Каковы направления применения и улучшения трансформаторов тока в энергетических системах

В качестве работника первой линии по эксплуатации и техническому обслуживанию электроэнергетических систем, я ежедневно сталкиваюсь с трансформаторами тока (ТТ). Будучи свидетелем распространения новых фотоэлектрических ТТ и решая множество проблем, я приобрел практические знания об их применении и улучшении тестирования. Ниже я поделюсь своим опытом работы на местах с новыми ТТ в энергосистемах, стремясь к балансу между профессионализмом и практичностью.

1. Применение новых ТТ в энергосистемах
1.1 ТТ в энергосистемах

Большинство новых ТТ являются фотоэлектрическими и делятся на типы с железным сердечником и без сердечника. Хотя ТТ с железным сердечником склонны к утечке тока, электромагнитному насыщению и гистерезису в сложных условиях (например, при высоких температурах, сильных магнитных полях) и имеют ограниченную точность материала чувствительного элемента (склонного к нелинейным изменениям в экстремальных условиях), они остаются адаптивными к современным высоковольтным сетям с крупными установками. Используя преимущества изоляции материалов оптоволоконного датчика, они позволяют передачу света по оптоволокну, избегая обычных проблем обычных ТТ, что делает их широко используемыми в ультравысоковольтных линиях передачи.

На практике я видел, как обычные ТТ дают непостоянные данные при сильном электромагнитном воздействии, в то время как фотоэлектрические ТТ восстанавливают стабильность, что подчеркивает практическую ценность новых ТТ.

1.2 Защита крупных генераторных установок

Крупные генераторные установки (например, генераторы, основные трансформаторы) требуют от ТТ высокой переходной характеристики. Ранее проблемы с переходным насыщением и остаточной намагниченностью были решены новыми ТТ. В частности, 500 кВ ТТ "с железным сердечником и воздушным зазором" имеют высокое возбуждающее сопротивление, обеспечивая стабильную защиту для установок, предотвращая переходное насыщение и остаточную намагниченность.

Например, TPY-уровень ТТ компании Huayi Electric Power для установок мощностью 300-600 МВт, выбранные за их переходные характеристики и ограничение остаточной намагниченности, обеспечивают "отсутствие ложных срабатываний вне зон защиты и правильное срабатывание внутри". При вводе в эксплуатацию защиты установок эти ТТ надежно подавляют непериодические компоненты короткого замыкания, предотвращая ложные срабатывания защиты.

1.3 Автоматическая релейная защита

Релейная защита является "скорой помощью" для энергосети, а ТТ — ее "стетоскопом". С развитием автоматизации сетей, релейная защита должна эволюционировать, и автоматическая адаптивность ТТ напрямую влияет на интеллектуальность системы.

При возникновении аварий ТТ должны быстро передавать сигналы тока устройствам защиты для точного выявления неисправностей. Новые ТТ предлагают более быстрый отклик и точность, соответствующие требованиям умных сетей, что критически важно для автоматизации энергосистем.

2. Улучшения в тестировании ТТ (решения первой линии)

С учетом диапазона характеристик ТТ от 20А до 720А, наша команда разработала улучшенную схему тестирования для стандартизации процессов, снижения человеческого фактора и упрощения подготовки.

2.1 Проектирование схемы тестирования

Фокусируясь на "интеграции + точности", мы используем специализированный однофазный источник тока для проверяемых фаз ТТ, переключаем диапазоны тока через преобразователь, контролируем вход с помощью эталонного измерителя (A1) и интегрируем измерение фазового угла, стандартные ТТ, преобразователи и измерители в испытательную установку, что упрощает тестирование.

(1) Выбор источника тока

Отказавшись от нестабильных источников сигнала генераторных установок, мы используем качественный источник питания средней частоты в сочетании с автотрансформатором и усилителем тока для создания постоянного источника тока (выход 0-800А), который охватывает все тесты переменного тока и решает проблему колебаний тока на первичной стороне.

(2) Принцип работы тестовой линии

Замкнутая цепь "автотрансформатор -> усилитель тока -> стандартный ТТ -> проверяемый ТТ -> источник питания средней частоты" работает при ~120В (выход средней частоты). Регулировка тока осуществляется с помощью автотрансформатора (фиксированное соотношение усилителя тока). Для минимизации колебаний выход усилителя тока коротко замыкается медной шиной (укороченной для меньшего нагрева, стабильного тока и экономии энергии).

Пропускание одного и того же тока через все три фазы проверяемого ТТ уменьшает разницу тока между фазами и повышает эффективность тестирования, что было доказано эффективным при пакетном тестировании.

3. Заключение (взгляд с первой линии)

Диагностика неисправностей ТТ является критически важной и систематической. Как работник первой линии, необходимо освоить принципы работы ТТ и следовать протоколам, безопасность превыше всего! Всегда отключайте питание перед диагностикой или устранением неисправностей, чтобы избежать рисков.

Новые ТТ улучшают эксплуатацию и техническое обслуживание сетей, но знания о тестировании и диагностике должны идти в ногу. Понимание сценариев применения и внедрение улучшений в тестировании гарантируют, что ТТ будут служить "верными стражами" энергосети.