Development of the Logic Part for Intelligent Multiparametric Relay Protection
Keywords:
electric network, reliability, sensitivity, multiparametric relay protection, triggering parameters, statistics, measurement units
Abstract
The article addresses matters concerned with improving the sensitivity and reliability of multiparametric relay protection through combined use of more than one information parameter (current modulus, voltage modulus and phase, active and reactive power). The parameters at which individual measurement units produce a triggering output are determined based on accumulation of statistical data in the course of simulation carried out using the Matlab/Simulink software package. A method of combining the signals produced by one-dimensional measurement units for improving the protection sensitivity is proposed. The reliability of the multiparametric relay protection logic unit configuration is evaluated using the theory of Markov processes and the «2 out of 3» and «1 out of 2» voting principles.
References
1. Лоскутов А.Б. Проблемы перехода электроэнергетики на цифровые технологии. — Интеллектуальная электротехника, 2018, № 1, с. 9-27.
2. СТО 34.01-4.1-008-2018. Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики. Методические указания по расчету надежности. Стандарт организации. ПАО «Россети», 2018, 41 с.
3. I Палим А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем. Новосибирск: НГТУ, 2002, 384 с.
4. Ahmed Sh.K., Karthikeyan S.P., Sahoo S.K. Special Protection Schemes: A Survey and Vision for the future. — Applied Mechanics and Materials 839, 2016, pp. 49—53.
5. IEEE PSRC 2008 WG I-19 Redundancy Considerations for Protective Relaying Systems.
6. Лямец Ю.Я., Нудельман Г.С., Зиновьев Д.В., Кержаев Д.В., Романов Ю.В. Многомерная релейная защита. Ч.1. Теоретические предпосылки. — Электричество, 2009, № 10, с. 17—25.
7. Лямец Ю.Я., Нудельман Г.С., Подшивалина И.С., Романов Ю.В. Эффекты многомерности в релейной защите. — Электричество, 2011, № 9, с. 48—54.
8. Иванов С.В., Лямец Ю.Я. Метод информационного анализа. Ч.2. Распознавание замыканий в заданной зоне двухцепной электропередачи. — Изв. РАН. Энергетика, 2016, № 1, с. 47—57.
9. Нагай И.В., Нагай В.И. Построение многопараметрических резервных защит электрических распределительных сетей 6—10 кВ. — Энергетик, 2013, № 2, с. 18—21.
10. Шарыгин М.В., Куликов А.Л. Защита и автоматика систем электроснабжения с активными промышленными потребителями. Нижний Новгород, НИУ РАНХиГС, 2017, с. 40—68.
11. Шарыгин М.В., Куликов А.Л. Объединение сигналов совокупности отдельных пусковых органов релейной зашиты. — Электрические станции, 2018, № 9, с. 42—48.
12. Шарыгин М.В., Куликов А.Л. Применение статистических критериев распознавания режима релейной защиты сетей электроснабжения. — Электротехника. 2019, № 2, с. 58—64.
13. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Statistical methods of mode recognition in relay protection and automation of power supply networks. — Power Technology and Engineering, 2018.
14. Куликов А.Л., Шарыгин М.В. Определение уставок релейной защиты и автоматики, основанное на статистическом байесовском методе проверки гипотез. — Электричество, 2017, № 7, с. 20—29.
15. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2019619654. Программа формирования статистических данных по нормальным и аварийным режимам работы в электрической сети для измерительных органов многопараметрической релейной защиты/ А.ЛКуликов., А.А. Лоскутов, М. Митрович, опубл. 22.07. 2019.
16. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Method of automated synthesis of the logic part of relay protection device which increases its sensitivity. (ISEPC-2019), St. Petersburg, Russia, 23—24 May 2019.
17. Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Нудельман Г.С. Метод объектных характеристик для анализа и синтеза дистанционной защиты. — Изв. вуз. Электромеханика, 1999, № 1, c. 95.
18. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Improvement of the technical excellence of multiparameter relay protection by combining the signals of the measuring fault detectors using artificial intelligence methods. (SES-2019), Kazan’, Russia 18—20 September 2019.
19. McCalley J., Oluwaseyi O., Krishnan V., Dai R., Singh C., Jiang K. System Protection Schemes: Limitations, Risks, and Management. — PSERC, 2010, Publication 10—19.
20. Викторова В.С., Степанянц А.С. Модели и методы расчета надежности технических систем. Москва, 2013, с. 126—136.
21. Папков Б.В. Надежность электроснабжения: комплекс учебно-методических материалов. Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 2007, 210 с.
#
1. Loskutov A.B. Intellektual’naya elektrotekhnika — in Russ. (Intellectual Electrical Engineering), 2018, No. 1, pp. 9—27.
2. STO 34.01-4.1-008-2018. Mikroprotsessornyye ustroystva releynoy zashchity i avtomatiki. Metodicheskiye ukazaniya po raschetu nadezhnosti. Standart organizatsii. PAO «Rosseti» (STO 34.014.1-008-2018. Microprocessor devices for relay protection and automation. Guidelines for the calculation of reliability. Organization Standard. PJSC Rosseti), 2018, 41 p.
3. Shalin A.I. Nadezhnost’ i diagnostika releynoy zashchity energosistem (Reliability and diagnostics of relay protection of power systems). Novosibirsk, NGTU, 2002, 384 p.
4. Ahmed Sh.K., Karthikeyan S.P., Sahoo S.K. Special Protection Schemes: A Survey and Vision for the future. — Applied Mechanics and Materials 839, 2016, pp. 49-53.
5. IEEE PSRC 2008 WG I-19 Redundancy Considerations for Protective Relaying Systems.
6. Lyamets Yu.Ya., Nudel’man G.S., Zinov’yev D.V., Kerzhayev D.V., Romanov Yu.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2009, № 10, pp. 17-25.
7. Lyamets Yu.Ya., Nudel’man G.S., Podshivalina I.S., Romanov Yu.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2011, No. 9, pp. 48-54.
8. Ivanov S.V., Lyamets Yu.Ya. Izv. RAN. Energetika — in Russ. (News ofRussion Academy of Sciences. Power Engimeering), 2016, No.
1, pp. 47-57.
9. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Zashchita i avtomatika sistem elektrosnabzheniya s aktivnymi promyshlennymi potrebitelyami (Protection and automation of power supply systems with active industrial consumers). Nizhniy Novgorod, NIU RANKhiGS,2017, pp. 40—68.
10. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Elektrotekhnika — in Russ. (Electrical Engineering), 2019, 2, pp. 58—64.
11. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Elektricheskiye stantsii — in Russ. (Power Plants), 2018, No. 9, pp. 42-48.
12. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Elektrotekhnika — in Russ. (Electrical Engineering), 2019, No. 2, pp. 58-64.
13. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Statistical methods of mode recognition in relay protection and automation of power supply networks. - Power Technology and Engineering, 2018.
14. Kulikov A.L., Sharygin M.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 7, pp. 20-29.
15. Svidetel’stvo o gos. registratsii programmy dlya EVM № 2019619654. Programma formirovaniya statisticheskikh dannykh po normal’nym i avariynym rezhimam raboty v elektricheskoy seti dlya izmeritel’nykh organov mnogoparametricheskoy releynoy zashchity/ A.L.Kulikov, A.A. Loskutov, M. Mitrovich, opubl. 22.07 (Certificate of state. registration of a computer program No. 2019619654. The program for generating statistical data on normal and emergency modes of operation in the electric network for measuring organs of multi-parameter relay protection / A.L.Kulikov, A.A. Loskutov, M. Mitrovich, opubl. 22.07), 2019.
16. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Method of automated synthesis of the logic part of relay protection device which increases its sensitivity. (ISEPC-2019), St. Petersburg, Russia, 23-24 May 2019.
17. Viktorova V.S., Stepanyants A.S. Modeli i metody rascheta nadezhnosti tekhnicheskikh sistem (Viktorova V.S., Stepanyants A.S. Models and methods for calculating the reliability of technical systems). Moscow, 2013, pp. 126—136.
18. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Improvement of the technical excellence of multiparameter relay protection by combining the signals of the measuring fault detectors using artificial intelligence methods (SES-2019), Kazan’, Russia 18-20 September 2019.
19. McCalley J., Oluwaseyi O., Krishnan V., Dai R., Singh C., Jiang K. System Protection Schemes: Limitations, Risks, and Management. - PSERC, 2010, Publication 10-19.
20. Viktorova V.S., Stepanyants A.S. Modeli i metody rascheta nadezhnosti tekhnicheskikh sistem (Models and methods for calculating the reliability of technical systems). Moscow, 2013, pp. 126-136.
21. Papkov B.V. Nadezhnost’ elektrosnabzheniya: kompleks uchebno-metodicheskikh materialov (Reliability of power supply: a set of teaching materials). N. Novgorod, Nizhegorod. gos. tekhn. un-t, 2007, 210 p.
2. СТО 34.01-4.1-008-2018. Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики. Методические указания по расчету надежности. Стандарт организации. ПАО «Россети», 2018, 41 с.
3. I Палим А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем. Новосибирск: НГТУ, 2002, 384 с.
4. Ahmed Sh.K., Karthikeyan S.P., Sahoo S.K. Special Protection Schemes: A Survey and Vision for the future. — Applied Mechanics and Materials 839, 2016, pp. 49—53.
5. IEEE PSRC 2008 WG I-19 Redundancy Considerations for Protective Relaying Systems.
6. Лямец Ю.Я., Нудельман Г.С., Зиновьев Д.В., Кержаев Д.В., Романов Ю.В. Многомерная релейная защита. Ч.1. Теоретические предпосылки. — Электричество, 2009, № 10, с. 17—25.
7. Лямец Ю.Я., Нудельман Г.С., Подшивалина И.С., Романов Ю.В. Эффекты многомерности в релейной защите. — Электричество, 2011, № 9, с. 48—54.
8. Иванов С.В., Лямец Ю.Я. Метод информационного анализа. Ч.2. Распознавание замыканий в заданной зоне двухцепной электропередачи. — Изв. РАН. Энергетика, 2016, № 1, с. 47—57.
9. Нагай И.В., Нагай В.И. Построение многопараметрических резервных защит электрических распределительных сетей 6—10 кВ. — Энергетик, 2013, № 2, с. 18—21.
10. Шарыгин М.В., Куликов А.Л. Защита и автоматика систем электроснабжения с активными промышленными потребителями. Нижний Новгород, НИУ РАНХиГС, 2017, с. 40—68.
11. Шарыгин М.В., Куликов А.Л. Объединение сигналов совокупности отдельных пусковых органов релейной зашиты. — Электрические станции, 2018, № 9, с. 42—48.
12. Шарыгин М.В., Куликов А.Л. Применение статистических критериев распознавания режима релейной защиты сетей электроснабжения. — Электротехника. 2019, № 2, с. 58—64.
13. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Statistical methods of mode recognition in relay protection and automation of power supply networks. — Power Technology and Engineering, 2018.
14. Куликов А.Л., Шарыгин М.В. Определение уставок релейной защиты и автоматики, основанное на статистическом байесовском методе проверки гипотез. — Электричество, 2017, № 7, с. 20—29.
15. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2019619654. Программа формирования статистических данных по нормальным и аварийным режимам работы в электрической сети для измерительных органов многопараметрической релейной защиты/ А.ЛКуликов., А.А. Лоскутов, М. Митрович, опубл. 22.07. 2019.
16. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Method of automated synthesis of the logic part of relay protection device which increases its sensitivity. (ISEPC-2019), St. Petersburg, Russia, 23—24 May 2019.
17. Лямец Ю.Я., Антонов В.И., Нудельман Г.С. Метод объектных характеристик для анализа и синтеза дистанционной защиты. — Изв. вуз. Электромеханика, 1999, № 1, c. 95.
18. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Improvement of the technical excellence of multiparameter relay protection by combining the signals of the measuring fault detectors using artificial intelligence methods. (SES-2019), Kazan’, Russia 18—20 September 2019.
19. McCalley J., Oluwaseyi O., Krishnan V., Dai R., Singh C., Jiang K. System Protection Schemes: Limitations, Risks, and Management. — PSERC, 2010, Publication 10—19.
20. Викторова В.С., Степанянц А.С. Модели и методы расчета надежности технических систем. Москва, 2013, с. 126—136.
21. Папков Б.В. Надежность электроснабжения: комплекс учебно-методических материалов. Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 2007, 210 с.
#
1. Loskutov A.B. Intellektual’naya elektrotekhnika — in Russ. (Intellectual Electrical Engineering), 2018, No. 1, pp. 9—27.
2. STO 34.01-4.1-008-2018. Mikroprotsessornyye ustroystva releynoy zashchity i avtomatiki. Metodicheskiye ukazaniya po raschetu nadezhnosti. Standart organizatsii. PAO «Rosseti» (STO 34.014.1-008-2018. Microprocessor devices for relay protection and automation. Guidelines for the calculation of reliability. Organization Standard. PJSC Rosseti), 2018, 41 p.
3. Shalin A.I. Nadezhnost’ i diagnostika releynoy zashchity energosistem (Reliability and diagnostics of relay protection of power systems). Novosibirsk, NGTU, 2002, 384 p.
4. Ahmed Sh.K., Karthikeyan S.P., Sahoo S.K. Special Protection Schemes: A Survey and Vision for the future. — Applied Mechanics and Materials 839, 2016, pp. 49-53.
5. IEEE PSRC 2008 WG I-19 Redundancy Considerations for Protective Relaying Systems.
6. Lyamets Yu.Ya., Nudel’man G.S., Zinov’yev D.V., Kerzhayev D.V., Romanov Yu.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2009, № 10, pp. 17-25.
7. Lyamets Yu.Ya., Nudel’man G.S., Podshivalina I.S., Romanov Yu.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2011, No. 9, pp. 48-54.
8. Ivanov S.V., Lyamets Yu.Ya. Izv. RAN. Energetika — in Russ. (News ofRussion Academy of Sciences. Power Engimeering), 2016, No.
1, pp. 47-57.
9. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Zashchita i avtomatika sistem elektrosnabzheniya s aktivnymi promyshlennymi potrebitelyami (Protection and automation of power supply systems with active industrial consumers). Nizhniy Novgorod, NIU RANKhiGS,2017, pp. 40—68.
10. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Elektrotekhnika — in Russ. (Electrical Engineering), 2019, 2, pp. 58—64.
11. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Elektricheskiye stantsii — in Russ. (Power Plants), 2018, No. 9, pp. 42-48.
12. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Elektrotekhnika — in Russ. (Electrical Engineering), 2019, No. 2, pp. 58-64.
13. Sharygin M.V., Kulikov A.L. Statistical methods of mode recognition in relay protection and automation of power supply networks. - Power Technology and Engineering, 2018.
14. Kulikov A.L., Sharygin M.V. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2017, No. 7, pp. 20-29.
15. Svidetel’stvo o gos. registratsii programmy dlya EVM № 2019619654. Programma formirovaniya statisticheskikh dannykh po normal’nym i avariynym rezhimam raboty v elektricheskoy seti dlya izmeritel’nykh organov mnogoparametricheskoy releynoy zashchity/ A.L.Kulikov, A.A. Loskutov, M. Mitrovich, opubl. 22.07 (Certificate of state. registration of a computer program No. 2019619654. The program for generating statistical data on normal and emergency modes of operation in the electric network for measuring organs of multi-parameter relay protection / A.L.Kulikov, A.A. Loskutov, M. Mitrovich, opubl. 22.07), 2019.
16. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Method of automated synthesis of the logic part of relay protection device which increases its sensitivity. (ISEPC-2019), St. Petersburg, Russia, 23-24 May 2019.
17. Viktorova V.S., Stepanyants A.S. Modeli i metody rascheta nadezhnosti tekhnicheskikh sistem (Viktorova V.S., Stepanyants A.S. Models and methods for calculating the reliability of technical systems). Moscow, 2013, pp. 126—136.
18. Kulikov A.L., Loskutov A.A., Mitrovic M. Improvement of the technical excellence of multiparameter relay protection by combining the signals of the measuring fault detectors using artificial intelligence methods (SES-2019), Kazan’, Russia 18-20 September 2019.
19. McCalley J., Oluwaseyi O., Krishnan V., Dai R., Singh C., Jiang K. System Protection Schemes: Limitations, Risks, and Management. - PSERC, 2010, Publication 10-19.
20. Viktorova V.S., Stepanyants A.S. Modeli i metody rascheta nadezhnosti tekhnicheskikh sistem (Models and methods for calculating the reliability of technical systems). Moscow, 2013, pp. 126-136.
21. Papkov B.V. Nadezhnost’ elektrosnabzheniya: kompleks uchebno-metodicheskikh materialov (Reliability of power supply: a set of teaching materials). N. Novgorod, Nizhegorod. gos. tekhn. un-t, 2007, 210 p.
