МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА В СРЕДЕ MATLAB SIMULINK

ЦЕЛЬ. В данной работе изучен вопрос влияния конкретных видов преобразователей и фильтров в составе измерительной части на функционирование совокупной математической модели цифровой дифференциальной защиты трансформатора. МЕТОДЫ. Для разработки математических моделей защиты использовался метод направленных графов, а для их формализации в виде программного кода - язык программирования Си. В качестве платформы для интеграции созданных моделей и кодов использовался программный комплекс MATLAB Simulink. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Представленные результаты демонстрируют функционирование отдельных элементов математической модели цифровой дифференциальной защиты трансформатора и их влияние на работу защиты в целом. Выявлены некоторые особенности MATLAB Simulink, которые необходимо иметь в виду при реализации математических моделей в данном комплексе. ВЫВОДЫ. Показано, что для полного и достоверного моделирования цифровой релейной защиты необходимо не просто воспроизводить функции структурных элементов, а иметь представление, как минимум, об их видах и характеристиках. В противном случае адекватность математической модели будет низкой. Известная проблема численных методов для решения жестких систем дифференциальных уравнений имеет место даже для таких небольших по математическим меркам моделей, как математические модели релейной защиты.

цифровая релейная защита, математическое моделирование, численные методы, измерительная часть

1. Андреев М.В., Рубан Н.Ю., Гордиенко И.С., Боровиков Ю.С., Гусев А.С., Сулайманов А.О. Всережимное математическое моделирование релейной защиты электроэнергетических систем. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2016. 180 с.

2. Андреев М.В., Боровиков Ю.С., Гусев А.С., Рубан Н.Ю., Суворов А.А., Сулайманов А.О., Уфа Р.А. Влияние элементов измерительной части цифровой дифференциальной защиты трансформаторов на преобразование входного сигнала // Проблемы региональной энергетики. 2017. № 2 (34). С. 1-12.

3. Ершов Ю.А., Малеев А.В. Моделирование микропроцессорных релейных защит в среде MATLAB // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2010. Т. 3. № 2. С. 220-228.

4. Румянцев Ю.В. Комплексная модель для исследования функционирования цифровой дифференциальной защиты силового трансформатора // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2016. Т. 59. № 3. С. 203-224.

5. Ершов Ю.А., Киселев Д.Н. Исследование цифровых дифференциальных защит трансформаторов // Приоритетные научные направления: от теории к практике. 2016. № 34-1. С. 176-185.

6. Chen C.-S., Liu C.-W., Jiang J.-A. Application of combined adaptive Fourier filtering technique and fault detector to fast distance protection // IEEE Transactions on Power Delivery. 2006. Vol. 21. No. 2. P. 619-626.

7. Perez S.G.A., Sachdev M.S., Sidhu T.S. Modeling relays for use in power system protection studies // Proc. Electrical and Computer Engineering Conf. 2005. P. 566-569.

8. Aktaibi A., Rahman M.A. MATLAB - A Fundamental Tool for Scientific Computing and Engineering Applications. Vol. 1. Chapter 10. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/48624

9. Андреев М.В. Особенности математического моделирования цифровых устройств релейной защиты // Автоматизация и IT в энергетике. 2017. № 11 (100). С. 10-15.

10. Афанасьев В.В., Адоньев Н.М., Жалалис Л.В. и др. Трансформаторы тока. Л.: Энергия, 1980. 344 с.

11. Овчаренко Н.И. Цифровые аппаратные и программные элементы микропроцессорной релейной защиты и автоматики энергосистем. Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик». Вып. 5-6 (89-90). М.: НТФ «Энергопрогресс», 2006. 120 с.

12. Johnson D., Johnson J., Moore H. A handbook of active filters, Englewood Cliffs. New Jersey, USA: Prentice-Hall Inc. 1980. 128 p.

13. Овчаренко Н.И. Аналоговые элементы микропроцессорных комплексов релейной защиты и автоматики. Библиотечка электротехника, приложение к журналу «Энергетик». Вып. 9 (33). М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001. 80 c.

14. Manual for Differential Protection 7UT6x V4.6, Siemens, 2014.

15. Instruction Manual for Numerical Differential Protection Relay for Transformers, Generators, Motors and Branches Points 7UT51 V3.0, Siemens, 2001.

16. Hall G., Watt J.M. Modern numerical methods for ordinary differential equations. Oxford, UK: Clarendon Press, 1976. 312 p.

17. Галанин М.П., Ходжаева С.Р. Методы решения жестких обыкновенных дифференциальных уравнений. Результаты тестовых расчетов // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2013. № 98. 29 с.

18. Вержбицкий В.М. Численные методы (математический анализ и обыкновенные дифференциальные уравнения). М.: Высш. шк. 2001. 382 с.