Details

Цель работы – проектирование и верификация алгоритмов дифференциальной защиты (87Т) и УРОВ (50BF) в среде моделирования на базе стандарта МЭК 61850. Методология проведения ВКР включает аналитический расчет токов короткого замыкания (КЗ) методом симметричных составляющих, а также статическое и динамическое (ЕМТ) моделирование переходных процессов в виртуальной среде. Результаты ВКР: разработана и верифицирована цифровая модель энергосистемы (относительная погрешность менее 2%). Эмулирована логическая архитектура защиты с использованием узлов PDIF (для терминала 7UT86) и RBRF (для устройства сопряжения 6MU85). Успешно настроено логическое взаимодействие устройств через маршрутизацию сообщений GOOSE и Sampled Values. При динамической ЕМТ-верификации алгоритмы 87T и 50BF продемонстрировали корректное поведение при внутренних и внешних КЗ. Область применения результатов ВКР: проектирование, анализ и модернизация комплексов РЗА высокоавтоматизированных (цифровых) подстанций. Выводы: расчетная модель обладает высокой точностью; логическая структура стандарта МЭК 61850 успешно эмулирована; в условиях компьютерной симуляции алгоритмы действуют в строгом соответствии с теорией релейной защиты, обеспечивая требуемую селективность. В процессе работы использовались следующие информационные технологии и программное обеспечение: программный комплекс для моделирования энергосистем DIgSILENT PowerFactory, инженерное программное обеспечение Siemens DIGSI 5, утилита IEC 61850 System Configurator, а также система компьютерной верстки LaTeX.

The purpose of the work is the design and verification of differential protection (87T) and breaker failure protection (50BF) algorithms in a simulation environment based on the IEC 61850 standard. The methodology includes the analytical calculation of short-circuit currents using the symmetrical components method, as well as static and dynamic (EMT) simulation of transient processes in a virtual environment. Results: a verified digital model of the power system was developed (relative error is less than 2%). The logical protection architecture was emulated using PDIF (for the 7UT86 terminal) and RBRF (for the 6MU85 merging unit) nodes. Logical interaction of the devices was successfully configured through GOOSE and Sampled Values routing. During dynamic EMT verification, the 87T and 50BF algorithms demonstrated correct behavior under internal and external short circuits. Field of application: design, analysis, and modernization of RPA complexes for highly automated (digital) substations. Conclusions: the simulation model is highly accurate; the logical structure of the IEC 61850 standard was successfully emulated; under computer simulation conditions, the algorithms operate in strict accordance with relay protection theory, ensuring the required selectivity. The following information technologies and software were used in the process of work: DIgSILENT PowerFactory power system modeling software, Siemens DIGSI 5 engineering software, IEC 61850 System Configurator utility, and the LaTeX typesetting system.