dizertační práce

Systém chránění s využitím výstupu z elektronického senzorického systému měření proudu a napětí

Text práce 6.53 MB Teze 1.06 MB

Autor práce: Ing. Tomáš Bajánek, Ph.D.

Ak. rok: 2017/2018

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

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

Abstrakt:

V súčasnosti dochádza k rozšírenému použitiu alternatívnych technológií merania v elektrických sieťach, medzi ktoré je možné zaradiť prúdové a napäťové senzory. S ich použitím úzko súvisí využitie štandardu IEC 61850-9-2 z dôvodu prenášania meraných hodnôt v rámci rozvodne pre účely ochranných funkcií a merania. Použitie senzorov a využitie komunikačného štandardu IEC 61850 spolu s vysokorýchlostným Ethernetom umožní zjednodušenie koncepcie usporiadania ochranných terminálov v rozvodných zariadeniach a umožňuje rozvíjať nový systém chránenia založený na centrálnej ochrane.
Dizertačná práca je zameraná na ochranné algoritmy, ktoré využívajú SV podľa
IEC 61850-9-2 a ich implementáciu do modelu centrálnej ochrany. V úvode je rozpracovaný doterajší vývoj v oblasti chránenia rozvodných zariadení a súčasne dostupné riešenie využívajúce IEC 61850-9-2 a princíp centrálnej ochrany. Práca obsahuje popis algoritmov pre vybrané ochranné funkcie – nadprúdová ochrana, ochrana pri nesymetrii, logická ochrana prípojníc a diferenciálna ochrana. Následne sa práca venuje programovaniu algoritmov ochranných funkcií vo vývojovom prostredí LabView vo forme modelu centrálnej ochrany. Model spracováva dáta z procesnej zbernice podľa štandardu IEC 61850-9-2 a v prípade poruchy posiela GOOSE správu prostredníctvom Ethernetu výkonovému vypínaču. Pre overenie správnej funkcie naprogramovaných ochranných algoritmov bol navrhnutý postup testovania v spolupráci s využitím testovacieho zariadenia OMICRON 256plus, prúdového senzora a merging unit. Výsledky testovania modelu centrálnej ochrany a navrhnutých algoritmov boli porovnané s výsledkami testovania súčasne používaných ochrán.
V závere sa práca zaoberá zhodnotením prínosu centrálnej ochrany pre chránenie rozvodných zariadení a možnosťami ďalšieho využitia vytvoreného modelu centrálnej ochrany. Práca poukazuje na nový spôsob chránenia elektrizačnej sústavy využívajúc digitálne dáta z MU prostredníctvom procesnej zbernice popísanej v IEC 61850-9-2.

Klíčová slova:

Sampled Values, IEC 61850-9-2, nadprúdová ochrana,
ochrana pri nesymetrii, diferenciálna ochrana, smerové relé, ochranné relé, LabView, merging unit

Termín obhajoby

20.11.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Jazyk práce

slovenština

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (PK-SEE)

Složení komise

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc. (předseda)
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Toman, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Modlitba, CSc. (člen)
Ing.Jana Jiřičková, Ph.D. - oponentka (člen)
prof. Ing. František Janíček, PhD. - oponent (člen)

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.

Posudek oponenta
Ing. Jana Jiřičková, Ph.D.

viz posudek ve formátu pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 541.8 kB

viz posudek ve formátu pdf
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 1.53 MB