Релейная защита и автоматика энергосистем
272
ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ
И УСТАНОВИВШИХСЯ ПРОЦЕССОВ
В ТОКОВЫХ ЦЕПЯХ ПРОДОЛЬНЫХ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ
КУРГУЗОВ Н.Н., КУРГУЗОВА Л.И.
Павлодарский государственный университет
КУРГУЗОВА М.Н.
ТОО «Проектный институт ТЭЛПРО» (Павлодар, Казахстан)
В последнее время специалистами отмечается снижение показателей правильной работы устройств
релейной защиты (РЗ) в условиях эксплуатации, что в определенной степени связано с недостаточным
уровнем их технического совершенства.
Оценка целесообразности использования различных принципов и способов повышения техниче-
ского совершенства РЗ, в том числе микропроцессорных, на практике может оказаться невозможной
без применения специализированных программ, обеспечивающих моделирование и расчеты пере-
ходных и установившихся процессов в токовых цепях РЗ. Актуальность разработки таких программ
подтверждена многочисленными публикациями известных отечественных и зарубежных специали-
стов, например [1].
К программам расчета переходных и установившихся процессов в цепях РЗ предъявляются требова-
ния в части их высокого быстродействия и повышенной устойчивости решения систем дифференциаль-
ных уравнений, описывающих процессы в нелинейных токовых цепях РЗ. Известные на сегодняшний
день программы для широкого класса РЗ, в том числе продольных дифференциальных токовых защит
(ДЗ), обладают рядом недостатков – в частности, неустойчивостью решения при практически активном
характере сопротивлений вторичных цепей трансформаторов тока (ТТ) защит. Такого рода проблемы
возникают, например, при математическом моделировании переходных процессов в токовых цепях
продольной ДЗ мощного асинхронного электродвигателя (АД), в нулевых выводах обмотки статора
которого установлены ТТ серии ТПОЛ, индуктивности рассеяния вторичных обмоток которых прак-
тически равны нулю.
В отличие от широко используемых в различных программах расчета переходных и установившихся
процессов в токовых цепях ДЗ методов, в том числе метода [2] прогноза и коррекции вторичного тока
ТТ, в разработанной авторами программе прогнозирование первых приближений вторичных токов
ТТ каждой фазы плеча дифференциальной защиты на шаге расчета осуществляется по известному
методу линейной экстраполяции, а для коррекции вторичных токов ТТ на шаге расчета авторами
предложен и на практике реализован эффективный метод, обеспечивший устойчивое решение при
практически любом характере сопротивлений во вторичных цепях ДЗ ЭД.
На рисунке 1, в качестве примера вычислительного эксперимента, приведена расчетная осцил-
лограмма процесса пуска АД типа АТД-4000, со стороны нулевых выводах обмотки статора которого
установлены ТТ типа ТПОЛ-10-600/5, а со стороны линейных выводов – ТТ типа ТВЛМ-10-600/5.
Проанализируем полученную осциллограмму.
Ввиду отсутствия в пусковом токе в фазе А обмотки статора АД апериодической составляющей, на-
сыщение сердечников ТТ первого и второго плеч ДЗ наступает только на шестой период переходного
процесса включения АД в сеть. Начиная с этого момента времени и в течение примерно пятнадцати
периодов в реле фазы А продольной ДЗ протекает ток i
da
небаланса, равный разности вторичных
токов i
2a1
ТТ первого и i
2a2
ТТ второго плеча ДЗ. Этот ток, как известно [3], обусловлен насыщением
сердечников ТТ свободным током переменной частоты.
В фазе С защиты переходные процессы протекают иначе и значительно дольше. Ввиду наличия в
пусковом токе в фазе С обмотки статора АД апериодической составляющей, насыщение сердечника