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微电网保护使用数字继电器

Mr.Karthik.P1Mrs.Belwin j·布兰蕾2
  1. PG学生(PED),部门EEE,狗屁Tamilnadu AbdurRahman大学,钦奈,印度
  2. 助理教授,EEE称,狗屁Tamilnadu AbdurRahman大学,钦奈,印度
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文摘

在电力系统中,最重要的一个方面就是力量的保护。电源保护涉及使用防护设备来确保在短路的情况下或任何电气故障,系统组件不受损和尽可能小的系统。为了提供足够的保护电路,这些故障条件必须模拟和分析。本文展示了一种新的保护方案使用数字过电流继电器(定向和非定向)微型电网及其性能验证了在matlab / simulink仿真。本文还显示各种继电器转换成一个数据转换器所涉及的步骤通过数字化的过程。基于逻辑的算法和开发了继电器模型已经在各种系统动力学和故障条件下进行了测试。小微型智能电网"网络数字过电流继电器的构造和性能进行了分析。提出了一种微型智能电网"网络位置的继电器和保护网络的各个部分。继电器设计使用发育阶段的恒星的协调模块。

关键字

微型电网、过电流继电器、定向继电器、短路分析、数字继电器。

介绍

微型智能电网"是一组相互连接的负载和分布式能源资源明确电气边界内充当一个可控的实体网格和连接和断开与电网,使它在网格连接或岛模式。
论述了数字过电流继电器的配置(OCR)模型和定向OCR MATLAB。在MATLAB建模提供了设计的灵活性和探索的空间,这有助于在发展中更好的实现的物理发展发生在任何模块。任何保护方案的集合等各种类型的继电器过流、距离继电器、或过电压下,差动继电器等等。所有这些都是传统机电由构造,后来在固态。目前,数字继电器取代了两种类型;是更快、更小、操作可靠保证最小停电故障。
过电流继电器保护分布和sub-transmission系统过度洋流的影响发生由于短路或过载条件。也用于保护发电机、电力变压器和电动机。来限制这种错误造成的损害的程度降到最低水平;快速、可靠和继电器的选择性操作任何电力系统的基本要求。为了满足这些期望,数字逻辑的优点,通信、信息存储和处理能力的现代微处理器用于数字设计。OCR有其限制在感应的方向的错,这是减轻通过添加定向元素。定向ocr通常用于保护环或循环网络。

理论分析

过电流继电器:

曲线a - b的逆特征是继电器,用于保护设备免受过多的电流小于严重短路故障水平足够大,但如果允许维持在一段时间内会损害它是为了保护装置。此外,曲线B-C-D意味着瞬时高速清除严重短路(>)通过减少清理时间只有Ts。反时限过电流继电器的电流特征可以作为
其中T是继电器的操作时间;Ia是吸动电流的故障电流规范化i.e.Ia = (IC / IP) IC是实际的电流;IP是吸动电流和伊希斯短路电流。“n”和“K”是常数。“n”决定了继电器和K的逆特征决定了相对操作时间继电器的转移图2的逆特性曲线在垂直轴上。
方程(1)可以修改的实际故障为:
图像(2)
过电流继电器用于一个系统应协调与其他继电器以这样一种方式,如果主保护操作失败,那么备份——保护应该完成的任务
断层F,除了母线B,继电器RB应该引起相关断路器C。BB清除故障。如果不能这样做然后继电器RA,作为备用,应促使其断路器C。英航,确保故障隔离。的时间设定正确的分级,继电器RA应该总是大于RB的RB的数量应该清除故障,这次通常是操作时间的总和RB和断路器的操作时间(TC.B.B)即。
图像(3)

方向过电流继电器:

保护环或循环网络一般利用方向过电流继电器。定向元素添加的过电流继电器,以减少故障区域。如果无方向性的继电器应用于并行的喂食器,任何故障发生在任何一个喂食器将导致完全丧失供应到另一端。这种类型的系统配置,有必要应用方向继电器在接收端和年级的无方向性的继电器在发送端,以确保正确区别的继电器线路故障期间的操作。这是通过提供方向继电器Q1和Q2另一端不定向的继电器P1和P2,源图5所示

继电器造型

过电流继电器建模:

测量峰值集成电路:

过滤后的基本组件,交流电流信号(I)的频率f进入直流继电器必须首先转换为代表值(峰值/ m .。)与预设拾音器电流继电器。通过测量电流信号的斜率在零十字路口,我们得到的峰值(Ic)数学(4)。
图像(4)
图像(5)
斜率“m”零交叉:
图像(6)
图像(7)

测量频率f:

频率是由测量之间的时间间隔连续两个零交叉(T1和T2)。这将给一半的时间(T)的频率决定如下:
图像(8)
图像(9)

方向过流继电器建模:

上面的OCR继电器设计可以修改行为也作为定向O.C.继电器继电器只需将定向功能。定向特性作为开关允许电流通过超频继电器采取决定只有当权力在一个特定的方向流动,如图7所示。
这些方向继电器可能使用故障电流之间的相位角和参考数量(例如,相应的电压)来确定的方向(正向或反向)的错。
如果“Ψ”(让)之间的角度是电流的相位和电压相位
-90 o <Ψ< 90 o显示正常载流的方向
90 o >Ψ> 270 o显示反向功率流
图8显示在正常条件下(-90 o <Ψ< 90 o)电压和电流之间的重叠的时间间隔超过他们的重叠区间而反向功率流条件下(90 o >Ψ> 270 o)正好相反,如图8所示。
这种差异在重叠的时间间隔在正常和反向功率流条件下的定向元素可用于实现一个继电器。
模型定向元素,第一电流和电压信号转换为一个两层的方波,其价值是' 1 '积极的价值观和“1”的负信号。2级电压和电流信号,然后乘给在重叠输出' 1 ',' 1 '的重叠区间。然后综合产品。积分器的上限设置为饱和值为0,这样在正常负载流条件下积分总是小于0。然而,在反向功率流条件下积分输出往往会下降,直到达到水平低于“L”,在这种情况下,定向元素的输出开关从“0”到“1”。Fig.9显示了实现定向元素的概念图。
定向元素异常条件下输出“1”和“0”否则,作为开关电流乘以其输出的样本,发送给超频继电器如图10中所示。

继电器协调研究使用发育阶段的软件

继电器断路器的初选的变形金刚:
1。传感器通常选择在大约140%的名义transformercurrent或更高的规定,如果协调考虑。值允许to600%由NEC,根据系统参数又是其他防护设备。
2。瞬时皮卡是大于或等于160%的短路电流变压器的最大故障下游,避免主断路器的脱扣一个不对称的二次故障。160%是用于更大的变形金刚。
发育阶段的明星模块被用来协调相关时限曲线SEL351-s保护继电器。在这项研究中,有一个最大的两个防护设备需要协调在任何给定的时间。这发生在喂食器发生故障时绑在变形金刚。在协调这些设备有准则。必须有足够的时间继电器故障,断路器传输,并打开开关。如果这并不发生在下游设备,然后上游设备必须执行这个函数。这是一种行业标准协调时间是0.30秒。理想的操作的时限曲线如下所示(Fig11)。操作的时限曲线下备用电源如附录所示。

仿真结果

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操作的微型智能电网"故障隔离后公共汽车

结论

这些模型也导致了MATLAB的资源加强电力系统工具。这些模型的性能使用合适的教程展示了示例。结果表明,这些模型提供有效手段解释OCR和定向OCR的功能在不同的操作场景。此外,模型开发和性能分析的系统展开风格意味着本文也可以作为指南开发类似继电器模型和基准的性能。也传递协调研究使用的是发育阶段。

数据乍一看

图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图4
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图5 图6 图7 图8
图1 图2 图3
图9 图10 图11

引用









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