РАСШИРЕНИЕ БИБЛИОТЕКИ РЕЛЕ ЗАЩИТЫ POWERFACTORY

EXTENDING THE LIBRARY OF POWERFACTORY PROTECTION RELAY

Natalia Mikhailova

student, undergraduate, Department of Electrical Equipment, Vologda state University,

Russia, Vologda

Nikolay Pozdeev

сandidate of Technical Sciences, associate professor, Vologda state University,

Russia, Vologda

АННОТАЦИЯ

В современных условиях развития отрасли электроэнергетики происходит переоснащения реконструируемых и вновь вводимых в эксплуатацию объектов электроэнергетики микропроцессорными устройствами релейной защиты. Программный комплекс DIgSILENT PowerFactory можно использовать в качестве инструмента для моделирования, анализа и оценки работы цифровых защит.

ABSTRACT

In modern conditions of development of the electric power industry, there is a re-equipment of reconstructed and newly commissioned electric power facilities with microprocessor relay protection devices. The DIgSILENT PowerFactory software package can be used as a tool for modeling, analyzing and evaluating the performance of digital protections.

Ключевые слова: программное обеспечение DIgSILENT PowerFactory; максимальная токовая защита; цифровые защиты.

Keywords: DIgSILENT PowerFactory Software; overcurrent protection; digital protection.

DIgSILENT PowerFactory – это усовершенствованная интегрированная и интерактивная система программного обеспечения, предназначенная для электрических систем и анализа систем управления для достижения основных задач планирования и оптимизации режимов.

Программный комплекс DIgSILENT PowerFactory позволяет выполнять следующие функции моделирования релейной защиты:

• расчет установившихся режимов электрической сети;
• расчет токов короткого замыкания;
• моделирование пошагового короткого замыкания на определенных участках исследуемого объекта;
• моделирование и анализ различных аварийных ситуаций;
• моделирование и координация систем релейной защиты и автоматики;
• построение времятоковых характеристик устройств защит;
• создание новых устройств отечественных баз защит или использование уже готовых защитных устройств, хранящихся в библиотеке.

В соответствие с требованиями нормативных документов в системе релейной защиты следует использовать отечественную современную базу. А библиотека DIgSILENT PowerFactory содержит базу реле иностранного производства, поэтому возникает задача расширения этой библиотеки за счёт отечественных реле защиты, что и было сделано на примере цифрового терминала «Сириус-2Л», применяемого для защиты воздушных отходящих линий электропередач 35-10 кВ.

Добавление в библиотеку нового защитного устройства в PowerFactory начинается с составления фрейма реле. Фрейм реле - это графически составной кадр реле, который определяет функциональные части реле и их связи. Фрейм реле можно сравнить с пустой платой, на которой составляется блок-схема, состоящая из слотов, соединенных между собой алгоритмами.

Основные этапы создания фрейма реле:

1. Создание нового определения блока для кадра реле.

На данном этапе задаются необходимые параметры для создания блок-схемы. Определение блока реле для терминала «Сириус-2Л» представлено на рисунке 1.

Рисунок 1. Определение блока кадра реле для терминала «Сириус-2Л»

В результате после ввода необходимых параметров появляется новое графическое окно с наименованием создаваемой блок-схемы.

2. Создание блок-схемы.

В появившемся графическом окне размещаются слоты, определяются классы каждого из них, а также присваиваются выполняемые ими функции. Затем слоты соединяются между собой.

Блок-схема для терминала «Сириус-2Л» представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Блок-схема для терминала «Сириус-2Л»

Блок-схема, представленная на рисунке 2, состоит из следующих слотов:

• слот трансформатора тока;
• слот блока измерения;
• слоты блока реле максимальной токовой защиты;
• слот блока логики, который объединяет сигналы на отключение и обрабатывает их логически, на выходе формируя единственный сигнал на отключение.

3. Перестроение определения блока.

Перестройка определения блока будет захватывать все внутренние сигналы, определенные между слотами, и внешние сигналы, передаваемые за пределы модели. На этом этапе заканчивается создание фрейма реле.

Следующим шагом в создании защитного устройства является определение типа реле. Создается тип реле на основе ранее созданного фрейма реле и выбирается его категория. В нашем случае, выбираем категорию реле максимального тока.

В типе реле необходимо определить и выбрать диапазоны уставок в соответствие с данными проектируемого защитного устройства при помощи редактирования элементов в созданных слотах. Для каждого блока определяется свой тип, а именно задаются свои параметры.

Для слота трансформатора тока создается определенный тип трансформатора тока, в котором необходимо задать номинальные токи первичной и вторичной обмоток, схему соединения обмоток, количество и чередование фаз. Определение параметров трансформатора тока представлено на рисунке 3.

Рисунок 3. Слот трансформатора тока

Для слота блока измерения требуется выбрать тип, указать номинальный ток и номинальное напряжение, время измерения. Измерительный блок представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерительный блок

Блок логики отображает список всех выключателей, которые будут разомкнуты, как только блок логики подаст сигнал отключения. Логический элемент обрабатывает сигналы на отключение защит, из которых состоит элемент реле, при помощи операций И/ИЛИ. Все выключатели в этом списке будут отключены. Если список выключателей пуст, а реле, которому принадлежит блок логики, находится в одной ячейке с выключателем, то именно этот выключатель будет отключаться по умолчанию. Выбор параметров блока логики показан на рисунке 5.

Рисунок 5. Блок логики

Для реле максимальной токовой защиты необходимо задать диапазоны уставок, выдержку времени срабатывания, время сброса, время возврата, создать времятоковую характеристику или использовать существующую характеристику реле из предлагаемых типов реле, хранящихся в библиотеке PowerFactory. Выбор параметров для блока реле максимальной токовой защиты представлен на рисунке 6.

На этом заканчивается определение типа реле.

Рисунок 6. Диалоговое окно реле максимальной токовой защиты

Последним шагом в добавлении в библиотеку PowerFactory защитного устройства является создание модели реле. Модель реле определяется выбором типа реле. После выбора типа реле, список автоматически заполнится соответствующими элементами слотов. Редактирование настроек модели реле выполняется изменением настроек элементов слотов из списка. Диалоговое окно модели реле «Сириус-2Л» представлено на рисунке 7.

Рисунок 7. Модель реле «Сириус-2Л»

Построенная модель продемонстрировала работоспособность и корректную работу в системе релейной защиты линий электропередач. Полученные результаты и разработанная в исследовательской работе методика добавления в библиотеку PowerFactory нового устройства защиты могут быть использованы в учебном процессе для студентов энергетических факультетов.

Список литературы:

1. DIgSILENT PowerFactory [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – Режим доступа: https://www.digsilent.de/en/powerfactory.html.
2. Руководство по эксплуатации БПВА.656122.041 РЭ. Микропроцессорные устройства защиты «Сириус-2-Л», «Сириус-21-Л» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rza.ru/upload/iblock/022/rukovodstvo-po-ekspluatatsii-sirius_2_l-i-sirius_21_l.pdf.