چه کاربردهایی و جهت‌های بهبود برای ترانسفورماتورهای جریان در سیستم‌های برق وجود دارد

به عنوان یک کارگر نگهداری و تعمیر خط مقدم برق، من روزانه با دستگاه‌های تبدیل‌کننده جریان (CTs) سروکار دارم. با مشاهده رواج CTs نوری-الکتریکی جدید و مقابله با شمار زیادی از خرابی‌ها، دیدگاه‌های عملی درباره کاربرد و بهبود آزمون‌ها بدست آورده‌ام. در ادامه تجربیات خود را در زمینه CTs جدید در سیستم‌های برق با هدف حفظ تعادل بین حرفه‌ای بودن و عملی بودن به اشتراک خواهم گذاشت.

1. کاربرد CTs جدید در سیستم‌های برق
1.1 CTs در سیستم‌های برق

بیشتر CTs جدید نوری-الکتریکی هستند و به دو نوع هسته‌دار و بدون هسته تقسیم می‌شوند. CTs هسته‌دار، گرچه در محیط‌های پیچیده (مانند دماهای بالا و مغناطیس قوی) ممکن است دچار جریان‌های فرار، اشباع الکترومغناطیسی و دیرکنش شوند و دقت مواد حسگر سریع آن‌ها (حساس به تغییرات غیرخطی در شرایط حدی) محدود است، اما هنوز برای شبکه‌های برق با ولتاژ بالا و واحد بزرگ مناسب هستند. با استفاده از مزایای عایقی مواد حسگر نوری، انتقال نوری با لیزر ممکن می‌شود و از مشکلات معمول CTs معمولی اجتناب می‌شود- بنابراین در خطوط انتقال با ولتاژ فوق بالا به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

1.2 حفاظت از مجموعه‌های ژنراتور بزرگ

مجموعه‌های ژنراتور بزرگ (مانند ژنراتورها و ترانسفورماتورهای اصلی) نیاز به عملکرد گذرا بالا از CTs دارند. قبلاً با مشکلات اشباع گذرا و ذخیره مغناطیسی مواجه بودند، اما CTs جدید این مشکلات را حل کرده‌اند. به ویژه، CTs "هسته‌دار با فاصله هوا" 500kV دارای امپدانس تحریک بالا هستند که محافظت پایدار برای واحدها فراهم می‌کند و از اشباع گذرا و ذخیره مغناطیسی جلوگیری می‌کند.

به عنوان مثال، CTs سطح TPY شرکت Huayi Electric Power برای واحدهای 300-600MW، با انتخاب خصوصیات گذرا و محدودیت ذخیره مغناطیسی، "عدم عملکرد نادرست خارج از مناطق محافظت و عملکرد صحیح در داخل" را تضمین می‌کنند. در مرحله کمونیسیون گذاری محافظت واحدها، این CTs به طور قابل اعتماد مؤلفه‌های جریان کوتاه‌مداری غیردوره‌ای را سرکوب می‌کنند و از عملکرد نادرست محافظت جلوگیری می‌کنند.

1.3 محافظت رله‌ای خودکار

محافظت رله‌ای به عنوان "پزشک اورژانس" شبکه برق عمل می‌کند و CTs به عنوان "اسکوسکوپ" آن عمل می‌کنند. با پیشرفت خودکارسازی شبکه، محافظت رله‌ای باید تکامل یابد- تطبیق خودکار CTs مستقیماً بر هوشمندسازی سیستم تأثیر می‌گذارد.

در حالت خرابی، CTs باید سیگنال‌های جریان را به سرعت به دستگاه‌های محافظت منتقل کنند تا جداشدگی دقیق خرابی صورت گیرد. CTs جدید پاسخ سریع‌تر و دقیق‌تری ارائه می‌دهند که با نیازهای شبکه هوشمند هماهنگ است- این موضوع برای خودکارسازی برق بسیار مهم است.

2. بهبود آزمون‌های CT (راه‌حل‌های خط مقدم)

با وجود محدوده مشخصات CTs از 20A تا 720A، تیم ما یک طرح آزمون بهبود یافته توسعه داده است تا فرآیندها را استاندارد کند، خطاهای انسانی را کاهش دهد و آماده‌سازی را ساده‌تر کند.

2.1 طراحی طرح آزمون

با تمرکز بر "یکپارچگی + دقت"، از یک منبع جریان تک‌فاز اختصاصی برای فازهای CT آزمون شده استفاده می‌کنیم، با استفاده از یک واحد تبدیل، محدوده‌های جریان را تغییر می‌دهیم، ورودی را با یک متر استاندارد (A1) می‌سنجد و اندازه‌گیری زاویه فاز، CTs استاندارد، واحدهای تبدیل و مترها را در یک میز آزمون یکپارچه می‌کنیم- که آزمون‌ها را ساده‌تر می‌کند.

(1) انتخاب منبع جریان

با ترک منابع سیگنال ناپایدار مجموعه‌های ژنراتور، ما یک منبع تغذیه متوسط‌فرکانس با کیفیت بالا با یک ترانسفورماتور خودکار و بوستر جریان را برای ایجاد یک منبع جریان ثابت (خروجی 0-800A) اتخاذ می‌کنیم که تمام آزمون‌های AC CTs را پوشش می‌دهد و از نوسانات جریان سمت اولیه رفع می‌کند.

(2) اصول خط آزمون

حلقه بسته "ترانسفورماتور خودکار - بوستر جریان - CT استاندارد - CT آزمون شده - منبع تغذیه متوسط‌فرکانس" در حدود 120V (خروجی متوسط‌فرکانس) کار می‌کند. تنظیم جریان با ترانسفورماتور خودکار (نسبت بوستر جریان ثابت) انجام می‌شود. برای کاهش نوسانات، خروجی بوستر جریان با یک میله مسی کوتاه‌شده (برای کمتر شدن حرارت، جریان پایدار و صرفه‌جویی در انرژی) کوتاه می‌شود.

عبور جریان یکسان از سه فاز CT آزمون شده تفاوت جریان بین فاز‌ها را کاهش می‌دهد و کارایی آزمون را افزایش می‌دهد- که در آزمون‌های دسته‌جمعی موثر بوده است.

3. نتیجه‌گیری (بینش‌های خط مقدم)

تشخیص خرابی CTs بسیار مهم و سیستماتیک است. به عنوان کارکنان خط مقدم، یادگیری اصول CTs و پیروی از پروتکل‌ها ضروری است- ایمنی اولین اولویت! همیشه قبل از تشخیص و رفع خرابی برق را قطع کنید تا از خطرات جلوگیری شود.

CTs جدید عملکرد نگهداری و تعمیر شبکه برق را بهبود می‌بخشند، اما دانش آزمون و تشخیص باید با آن همگام باشد. درک سناریوهای کاربردی و اجرای بهبودهای آزمون مطمئن می‌کند که CTs به عنوان "پاسداران وفادار" شبکه برق عمل کنند.