Розробка методу захисту тягової електромережі від струмів короткого замикання, основаної на новій ознаці
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.186485Ключові слова:
коротке замикання, напруга фідера, швидкість зміни напруги, релейний захист, тривалість спаду напруги, селективний захистАнотація
Всі види релейного захисту основані на порівнянні значень певних ознак при нормальних та аварійних режимах роботи системи. Запропоновано нову ознаку визначення аварійного режиму системи тягового електропостачання постійного струму, а саме, швидкість спадання наруги фідера тягової підстанції. Як відомо, при короткому замиканні в тяговій мережі її напруги знижується. Найбільш різке, практично лінійне, її зменшення спостерігається, по-перше в перший момент часу аварійного перехідного процесу, і, по-друге, в місці короткого замикання і в точках поблизу нього. Тому крутизна фронту такого зменшення фідерної напруги може бути ознакою короткого замикання. Дана ознака дозволяє визначати вид короткого замикання за дальністю від джерела живлення. Крім того, запропоновані схемні рішення реалізації системи захисту, основаній на цій ознаці. Розглядається три варіанта побудови таких систем захисту. Перший варіант з використанням RC фільтра. Другий варіант з використанням імпульсного трансформатора. Третій варіант полягає у використанні мостової схеми. Кожна схема має свої переваги та недоліки, але сучасна електроніка та цифрова техніка дозволяють реалізувати будь яку з них. Це у перспективі сприятиме побудові селективного за дальністю захисту від КЗ. Для цього необхідно використовувати стільки комплектів захисту, скільки точок вздовж тягової лінії необхідно контролювати. Таки система також легко реалізується програмними засобами з використанням мікропроцесорної техніки.
Практичні результати, отримані при дослідженні в ділянці тягового електропостачання Придніпровської залізниці, дозволяють стверджувати що запропонований спосіб визначення коротких замикань є досить ефективним. Його можливо використовувати як додаткову (дублюючу систему) в загальній релейній-захисній апаратурі. Це підвищить надійність систем електропостачання тягових мереж. Загалом розглянутий спосіб визначення коротких замикань може бути використаний у будь-якій електроенергетичній системі постійного струмуПосилання
- Yatsko, S., Sytnik, B., Vashchenko, Y., Sidorenko, A., Liubarskyi, B., Veretennikov, I., Glebova, M. (2019). Comprehensive approach to modeling dynamic processes in the system of underground rail electric traction. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (97)), 48–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154520
- Wiszniewski, A., Solak, K., Rebizant, W., Schiel, L. (2018). Calculation of the lowest currents caused by turn-to-turn short-circuits in power transformers. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 95, 301–306. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2017.08.028
- Alluhaidan, M., Almutairy, I. (2017). Modeling and Protection for Low-Voltage DC Microgrids Riding Through Short Circuiting. Procedia Computer Science, 114, 457–464. doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.09.024
- Zheng, T., Liu, X., Huang, T. (2019). Novel protection scheme against turn-to-turn fault of magnetically controlled shunt reactor based on equivalent leakage inductance. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 112, 442–451. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.05.002
- Tartaglia, M., Mitolo, M. (2010). An Analytical Evaluation of the Prospective I(2)t to Assess Short-Circuit Capabilities of Cables and Busways. IEEE Transactions on Power Delivery, 25 (3), 1334–1339. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrd.2009.2037505
- Sanchez-Sutil, F., Hernández, J. C., Tobajas, C. (2015). Overview of electrical protection requirements for integration of a smart DC node with bidirectional electric vehicle charging stations into existing AC and DC railway grids. Electric Power Systems Research, 122, 104–118. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2015.01.003
- Mahmoudian Esfahani, M., Mohammed, O. (2020). An intelligent protection scheme to deal with extreme fault currents in smart power systems. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 115, 105434. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.105434
- Peres, L. M., Silva, K. M. (2019). Power transformer protection using an instantaneous-current-value negative sequence differential element. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 108, 96–106. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2018.12.033
- Abdali, A., Mazlumi, K., Noroozian, R. (2019). High-speed fault detection and location in DC microgrids systems using Multi-Criterion System and neural network. Applied Soft Computing, 79, 341–353. doi: https://doi.org/10.1016/j.asoc.2019.03.051
- Caramel, C., Austin, P., Sanchez, J. L., Imbernon, E., Breil, M. (2006). Integrated IGBT short-circuit protection structure: Design and optimization. Microelectronics Journal, 37 (3), 249–256. doi: https://doi.org/10.1016/j.mejo.2005.09.028
- Jia, Q., Dong, X., Mirsaeidi, S. (2019). A traveling-wave-based line protection strategy against single-line-to-ground faults in active distribution networks. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 107, 403–411. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2018.11.032
- Mikhalichenko, P., Nadtochii, V., Nadtochiy, A. (2019). Defining energy indicators for detecting short circuits in a dc electric traction system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (101)), 6–14. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180796
- Mykhalichenko, P. Ye. (2012). Results of Experimental Research of the Modes of Short Circuit in a Traction Network. Visnyk DNUZT, 41, 81–85.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Pavel Mikhalichenko, Ivan Biliuk, Olexandr Kyrychenko, Victor Nadtochii, Anatoly Nadtochiy
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
