Які є напрямки застосування та покращення трансформаторів струму в електроенергетичних системах

Як працівник першої лінії експлуатації та обслуговування електроенергетичних систем, я щодня маю справу з трансформаторами струму (ТС). Ставши свідком поширення нових фотоелектричних ТС та вирішивши багато аварій, я набув практичного досвіду щодо їх застосування та поліпшення тестування. Нижче я поділюся своїм досвідом на місці роботи з новими ТС у енергетичних системах, прагнучи до балансу між професіоналізмом та практичністю.

1. Застосування нових ТС у енергетичних системах
1.1 ТС у енергетичних системах

Більшість нових ТС є фотоелектричними, які поділяються на залізні і беззалізні типи. Хоча залізні ТС можуть мати проблеми з протіканням струму, електромагнітною насиченістю та гістерезисом у складних умовах (наприклад, при високих температурах, сильних магнітних полях) та обмеженою точністю матеріалу чутливого елемента (вразливі до нелінійних змін у крайніх умовах), вони все ж таки адаптовані до сучасних високовольтажних великих енергетичних мереж. Використовуючи переваги ізоляції матеріалів для волоконно-оптичного чутливого елемента, вони дозволяють передачу світла через оптоволокно, уникнувши типових проблем звичайних ТС, тому широко використовуються на лініях надвисокого напруги.

На практиці я спостерігав, як звичайні ТС дають хибні дані при сильному електромагнітному забрудненні, тоді як фотоелектричні ТС повертають стабільність, що підкреслює практичну цінність нових ТС.

1.2 Захист великіх генераторних установок

Великі генераторні установки (наприклад, генератори, основні трансформатори) потребують високої транзитної продуктивності від ТС. Раніше проблеми з транзитною насиченістю та залишковим намагніченням тепер вирішені завдяки новим ТС. Особливо, 500 кВ "залізні з повітряним зазором" ТС мають високий запобіжний імпеданс, що забезпечує стабільний захист одиниць, уникання транзитної насиченості та залишкового намагнічення.

Наприклад, TPY-рівневі ТС компанії Huayi Electric Power для 300-600 МВт одиниць, вибрані за транзитними характеристиками та обмеженнями залишкового намагнічення, забезпечують "відсутність помилкових дій поза зонами захисту та правильне відключення всередині". Під час введення в експлуатацію захисту одиниць, ці ТС надійно пригнічують неперіодичні короткозамкнення струму, уникнувши помилкових дій захисту.

1.3 Автоматична реле-защита

Реле-защита є "швидкою допомогою" енергетичної мережі, а ТС — її "стетоскопом". З розвитком автоматизації мереж, реле-защита повинна розвиватися, а автоматична адаптивність ТС прямо впливає на інтелектуальність системи.

При аваріях ТС повинні швидко передавати сигнал струму до пристроїв захисту для точного відключення аварійного участка. Нові ТС пропонують швидку реакцію та точність, що відповідає вимогам інтелектуальних мереж — це критично важливо для енергетичної автоматизації.

2. Поліпшення тестування ТС (рішення на місці)

З розмахом параметрів ТС від 20А до 720А, наша команда розробила покращений план тестування, щоб стандартизувати процеси, зменшити людські помилки та спростити підготовку.

2.1 Дизайн плану тестування

Ориєнтуючись на "інтеграцію + точність", ми використовуємо спеціальний однофазний джерело струму для тестованих фаз ТС, змінюємо діапазони струму через конвертер, контролюємо входження стандартним вимірювачем (A1) та інтегруємо вимірювання фазового кута, стандартні ТС, конвертери та вимірювачі в одну тестову платформу — спрощуючи тестування.

(1) Вибір джерела струму

Відмовившись від нестабільних сигнальних джерел генераторних установок, ми використовуємо високоякісне проміжне частотне живлення разом з авто-трансформатором та бустером струму для створення стабільного джерела струму (вихід 0-800А), що охоплює всі АC-тестування ТС та вирішує проблеми з коливаннями струму на первинній стороні.

(2) Принцип тестової лінії

Закритий цикл "авто-трансформатор → бустер струму → стандартний ТС → тестований ТС → проміжне частотне живлення" працює при ~120В (проміжне частотне виведення). Регулювання струму здійснюється за допомогою авто-трансформатора (з фіксованим співвідношенням бустера струму). Для мінімізації коливань, виведення бустера струму короткозамкнене медною шиной (коротшою для меншого нагріву, стабільного струму та економії енергії).

Пропускання однакового струму через всі три фази тестованого ТС зменшує різницю струму між фазами та підвищує ефективність тестування — це доведено ефективним при партійному тестуванні.

3. Висновки (інсайти на місці)

Діагностика аварій ТС є критично важливою та системною. Як працівники першої лінії, ми повинні освоїти принципи роботи ТС та дотримуватися протоколів — безпека на першому місці! Завжди відключайте живлення перед діагностикою/ликвідацією аварій, щоб уникнути ризиків.

Нові ТС підвищують ефективність експлуатації та обслуговування мереж, але знання тестування та діагностики повинні відповідати. Розуміння сценаріїв застосування та впровадження поліпшень тестування забезпечують, що ТС служать "вірними охоронцями" енергетичної мережі.