Doctoral Thesis

The Protection System Working on Output of Electronic Sensor System Measuring Current and Voltage

Main document 6.53 MB Thesis 1.06 MB

FEKTDoctoral ThesisStudent: Ing. Tomáš Bajánek, Ph.D.Acad. year: 2017/2018

Leader: doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Opponents: Ing. Jana Jiřičková, Ph.D., prof. Ing. František Janíček, Ph.D.

At present, there is a widespread use of alternative measurement technologies in electrical networks that include current and voltage sensors. Their use is closely related to the use of
IEC 61850-9-2 for data transfer of measured values within the substation for the purpose of protection and measurement. The use of sensors and communication standard IEC 61850 together with high-speed Ethernet will simplify the concept of the arrangement of protection terminals in  substations and enable the development of a new protection system based on central protection.
The dissertation is focused on protection algorithms, which use the SV according to
IEC 61850-9-2, and their implementation into the central protection model. Thesis describes development in the field of protection of substations and the currently available solutions using IEC 61850-9-2 and the principle of central protection. Thesis explains algorithms for selected protection functions - overcurrent protection, negative sequence overcurrent protection, logic busbar protection and differential protection. Further, thesis deals with the programming of protection function algorithms in LabView development environment in the form of a central protection model. The model processes data from a process bus according to IEC 61850-9-2 and sends a GOOSE message over Ethernet in the event of a failure. To verify the correct function of the programmed protection algorithms, a testing procedure was developed using OMICRON 256plus, the current sensor and the merging unit. The results of the testing of the central protection model and the proposed algorithms were compared with the results of testing the currently used protections.
At the end, the thesis deals with the assessment of the benefits of central protection for  protecting substations and the possibility of further utilization of the central protection model. The thesis highlights a new way of protecting the electrification system using digital data from MU transferred via the process bus described in IEC 61850-9-2.

Language

Slovak

State

Defended (thesis was successfully defended)

Hodnocení známka

P

Faculty

Department

Study branch

Power Electrical and Electronic Engineering (PK-SEE)

Classification by leader
doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D.

Ing. Tomáš Bajánek zahájil doktorské studium na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně v roce 2013. V roce 2015 složil státní doktorskou zkoušku a letos v srpnu odevzdal disertační práci.
Ve své disertační práci se zaměřil na řešení centralizovaného systému chránění elektrické stanice s využitím SV podle IEC 61850-9-2. Práce obsahuje popis algoritmů vybraných ochranných funkcí a jejich programování ve vývojovém prostředí LabView ve formě modelu centrální ochrany, který zpracovává data z procesní sběrnice podle standardu IEC 61850-9-2. Kromě toho, že student naprogramoval jednotlivé ochranné funkce, navrhl dále i postup jejich testování a to buď s využitím testovacího zdroje OMICRON 256plus, proudového senzoru a merging unit, kdy je otestován celý měřicí a vyhodnocovací řetězec, nebo pouze spolehlivost zpracování dat v samotné softwarové aplikaci. Výsledky testování modelu centrální ochrany a navržených algoritmů jsou porovnány s výsledky testovaní současně používaných ochran. Považuji za důležité uvést, že model centrální ochrany se v současné době dále využívá v pilotní instalaci ve spolupráci se senzorovým systémem měření v rozvodně 22 kV distribuční společnosti EO.N.
Student jednoznačně prokázal schopnost samostatné vědecké práce a úroveň zpracování teoretické i praktické části práce svědčí o jeho přehledu ve zpracovávané tématice a značném vědeckém potenciálu.
Ing. Tomáš Bajánek je autorem nebo spoluautorem 8 článků ve sbornících mezinárodních a národních konferencí a již zmíněné softwarové aplikace centrální ochrany v prostředí programu LabView. Tato vznikla v rámci řešení společného projektu aplikovaného výzkumu ABB-VUT v Brně podporovaného TAČR v letech 2013-2016, kterého byl student aktivním spoluřešitelem.  Dále během studia vytvořil také dva výukové materiály pro předmět Elektrárny a teplárny magisterského studia v oboru Elektroenergetika.
Jsem přesvědčena, že uchazeč splňuje všechny předpoklady pro udělení akademického titulu doktor.
Disertační práci doporučuji k obhajobě.



Classification by opponent
Ing. Jana Jiřičková, Ph.D.

viz posudek ve formátu pdf



File inserted by the reviewer Size
Jiřičková_Posudek_Bajanek.pdf 541.8 kB

Classification by opponent
prof. Ing. František Janíček, Ph.D.

viz posudek ve formátu pdf



File inserted by the reviewer Size
Janíček_posudok_Bajanek.pdf 1.53 MB

Keywords

Sampled Values, IEC 61850-9-2, overcurrent protection, negative sequence overcurrent protection, directional relay, protection relay, LabView, merging unit