В _{Tap 0} совпадает при вычислении с клеммы G или клеммы T, используется для оценки импеданса нулевой последовательности линии 1 как

$$ Z_ {0} L_ {1} = \ frac {\ left (d \ times Z_ {0} L_ {2} \ times I_ {G0} \ right) -V_ {G0}} {I_ {T0} } -Z_ {T0} $$

(15)

На рисунке 5 показана блок-схема, которая обобщает подход 2 для расчета полного сопротивления линии нулевой последовательности.

Блок-схема, изображающая Подход 2 для расчета полного сопротивления линии нулевой последовательности всех участков трехполюсной линии с использованием данных только от двух клемм

Допущения:

Допущения, сделанные Подходом 2 при оценке нуля -последовательность полных сопротивлений линии приведены ниже:

1. Линия 1 и линия 2 однородны

2. Местоположение повреждения известно

3. Устойчивость к повреждению равно нулю

4. Взаимосвязь нулевой последовательности отсутствует

Допущения что сеть передачи однородна и отсутствие взаимной связи нулевой последовательности такие же, как и в подходе 1.Поскольку подход 2 имеет меньшую доступность данных, чем подход 1, необходимо сделать дополнительные предположения, чтобы получить полное сопротивление линии нулевой последовательности.

В коммунальной / промышленной практике процесс оценки полного сопротивления линии нулевой последовательности представляет собой автономный процесс анализа после неисправности с использованием отчетов о событиях, регистрируемых реле. Электроэнергетическая компания проводит тщательное расследование неисправности сразу после ее возникновения. В результате ожидается, что коммунальное предприятие идентифицирует место повреждения и, следовательно, будет разумным предположить, что место повреждения известно при реализации предложенного алгоритма.

Крайне маловероятно, что произойдет полное замыкание на болтах, когда сопротивление замыканию будет точно равно нулю. Однако это разумное предположение, когда значение сопротивления короткого замыкания невелико и близко к нулю. Хотя не каждое короткое замыкание имеет значение импеданса, близкое к нулю, возникновение этого типа короткого замыкания, когда полное сопротивление короткого замыкания близко к нулю, относительно часто встречается в линиях передачи. Такой сценарий также был продемонстрирован и проанализирован с использованием реальных полевых данных в [5].Однако необходимость извлекать больше информации из меньшего количества данных требует, чтобы мы сделали такое предположение.

Установка полного сопротивления линии нулевой последовательности в реле SEL. Здесь Z0MAG и …

Контекст 1

… полное сопротивление нулевой последовательности воздушной линии должно быть указано инженерами по защите в настройках реле, как показано на рис. 1, и играет важную роль в защите системы. Например, полное сопротивление линии нулевой последовательности используется дистанционными реле для контроля кажущегося импеданса, воспринимаемого реле.Кажущийся импеданс ниже, чем настройка достижения зоны, указывает на неисправность, и реле срабатывает для устранения неисправности в сети передачи [4]. …

Контекст 2

… видно из таблицы, оба подхода успешны в оценке устойчивости к короткому замыканию. Рис. 10. На схемной модели показаны шесть подстанций, соединенных линиями электропередачи напряжением 161 кВ. В этом тематическом исследовании одиночное замыкание на землю на фазе B произошло на расстоянии 14,37 миль от подстанции A, как показано на рис.10. Основная причина неисправности неизвестна. Неисправность, имеющая мгновенный характер, устраняется …

Контекст 3

… Как видно из таблицы, оба подхода успешны в оценке устойчивости к короткому замыканию. Рис. 10. На схемной модели показаны шесть подстанций, соединенных линиями электропередачи напряжением 161 кВ. В этом тематическом исследовании одиночное замыкание на землю на фазе B произошло на расстоянии 14,37 миль от подстанции A, как показано на рис. 10. Основная причина отказа не известна.Неисправность, имеющая мгновенный характер, устраняется первым срабатыванием реле. Номинальное напряжение на ПС А — 161 кВ. Линия передачи длиной 23,6 мили соединяет подстанцию ​​A с подстанцией C. Полные сопротивления линии прямой и нулевой последовательности равны Z L1 = 6,01 + j19,00 Ом и Z L0 = …

Контекст 4

… формы сигналов напряжения и тока от одного конца линии, показанной на рис. 11, и известного места повреждения, подход 1, описанный в разделе IV-A, использовался для оценки сопротивления замыканию.Сопротивление короткому замыканию составило 0,02 …

Контекст 5

… одиночное замыкание на землю произошло на фазе A линии электропередачи 161 кВ в 00:48. Линия передачи, в которой произошел сбой, имеет длину 21,15 мили и соединяет Станцию ​​1 со Станцией 2, как показано на Рис. 12. На Рис. 13 и Рис. 14 показаны формы сигналов напряжения и тока от Станции 1 и Станции 2 …

Контекст 6

… линия Z L1 = 3,18 + j16,68 Ом и Z L0 = 15.21 + j52,45 Ом соответственно. Неисправность была вызвана отказавшим линейным разрядником, расположенным в 14,90 милях от Станции 1 или в 6,25 милях от Станции 2. Цифровые регистраторы неисправностей (DFR) на обеих станциях регистрируют трехфазное напряжение линии-земля и формы волны тока с частотой 100 выборок за цикл. как показано на Рис. 13 и Рис. 14. Перед повреждением станция 1 поддерживает ток нагрузки 150 А, а станция 2 поддерживает ток нагрузки 130 А. Во время повреждения величина тока в фазе повреждения увеличивается до 3.4 кА на Станции 1 и до 6,1 кА на Станции 2. Обратите внимание, что для расчета тока короткого замыкания на Станциях 1 и 2 третий цикл после замыкания был …

Контекст 7

… Z L1 = 3,18 + j16,68 Ом и Z L0 = 15,21 + j52,45 Ом соответственно. Неисправность была вызвана отказавшим линейным разрядником, расположенным в 14,90 милях от Станции 1 или в 6,25 милях от Станции 2. Цифровые регистраторы неисправностей (DFR) на обеих станциях регистрируют трехфазное напряжение линии-земля и формы волны тока с частотой 100 выборок за цикл. как показано на рис.13 и Рис. 14. Перед повреждением Станция 1 поддерживает ток нагрузки 150 А, а Станция 2 поддерживает ток нагрузки 130 А. Во время короткого замыкания величина тока в фазе повреждения увеличивается до 3,4 кА на Станции 1 и до 6,1 кА на Станции 2. Обратите внимание, что для расчета тока короткого замыкания на Станциях 1 и 2 был выбран третий цикл после замыкания для …

(PDF) Оценка полного сопротивления линии нулевой последовательности и сопротивления замыканию с использованием данных реле

9

, в котором подход 1 использует данные формы сигнала с одного конца линии

и предполагает нулевое значение сопротивления замыканию.Однако

сопротивление короткому замыканию в этом примере не совсем равно нулю.

Кроме того, поскольку измерения с обоих концов линии

не выровнены из-за разницы во времени триггера неисправности

, это тематическое исследование подчеркивает необходимость разработки подхода 2

. Расчетный импеданс линии последовательности с нулевым значением

хорошо согласуется с фактическим полным сопротивлением последовательности с нулевым значением

, используемым энергосистемой в качестве настроек защиты.

ТАБЛИЦА VI: Практический пример 2 Фактическая и расчетная нулевая последовательность

Полное сопротивление линии

Подход Ошибка импеданса линии нулевой последовательности

Фактическое

(Ом)

Расчетное значение

(Ом)

Величина

( %)

Фазовый угол

(градусы)

Подход 1

15,21 + j52,45

17,35 + j51,70 0,14 2,38

(Станция 1)

Подход 1 18,12 + j53,97 4,24 2,38

(Станция 2)

Подход 2 16.93 + j53,45 2,65 1,41

(Станция 1, 2)

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленные методы оценивают импеданс нулевой последовательности

двух оконечных линий с высокой точностью, когда

возникшее короткое замыкание имеет нулевое полное сопротивление. Подход

, который использовал данные формы сигнала с обоих концов линии, показал превосходную производительность

по сравнению с методом, который использовал данные из

только на одном конце линии, когда сопротивление короткого замыкания не равно 0

Ом.Это было продемонстрировано во втором тестовом примере как

, а также во втором исследовании с использованием полевых данных, где

данные о повреждении имели импеданс повреждения ненулевого значения.

Первый подход (который использует данные только с одного конца линии

) предполагает полное сопротивление замыкания 0 Ом. Следовательно, ошибка

в процентах от величины импеданса линии нулевой последовательности

, оцененная с использованием первого подхода, изменяется на основе

в зависимости от сопротивления замыканию.Процент ошибок для того же

, оцененный с использованием данных с обоих концов двухполюсной линии

, был ниже 3% для всех тестовых случаев. Следовательно, можно сделать вывод, что

представленные методы обеспечивают надежную

оценку импеданса нулевой последовательности линии, которую

можно использовать для проверки настроек реле. Точно так же результаты показывают

успешности алгоритма оценки устойчивости к короткому замыканию, поскольку ошибка

была менее 1% в представленных тестовых примерах.

ССЫЛКИ

[1] Д. Костелло, «Понимание и анализ информации отчета о событиях», в

Proc. Minnesota Power Syst. Конф., Ноябрь 2001 г., стр. 1–52.

[2] К. Циммерман и Р. МакДэниел, «Использование данных о событиях энергосистемы для

сокращает время простоя», в Proc. Техническая конференция IEEE Cement Industry Technical Conf. Rec.,

Май 2009 г., стр. 1–15.

[3] Д. Костелло, «Уроки, извлеченные из анализа неисправностей передачи», в Proc.

61-я годовщина. Конф. для защиты.Relay Eng., Апрель 2008 г., стр. 410–422.

[4] A. Amberg, A. Rangel и G. Smelich, «Проверка импедансов линии передачи

с использованием известных данных о событиях», в Proc. 65-й ​​год. Конф. Защищать.

Relay Eng., Апрель 2012 г., стр. 269–280.

[5] К. Циммерман и Д. Костелло, «Основы и усовершенствования для направленных реле

», Proc. 63-я годовщина. Конф. Защищать. Relay Eng.,

, март 2010 г., стр. 1–12.

[6] С. Дас, С. Сантосо, А. Гайквад и М.Патель, «Определение места повреждения

на основе импеданса в сетях передачи: теория и применение», IEEE Access,

vol. 2, pp. 537–557, 2014.

[7] Э. О. Швейцер III, «Обзор неисправностей, основанных на импедансе, с выявлением

опыта», в Proc. 14-й год. Айова-Небраска Syst. Защищать. Семинар,

, октябрь 1990 г.

[8] В. N´

u˜

nez, С. Кулкарни, С. Сантосо и М. Хоаким, «Анализ характеристик

и методология классификации ошибок распределения накладных расходов. события »,

в Proc.IEEE Power Energy Soc. Общее собрание, июль 2010 г., стр. 1–8.

[9] Б. Ся, Ю. Ван, Э. Вскез, В. Сю, Д. Вонг и М. Тонг, «Оценка

устойчивости к сбоям с использованием данных записи сбоев», IEEE Transactions on Power

Delivery , т. 30, нет. 1, pp. 153–160, февраль 2015 г.

[10] А.М. Мохан, Дж. Джеймс и Г. Срикумар, «Оценка в реальном времени

устойчивости к сбоям», Международная конференция 2016 г. по возникающим технологическим тенденциям

( ICETT), октябрь 2016 г., стр.1–4.

[11] М. М. Саха, Дж. Дж. Изиковски и Э. Розоловски, Определение места повреждения на

Power Networks, 1-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Springer-Verlag, 2010.

[12] Приложения PSCAD® / EMTDCTM, Manitoba HVDC Research Center

Inc., Виннипег, МБ, Канада.

[13] У. Х. Керстинг, Моделирование и анализ распределительных систем, 3-е изд.

Бока-Ратон, Флорида, США: CRC Press, 2012.

[14] Местоположение неисправности распределения: полевые данные и анализ, EPRI, Пало-Альто,

CA: 2006.1012438.

[15] К. В. Мин и С. Сантосо, «Алгоритм удаления смещения постоянного тока для улучшения

оценок местоположения мгновенных сбоев», IEEE Transactions on Smart

Grid, vol. ПП, нет. 99, pp. 1–1, 2017.

[16] А. Замора, Дж. М. Рамирес, MRA Патернина и Э. Васкес-Мартинес,

«Цифровой фильтр для оценки вектора, применяемый к дистанционным реле», IET

Generation , Распределение передач, т. 9, вып. 14. С. 1954–1963,

2015.

[17] Л. Эриксон, М. М. Саха и Г. Д. Рокфеллер, «Точный локатор неисправностей

с компенсацией кажущегося реактивного сопротивления в сопротивлении короткого замыкания

, возникающего в результате подачи на удаленный конец», IEEE Trans. Power App. Syst., Т.

ПАС-104, № 2, pp. 423–436, Feb. 1985.

[18] Д. Новосел, Д. Харт, Ю. Ху и Дж. Мюллюмаки, «Система для обнаружения

повреждений и оценки устойчивости к коротким замыканиям в распределительных сетях с ответвлениями.

груза, ”U.S. Patent 5839 093, 17 ноября 1998 г.

Свагата Дас получила степень бакалавра технических наук в университете SRM в Ченнаи,

, Индия, в 2009 году. Она получила степень магистра наук. и к.т.н. Степень в области электротехники

, полученная в Техасском университете в Остине в 2011 и 2015 годах, соответственно.

Свагата присоединилась к Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. в 2015 году и работает

инженером по защите в офисе Fair Oaks Ranch, Техас.

Сундараварадан Навалпаккам Анантан получил Б.Техническая степень, полученная в Национальном технологическом институте

, Тиручираппалли, Индия, в 2015 году и степень MSE

Техасского университета в Остине, в 2016 году, оба в области электротехники

. В настоящее время он работает над докторской степенью. степень в Университете

Техаса в Остине. Его исследовательские интересы включают анализ энергосистем и защиту энергосистем

.

Сурья Сантосо (F’15) получил степень бакалавра наук. степень от Satya Wacana Christian

University, Salatiga, Индонезия, в 1992 году, и M.S.E. и к.т.н. Степени

в области электротехники и вычислительной техники Техасского университета по адресу

, Остин, в 1994 и 1996 годах, соответственно. Он был старшим инженером-консультантом по энергетическим системам и

в компании Electrotek Concepts, Ноксвилл, штат Теннесси, США, с

с 1997 по 2003 год. Он начал работать на факультете Техасского университета в Остине в

2003 и в настоящее время является профессором кафедры. электротехники и вычислительной техники

Машиностроение. Его исследовательские интересы включают качество электроэнергии, энергетические системы и интеграцию

возобновляемых источников энергии в системы передачи и распределения.

Компенсация тока нулевой последовательности »PAC Basics

В распределении электроэнергии идеально сбалансированные системы обычно рассматриваются только в идеальных условиях. Это связано с тем, что подключенные нагрузки в системе в большинстве своем несбалансированы, если не все. Однофазных нагрузок больше, чем трехфазных, и энергосистемы очень динамичны. Хотя инженеры-проектировщики следят за тем, чтобы степень дисбаланса была минимальной, неконтролируемые условия, такие как сбои, могут вызвать значительный дисбаланс в системе.

Обзор симметричных компонентов

В отличие от сбалансированных систем, несбалансированные системы анализируются с использованием симметричных компонентов. Симметричные компоненты — это n наборов симметричных векторов для любой n фазовой системы. Сдвиг фаз между векторами в каждом наборе определяется следующим уравнением:

где,

Ɵ _k — сдвиг фаз между векторами в каждом наборе

k — целое число от 1 до n (1, 2,…, n )

n — количество фаз в системе.

В трехфазной системе есть три сбалансированных вектора, n = 3. Три набора векторов представляют собой компоненты положительной, отрицательной и нулевой последовательности. Это показано на рисунке 2.

Рис. 2. Симметричные компоненты

Среди этих наборов векторов особый интерес представляет нулевая последовательность. Это связано с тем, что они находятся в фазе, а это означает, что они могут вести себя по-разному в системах звезды и треугольника. В звездообразных системах токи нулевой последовательности в сумме составляют 3I ₀ , протекающие в нейтральной линии, в то время как в треугольных системах токи нулевой последовательности появляются только на фазных обмотках, а не на линии.

Рис. 3. Поведение нулевой последовательности в дельте или звезде

Нулевая последовательность в дифференциальной защите

В дифференциальной защите трансформатора игнорирование токов нулевой последовательности может привести к неправильной работе. Это особенно верно для трансформаторов, подключенных по схеме звезда-треугольник и треугольник-звезда, при сквозных замыканиях на землю, где присутствуют токи нулевой последовательности.

«Представьте, что токи нулевой последовательности присутствуют на одной стороне обмотки трансформатора и отсутствуют на другой.Как это повлияет на надежность защиты? »

Рекомендуемая практика компенсации нулевой последовательности заключается в компенсации на стороне звезды через

1. физическое соединение DAB или DAC CT или
2. посредством числовой компенсации в современных реле (трансформаторы тока, соединенные звездой).

Рассмотрим конфигурацию обмотки на рисунке 4 (см. Предыдущую статью) , применяя компенсацию DAB, мы можем эффективно удалить токи нулевой последовательности, присутствующие в обмотке трансформатора со стороны звезды.

Рисунок 4. Нулевая компенсация в конфигурации трансформатора DYn1

Это компенсация нулевой последовательности.

Артикул:

Г. Прадип Кумар, «Принципы защиты трансформатора», материалы тренинга по защите энергосистемы, Visayan Electric Company, Себу, Филиппины, декабрь 2016 г.

Дж. Блэкберн, Т. Домин, «Принципы и применение реле защиты, 4-е изд.», CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2014.

SEL-387A Инструкция по эксплуатации. Доступно на https://selinc.com

ПОДРОБНЕЕ

Чередование фаз в трехфазной системе

Как это:

Нравится Загрузка …

Используйте компоненты последовательности, чтобы убедиться, что ваше реле не отключено из-за неправильного чередования фаз • Услуги по обучению работе с электрооборудованием Valence

Знаете ли вы, что реле, подключенное или настроенное с неправильным чередованием фаз, может отключить его функции более высокого уровня? Знаете ли вы, что неправильное чередование фаз может сделать тестирование реле бесполезным? Знаете ли вы, что с помощью компонентов последовательности можно быстро и легко определить правильность чередования фаз без сложных вычислений, обычно связанных с компонентами последовательности?

Вы можете успешно тестировать элементы реле, которые используют направленное управление (например, направленная максимальная токовая защита (67) или полное сопротивление (21)) в идеальных условиях тестирования.Однако эти элементы НЕ будут работать, если чередование фаз энергосистемы не соответствует настройкам реле. Это означает, что вы должны убедиться в правильности чередования фаз при выполнении онлайн- и автономных тестов измерителя.

Вы должны понять всю справочную информацию, которую мы рассмотрели в следующих сообщениях, прежде чем читать дальше:

Следующая таблица включает значения, сгенерированные для трехфазного симметричного автономного теста измерителя в реле SEL-351 с использованием Megger Test-Set или RTS.

Реле подключается к ТТ 300: 5 и ТТ 35: 1. Все ли правильно в следующем тесте счетчика?

Вот что нам известно:

• Результаты измерений не равны нулю, что означает, что аналого-цифровые преобразователи реле работают.
• Настройки соотношения ТТ и РТ в реле правильные (обратите внимание, что нам не нужно смотреть на фактические настройки, чтобы определить это). Мы подаем ток 1 А во все три фазы, а реле сообщает примерно 60 А. Погрешность в худшем случае составляет -0,355%, что соответствует коэффициенту трансформатора тока 60: 1. Реле сообщает приблизительно 2,42 кВ во всех трех фазах с максимальной погрешностью в процентах -,07%, что соответствует коэффициенту PT.
• Реле смотрит в правильном направлении, потому что токи и напряжения синфазны.
• Мы вводим вращение ABC или 1-2-3, потому что в реле и тестовом наборе существует следующая схема: фаза A составляет 0 °, фаза B отстает от фазы A на 120 °, а фаза C отстает. Фаза А на 240 °.
• Реле запрограммировано НЕПРАВИЛЬНОЕ чередование фаз, поскольку компоненты последовательности показывают 0% прямой последовательности, 100% обратной последовательности и 0% нулевой последовательности.

Просмотр фазовых углов в отчете об измерениях не скажет вам, правильное ли чередование фаз. Глядя на ватт, нельзя сказать, что последовательность фаз на современном цифровом реле правильная (раньше это было хорошим тестом в 90-х, но теперь уже нет).Вы должны понимать некоторые простые принципы компонентов последовательности, чтобы убедиться, что реле подключено и запрограммировано на поиск правильного чередования фаз.

Вы, вероятно, захотите начать бегать в гору прямо сейчас, потому что, если вы когда-либо сидели на уроке по компонентам последовательности, это могло быть самой запутанной (или скучной) концепцией, которую вы когда-либо видели, и задавались вопросом, почему она применима к вам. . Я обещаю, что вам НЕ нужно выполнять математические вычисления для компонентов последовательности, чтобы понять некоторые основные принципы, которые сделают вас лучшим тестером реле.

Основные принципы компонентов последовательности

могут быть трудными для понимания, поскольку они были созданы математиком примерно в 1918 году для «упрощения» анализа неисправностей для инженеров. Типичный урок компонентов последовательности включает сложные математические операции, операторы поворота фаз и эквивалентные схемы для расчета трех компонентов последовательности, которые НЕ МОГУТ быть измерены. Преподаватели и учебники обычно используют такие термины, как:

1. Компоненты положительной последовательности вращаются в положительной последовательности фаз.
2. Компоненты отрицательной последовательности вращаются в обратной последовательности фаз.
3. Компоненты нулевой последовательности не вращаются.

100% положительная последовательность может иметь место только в том случае, если эти три утверждения о системе питания верны:

1. Значения напряжения / тока / импеданса для всех трех фаз равны.
2. Три фазы разнесены на 120 °.
3. Чередование фаз правильное.

100% отрицательная последовательность может иметь место только в том случае, если эти три утверждения о системе питания верны:

1. Значения напряжения / тока / импеданса для всех трех фаз равны.
2. Три фазы разнесены на 120 °.
3. Чередование фаз обратное.

Нулевая последовательность всегда будет равна нулю, если система не разбалансирована из-за замыкания на землю или однофазной неисправности.

Поиск компонентов последовательности в отчете об измерениях

Описание фаз обычно выглядит примерно так: A-B-C, R-S-T или 1-2-3. Компоненты последовательности используют символы 1-2-0 после единицы, которую они представляют. Если вы посмотрите в нижнюю часть отчета об измерениях, вы увидите символы:

• I1 = ток положительной последовательности
• 3I2 = ток отрицательной последовательности, умноженный на три = 3xI2 = I2x3
• 3I0 = Ток нулевой последовательности, умноженный на три = 3xI0 = I0x3
• V1 = напряжение положительной последовательности
• V2 = напряжение отрицательной последовательности
• 3V0 = Напряжение нулевой последовательности, умноженное на три = 3xI0 = I0x3

Устранение неполадок с чередованием фаз во время тестов расходомера

Теперь, когда вы знаете символы и шаблоны, которые нужно искать, вы можете видеть, что I1 и V1 по существу равны нулю.Я сразу понимаю, что что-то не так, когда вижу этот образец, потому что трехфазная сбалансированная система при правильном чередовании фаз должна создавать 100% положительную последовательность. Нулевая прямая последовательность действительно может произойти в правильно сконфигурированной системе, если амплитуды фазы также равны нулю.

Компоненты нулевой последовательности (3I0 и 3V0) по существу равны нулю и возникают из-за незначительных, но присущих неточностей тестового набора и реле, используемых во время теста (нет ничего идеального, хотя тестеры реле часто стремятся к совершенству в своих результатах. ).Обычно это хороший знак, потому что вы должны видеть только важные компоненты нулевой последовательности во время замыканий на землю или однофазных проблем.

Компоненты отрицательной последовательности (3I2 и V2) равны 100% введенных фазных напряжений (2,424 кВ) и токов (179,593 / 3 = 59,86 А). Этот шаблон может существовать только при выполнении одного из следующих условий:

• Ваш тестовый комплект вводит неправильную последовательность фаз во время вашего теста
• Две фазы поменяны местами между источником (испытательная установка или система питания) и реле
• Система питания имеет неправильную последовательность фаз
• Реле запрограммировано неправильное чередование фаз

В этом случае мы бы посмотрели на векторную диаграмму тестового набора, чтобы убедиться, что тестовый набор экспортирует правильное чередование фаз.Обратите внимание, что я не говорил вам смотреть на числа фазового угла. Трудно отслеживать системы углов, когда вы используете наборы для испытаний и программное обеспечение, которые используют разные системы фазового угла. Фазорные диаграммы универсальны. Следующая диаграмма фазового угла из тестового набора показывает вращение A-B-C.

Реле измеряет правильное чередование фаз, поэтому проводка между испытательным комплектом и реле, вероятно, не перекрещена.

Мы не можем сказать, соответствует ли настройка реле системе питания, пока не проведем тест счетчика в процессе эксплуатации.Мы можем сравнить последовательность фаз на чертежах с нашей векторной диаграммой тестового набора, чтобы убедиться, что мы соответствуем ожидаемому чередованию фаз системы.

Единственная оставшаяся опция — это настройка реле. Мы можем выполнить поиск в руководстве по запросу «чередование фаз» или «чередование фаз», чтобы найти правильную настройку. Правильная настройка — PHROT в группе глобальных настроек реле SEL, как показано на скриншоте ниже.

Если мы исследуем настройки реле для PHROT, мы обнаружим, что он установлен на ACB, что не соответствует указанному вращению ABC.

Теперь, когда мы знаем, в чем проблема, мы можем связаться с инженером-конструктором, чтобы указать на проблему. Ваше электронное письмо может содержать что-то вроде: «Мы обнаружили, что примененная настройка реле PHROT = ACB. На чертежах указано, что реальное вращение системы — ABC. Должен ли этот параметр быть ABC? Пожалуйста, предоставьте обновленные настройки или предоставьте разрешение на изменение настройки на ABC, если применимо ».

Если изменение настройки одобрено, мы можем изменить настройку на ABC и выполнить еще один тест счетчика с теми же значениями:

Шаблон для этого теста счетчика:

• V1 & VA & I1 & IA = 0 градусов, V2 & VB & I2 & IB = запаздывание A / 1 на 120 °, а V3 & VC & I3 & IC = запаздывание 1 / A на 240 °. Тестовый набор вводит ABC, а реле получает ABC. Токи и напряжения синфазны.
• I1 и V1 = 100%, 3I2 и V2 = 0% и 3I0 и 3V0 = 0%. Чередование фаз реле установлено правильно.

Это образец, который вы должны искать во время каждой проверки счетчика.

Помните, что тесты счетчиков в процессе эксплуатации так же важны, как и все автономные проверки реле, потому что реле может быть отключено, если:

• Проводка или настройки меняют местами чередование фаз и отключают реле
• Реле смотрит в обратном направлении из-за ошибок конструкции, ошибок подключения или неправильной полярности трансформатора тока. Если реле смотрит в неправильном направлении, оно не сработает, когда должно, и может сработать, когда не должно.

Sequence также могут сказать вам, что не так с вашими соединениями или настройками тестового набора во время тестирования. Сделайте несколько преднамеренных ошибок и посмотрите, сможете ли вы найти шаблон в компонентах последовательности, который поможет вам устранять проблемы в будущем.

используют компоненты последовательности, чтобы определить, какой вид неисправности происходит, а затем применяют соответствующие вычисления для этого типа неисправности. Тестеры реле, которые пытаются применить процедуры электромеханических испытаний к цифровым реле, часто получают неправильные шаблоны компонентов последовательности, что сбивает реле с толку и мешает ему работать.Попробуйте применить к реле неисправности P-N, P-P и 3P и посмотрите, можете ли вы увидеть структуру компонентов последовательности для каждого вида неисправности.

% PDF-1.5 % 1 0 объект > / Метаданные 2 0 R / Контуры 3 0 R / PageLayout / OneColumn / Страницы 4 0 R / StructTreeRoot 5 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать 2011-03-10T14: 56: 35 + 08: 002011-03-10T14: 56: 27 + 08: 002011-03-10T14: 56: 35 + 08: 00Acrobat PDFMaker 9.1 для Worduuid: dd60373b-380d-4973-9838- d59c491d68d3uuid: f5aee962-4c00-44e9-ad14-5d633098eed7