Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Научно-технические проблемы разработки системы защиты кабельно-воздушнои линии ппт с дополнительным проводом для возврата тока 13
1.1 Назначение и основные задачи системы защиты и автоматики передачи постоянного тока. Система ликвидации аварий 13
1.2. Критерий оценки эффективности функционирования системы защиты линии постоянного тока 17
1.3 Обзор систем защит линии на отечественных и зарубежных передачах постоянного тока 19
1.3.1 Система защиты линии постоянного тока передачи Экибастуз -Центр 19
1.3.2 Система защиты полюсных проводов линии на зарубежных ППТ 20
1.3.3 Защита «металлического» возврата тока на зарубежных ППТ 24
Выводы по главе 1 27
ГЛАВА 2 Методические вопросы математического моделирования кабельно-воздушнои линии 28
2.1 Определение параметров и схемы замещения биполярной воздушной линии постоянного тока с обратным проводом для возврата тока 28
2.1.1 Общая характеристика и исходные данные воздушного участка линии постоянного тока 29
2.1.2 Основные положения теории распространения электромагнитных волн вдоль однородной многопроводной линии 31
2.1.3 Обоснование эквивалентной схемы воздушного участка линии постоянного тока 42
2.2 Определение параметров и схемы замещения биполярной кабельной линии постоянного тока с обратным проводом для возврата тока 50
2.2.1 Первичные параметры кабельной линии однофазного исполнения коаксиальной конструкции 50
2.2.2 Обоснование эквивалентной схемы замещения кабельного участка с обратным проводом для возврата тока 52
Выводы по главе 2 61
ГЛАВА 3 Исследования аварийных процессов при повреждениях полюсных и обратных проводов кабельно-воздушнои гшт для определения требований к системе защиты линии 62
3.1 Математическая модель кабельно-воздушной передачи постоянного тока 62
3.1.1 Схема и параметры основных элементов математической модели кабельно-воздушной ППТ 62
3.1.2 Система быстродействующего регулирования 66
3.1.3 Выбор числа ячеек цепочечной схемы замещения для кабельного и воздушного участков линии 68
3.2 Исследования аварийных процессов при коротких замыканиях полюсного провода на землю 70
3.2.1 Качественный анализ напряжения при пробое изоляции на кабельном участке линии постоянного тока 72
3.2.2 Качественный анализ изменения напряжения при перекрытии полюса на землю на воздушном участке линии постоянного тока 74
3.2.3 Выявление участка повреждения при коротких замыканиях на кабельно-воздушнои линии передачи постоянного тока 79
3.2.4 Выбор бестоковой паузы АПВ 85
3.2.5 Исследование дифференциальной защиты линии 87
3.3 Исследования аварийных процессов при повреждениях на обратных проводах 90
3.3.1 Исследования аварийных процессов при коротких замыканиях на обратных проводах 90
3.3.2 Исследования аварийных процессов при обрывах на обратных проводах 93
Выводы по главе 3 97
ГЛАВА 4 Разработка системы защиты кабельно-воздушнои линии ППТ 98
4.1 Разработка системы защиты линии постоянного тока 98
4.1.1 Избирательная защита линии (ИЗКВЛ) 100
4.1.2 Дифференциальная защита линии (ДЗ КВЛ) 102
4.1.3 Защита минимального напряжения 105
4.1.4 Защита от повышения напряжения полюса линии (ЗПНЛ) 108
4.1.5 Защита обратных проводов от обрыва (З ОП при обрывах) 110
4.1.6 Защита обратных проводов от коротких замыканий (ДЗ ОП от коротких замыканий) 113
Выводы по главе 4 115
ГЛАВА 5 Проверка функционирования некоторых защит на математической модели кабельно-воздушнои передачи постоянного тока 116
5.1 Проверка функционирования алгоритма избирательной защиты 116
5.2 Проверка функционирования алгоритма дифференциальной защиты линии 123
5.3 Проверка функционирования алгоритма защиты обратных проводов от обрыва 125
Выводы по главе 5 128
Заключение 129
Список литературы 133
- Обзор систем защит линии на отечественных и зарубежных передачах постоянного тока
- Основные положения теории распространения электромагнитных волн вдоль однородной многопроводной линии
- Система быстродействующего регулирования
- Защита от повышения напряжения полюса линии (ЗПНЛ)
Обзор систем защит линии на отечественных и зарубежных передачах постоянного тока
Защиты линии являются селективными, т.е. выходной сигнал защит формируется при повреждении непосредственно на линии.
Защиты полюса полуцепи являются неселективными и работают как при повреждениях на линии, так и при повреждениях на подстанциях.
Похожую структуру имеет система защиты линии на передачах постоянного тока, построенных компанией ABB [25, 26]. Система защиты линии включает: а) Voltage derivative protection - защита по производной напряжения. Является основной защитой линии. Алгоритм одновременно анализирует dUd скорость изменения напряжения полюса линии — и скорость изменения тока линии —-. При этом производится вычисление суммы этих производных и сравнение ее с уставкой. Для выявления зоны повреждения (линия либо преобразовательная подстанция) определяется знак производной —-, где Id ток линии. Выдержка времени защиты не превышает 2-КЗ мс. б) Traveling wave protection - волновая защита линии. Является основной защитой без выдержки времени. Принцип действия защиты основан на анализе крутизны фронта падающей волны напряжения, вычисленной по мгновенным значениям тока и напряжения линии. в) Current differential protection - токовая дифференциальная защита. Является резервной защитой. Защита построена на сравнении токов по концам линии. г) DC voltage level protection - защита от снижения напряжения. Выполняет функцию резервной защиты. Защита используется для выявления длительного понижения напряжения на линии.
Аналогично вышеприведенным структурам построения защит линии выполняется структура защиты линии на передачах постоянного тока фирмы Alstom. При этом можно отметить, что основная защита линии строится на следующем принципе: короткие замыкания в линии выявляются по присутствию отрицательного значения производной — и положительного значения производной —-. В системе защиты линии для кабельно-воздушных передач для возобновления работы передачи всегда производится повторное АПВ [27]. К недостаткам рассматриваемой системы защиты можно отнести зависимость действия защиты по выявлению зоны повреждения (линия или инверторная подстанция) от работы системы связи, передающей сигналы на выпрямительную подстанции, где установлена основная защита. Функции резервной защиты выполняют продольная дифференциальная защита и защита минимального напряжения.
На японской воздушно-кабельно-воздушной передаче постоянного тока Хоккайдо-Хонсю в алгоритм определения повреждения заложен принцип сравнения токов по концам однородных участков (рисунок 1.3) [28, 29]. При этом для получения небаланса токов в алгоритм вводится компенсационный ток, равный по модулю разрядному току кабельной линии и взятый с обратным знаком. Данная идея была использована автором в качестве подходов для разработки дифференциальной защиты линии, алгоритм которой описан в разделе Принцип работы дифференциальной защиты кабельной линии Из представленного обзора защит линии можно видеть, что для определения участка повреждения необходима установка измерительных датчиков в месте сопряжения кабельного и воздушного участков линии для осуществления выявления участка повреждения.
Согласно [30-35], повышение быстродействия, чувствительности и надежности работы защиты зависит от алгоритмов цифровой обработки входных сигналов. Как известно, аварийные процессы в электроэнергетике носят нестационарный характер. Для исследования аварийных процессов наиболее целесообразным представляется использование вейвлет-преобразования, в основе которого лежит спектральный анализ сигнала. Такое преобразование нестационарных сигналов способно дать четкую привязку спектра различных особенностей сигнала ко времени. Таким образом, можно получить частотно-временной спектр сигнала (или спектр мгновенных частот), обработка которого может выявить факт и момент возникновения короткого замыкания. Однако, несмотря на очевидные преимущества данного преобразования для решения задачи по выявлению коротких замыканий на линии, в нем есть и свои недостатки. Эти недостатки связаны со сложностью математических вычислений, требующих больших вычислительных ресурсов, и зависимостью результата от класса точности датчиков. При этом защита линии должна удовлетворять требованию быстродействия по выявлению повреждений на линии.
Применение в проектируемой передаче дополнительных проводов для возврата тока требует обоснование подходов для разработки основных принципов выполнения соответствующих защит. При работе передачи в биполярном симметричном режиме, т.е. с одинаковыми уставками тока полуцепей, возникновение устойчивых перекрытий на землю на обратном проводе, оказывающих значительное влияние на работу передачи, маловероятно. Вероятность возникновения аварийной ситуации на обратных проводах повышается при несимметричных режимах работы обеих полуцепей, которые могут иметь место при аварийном отключении полюса полуцепи либо при работе передачи в монополярном режиме.
В настоящее время известна японская разработка защиты нейтрали от коротких замыканий на землю и от обрыва передачи постоянного тока Хоккайдо-Хонсю мощностью 300 МВт и классом напряжения ±250 кВ (рисунок 1.4) [36].
Передача постоянного тока Хоккайдо - Хонсю, где Hakodate CS - название отправной подстанции; Kamikita CS - название приемной подстанции; ОН Line - воздушная линия; cable - кабельная линия; Neutral Line - металлический возврат тока На рисунке 1.5 показана схема подключения генератора контрольного тока для выявления повреждения на обратном проводе. На приемной подстанции генератор переменного тока Ps через разделительный трансформатор Ті подключен параллельно к конденсатору большой мощности Ср, который, в свою очередь, соединен последовательно с конденсатором для защиты от перенапряжений Cs. В результате через нейтраль пропускается переменный ток, который назван контрольным. Частота контрольного тока выбрана из условия величины этого тока, достаточной для фиксации датчиками тока, и условия отстройки от возникновения резонанса токов и напряжений на частоте колебательного процесса, определяемой емкостью и индуктивностью нейтрали. По характеру изменения тока в датчиках Т1 -Т4 определяется участок повреждения нейтрали.
Похожий подход используется для обнаружения коротких замыканий либо обрыва нейтрали в передачах постоянного тока, проектируемых фирмой Alstom. При пропускании по нейтрали переменного тока от независимого источника производится измерение сопротивления линии, изменение которого выявляет возникновение коротких замыканий.
Основные положения теории распространения электромагнитных волн вдоль однородной многопроводной линии
Для проведения расчетов аварийных процессов, возникающих при пробоях изоляции кабеля на металлическую оболочку и при перекрытиях на землю воздушного участка линии, необходимо максимально подробно моделировать действие системы автоматического регулирования выпрямителя и инвертора, поскольку протекание аварийных процессов зависит от работы системы регулирования [21]. В вычислительной среде ЕМТР была создана модель биполярной передачи постоянного тока с напряжением полюсов +300 кВ и мощностью 1000 МВт. Данная модель, схема которой показана на рисунке 3.1, включает в себя линию, по концам которой включены регулируемые преобразователи П1-П4, сглаживающие реакторы Lp, фильтро-компенсирующие устройства, подключенные к третичным обмоткам преобразовательных трансформаторов, фильтры постоянного тока (ФПТ). Линии переменного тока Л1-ЛЗ, примыкающие к приемной энергосистеме, моделируются П-образными схемами замещения. Энергосистемы СЭС-1 и СЭС-2, СЭС-3 моделируются упрощенными схемами замещения.
Параметры элементов схемы, за исключением линии постоянного тока и схемы замещения сети переменного тока СЭС-1, к которой примыкают выпрямительные преобразователи ППТ, приведены в таблицах 3.1-3.3. Схема фильтра постоянного тока представлена на рисунке 3.2. Таблица 3.1- Параметры преобразователей Система быстродействующего регулирования На протекание аварийных процессов в линии регулирующие устройства оказывают существенное влияние, поэтому необходимо их тщательное моделирование.
УФИ формирует импульсы, задающие моменты включения вентилей преобразователя. Для двенадцатифазного преобразователя, работающего в выпрямительном режиме, управляющим сигналом является сигнал регулятора тока выпрямителя, для инверторного преобразователя - сигнал, равный разности между величиной постоянного смещения и сигналом РУО. Величина постоянного смещения принимается равной 165 эл. град. выпрямленный ток преобразователя, поступающий от измерительного датчика постоянного тока; /уи - исполнительная уставка тока выпрямителя; Ts = 0,00318 с - постоянная времени инерционного звена. РУО обеспечивает поддержание угла отключения на уровне уставки. При отключенном состоянии преобразователя уставка РУО 5У равна значению 5Уоткл = 30эл. При включении уставка 5У формируется следующим образом: Сигнал рассогласования РУО А5, равный разности между уставкой 5У и измеренным значением минимального угла погасания 5min, преобразуется в выходной сигнал регулятора рРУО по пропорционально-интегральному закону: РРУО = (АГП + ) Д5;
Данное устройство предназначено для увеличения углов опережения при возрастании выпрямленного тока с целью предотвращения нарушений коммутаций. Выходной сигнал УВТ 5увт в модели формируется следующим образом:
При моделировании линии постоянного тока особое значение принимает вопрос о выборе минимального числа ячеек, при котором будет осуществляться достаточно точная имитация аварийных процессов. Поскольку алгоритм основной защиты линии будет построен на анализе изменения напряжения в начале линии, то необходимо оценить влияние на эту кривую количества ячеек цепочечной схемы замещения при к.з. на кабеле.
На рисунке 3.3 представлены кривые напряжения кабельной линии без потерь для различного количества ячеек при подключении постоянной ЭДС, равной -300 кВ. Кривые получены аналитически по методике [57] определения напряжения на конце разомкнутой искусственной линии. Примем, что длина линии составляет 20 км, и до подключения ЭДС линия была заряжена до +300 кВ. Кривая напряжения при длине ячейки f — 0 соответствует кривой напряжения в конце разомкнутой реальной линии. Из качественного сравнения приведенных кривых напряжения видно, что они удовлетворительно совпадают при длинах ячеек 1т \ км. В таблице 3.4 показана зависимость погрешности воспроизведения напряжения линии от количества ячеек на рассматриваемом участке. Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод о том, что при требуемой погрешности воспроизведения (3%) процессов при повреждениях на кабельном участке достаточно его моделировать ячейками по 1 км.
Таким образом, кабельный участок линии постоянного тока моделируется 41 ячейкой. Для моделирования воздушного участка достаточно принять длину ячейки 2 км. Параметры ячеек кабельного и воздушного участков линии приведены в таблице 3.5.
Перед рассмотрением результатов расчета аварийных процессов, полученных на модели, целесообразно дать простую интерпретацию физических процессов, возникающих при перекрытиях полюса на кабельном и воздушном участках линии.
Наблюдаемые в начале линии аварийные процессы, возникающие при пробоях изоляции на кабельном участке линии и при перекрытиях на землю на воздушном участке, носят принципиально разный характер.
Задача данного раздела состоит в исследовании формы напряжения полюса в начале линии (в начале кабельного участка) при приходе фронта возмущения от места короткого замыкания на том или ином участке. Анализ будет проводиться с применением графоаналитического метода для линии без потерь. Таблица 3.5 - Параметры ячеек линии постоянного тока
При данных, взятых из таблицы 3.5, для длины кабельного участка, соответствующей 41 км, fmm составляет порядка 800 Гц. Оценим изменение напряжения полюса в начале линии постоянного тока, которое вызывает волна напряжения, «бегущая» от места короткого замыкания, расположенного в середине кабельного участка линии на расстоянии кзк (рисунок 3.4). Пусть линия заряжена до U0 кВ. В момент возникновения короткого замыкания в точке к.з. возникает возмущение - скачок напряжения AU= - UQKB. Рассмотрим волны напряжения, распространяющиеся между точкой короткого замыкания и началом линии постоянного тока. Волна, распространяясь вдоль линии, достигает ее начала, где установлен датчик напряжения, в момент t\ (ось 1 на рисунке 3.5,а). Из-за наличия линейного реактора Lp начало линии для этой падающей волны представляет собой конец холостой линии [47]:
Система быстродействующего регулирования
При разработке алгоритма необходима оценка чувствительности защиты по определению участка повреждения. По мере приближения возможных точек короткого замыкания (как на воздушном участке, так и на кабельном) к месту сопряжения протекание аварийных процессов в начальные моменты времени становится практически идентичным. На рисунке 3.10 представлены осциллограммы напряжения полюса линии при моделировании перекрытия в конце кабельного участка (а) и в начале воздушного участка через малое сопротивление в месте к.з. (б). Точки, в которых моделировалось к.з., отстояли на 250 м от места сопряжения в сторону кабельного и в сторону воздушного участков. Как можно видеть, осциллограммы напряжения линии при моделируемых процессах практически совпадают.
Для определения зоны нечувствительности алгоритма на математической модели при исследовании аварийных процессов, возникающих при к.з. на линии, производилась фиксация моментов перехода напряжения полюса через 0: ti, І2, із, U, h- По этим точкам далее определялась средняя частота/ :
Результаты расчета при моделировании короткого замыкания в конце кабельного (а) и в начале воздушного (б) участков
На рисунке 3.11 построена область нечувствительности защиты вблизи места сопряжения, полученная в результате расчетов на математической модели. Задание, например, уставок/ =783 Гц и fBR =771 Гц определит зону нечувствительности алгоритма, которая при расчетах на модели составит 50 м в сторону воздушного участка и 50 м в сторону кабельного участка от точки сопряжения. По рисунку видно, что при расчетах на модели зону нечувствительности можно уменьшить до 20 м заданием соответствующих уставок /ш и/ш.
На рассматриваемой передаче постоянного тока ликвидация к.з. на воздушном участке линии, вызванных перекрытиями гирлянд линейных изоляторов и воздушных промежутков, будет осуществляться посредством отключения полуцепи с АПВ. Отключение выпрямителя производится переводом его в инверторный режим, в результате чего происходит быстрое прекращение тока преобразователей полуцепи (меньше, чем за 0,1 с). Однако, после отключения преобразователей через место к.з. будет протекать ток разряда кабельной линии. Кроме того, вследствие электромагнитного влияния проводов в месте к.з. также будет протекать ток подпитки высших гармоник со стороны оставшейся в работе полуцепи.
Таким образом, бестоковая пауза АПВ, отсчитываемая от момента погасания выпрямителя до момента его повторного ввода в работу, должна включать в себя, кроме интервала времени, необходимого для восстановления электрической прочности перекрытого промежутка, дополнительный интервал времени горения дуги, поддерживаемой токами разряда и подпитки.
Наиболее тяжелые условия для гашения дуги будут в случае к.з. в конце воздушного участка. Для определения времени погасания дуги рассмотрим изменение тока в месте к.з. после погасания преобразователя. На рисунке 3.12 представлены осциллограммы токов выпрямительного ifo и инверторного і преобразователей, а также ток /кз, протекающий через место короткого замыкания в конце воздушного участка линии, полученные на математической модели. Результаты расчета при моделировании короткого замыкания в конце воздушного участка Как можно видеть по рисунку 3.12, процесс изменения тока в месте перекрытия носит сложный характер с наложением нескольких частот. Примем, как и в [61], что гашение дуги короткого замыкания начнется после уменьшения амплитуды тока разряда линии ниже значения 25 А. Как показали исследования, при моделировании перекрытия в конце воздушного участка снижение амплитуды тока в месте повреждения /кз ниже 25 А произойдет через 1с.
Весь цикл АПВ занимает время, включающее в себя следующие интервалы: Ati = 0,02-Ю, 1 с - время от начала к.з. до погасания выпрямителя (интервал времени, в течение которого производится выявление аварии и отключение выпрямителя); At2 = 1 с - время горения дуги, поддерживаемой токами разряда и подпитки; At3 = 0,05 с - время, необходимое для восстановления электрической прочности перекрытого промежутка [61]; АІ4 = 0,3 с - время включения полуцепи и набора на ней мощности. Интервал времени Ati+At2+At3+At4 характеризует полное время сброса мощности полуцепи, а интервал времени At2+At3 - длительность бестоковой паузы АПВ. Таким образом, длительность бестоковой паузы АПВ на ППТ, отсчитываемой от момента погасания выпрямителя до момента повторного ввода его в работу, должна быть не менее: At2+At3=l+0,05=1,05 с. При расчетах на математической модели длительность паузы АПВ полуцепи при аварийных отключениях, связанных с перекрытием изоляции воздушного участка, принята равной 1,1с.
Продольная дифференциальная защита линии относится к защитам с абсолютной селективностью и основана на сравнении токов по концам защищаемого участка [62, 63]. В рассматриваемой кабельно-воздушной линии наличие кабельного участка при повреждениях в зоне преобразовательных подстанций может привести к увеличению небаланса сравниваемых токов и, как следствие, к неправильному действию защиты.
При коротком замыкании на полюсе преобразователя выпрямителя (К31) происходит разряд емкости кабеля (рисунок 3.13), и емкостной ток 1С направлен навстречу протекающему току через датчик ТПТЗ. Ток /шт3 через датчик ТПТЗ уменьшается, вызывая тем самым увеличение небаланса токов, протекающих через трансформаторы тока ТПТЗ и ТПТ5. Если величина тока небаланса в этом случае превзойдет значение уставки защиты, то последняя сформирует выходной сигнал на отключение полуцепи передачи. При возникновении к.з. на полюсе инверторного преобразователя (К32) увеличение тока через трансформатор тока ТПТ5 за счет разряда кабельной линии также может привести к ложному срабатыванию защиты. Помимо этого, при включении полуцепи передачи за счет процесса разряда кабельной линии происходит увеличение тока небаланса. Рисунок 3.13- Схема замещения полуцепи передачи с кабельным и воздушным участками линии
Для исключения таких «ложных» срабатываний необходимо введение тока /комп, который скомпенсирует разрядный ток емкости кабеля 1С. При этом ток небаланса вычисляется следующим образом:
На рисунке 3.14 представлены осциллограммы токов трансформаторов токов ТПТЗ и ТПТ5 и осциллограммы токов небаланса без учета компенсации тока разряда емкости кабеля и с учетом этой компенсации при моделировании к.з. полюса положительной полярности (+300 кВ) на землю в зоне выпрямительной подстанции в момент времени t=5 с. Как можно видеть, при работе передачи с номинальным током полуцепи 1700 А в результате аварии происходит увеличение тока небаланса без учета компенсации, который достигает абсолютного значения порядка 1400 А.
Защита от повышения напряжения полюса линии (ЗПНЛ)
Для отстройки от высокочастотных составляющих тока небаланса /Неб производится выделение постоянной составляющей /небо на периоде промышленной частоты.
При превышении тока небаланса /небо уставки /уст происходит формирование выходного сигнала защиты на отключение соответствующей полуцепи без АПВ.
При работе системы защиты линии по ликвидации коротких замыканий на линии постоянного тока необходимо согласованное действие защит ИЗ КВЛ и ДЗ КВЛ, которые предназначены для выявления к.з. на самой линии. Так как ИЗ КВЛ способна определять участок повреждения и формировать соответствующее требование на отключение полуцепи (с АПВ либо без АПВ), ее действие является приоритетным. Поэтому формирование сигнала на отключение полуцепи защитой ДЗ КВЛ должно быть отстроено по времени от выходного сигнала на отключение полуцепи защитой ИЗ КВЛ в соответствии со следующими условиями: - алгоритм ДЗ КВЛ всегда формирует сигнал отключения полуцепи без АПВ независимо от участка повреждения; - выявление повреждения на линии алгоритмом ДЗ КВЛ может происходить быстрее, чем алгоритмом ИЗ КВЛ (максимально необходимое время для определения участка повреждения алгоритмом ИЗ КВЛ и формирования соответствующего сигнала отключения составляет менее 0,02 с (конец воздушного участка)). Выдержка времени ДЗ КВЛ Дідз = (0,02 ... 0,04) с обеспечит необходимое время для нормального функционирования алгоритма ИЗ КВЛ по определению участка повреждения при возникновении к.з. и формированию сигнала отключения.
Формирование сигнала отключения полуцепи от автоматики (по сигналу ИЗ КВЛ при ее срабатывании), происходящее в течение выдержки времени ДЗ КВЛ Діда, блокирует эту защиту (выходной сигнал ДЗ КВЛ не формируется). В случае отказа ИЗ КВЛ, когда соответствующий сигнал отключения из автоматики не формируется, защита ДЗ КВЛ формирует выходной сигнал на отключение полуцепи без АПВ.
Алгоритм ДЗ КВЛ в виде блок-схемы показан на рисунке 4.3. Защита минимального напряжения Защита минимального напряжения (ЗМН) включается в работу, как на выпрямителе, так и на инверторе. Защита предназначена для резервирования всех защит, действующих при к.з. на линии или на любой из подстанций.
Данный принцип был заложен в основную защиту для отключения коротких замыканий на линии постоянного тока, реализованную для передачи Кашира - Москва, а также для передачи Волгоград - Донбасс [65].
Защита от повышения напряжения на линии предназначена для выявления длительного режима с повышенным напряжением линии. Включается в работу на выпрямителе и на инверторе.
Длительные по времени повышения напряжения полюса линии могут возникать при, например, обрыве полюсного провода, либо при включении выпрямителя «толчком» (при отказе системы регулирования) на неподготовленный инвертор. Ликвидация аварийного воздействия при этом должна производиться отключением аварийной полуцепи без АПВ. После отключения полуцепи снижение напряжения на линии будет обусловлено стеканием остаточного заряда по сопротивлениям путей утечек тока на землю.
Входные сигналы: - сигнал напряжения полюса от измерительного датчика напряжения ДНІ (рисунок 4.1) -идаі; - сигнал тока от ТПТЗ - Іштз Сигнал напряжения идаі и сигнал тока Ітптз предварительно обрабатываются выделением постоянной составляющей на периоде промышленной частоты - идаі 0 и 1штз о При превышении напряжения полюса линии XJmw выше уставки UycT = (300...450) кВ и при одновременном снижении тока полуцепи 1штзо 1уст, где 1уст = (50... 100) А защита формирует сигнал в автоматику на отключение аварийной полуцепи без АПВ. Алгоритм ЗПН для работы со стороны выпрямителя в виде блок-схемы представлен на рисунке 4.5. 109
Защита обратных проводов от обрыва (З ОП при обрывах) Защита предназначена для выявления обрывов обратных проводов и включается в работу на выпрямителе. активное сопротивление одного обратного провода. Для отстройки от помех производится фильтрация входного сигнала напряжения средней точки фильтром нижних частот с частотой среза 100 Гц. Далее из отфильтрованного значения производится выделение постоянной составляющей на периоде промышленной частоты - идаз о (ида4 о) Производится обработка входных сигналов токов Ітпті5 и Ітптіб, в результате которой формируются сигналы постоянных составляющих на
В разделе приводятся результаты проверки алгоритмов избирательной защиты линии, дифференциальной защиты линии и защиты от обрыва обратных проводов, поскольку алгоритмы остальных защит, входящих в систему защиты кабельно-воздушнои линии передачи постоянного тока, хорошо известны и проверка функционирования их алгоритмов в работе не приводится.
Для проверки работы основных линейных защит рассматриваются повреждения (однополюсные к.з. на кабельном или воздушном участках), при которых защиты должны четко и надежно работать, и повреждения (например, перекрытие полюса на землю в зоне инверторной подстанции), при которых защиты работать не должны.
Для проверки работы защиты обратных проводов при обрывах рассматривается обрыв одного из двух обратных проводов при работе передачи одной полуцепью с током 1600 А и при работе передачи двумя полуцепями с током несимметрии 50 А.
