Интеллектуальная система релейной защиты электрической сети 6-10 кВ с реализацией автоматической коррекции уставки срабатывания

Цель исследования заключается в разработке архитектуры и алгоритма функционирования интеллектуальной системы релейной защиты электрической сети с изолированной нейтралью. Важность «интеллектуализации» релейной защиты объясняется необходимостью повышения её чувствительности и надёжности срабатывания. Данная проблема не теряет свою актуальность ввиду высокой аварийности воздушных линий электропередачи и частых случаев некорректной работы релейной защиты традиционной конфигурации. Это происходит ввиду отсутствия возможности настройки тока уставки реле в соответствии с отклонением первичных параметров линии электропередачи при изменении условий окружающей среды и передаваемой мощности. Поставленная цель исследования достигается решением следующих задач: в статье предложена концепция дополнения классической токовой защиты, выполненной на основе электронного реле, механизмом адаптивной коррекции уставки срабатывания. Для реализации данного механизма обосновано применение цифровой тени электрической сети, «следующей» за ней исходя из результатов опроса распределённой системы датчиков. Доказано преимущество использования цифровой тени в составе структуры релейной защиты, что позволяет эмулировать любые виды переходных процессов с учётом текущих параметров сети и оценивать токи короткого замыкания для отстройки срабатывания реле. Наиболее существенным результатом исследования является пример технической реализации интеллектуальной системы релейной защиты, использующей цифровую тень электрической сети в виде искусственной нейронной сети. При помощи нейросимулятора продемонстрированы все этапы применения нейронной сети: выбор количества нейронов в скрытом слое персептрона, подготовка данных для обучения, процесс обучения нейронной сети и её тренировки с целью аппроксимации многомерной функции тока двухфазного короткого замыкания. Значимость полученных результатов заключается в возможности существенного улучшения чувствительности и обеспечения селективности токовой защиты электрической сети посредством применения цифровой тени для отработки аварийных режимов. Отмечается удобство оперирования цифровой тенью и лёгкость её воспроизведения при реализации виде нейросети.