Jakie są kierunki zastosowań i ulepszeń transformatorów prądowych w systemach energetycznych
Jako pracownik pierwszej linii w dziedzinie obsługi i konserwacji energetycznej, codziennie stykam się z transformatorami prądowymi (CTs). Byłem świadkiem popularizacji nowych fotoelektrycznych CTs i rozwiązywałem wiele problemów, co pozwoliło mi zdobyć praktyczne spostrzeżenia dotyczące ich zastosowania i poprawy testów. Poniżej podzielę się moim doświadczeniem na miejscu z nowymi CTs w systemach energetycznych, dążąc do balansu między profesjonalizmem a praktycznością.
1. Zastosowanie nowych CTs w systemach energetycznych
1.1 CTs w systemach energetycznych
Większość nowych CTs jest fotoelektryczna i dzieli się na typy z rdzeniem żelaznym i bezrdzeniowe. CTs z rdzeniem żelaznym, choć narażone na przecieki prądu, nasycenie elektromagnetyczne i histerezę w skomplikowanych środowiskach (np. wysokie temperatury, silne pola magnetyczne) oraz ograniczoną precyzję materiału głowicy czuciowej (podatnego na nieliniowe zmiany w ekstremalnych warunkach), nadal są przystosowane do nowoczesnych sieci o wysokim napięciu i dużych jednostkach. Wykorzystując korzyści izolacyjne materiałów czuciowych światłowodowych, umożliwiają transmisję światła przez światłowody, unikając typowych problemów zwykłych CTs – stąd ich szerokie zastosowanie w liniach przesyłowych o napięciu ultra-wysokim.
W praktyce widziałem, jak zwykłe CTs generują nieprzewidywalne dane pod wpływem silnej interferencji elektromagnetycznej, podczas gdy fotoelektryczne CTs przywracają stabilność – co podkreśla praktyczną wartość nowych CTs.
1.2 Ochrona dużych zestawów generatorów
Duże zestawy generatorów (np. generatory, główne transformatory) wymagają od CTs wysokiej wydajności przejściowej. Dawniej dręczyły je problemy z przejściowym nasyceniem i pozostałością magnetyczną, ale nowe CTs rozwiązują te kwestie. Warto zwrócić uwagę na 500kV CTs „z rdzeniem żelaznym i powietrznym luzem”, które mają wysoką indukcyjność pobudzenia, zapewniając stabilną ochronę dla jednostek, zapobiegając przejściowemu nasyceniu i pozostałości magnetycznej.
Na przykład, CTs klasy TPY firmy Huayi Electric Power dla jednostek 300–600MW, wybrane ze względu na charakterystykę przejściową i ograniczenie pozostałości magnetycznej, zapewniają „brak błędnego działania poza strefami ochrony i prawidłowe wyzwalanie wewnątrz”. Podczas komisjonowania ochrony jednostek, te CTs niezawodnie tłumią składowe prądu krótkiego obwodu nieokresowego, unikając błędnych wyzwalania ochrony.
1.3 Automatyczna ochrona relacyjna
Ochrona relacyjna działa jako „lekarska pogotowie” dla sieci energetycznej, z CTs jako jej „stetoskopem”. Wraz z postępem automatyzacji sieci, ochrona relacyjna musi ewoluować – automatyczna adaptacja CTs bezpośrednio wpływa na inteligencję systemu.
W przypadku uszkodzeń, CTs muszą szybko przekazywać sygnały prądowe do urządzeń ochronnych, aby umożliwić dokładne izolowanie uszkodzenia. Nowe CTs oferują szybszą reakcję i precyzję, co jest zgodne z wymaganiami inteligentnych sieci – kluczowe dla automatyzacji energetycznej.
2. Ulepszenia testów CTs (rozwiązania pierwszej linii)
Z uwzględnieniem specyfikacji CTs od 20A do 720A, nasz zespół opracował ulepszony schemat testowy, aby standaryzować procesy, zredukować błędy ludzkie i uproszczyć przygotowania.
2.1 Projekt schematu testowego
Skupiając się na „integracji + precyzji”, używamy dedykowanego jednofazowego źródła prądu dla testowanych faz CT, zmieniamy zakresy prądu za pomocą modułu konwersji, monitorujemy wejście standardowym licznikiem (A1) i integrujemy pomiary fazy, standardowe CTs, moduły konwersji i liczniki w ławę testową – upraszczając testy.
(1) Wybór źródła prądu
Rezygnując z niestabilnych źródeł sygnałów generatorów, zastosowaliśmy wysokiej jakości zasilacz średniej częstotliwości połączony z autotransformatorami i wzmacniaczami prądu, tworząc stałe źródło prądu (wyjście 0-800A), obejmujące wszystkie testy AC CT i rozwiązujące fluktuacje prądu strony pierwotnej.
(2) Zasada linii testowej
Zamknięta pętla „autotransformator → wzmacniacz prądu → standardowe CT → testowane CT → zasilacz średniej częstotliwości” działa przy około 120V (wyjście średniej częstotliwości). Regulacja prądu opiera się na autotransformatorze (stałe proporcje wzmacniacza prądu). Aby zminimalizować fluktuacje, wyjście wzmacniacza prądu jest skrócone miedzianą szyną (skrócona, aby zmniejszyć nagrzewanie, stabilizować prąd i oszczędzać energię).
Przeprowadzanie tego samego prądu przez wszystkie trzy fazy testowanego CT redukuje różnice prądu między fazami i zwiększa efektywność testów – co zostało potwierdzone w testach partii.
3. Podsumowanie (spostrzeżenia z pierwszej linii)
Diagnostyka awarii CT jest kluczowa i systematyczna. Jako pracownicy pierwszej linii, kluczowe jest opanowanie zasad działania CT i przestrzeganie protokołów – bezpieczeństwo na pierwszym miejscu! Zawsze odłączajcie zasilanie przed diagnostyką lub naprawą, aby uniknąć ryzyka.
Nowe CTs ulepszają operację i konserwację sieci, ale wiedza testowa i diagnostyczna musi nadążać. Zrozumienie scenariuszy zastosowania i implementacja ulepszeń testowych gwarantuje, że CTs będą „wiernymi strażnikami” sieci energetycznej.
