3tom251

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 504

— próbka prądu opóźniona względem próbki i(n) o m/4 próbki, czyli o 90° w mierze elektrycznej.

Zupełnie podobnie można określić amplitudę sinusoidalnego sygnału napięciowego. Moc czynną i bierną można obliczyć na podstawie próbek sinusoidalnych przebiegów

prądu i napięcia w sposób następujący:

P = 0,5[i(n)u(n)+i(n-m/4)u(n- m/4)] (8.34)

Q = 0,5[i(n)u(n —m/4)—i'(n-m/4)u(n)] (8.35)

Reaktancja i rezystancja wynikają z oczywistych zależności X = 2 QHi (8.36)

R = 2 P/Ii (8.37)

Częstotliwość sygnału można wyznaczyć obliczając liczbę impulsów przypadających na jeden półokres (lub jeden okres) sygnału sinusoidalnego, zazwyczaj odfiltrowanego napięcia. Dokładność można poprawić wprowadzając poprawkę, uwzględniającą czas między skrajnymi próbkami a momentami przejścia sinusoidy przez zero.

Literatura zna wielką mnogość alternatywnych metod pomiaru poszczególnych parametrów wielkości elektrycznych. Każda z tych metod ma swoje zalety i wady wynikające z szybkości, dokładności, wrażliwości na zawartość w sygnale składowych innych niż podstawowe, liczby niezbędnych informacji cyfrowych itp.

Rozwiązania cyfrowe mogą korzystać ze znacznie bardziej rozbudowanej logiki, gdyż realizują ją programowo, a nie układowo. W obecnie stosowanych rozwiązaniach logika nabiera szczególnego znaczenia, przy jej użyciu bowiem, na podstawie znanych wartości wielkości kryterialnych i warunków działania, podejmuje się najważniejszą decyzję: wyłączyć czy nie wyłączyć. Rozwiązania cyfrowe umożliwiają podejmowanie tych decyzji w sposób właściwy w sytuacjach charakteryzujących się niepełną informacją (słabo określonych). Aby tego dokonać można stosować techniki statystycznego podejmowania decyzji lub też metody postępowania wypracowane przez teorię zbiorów rozmytych (logika rozmyta), które umożliwiają agregację wielu kryteriów o różnym stopniu wiarygodności. W ostatnich latach logikę próbuje się zastępować układami samouczącymi się, bazującymi na teorii sztucznych sieci neuronowych.

Układy cyfrowe dostarczane komercyjnie przez największe firmy produkujące zabezpieczenia powoli zaczynają dominować rynek. Można oczekiwać, że przed rokiem 2000 będą najpowszechniej stosowanymi rozwiązaniami instalowanymi w nowo oddawanych obiektach.

8.6. Zabezpieczenia linii elektroenergetycznych

8.6.1. Wiadomości wstępne

Wybór zabezpieczeń linii zależy od wielu czynników, spośród których należy wymienić:

— znaczenie linii (częściowo pokrywa się z poziomem napięcia);

— sposób połączenia z ziemią punktu neutralnego sieci (izolowany, uziemiony przez dławik, uziemiony przez rezystor, uziemiony bezpośrednio);

— rodzaj linii (napowietrzna, kablowa);

— kierunek przepływu mocy (zasilanie jednostronne lub dwustronne);

— topologię linii i sieci przyległej (linie pojedyncze, równoległe, odczepy itd.);

— poziom mocy zwarciowej;

— długość linii.

Sygnały kontrolowane przez zabezpieczenia linii pochodzą z przekładników prądowych i napięciowych; poszczególne zabezpieczenia wykorzystują jednak różne informacje zawarte w tych sygnałach. Obrazuje to schematycznie rys. 8.24.

Rys. 8.24. Wielkości kryterialne wykorzystywane przy zabezpieczaniu linii

Linie elektroenergetyczne powinny być zabezpieczone przed skutkami zwarć między-fazowych oraz doziemnych. Zabezpieczenia te powinny działać z możliwie krótką zwłoką. W liniach przesyłowych zbyt długa zwłoka może spowodować utratę równowagi współpracy równoległej pod wpływem zwarcia. W liniach rozdzielczych natomiast czas trwania załamania napięcia ma zasadniczy wpływ na odbiory silnikowe. Należy zatem szczególnie szybko likwidować zwarcia międzyfazowe, powodujące największe zachwianie równowagi. Zwłoka w wyłączeniu zwarć jednofazowych może być nieco dłuższa, szczególnie w sieciach, w których prąd zwarcia doziemnego jest mały. Przy tych właśnie zwarciach można oczekiwać znacznych rezystancji przejścia w miejscu uszkodzenia, co utrudnia wykrycie i zlokalizowanie zwarcia.

8.6.2. Zabezpieczenia linii najwyższych napięć

8.6.2.1. Zabezpieczenie odległościowe

Zasada zabezpieczenia odległościowego jest przedstawiona na rys. 8.25. Na każdym końcu linii jest zainstalowany zestaw zabezpieczenia, które sprawdza czy impedancja określona na podstawie otrzymywanych sygnałów (prądów i napięć) jest zawarta wewnątrz charakterystyki działania. Tak więc podstawą do podejmowania decyzji przez zabezpieczenie w stacji A jest wartość impedancji wyrażona wzorem

(8.38)

UJ la = iap — R-ap +j2f_op

gdzie R_ap, X_ap — rezystancja i rcaktancja zmierzona przez zabezpieczenie.