Πώς να επιλυθεί η ανίχνευση παραμονής μονοφάσης σε 3-φασικό 4PT σε συστήματα χωρίς κέντρο γης

Στα συστήματα 10 kV και 35 kV χωρίς απόδειξη, οι μονοφασικές εγκάρσιες παραβιάσεις προκαλούν ελάχιστη ροή ρεύματος, έτσι ώστε η προστασία σπάνια ενεργοποιείται. Σύμφωνα με τους κανονισμούς, η λειτουργία περιορίζεται σε 2 ώρες· οι μακράς χρονικές περιόδοι μη ανιχνεύσιμων παραβιάσεων μπορεί να επιδεινώσουν, με δυνατότητα κατάρρευσης των διακόπτων. Ενώ η IEE-Business προωθεί τα συστήματα επιλογής γραμμής μικρής ροής σε υποσταθμείς 110 kV και 220 kV, η ακρίβειά τους παραμένει χαμηλή, απαιτούμενη η ανάλυση των απομακρυσμένων μετρήσεων από το προσωπικό παρακολούθησης/λειτουργίας. Για συστήματα χωρίς απόδειξη με τριφασικούς 4PT μετατροπείς τάσης, αυτό το έγγραφο αναλύει τη μονοφασική εγκάρσια παραβίαση για τη βελτίωση της χρησιμότητας των απομακρυσμένων μετρήσεων για το προσωπικό, προσφέροντας λύσεις με βάση την εμπειρία στο πεδίο.

1 Ανάλυση της Κανονικής Λειτουργίας και των Μονοφασικών Εγκάρσιων Παραβιάσεων σε Συστήματα χωρίς Απόδειξη
1.1 Αρχή Λειτουργίας του Μετατροπέα Τάσης κατά τη Κανονική Λειτουργία

Για έναν 10 kV λεωφορείο με τριφασικό 4PT μετατροπέα τάσης (σύνδεση: Σχήμα 1), U_A, U_B, U_C(τάσεις φάση-γη), U_L (τάση μηδενικής ακολουθίας); U_Aa, U_Bb, U_Cc (τάσεις φάσης των πρωτογενών εντυπώσεων); U_a, U_b, U_c (τάσεις φάσης των δευτερογενών εντυπώσεων), 3U₀ (τάση μηδενικής ακολουθίας). Όλα τα λόγια PT:(10 kV/√3)/(57.74 V).

Κατά την κανονική λειτουργία, αναλύονται οι πρωτογενείς τριφασικές και μηδενικές ακολουθίες τάσεις, όπως φαίνεται στην Εξίσωση (1). Από την Εξίσωση (1), οι δευτερογενείς τάσεις είναι U_a= 57.74 V, U_b = 57.74V, U_c = 57.74V, και 3U₀ = 0V, οι οποίες είναι συνεπείς με τις δευτερογενείς τάσεις του μετατροπέα τάσης με τριφασική ανοιχτή δελτοειδή σύνδεση.

1.2 Ανάλυση της Αρχής Λειτουργίας του PT κατά τη Μονοφασική Εγκάρσια Παραβίαση

Όταν συμβαίνει μια παραβίαση εγκάρσιας φάσης A, η πρωτογενής πλευρά του μετατροπέα τάσης μπορεί να αντιπροσωπευτεί ισοδύναμα όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Σε αυτό, οι πρωτογενείς εντυπώσεις των τριφασικών PT είναι , η αντίσταση της μηδενικής ακολουθίας είναι , και U_A', U_B', U_C', U_L' είναι οι τάσεις φάση-γη των τριών φάσεων και η τάση μηδενικής ακολουθίας όταν συμβαίνει μια παραβίαση εγκάρσιας φάσης A, αντίστοιχα.

Σύμφωνα με το θεώρημα της υπερθέσεως, μπορεί να προκύψει ότι

Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του τριφασικού 4PT μετατροπέα τάσης, η αντίσταση της μηδενικής ακολουθίας είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή της φάσης. Τότε η παραπάνω συνάρτηση μπορεί να απλοποιηθεί όπως φαίνεται στη Συνάρτηση (3).

Όταν συμβαίνει μια παραβίαση εγκάρσιας φάσης A, η τάση φάση-γη της φάσης A είναι 0, και οι τάσεις των φάσεων B και C είναι 10 kV. Σε συνδυασμό με τη Συνάρτηση (3), μπορεί να προκύψει το διαγράμματος φάσης κατά την παραβίαση εγκάρσιας φάσης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Σύμφωνα με την ανάλυση του διαγράμματος φάσης στο Σχήμα 3, μπορεί να προκύψει η Εξίσωση (4). Σε αυτή, U_Aa', U_Bb', και U_Cc' είναι οι τάσεις των πρωτογενών εντυπώσεων του λεωφορείου μετά την παραβίαση εγκάρσιας φάσης A, αντίστοιχα.U_Aa'= U_A 10kV√3, U_Bb'= U_B 10kV√3, U_Cc' =U_C 10kV√3, U_L'=U_A = 10kV √3. Μετά τη μετατροπή στη δευτερογενή πλευρά μετά την παραβίαση, μπορούμε να πάρουμε U_a' = 57.74V, U_b' = 57.74V, U_c' = 57.74V, και 3U₀' = 57.74V.

Από την παραπάνω ανάλυση, σε ένα σύστημα χωρίς απόδειξη, όταν συμβαίνει μια μονοφασική εγκάρσια παραβίαση, οι τάσεις των τριών φάσεων ABC είναι όλες 57.74 V, οι οποίες είναι συνεπείς με την κανονική λειτουργία. Μόνο η τάση μηδενικής ακολουθίας αυξάνεται στη φασική τάση, η οποία προκαλεί μεγάλη σύγχυση στο προσωπικό παρακολούθησης και λειτουργίας. Είναι πολύ δύσκολο να κριθεί ότι είναι μια μονοφασική εγκάρσια παραβίαση. Επιπλέον, λόγω της πολύ μικρής ροής ρεύματος, η προστασία δεν ενεργοποιείται, προκαλώντας κρυμμένες απειλές για την ασφαλή και σταθερή λειτουργία του δικτύου.

2 Μέτρα Ορθοδοξίας

Για να λυθεί το πρόβλημα ότι, για τον μετατροπέα τάσης με τριφασική 4PT σύνδεση, όταν συμβαίνει μια μονοφασική εγκάρσια παραβίαση, οι ανεβασμένες τριφασικές τάσεις απομακρυσμένων μετρήσεων είναι συνεπείς με την κανονική λειτουργία, η οποία προκαλεί σύγχυση στο προσωπικό παρακολούθησης και λειτουργίας. Αυτό το έγγραφο προτείνει να μείνει άλλαξη η σύνδεση της πρωτογενούς πλευράς του τριφασικού 4PT μετατροπέα τάσης και να αλλάξει η σύνδεση της δευτερογενούς πλευράς, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.

Βασιζόμενοι στην αρχή που αναλύθηκε στην παράγραφο 1.2, μπορούμε να πάρουμε: U_A' = U_L' + U_Aa' = 0V, U_B' = U_L' + U_Bb' = 10kV, U_C' = U_L' + U_Cc' = 10kV. Δηλαδή, οι δευτερογενείς τάσεις μετά την παραβίαση είναι U_A' = 0V, U_B' = 100 kV, U_C' = 100kV, και3U₀' = 57.74kV. Από τα αναλυθέντα δεδομένα, για το βελτιωμένο τριφασικό 4PT μετατροπέα τάσης, κατά την μονοφασική εγκάρσια παραβίαση, οι τριφασικές τάσεις είναι συνεπείς με εκείνες μιας μονοφασικής παραβίασης σε ένα τριφασικό τετρατηλικό σύστημα, και η τάση μηδενικής ακολουθίας αυξάνεται επίσης στη φασική τάση.

Το προσωπικό παρακολούθησης και λειτουργίας μπορεί να καθορίσει γρήγορα ότι έχει συμβεί μια μονοφασική εγκάρσια παραβίαση στο σύστημα 10 kV. Σε συνδυασμό με το σύστημα επιλογής γραμμής μικρής ροής, η σχετική παραβιασμένη γραμμή μπορεί να αφαιρεθεί το συντομότερο δυνατό.

3 Συμπέρασμα

Αυτό το έγγραφο προτείνει μια μέθοδο σύνδεσης της δευτερογενούς πλευράς του τριφασικού 4PT μετατροπέα τάσης, η οποία μπορεί να ανεβάσει τριφασικές τάσεις απομακρυσμένων μετρήσεων με τα ίδια χαρακτηριστικά όπως αυτές της μονοφασικής εγκάρσιας παραβίασης σε ένα σύστημα χωρίς απόδειξη στο σύστημα παρακολούθησης. Έτσι, είναι πιο ευνοϊκή για το προσωπικό παρακολούθησης και λειτουργίας να κάνει γρήγορες αποφάσεις, να προλάβει την παραβίαση να επιδεινωθεί περαιτέρω και να εξασφαλίσει την ασφαλή και σταθερή λειτουργία του δικτύου.