elektroenergetycznych Metody wykrywania zwarc wysokooporowych Monografie Miroslaw Lukowicz w napowietrznych liniach

Transkrypt

1 Prace Naukowe Instytutu Energoelektryki Politechniki Wroclawskiej 99 Seria: Monografie 32 Miroslaw Lukowicz Metody wykrywania zwarc wysokooporowych w napowietrznych liniach elektroenergetycznych Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej Wroclaw 2013

2 Spis tresci Wykaz oznaczen 5 1. Wstep 7 2. Cel i zakres pracy Automatyka zabezpieczeniowa napowietrznych linii elektroenergetycznych Czynniki determinujace czulosc zabezpieczen elektroenergetycznych linii przesylowych Wplyw konstrukcji linii elektroenergetycznej na czulosc automatyki zabezpieczeniowej Wplyw przekladników na czulosc automatyki zabezpieczeniowej Czulosc zabezpieczen kierunkowych linii elektroenergetycznych Czulosc zabezpieczen odleglosciowych linii elektroenergetycznych Czulosc zabezpieczen róznicowopradowych linii elektroenergetycznych Czlony róznicowe pradów fazowych Czlony róznicowe skladowych symetrycznych Prady pojemnosciowe linii elektroenergetycznych Metody poprawy czulosci róznicowopradowych zabezpieczen linii elektroenergetycznych Wprowadzenie Konwencjonalne zabezpieczenie róznicowe linii elektroenergetycznych Zabezpieczenia róznicowopradowe linii elektroenergetycznych wykorzystujace wielkosci wzgledne Charakterystyka dzialania zabezpieczenia róznicowego linii elektroenergetycznej na plaszczyznie a Inne kierunki rozwoju zabezpieczen róznicowych linii Estymacja opóznienia transmisji danych dla potrzeb cyfrowych róznicowopradowych zabez pieczen linii przesylowych Wprowadzenie Wplyw opóznienia cyfrowej transmisji danych na zabezpieczenia róznicowopradowe linii elektroenergetycznych Metody kompensacji opóznienia transmisji danych Nowy algorytm kompensacji opóznienia transmisji danych Estymacja pozornego opóznienia katowego fazorów pradowych Praktyczne podejscie do kompensacji pozornego opóznienia fazowego Kompensacja pozornego opóznienia fazowego ocena dokladnosci metody Dzialanie algorytmu przy wyborze poprawnej wartosci B\ Skutecznosc kompensacji przy nieprecyzyjnie obranej wartosci Bt Aktualizacja kata kompensacyjnego Zmiana kanalu transmisji danych Zwarcia Jednoczesne zajscie zwarcia i zmiany opóznienia kanalu 71

3 Podsumowanie Czule zabezpieczenia admitancyjne elektroenergetycznych linii przesylowych Wprowadzenie Algorytm wykrywania zwarc wysokooporowych glówna idea Kryterium dzialania Algorytm decyzyjny Poprawa dokladnosci pomiaru wielkosci kryterialnej Warunki badania algorytmu Model analizowanego systemu Analizowane przypadki zwarciowe Modelowanie wysokooporowych doziemnych zwarc lukowych Wyniki badan algorytmów ALGA i ALGB Dzialanie algorytmów w stanie przedzwarciowym Badanie wielkosci kryterialnych w stanie ustalonym zwarcia Analiza dzialania algorytmów podczas zwarc z lukiem przerywanym Analiza w dziedzinie czasu Szacowanie czulosci algorytmów Wyznaczanie napiecia sredniego na linii o parametrach rozlozonych Wyznaczanie napiecia sredniego na linii z odczepem aktywnym Podsumowanie Algorytmy wykrywania zwarc wysokooporowych w sieciach rozdzielczych Wprowadzenie Zalozenia falkowego algorytmu wykrywania zwarc doziemnych Modelowanie zjawisk zwarciowych w ATPEMTP Stosowane modele lukowych zwarc wysokooporowych w sieciach sredniego napiecia Model dwudiodowy Model dwurezystorowy Model opracowany dla potrzeb badan Neuronowy algorytm decyzyjny Podsumowanie Neuronalny detektor zwarc wysokooporowych w sieciach rozdzielczych z wielokrotnie uzie mionym przewodem neutralnym Wprowadzenie Algorytm wykrywania zwarc wysokooporowych z liniowa filtracja neuronalna Algorytm neuronalny imitujacy pomiar mocy chwilowej harmonicznych sygnalów zabezpieczeniowych (ALGI) Algorytm uczenia sztucznej sieci neuronowej Algorytm neuronalny imitujacy pomiar mocy czynnej harmonicznych sygnalów zabezpieczeniowych (ALGII) Model sieci SN wielokrotnie uziemionej Przygotowanie SSN Testy dzialania algorytmów na podstawie danych z symulacji komputerowych Testy dzialania algorytmu zasilanego sygnalami z wymuszonych zwarc wysoko oporowych w rzeczywistej wielokrotnie uziemionej sieci SN Podsumowanie Wnioski 131 Literatura 135 Streszczenie w jezyku angielskim 143

4 fundamentals Contents List of symbols 5 1. Introduction 7 2. Aim and scope of the monograph Protection ofoverhead transmission and distribution lines Factors influencing sensitivity of transmission line protection Impact of line structure on sensitivity of protection system Impact of instrument transformers on sensitivity of protection system Sensitivity of power line directional protection Sensitivity of power line distance protection Sensitivity of power line differential protection Phase differential protection Symmetrical currents differential protection Capacitive charging currents of power lines Differential protection sensitivity enhancement methods Introduction Conventional current differential protection of feeders Current differential protection of feeders based on relative components aplane current differential protection of feeders Other optional developments of current differential protections Data transmission channel delay estimation for current differential line protection Introduction Impact of digital data transmission delay on line differential protection Methods ofdata transmission delay compensation New algorithm for data transmission delay compensation Estimation of apparent phase shift of current phasors Practical approach to apparent phase shift compensation Channel delay compensation method accuracy Evaluation of estimation accuracy for correct value ofbj Evaluation of estimation accuracy for incorrect value of B\ Compensation angle update method Change of the transmission channel Faults in the feeder Simultaneous change of the transmission channel delay and fault in the feeder Summary Sensitive admittance protection of transmission lines Introduction HIF detection algorithm 73

5 Decision criterion Decision making algorithm Enhancement of decision criterion measurement Method investigation conditions Modeled power system Fault cases HIFsmodeling Research outcomes for ALGA and ALGB Prefault operation Operation in the steady postfault state Algorithm performance for intermittent arcing faults Investigations for time domain operation Sensitivity of algorithm estimation Mean voltage estimation for line with distributed parameters Mean voltage estimation for teed lines Summary Method of HIF detection in distribution grids Introduction Brief foredesign of wavelet based earth fault detection algorithm Fault conditions modeling in EMTP ModelsofHIF Twodiode model Tworesistor model Model developed for the investigation purposes Neuron based decision making algorithm Summary ANN based HIF detection methods for multigrounded neutral distribution systems Introduction Algorithm with linear filtration based on ANN ANN based algorithm imitating measurement of instantaneous power of protection auantities (ALGI) ANN training algorithm ANN based algorithm imitating measurement of active power of protection auan tities (ALGII) Model of multigrounded neutral distribution system ANNtrainings Tests of detection algorithms with the use of data from EMTP models Tests of detection algorithms with the use of data from staged faults Summary Conclusions 131 References 135 Summary in English 143