References

alternative

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)

1608-8298

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

10.15518/isjaee.2024.01.245-251

alternative-2380

Research Article

XV. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. 35. Энергосберегающие технологии, системы, материалы и приборы

XV. ENERGY SAVING. 35. Energy-Saving Technologies, Systems, Materials, and Instruments

Моделирование тестовых проверок для автоматики ликвидации асинхронного режима

Modeling test checks for automatic elimination of asynchronous mode

https://orcid.org/0000-0001-8373-3493

Осинцев

А. А.

Osintsev

A. A.

Осинцев Анатолий Анатольевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры электрических станций Факультета энергетики,

пр. К. Маркса, 20, Новосибирск, 630073

Osintsev Anatoliy Anatol’evich - PhD in Engineering Science, associate professor of the Department of Power Station, Faculty of Power Engineering,

K. Marx Ave., 20, Novosibirsk, 630073

osincev@corp.nstu.ru

Фролова

Е. И.

Frolova

E. I.

Фролова Екатерина Игоревна - кандидат технических наук, доцент кафедры электрических станций Факультета энергетики,

пр. К. Маркса, 20, Новосибирск, 630073

Frolova Ekaterina Igorevna - PhD in Engineering Science, associate professor of the Department of Power Station, Faculty of Power Engineering,

K. Marx Ave., 20, Novosibirsk, 630073

Новосибирский государственный технический университетРоссияNovosibirsk State Technical UniversityRussian Federation

2024

22052024

01245251

2023

Международный издательский дом научной периодики "Спейс

https://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNotice

https://www.isjaee.com/jour/article/view/2380

Одним из наиболее сложных и ответственных видов автоматики в электрических сетях с синхронной генерацией, к которым относятся и генерирующие установки на водородном топливе, является автоматика ликвидации асинхронного режима. Моделирование входных сигналов, соответствующих точным настройкам данной автоматики для проверки правильности её функционирования, является непростой задачей. Это связано с тем, что необходимо моделировать точные параметры траектории измеряемого вектора сопротивления в асинхронном режиме, описываемой окружности (радиус, координаты центра в комплексной плоскости сопротивлений, направление вращения, скорость и т. д.), в то время, как доступные инструменты, встроенные в испытательные устройства, часто не поддерживают такие параметры напрямую. Для решения этой проблемы авторы представляют подход к моделированию мгновенных значений токов в линии и фазных напряжений во время асинхронного режима. Все предложенные решения позволяют сократить время ввода в эксплуатацию автоматики ликвидации асинхронного режима и, тем самым, повысить качество и скорость испытаний.

One of the most complex and responsible kinds of protection in networks with rotating generation, which includes hydrogen fuel generation, is protection against loss-of-synchronism. And it is a challenging task to simulate input signals corresponding to the exact settings of the out-of-step protection to make sure it operates correctly. This is because one has to simulate exact parameters of impedance locus (its radius, coordinates of the center in the impedance plane, spin direction, speed, etc.) while available tools embedded in testing devices often don’t support such parameters directly. To deal with the problem, the authors present the approach to simulate instantaneous values of line currents and phaseto-ground voltages during the out-of-step operation. All the proposed solutions proved to reduce the time required for commissioning of out-of-step protection and thereby increase tests quality and speed.

автоматика ликвидации асинхронного режимасинхронные качанияасинхронный ходгодограф вектора сопротивлениямоделированиерелейная защитаматематическая модель

out-of-step protectionpower swingsout-of-stepimpedance locusnumerical simulationrelay protectionmathematical model.

References1

. Гоник Я. Е., Иглицкий Е. С. Автоматика ликвидации асинхронного режима. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 112 с.

. Gonik Ya. E., Iglitsky E. S. Automatic elimination of asynchronous mode. – M.: Energoatomizdat, 1988. – 112 p.

. Наровлянский В. Г.: Применение устройства АЛАР-М для выявления и ликвидации асинхронного режима электроэнергетической системы: статья в науч. журн. «Энергетик» / Наровлянский В. Г., Ваганов А.Б. – Москва: Изд-во «Энергопрогресс», 2011. – 17-20 с.

. Narovlyansky V. G.: Application of the ALARM device to identify and eliminate the asynchronous mode of the electric power system: article in scientific. magazine “Energetik” / Narovlyansky V.G., Vaganov A.B. – Moscow: Publishing house “Energoprogress”, 2011. – 17-20 p.

. Акционерное общество «Институт автоматизации энергетических систем» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://iaes.ru. Ссылка активна на 27 января 2023.

. Joint Stock Company «Institute of Automation of Energy Systems» [Electronic resource]. Access mode: http://iaes.ru. Link active on January 27, 2023.

. Сборник технических описаний. Комплекс устройств противоаварийной автоматики [Электронный ресурс] – ООО «Релематика», 2015. – 23 с. – Режим доступа: https://storage.energybase.ru/source/112/NzJaiiWqUK_PCVy98EJDPsldFTprmVs3.pdf. Ссылка активна на 27 января 2023.

. Collection of technical descriptions. Complex of emergency automation devices [Electronic resource] – Relematika LLC, 2015. – 23 p. – Access mode: https://storage.energybase.ru/source/112/NzJaiiWqUK_PCVy98EJDPsldFTprmVs3.pdf. Link active as of January 27, 2023.

. Малый А. П. Реализация автоматики ликвидации асинхронного режима в шкафах серии ШЭ2607 / Малый А. П., Шурупов А. А., Иванов С. А., Павлов Ю. Н., Кошельков И. А. // Релейная защита и автоматизация, 2010. – С. 39-53.

. Maly A. P. Implementation of automatic elimination of asynchronous mode in cabinets of the SHE2607 series / Maly A. P., Shurupov A. A., Ivanov S. A., Pavlov Yu. N., Koshelkov I. A. // Relay protection and automation , 2010. – P. 39-53.

. User manual of Multifunction Generator, Motor and Transformer Protection Relay SIPROTEC4- 7UM62, Siemens AG: Germany, 2001.

. User manual of Multifunction Generator, Motor and Transformer Protection Relay SIPROTEC4-7UM62, Siemens AG: Germany, 2001.

. Современные методы и средства предотвращения асинхронного режима электроэнергетической системы / В. Г. Наровлянский – М.: Энергоатомиздат, 2004. – 360 с.

. Modern methods and means of preventing asynchronous operation of the electric power system / V. G. Narovlyansky - M.: Energoatomizdat, 2004. - 360 p.

. Цифровое устройство автоматики ликвидации асинхронных режимов [Электронный ресурс] – НТЦ «ЕЭС». Режим доступа: https://ntcees.ru/departments/products/alar3.php. Ссылка активна на 27 января 2023.

. Digital device for automatic elimination of asynchronous modes [Electronic resource] - STC «UES». Access mode: https://ntcees.ru/departments/products/alar3.php. Link active on January 27, 2023.

. Руководство по эксплуатации ТИЯК.648229.001.РЭ: Цифровая автоматика ликвидации асинхронных режимов АЛАР-Ц. Модификации АЛАР-Ц-02, АЛАР-Ц-03, АЛАР-Ц-04. – СПб.: НИИПТ, 2008 г.

. Operating manual TIYAK.648229.001.RE: Digital automation for eliminating asynchronous modes ALAR-Ts. Modifications ALAR-C-02, ALAR-C-03, ALAR-C-04.– St. Petersburg: NIIPT, 2008.

. Типовая инструкция по организации и производству работ в устройствах релейной защиты и электроавтоматики подстанций [Электронный ресурс]. Доступно по: https://www.fsk-ees.ru/upload/docs/56947007-29.240.30.004-2008.pdf. Ссылка активна на: 27 января 2023.

. Standard instructions for organizing and carrying out work in relay protection devices and electrical automation of substations [Electronic resource]. Available from: https://www.fsk-ees.ru/upload/docs/56947007-29.240.30.004-2008.pdf. Link active on: January 27, 2023.

. Megger, J.; Gersusa, J. M. Setting and testing of power swing blocking and out of step relays considering transient stability conditions. In Proceedings of the IET 9th International Conference on Developments in Power System Protection, Glasgow, UK, 17-20 March 2008 [CrossRef].

. Jacome, Y; Henville, C. F. Setting out-ofstep blocking or tripping using dynamic simulations. In Proceedings of the Western Protective Relay Conference, Spokane, Washington, USA, 18-20 October 2011.

. James, Y; Henville, C. F. Setting out-of-step blocking or tripping using dynamic simulations. In Proceedings of the Western Protective Relay Conference, Spokane, Washington, USA, 18-20 October 2011.

. Ambekar, V. A.; Dambhare, S. S. Comparative evaluation of out of step detection schemes for distance relays. In Proceedings of the IEEE Fifth Power India Conference, Murthal, India, 19-22 December 2012 [CrossRef].

. Cole, S.; Promel, F.; Josz, P.; Merckx, C.; Karoui, K.; Rese, L. Automatic tuning of out-ofstep relays. In Proceedings of the IEEE International Energy Conference (ENERGYCON), Leuven, Belgium, 04-08 April 2016 [CrossRef].

. Cole, S.; Promel, F.; Josz, P.; Merckx, C.; Karoui, K.; Rese, L. Automatic tuning of out-of-step relays. In Proceedings of the IEEE International Energy Conference (ENERGYCON), Leuven, Belgium, 04-08 April 2016 [CrossRef].

. Verzosa, Q. Realistic testing of power swing blocking and out-of-step tripping functions. In Proceedings of the 66th Annual Conference for Protective Relay Engineers, College Station, TX, USA, 08-11 April 2013 [CrossRef].

. Patki, S.; Kamin, D.; Suyash, K. Numerical relay testing and validation in relay life cycle. In Proceedings of the CIGRE Paris Session, Paris, France, December 2018.

. Apostolov, A.; Vandiver, B. Testing of multifunctional distance protection relays. In Proceedings of the IEEE Power Engineering Society General Meeting, Tampa, FL, USA, 24-28 June 2007 [CrossRef].

. Apostolov, A.; Vandiver, B.Testing of multifunctional distance protection relays. In Proceedings of the IEEE Power Engineering Society General Meeting, Tampa, FL, USA, 24-28 June 2007 [CrossRef].

. Vandiver, B. Why testing digital relays are becoming so difficult! Part 1. In Proceedings of the 67th Annual Conference for Protective Relay Engineers, College Station, TX, USA, 31 March-3 April 2014 [CrossRef].

. Vandiver, B.; Apostolov, A. Injected waveforms and their effect on protection element response. In Proceedings of the 70th Annual Conference for Protective Relay Engineers, College Station, TX, USA, 3-6 April 2017 [CrossRef].

. Смирнов Ю. Л. Требования к процессу тестирования РЗА для снижения человеческого фактора / Смирнов Ю. Л. // Релейщик. – 2021. – № 1 (39). – С. 28-32.

. Smirnov Yu. L. Requirements for the testing process of relay protection and automation to reduce the human factor / Smirnov Yu. L. // Relayman. – 2021. – No. 1 (39). – pp. 28-32.

. Волохов, Н. А. Исследование влияния на работу устройств АЛАР возмущений, возникающих после начала асинхронного режима / Н. А. Волохов // Электроэнергетика глазами молодежи-2019: материалы юбилейной Х Международной научно-технической конференции, Иркутск, 16-20 сентября 2019 года. Том 1. – Иркутск: Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2019. – С. 243-246.

. Volokhov, N. A. Study of the influence on the operation of ALAR devices of disturbances that arise after the start of the asynchronous mode / N. A. Volokhov // Electric power industry through the eyes of youth-2019: materials of the anniversary X International Scientific and Technical Conference, Irkutsk, September 16-20 2019. Volume 1. – Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University, 2019. – P. 243-246.

. Способ получения годографа асинхронного режима с заданными характеристиками для проверки работы дистанционного органа / В. Е. Глазырин, И. И. Литвинов, А. А. Осинцев, Е. И. Фролова // Электрические станции. – 2018. – № 6. – С. 36-41.

. A method for obtaining an asynchronous mode hodograph with specified characteristics for checking the operation of a remote control / V. E. Glazyrin, I. I. Litvinov, A. A. Osintsev, E. I. Frolova // Electric stations. – 2018. – No. 6. – P. 36-41.

. Litvinov, I. I.; Marchenko, A. A.; Gracheva, E. I. On Methods of Checking Digital Out-Of-Step Protection Devices. E3S Web of Conferences 2020, 220, 01081 [CrossRef].

. Литвинов И. И. Разработка методов и средств проверки дистанционной и токовой АЛАР / И. И. Литвинов, А. А. Марченко // Вестник СевероКавказского федерального университета. - 2020. – № 6 (81). – С. 17-25.

. Litvinov I. I. Development of methods and means for checking remote and current ALAR / I. I. Litvinov, A. A. Marchenko // Bulletin of the North Caucasus Federal University. - 2020. – No. 6 (81). – pp. 17-25.

. Способ получения годографа синхронных качаний с заданными характеристиками на комплексной плоскости = Method for obtaining the impedance locus of stable swings with specified characteristics on the complex plane / И. И. Литвинов, А. А. Осинцев, Е. И. Фролова, А. А. Марченко // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2020. – Т. 12, № 1 (45). – С. 93-100.

. Method for obtaining the impedance locus of stable swings with specified characteristics on the complex plane / I. I. Litvinov, A. A. Osintsev, E. I. Frolova, A. A. Marchenko // Bulletin of the Kazan State Energy University. - 2020. – T. 12, No. 1 (45). – P. 93-100.

. Glazyrin, V. E.; Litvinov, I. I.; Osintsev, A. A.; Frolova, E. I. Automation of distance relay testing, In Proceedings of the 20 International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices, Altai Republic, Erlagol, Russia, 29 June – 3 July 2019 [CrossRef].

. Glazyrin, V. E.; Litvinov, I. I.; Osintsev, A.A.; Frolova, E. I.Automation of distance relay testing, In Proceedings of the 20 International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices, Altai Republic, Erlagol, Russia, 29 June – 3 July 2019 [CrossRef].

. Проверка дистанционного органа устройств РЗ и ПА в асинхронном режиме стандартными средствами испытательного комплекса «РЕТОМ» / А. А. Осинцев, В. Е. Глазырин, И. И. Литвинов, Е. И. Фролова // Электрические станции. – 2017. – № 10. – С. 32-37.

. Checking the remote control of RP and PA devices in asynchronous mode using standard means of the RETOM testing complex / A. A. Osintsev, V. E. Glazyrin, I. I. Litvinov, E. I. Frolova // Electric stations. – 2017. – No. 10. –- pp. 32-37.

. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №201961125006, 21.02.2019: «Получение годографа с заданными параметрами на комплексной плоскости» // И. И. Литвинов, А. А. Осинцев, Е. И. Фролова, Ф. В. Поддубняк.

. Certificate of state registration of a computer program No. 201961125006, 02/21/2019: “Obtaining a hodograph with given parameters on a complex plane” // I. I. Litvinov, A. A. Osintsev, E. I. Frolova, F. V. Poddubnyak.

. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2019612683, 26.02.2019: «Получение кругового годографа вектора сопротивления при неизменном действующем значении тока» // И. И. Литвинов, А. А. Осинцев, Е. И. Фролова. [30]. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2019612684, 26.02.2019: «Получение кругового годографа вектора сопротивления при неизменном действующем значении напряжения» // И. И. Литвинов, А. А. Осинцев, Е. И. Фролова.

. Certificate of state registration of a computer program No. 2019612683, 02.26.2019: “Obtaining a circular hodograph of the resistance vector with a constant effective current value” // I. I. Litvinov, A. A. Osintsev, E. I. Frolova.

. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2020618128, 26.02.2019: «Получение годографа синхронных качаний с заданными параметрами на комплексной плоскости» // И. И. Литвинов, А. А. Марченко, А. А. Осинцев, Е. И. Фролова.

. Certificate of state registration of a computer program No. 2019612684, 02.26.2019: “Obtaining a circular hodograph of the resistance vector with a constant effective voltage value” // I. I. Litvinov, A. A. Osintsev, E. I. Frolova.

. Certificate of state registration of a computer program No. 2020618128, 02/26/2019: “Obtaining a hodograph of synchronous swings with given parameters on a complex plane” // I. I. Litvinov, A. A. Marchenko, A. A. Osintsev, E. I. Frolova.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.