Моделирование инверсной выдержки времени

Инверсные выдержки времени используются для реализации защит, время срабатывания которых зависит от значения входной величины. Использование инверсных выдержек времени позволяет уменьшить время отключения близких коротких замыканий с большими токами, при этом обеспечивая селективность защиты.

Пройдите наш онлайн-курс по MATLAB/SIMULINK. Там вы научитесь пользоваться MATLAB как мощным калькулятором, создавать свои модели в SIMULINK, моделировать электрические цепи, а также сложные электроэнергетические системы с устройствами релейной защиты.

В [1] приведена формула, которая описывает зависимость выдержки времени от величины входного тока I

где k, α, β — коэффициенты, определяемые вид характеристики, I_уст – уставка.

Выделяют несколько стандартных характеристик, для которых коэффициенты α и β приведены в табл. 1.

Табл. 1. Значения коэффициентов для разных видов инверсных характеристик

Вид характеристики	α	β
Инверсная	0,02	0,14
Сильно инверсная	1,0	13,5
Чрезвычайно инверсная	2,0	80,0
Длительно инверсная	1,0	120,0

Реализацию инверсной выдержки времени в Simulink вы можете приобрести в магазине. Вид схемы приведён на рис. 1. Данная выдержка времени не является интегральной, то есть не учитывает нагрев оборудования при изменении входной величины.

У данной выдержки времени 2 входа – один дискретный от реле, второй вход – аналоговый, на который подаётся наблюдаемый ток.

Рис. 1. Реализация инверсной выдержки времени в Simulink

Протестируем полученную выдержку времени с инверсной характеристикой. Для этого будем использовать схему, представленную на рис. 2.

Рис. 2. Схема для тестирования инверсной выдержки времени в Simulink

Выставим параметры выдержки времени для вида характеристики «инверсная», выставим значение коэффициента k = 0,1 и рассчитаем в Matlab ожидаемое значение выдержки времени для входного тока в 100 ед. при уставке 10 ед.

>> k = 0.1; a = 0.02; b = 0.14; Iust = 10; I = 100;
>> Tust = k * b / ((I/Iust)^a - 1)

Tust = 0.2971

На рис. 3 представлены результаты работы инверсной выдержки времени. Из результатов видно, что выходное значение совпадает с ожидаемым.

Рис. 3. Результаты тестирования инверсной выдержки времени

Итак, мы смоделировали и протестировали инверсную выдержку времени.

Список использованной литературы

1. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. ­­– М.: Энергоатомиздат, 2007.