Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

PETRI KORNÉL Numerikus túláramvédelmek Az áram pillanatértékeinek értékelése Egyenirányított középérték mérés Effektív érték mérés Fourier algoritmus,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "PETRI KORNÉL Numerikus túláramvédelmek Az áram pillanatértékeinek értékelése Egyenirányított középérték mérés Effektív érték mérés Fourier algoritmus,"— Előadás másolata:

1 PETRI KORNÉL Numerikus túláramvédelmek Az áram pillanatértékeinek értékelése Egyenirányított középérték mérés Effektív érték mérés Fourier algoritmus, felharmonikus szűrés Hőmás védelem

2 PETRI KORNÉL Az áram pillanatértékeinek értékelése Védelmi döntésre önmagában alkalmatlan

3 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés (1) A Deprez műszer mérési elvének numerikus megvalósítása.

4 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés (2)

5 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés (4) Hibaforrások: integrál közelítés tranziens jelenségek frekvencia eltolódás felharmonikusok digitális mintavételezés

6 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés (6/a) NfNf minmaxsáv %% 3-9,314,7214,03 4-5,192,627,81 5-3,311,664,97 6-2,301,153,45 7-1,680,842,52 8-1,290,651,94 9-1,020,511, ,820,411, ,680,341, ,570,290,86

7 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés (6/b) max min sáv

8 PETRI KORNÉL A módszer tranziensei (1) Tiszta 50 Hz-es időfüggvény egyenáramú összetevő nélkül Zárlati áram Számított érték

9 PETRI KORNÉL A módszer tranziensei (2) Tiszta 50 Hz-es időfüggvény egyenáramú összetevővel Zárlati áram Számított érték

10 PETRI KORNÉL Az egyenáramú összetevő kiszűrése Ha az egyenáramú összetevő állandó Két fél periódus eltérésű pillanatérték összege: Hiba a szűrésben az exponenciálisan lecsengő jelleg miatt ha T kicsi, kicsi a hatás, ha T nagyon nagy, a szűrő jól szűr,  van olyan T, amelynek legrosszabb a hatása.

11 PETRI KORNÉL Az egyen-szűrés hatása Szűrés nélkül Szűréssel

12 PETRI KORNÉL Simító szűrés Az algoritmus kimenetén a hasznos jel az állandó összetevő, a hibát a nagyfrekvenciás összetevő okozza,  alul-áteresztő szűrés javít.

13 PETRI KORNÉL Simító szűrő algoritmus (1) x(n)az n-edik mintavételkor számított közelítő összeg, az algoritmus kimenete, y(n)a fenti rekurzív szűrő kimenete az n-edik mintavételkor, y(n-1)az előző mintavételi lépésben nyert kimenet, qegy egynél kisebb, pozitív szűrő állandó.

14 PETRI KORNÉL Simító szűrő algoritmus (2) Állandó x bemenetnél geometriai sor, ennek összege a szűrő állandósult kimenete:

15 PETRI KORNÉL Simító szűrő algoritmus (3) A szűrő frekvencia-átvitele A vizsgáló jel: A kimeneten ugyanilyen frekvenciájú jel jelenik meg: Ennek egy mintavétellel korábbi értéke:

16 PETRI KORNÉL Simító szűrő algoritmus (4) Az előzőekkel a szűrő egyenlete: Ebből a frekvencia-átviteli karakterisztika:

17 PETRI KORNÉL A simító szűrő karakterisztika tulajdonságai 1) Periodikus 2) A 0-ra szimmetrikus, a szokásos vizsgált intervallum: 0  f/f m  0.5 3) A szélső értékek:

18 PETRI KORNÉL A simító szűrő karakterisztika A  0  f/f m

19 PETRI KORNÉL A simító szűrés hatása (1) q=0.9 q=0

20 PETRI KORNÉL A simító szűrés hatása (2) q=0.9q=0.8

21 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés Mérési ingadozás pontatlan hálózati frekvencia esetén

22 PETRI KORNÉL Egyenirányított középérték mérés (9) Az algoritmus tranziense és állandósult állapota f=48 Hz-en Zárlati áram Számított érték

23 PETRI KORNÉL A simítás hatása q=0 q=0,8 Simítás nélkül Simítással

24 PETRI KORNÉL Effektív érték mérés (1) Időfüggvény négyzet integrálása fél periódusra, a lágyvasas műszer mérési elvének numerikus megvalósítása

25 PETRI KORNÉL Effektív érték mérés (2) Az algoritmus nem függ a kezdőszögtől, így a kimeneti időfüggvény pontosabb, a kimeneti időfüggvényben nincs kis frekvenciás összetevő a simító szűrés hatékonyabb. Hátránya a nagyobb művelet-igény.

26 PETRI KORNÉL A simító szűrés hatása Szűrés nélkülSzűréssel

27 PETRI KORNÉL A FOURIER algoritmus (1) A Fourier sorfejtés numerikus megvalósítása Periodikus időfüggvény feltételezése Felharmonikusok korrekt kezelése

28 PETRI KORNÉL A Fourier módszer matematikai alapja Periodikus időfüggvény feltételezése: A Fourier együtthatók:

29 PETRI KORNÉL A Fourier módszer numerikus megvalósítása Mintavételezés i 0, i 1,...i (N-1), i N Az integrál közelítése

30 PETRI KORNÉL A Fourier együtthatók Álló koordináta-rendszer Forgó koordináta-rendszer

31 PETRI KORNÉL Alapharmonikus számítása

32 PETRI KORNÉL A Fourier szűrő frekvenciamenete (1)

33 PETRI KORNÉL A Fourier szűrő frekvenciamenete (2)

34 PETRI KORNÉL A kiemelt felharmonikusok NA kiemelt felharmonikusok rendszáma

35 PETRI KORNÉL A Fourier szűrő tranziensei (1) Tiszta 50 Hz-es időfüggvény egyenáramú összetevő nélkül Zárlati áram Számított érték

36 PETRI KORNÉL A Fourier szűrő tranziensei (2) 50 Hz-es időfüggvény egyenáramú összetevővel, automatikus egyen szűrés Zárlati áram Számított érték

37 PETRI KORNÉL A Fourier szűrő tranziensei (3) Simító szűréssel Zárlati áram Számított érték

38 PETRI KORNÉL A hőmás védelem elmélete (1) A termelt hő: A melegedésre: A környezetbe leadott: A hőegyensúly:  : a környezethez képesti hőmérséklet

39 PETRI KORNÉL A hőmás védelem elmélete (2) A hőegyensúly: Ebből a differenciál egyenlet: A hőmérsékleti időállandó:

40 PETRI KORNÉL A hőmás védelem elmélete (3) A hőmérséklet alakulása - állandó áram esetén - árammentes állapotban

41 PETRI KORNÉL A melegedés időbeli folyamata

42 PETRI KORNÉL A hőmás védelem numerikus megvalósítása (1) A differenciál-egyenlet: Általános formában: az x független változó  a t idő; az y függő változó  a  hőmérséklet; és az f(x,y) függvény .

43 PETRI KORNÉL Megoldás lépésről-lépésre y x

44 PETRI KORNÉL A hőmás védelem numerikus megvalósítása (3) A differenciál-egyenlet megoldása lépésről-lépésre: Egyszerűbben:

45 PETRI KORNÉL Numerikus távolsági védelem algoritmusok

46 PETRI KORNÉL Speciális problémák a numerikus algoritmusok kapcsán A zárlati tranziensek által okozott zavar –A gyors algoritmusok működése alatt még nem áll be az állandósult állapot – Nincs természetes csillapító hatás Az áramváltó telítésének hatása –A torz szekunder áram ellenére pontosan kell impedanciát mérni

47 PETRI KORNÉL Az R-L modell (1) A körre felírható differenciál-egyenlet két időpontra: Ismeretlen R és L, mért az áram pillanatértékek és a deriváltak

48 PETRI KORNÉL Az R-L modell (2) A két-ismeretlenes egyenletrendszer: A megoldás: Különböző numerikus módszerek az együtthatók meghatározása szerint.

49 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer

50 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer együtthatói Pl. „ BC” zárlatkor

51 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer tranziensei (1) u(t) i(t) R számított /R L számított /L R-L kör, zárlat feszültség csúcsértéknél, szűrés nélkül

52 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer tranziensei (2) R-L kör, zárlat feszültség csúcsértéknél u(t) i(t) R számított /R L számított /L

53 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer tranziensei (3) R-L kör, zárlat feszültség nulla-átmenet közelében u(t) i(t) R számított /R L számított /L

54 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer tranziensei (4) Távvezeték, zárlat feszültség nulla-átmenet közelében u(t) i(t) R számított /R L számított /L

55 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer tranziensei (5) Távvezeték, zárlat feszültség csúcsértékénél u(t) i(t) R számított /R L számított /L

56 PETRI KORNÉL Az „A4” módszer tranziensei (6) Távvezeték, zárlat feszültség csúcsértékénél, szűréssel u(t) i(t) R számított /R L számított /L

57 PETRI KORNÉL Összefoglaló a diff.egyenlet megoldó módszerekről Jól alkalmazható R és L meghatározására, Alul-áteresztő szűrés szükséges, Egymás között nincs lényeges különbség, A hosszú ablakkal dolgozó módszer zajtűrőbb, de lassabb, A zérus sorrendű keverés két valós tényezővel megoldható, R számításában nagyobb a bizonytalanság.

58 PETRI KORNÉL Ortogonális összetevőkön alapuló módszerek U és I vektor-komponensek Ezekkel az impedancia

59 PETRI KORNÉL A Fourier módszer alkalmazása (Áramra hasonlóan). Problémák: periodikus időfüggvényt feltételez, 1 periódusnyi ablak, periodikus szűrő karakterisztika.

60 PETRI KORNÉL Fourier módszer tranziensei (1) Zárlat feszültség csúcsban: u(t) i(t) R számított /R L számított /L

61 PETRI KORNÉL Fourier módszer tranziensei (2) Zárlat feszültség nullánál u(t) i(t) R számított /R L számított /L

62 PETRI KORNÉL L számított /L R számított /R i telített (t) i(t) u(t) Fourier

63 PETRI KORNÉL A4 u(t) i(t) i telített (t) R számított /R L számított /L

64 PETRI KORNÉL Védelmek és az üzemirányítás

65 PETRI KORNÉL Hagyományos alállomási kommunikáció IED Driver 1Driver 2Driver 3 Alkalmazás 1Alkalmazás 2 Adatbázis IED Gateway/RTU ? Külső Alkalmazás

66 PETRI KORNÉL Hagyományos SCADA adat hozzáférés SCADA A feszültség itt van Definíció!?

67 PETRI KORNÉL A jelenlegi helyzet MODBUS FIELDBUS MVB SPEC n SPEC k SPEC2 SPEC1 DNP LON PROFIBUS / UCA2

68 PETRI KORNÉL Állomási busz Folyamat busz Állomási Gateway Központi Alkalmazás Megjelenítés Irányítás technika Védelem Folyamat interfész Irányítás technika Védelem & irányítás Új SCADA rendszer

69 PETRI KORNÉL IEC61850 alállomási kommunikáció

70 PETRI KORNÉL IEC61850 objektum modell Fizikai készülék (hálózati címmel) Logikai készülék (pl. védelem funkció) MMXU1 MMXU2 A PhV Logikai csomópont 2-es leágazás Áram mérés az 1. védelemben Adat objektum

71 PETRI KORNÉL Y készülék IEC61850 készülékek X készülék I> védelem PIOC Mérések MMXU1 STDC Mod DCMX PhV Diff védelem PDIF Mérések MMXU1 STDC Mod DCMX PhV MMXU1$MX$PhV IEC megnevezés

72 PETRI KORNÉL

73 Logikai csomópont típusok L Rendszer P Védelem (Protection) R Védelmmel kapcsolatos C Vezérlés (Control) G Általános (Generic) I Interfész és archiválás A Automatikus szabályozás M Mérések S Szenzorok és felügyelet X Kapcsoló berendezés T Mérőváltók Y Transzformátorok Z Egyéb hálózati elemek Példák: PDIF: Differenciál védelem RBRF: Megszakító beragadás XCBR: Megszakító CSWI: Átkapcsoló automatika MMXU: Mérő elem YPTR: Transzformátor


Letölteni ppt "PETRI KORNÉL Numerikus túláramvédelmek Az áram pillanatértékeinek értékelése Egyenirányított középérték mérés Effektív érték mérés Fourier algoritmus,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések