Выбор интегральных критериев работы системы защиты от токов утечек
Сети с изолированной нейтралью и устройства формирования линейных, квадратичных интегральных критериев. Фиксация значений критериев, при изменениях напряжения контролируемой сети. Окно задачи параметров блока Three-phase Programmable Voltage Source.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.06.2018 |
| Размер файла | 318,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выбор интегральных критериев работы системы защиты от токов утечек
И.В. Брейдо
Для обеспечения электробезопасности эксплуатации электрических сетей в горнодобывающей промышленности используемые системы защиты должны обладать адаптивными свойствами к изменяющимся характеристикам сети. Предлагаемые в современных средствах защиты от токов утечки адаптивные системы автоматической настройки уставки срабатывания при изменении напряжения контролируемой сети имеют существенные недостатки [1]:
- настройка уставки срабатывания защиты производится без учета характера изменения напряжения контролируемой сети;
- аппаратная реализация существующих систем слишком сложна, что приводит к снижению точности подобных систем.
Системы, работающие на амплитудных критериях, имеют сложную аппаратную реализацию и оказываются нечувствительны к гармоническим изменениям напряжения контролируемой сети.
Из теории автоматического управления (ТАУ) известно, что интегральные оценки качества дают комплексную характеристику, которая для многих технических систем прямо пропорциональна энергетическим затратам, что соответствует изменениям напряжения контролируемой сети. Линейные интегральные оценки, применяемые для монотонных динамических систем, могут быть эффективны при линейном и ступенчатом характере изменения напряжения. Квадратичные интегральные оценки, применяемые для колебательных систем, могут быть эффективны при гармоническом характере изменения напряжения.
В связи с вышеперечисленными факторами в качестве критериев работы системы использованы и линейные и квадратичные интегральные критерии.
Совместное использование линейных интегральных и квадратичных интегральных критериев, позволяет реагировать на все виды изменения напряжения контролируемой сети.
На рисунке 1 представлены модель сети с изолированной нейтралью и устройства формирования линейных интегральных и квадратичных интегральных критериев [2].
Для формирования линейных интегральных критериев сигнал, соответствующий текущему значению напряжения сети, с выхода схемы 6V поступает на блок интегрирования, откуда с отрицательным знаком поступает на блок суммирования со значением, измеренным при нормальном режиме работы сети. Квадратичные интегральные критерии формируются таким же способом: сигнал после блока интегратора поступает в блок, где происходит его произведение во вторую степень, затем полученный сигнал с отрицательным знаком поступает на блок суммирования с аналогичным значением, измеренным при нормальном режиме работы сети [3].
Были проведены имитационные эксперименты для фиксации значений выбранных нами критериев, при различных изменениях напряжения контролируемой сети [4].
Рисунок 1 - Модель сети с изолированной нейтралью и устройства формирования линейных интегральных и квадратичных интегральных критериев
С помощью блока Three-phase Programmable Voltage Source, окно задачи параметров которого показано на рисунке 2, задаются виды изменения напряжения и его параметры.
изолированный сеть напряжение интегральный
Рисунок 2 - Окно задачи параметров блока
Three-phase Programmable Voltage Source
Следует отметить, что зависимость линейных интегральных критериев от величины колебания напряжения при линейном характере изменения отличается от зависимости при ступенчатом характере изменения. Поэтому для совместимости этих процессов очень важно выбрать время моделирования таким, чтобы эти зависимости по величинам были максимально близки друг к другу.
Результаты имитационных экспериментов показаны в таблице.
Из полученных в ходе экспериментов результатов можно сделать следующие выводы:
- чувствительность квадратичного интегрального критерия весьма высока при гармоническом характере изменения напряжения сети. Изменение амплитуды напряжения на 1 % соответствует изменению квадратичного интегрального критерия минимум на 10 %. Из этого следует, что квадратичные интегральные критерии при гармоническом характере изменения напряжения являются наиболее подходящими для определения величины изменения уставки срабатывания;
- чувствительность линейного интегрального критерия при гармоническом характере изменения напряжения сети близка к нулю. Следовательно, линейные интегральные критерии не пригодны для определения величины изменения уставки срабатывания при гармоническом характере изменения напряжения;
- зависимость значений квадратичных интегральных критериев при ступенчатом и линейном изменениях напряжения носит нелинейный характер. При изменении напряжения -10 % - +10 % от номинального, нижний и верхний пределы значения квадратичного интегрального критерия соответственно равны -329165 и 308190,336. Подобный разброс значений приводит к усложнению процессов фаззификации входных параметров и формирования правил нечетких продукций;
- чувствительность линейных интегральных критериев при ступенчатом и линейном характерах изменения напряжения сети очень высока. Как показывают результаты имитационных экспериментов, изменение амплитуды напряжения на 1 % приводит к изменению линейного интегрального критерия минимум на 10 %. Из этого следует, что линейные интегральные критерии при ступенчатом и линейном изменениях напряжения являются наиболее подходящими для определения величины изменения уставки срабатывания.
Как показывают полученные результаты имитационных экспериментов, лишь совместное использование линейных интегральных и квадратичных интегральных критериев позволяет реагировать на все изменения напряжения контролируемой сети.
Полученные в ходе эксперимента результаты используются как основные для формирования алгоритма работы системы защиты.
Результаты имитационных экспериментов
|
Фазное |
Характер изменения напряжения |
Амплитуда (в относительных единицах), и другие параметры колебания |
Линейные интегральные критерии J1(t) |
Квадратичные интегральные критерии J2(t) |
|
|
380 В |
Гармоническое |
0,06 с частотой 5 Гц |
0,056 |
215,97 |
|
|
380 В |
Гармоническое |
0,07 с частотой 5 Гц |
0,094 |
243,05 |
|
|
380 В |
Гармоническое |
0,08 с частотой 5 Гц |
0,09 |
293 |
|
|
380 В |
Гармоническое |
0,09 с частотой 5 Гц |
0,129 |
365 |
|
|
380 В |
Гармоническое |
0,1 с частотой 5 Гц |
0,14 |
482 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
0,06 |
-61,95 |
-194934,083 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
-0,06 |
62,02 |
187457,375 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
0,07 |
-72,27 |
-228101,311 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
-0,07 |
72,35 |
217951,835 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
0,08 |
-82,61 |
-261691,782 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
-0,08 |
82,69 |
248231,886 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
0,09 |
-92,92 |
-295245,853 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
-0,09 |
93,02 |
278342,813 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
0,1 |
-103,24 |
-329165,255 |
|
|
380 В |
Ступенчатое |
-0,1 |
103,36 |
308190,336 |
|
|
380 В |
Линейное |
0,06 |
-61,92 |
-194934,083 |
|
|
380 В |
Линейное |
-0,06 |
62,01 |
187457,375 |
|
|
380 В |
Линейное |
0,07 |
-72,22 |
-228101,311 |
|
|
380 В |
Линейное |
-0,07 |
72,25 |
217951,835 |
|
|
380 В |
Линейное |
0,08 |
-82,56 |
-261691,782 |
|
|
380 В |
Линейное |
-0,08 |
82,6 |
248231,886 |
|
|
380 В |
Линейное |
0,09 |
-92,87 |
-295245,853 |
|
|
380 В |
Линейное |
-0,09 |
92,9 |
278342,813 |
|
|
380 В |
Линейное |
0,1 |
-103,2 |
-329165,255 |
|
|
380 В |
Линейное |
-0,1 |
103,32 |
308190,336 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дзюбан В.С. Аппараты защиты от токов утечки в шахтных электрических сетях. М.:Недра, 1982. 152 с.
2. Леоненков А. Нечеткое моделирование в среде Matlab и Fuzzytech. СПб, 2005.
3. Смагулова К.К., Брейдо И.В. Разработка алгоритмов управления аппаратов защиты от токов утечки методами нечеткой логики // IХ Международная научно-техническая конференция «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства» «ИнЭРТ-2010». Ростов-на-Дону, 2010.
4. Смагулова К.К., Искаков У.К., Брейдо И.В. Аппарат защиты от токов утечки в сетях постоянного тока // VI международная научно-практическая конференция «Образование и наука XXI века - 2010», 17-25 октября, 2010. София, Болгария «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2010.Том 19. Технологии. Физика.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принцип действия защиты линии в сети с изолированной нейтралью от замыкания на землю, устройства защиты, принципиальная схема защиты и внешних связей. Сегодняшние тенденции в развитии и использовании релейной защиты. Промышленные образцы защиты.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.08.2012Анализ нормальных режимов сети. Определение значений рабочих токов и токов короткого замыкания в местах установки устройств защиты, сопротивления линий электропередачи. Выбор устройств релейной защиты и автоматики, расчет параметров их срабатывания.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.01.2015Расчет напряжений на проводах линий электропередач в сети с эффективно заземленной нейтралью. Определение электрической и магнитной составляющей наведенного напряжения в проводе линии, выведенной в ремонт в сети с эффективно заземленной нейтралью.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.04.2014Определение числа и места расположения трансформаторных подстанций. Электроснабжение населенного пункта, расчет сети по потерям напряжения. Оценка распределительной сети, потерь напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор аппаратов защиты.
курсовая работа [266,8 K], добавлен 12.03.2013Определение места расположения трансформаторной подстанции, электрические нагрузки сети. Расчёт сечения проводов сети высокого напряжения. Потери напряжения в высоковольтной сети и трансформаторе. Расчёт уставок релейной защиты, токов короткого замыкания.
курсовая работа [366,4 K], добавлен 24.11.2011Технологические режимы работы нефтеперекачивающих станций. Расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания. Выбор силового трансформатора и высоковольтного оборудования. Защита от многофазных замыканий. Выбор источника оперативного тока.
курсовая работа [283,6 K], добавлен 31.03.2016Обеспечение защиты сети от коротких замыканий и перегрузок с помощью предохранителей, их проверка на чувствительность и селективность. Расчет номинального, рабочего и пускового токов. Определение потерь напряжения в сети трансформаторной подстанции.
контрольная работа [25,8 K], добавлен 18.01.2012Определение параметров элементов электрической сети и составление схем замещения, на основе которых ведётся расчёт режимов сети. Расчёт приближенного потокораспределения. Выбор номинального напряжения участков электрической сети. Выбор оборудования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.06.2010Проверочный расчет силовой сети по условию нагрева. Расчет защиты электродвигателя от токов перегрузки. Защита магистральной сети от токов короткого замыкания предохранителем. Защита групп осветительной сети от токов короткого замыкания и перегрузки.
курсовая работа [152,0 K], добавлен 22.03.2018Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети. Основные технико-экономические показатели проектируемой сети. Регулирование напряжения в электрической сети. Расчёт основных нормальных и утяжелённых режимов работы сети.
курсовая работа [310,6 K], добавлен 23.06.2011Генерация и потребление активной и реактивной мощностей в проектируемой сети. Выбор схемы, номинального напряжения и основного электрооборудования линий и подстанций проектируемой сети. Расчет основных режимов работы сети и определение их параметров.
курсовая работа [6,8 M], добавлен 04.06.2021Суть технического и экономического обоснования развития электрических станций, сетей и средств их эксплуатации. Выбор схемы, номинального напряжения и основного электрооборудования линий и подстанций сети. Расчёт режимов работы и параметров сети.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 05.06.2012Выбор структурной схемы системы электропитания, марки кабеля и расчет параметров кабельной сети. Определение минимального и максимального напряжения на входе ИСН. Расчет силового ключа, схемы управления, устройства питания. Источник опорного напряжения.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.06.2011Проблема защиты электрооборудования от некачественного напряжения в сети. Показатели качества электроэнергии. Виды реле защиты. Разработка трёхфазного импульсного источника питания, вырабатывающего постоянные напряжения. Расчет узлов и блока прибора.
дипломная работа [450,4 K], добавлен 22.07.2014Выбор конфигурации электрической сети, определение потока мощности и выбор напряжения. Структурные схемы соединений подстанций, выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет параметров режимов работы электрической сети, технико-экономические показатели.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.01.2016Расчет и выбор элементов пассивной защиты силовых полупроводниковых приборов от аварийных токов и перенапряжений. Выбор цифровых и аналоговых интегральных микросхем. Расчет генератора высокочастотных импульсов. Внешняя характеристика выпрямителя.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.04.2012Этапы и методы проектирования районной электрической сети. Анализ нагрузок, выбор оптимального напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов. Электрический расчёт варианта сети при максимальных нагрузках. Способы регулирования напряжения.
методичка [271,9 K], добавлен 27.04.2010Выбор схемы сети и системы защиты трансформаторов. Определение номинальных параметров преобразователя и диапазона цифрового выравнивания токов. Формирование тормозной характеристики. Расчет уставок дифференциальной отсечки и коэффициента чувствительности.
курсовая работа [361,5 K], добавлен 21.03.2013Разработка вариантов конфигурации электрической сети. Выбор номинального напряжения сети, сечения проводов и трансформаторов. Формирование однолинейной схемы электрической сети. Выбор средств регулирования напряжений. Расчет характерных режимов сети.
контрольная работа [616,0 K], добавлен 16.03.2012Определение расчетных режимов работы сети и ее элементов для защищаемого объекта. Составление схемы замещения и расчет ее параметров. Выбор типов трансформаторов тока, напряжения и их коэффициентов трансформации для релейной защиты, от междуфазных КЗ.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 12.11.2013
