გენერატორის ცირკვიტბრეიკერების ხარვეზის დაცვის მე커ნიზმების სიღრმისეული ანალიზი

1.შესავალი

1.1 GCB-ის ძირითადი ფუნქციები და კონტექსტი
გენერატორის ცირკვიტბრეიკერი (GCB), როგორც გენერატორის და სტეპ-აფ ტრანსფორმატორის შორის კრიტიკული კავშირი, უზრუნველყოფს მექანიზმების ჩართვას და გათიშვას ნორმალური და ხარისხის დარღვევის პირობებში. საწინააღმდეგოდ ტრადიციული ქსელის ცირკვიტბრეიკერებისგან, GCB დირექტულად იტაცებს გენერატორიდან მიღებულ მასიურ შორტკირკუიტულ დენის, რომლის რეიტინგული შორტკირკუიტული დენი მიდის ასოების კილოამპერებამდე. დიდ გენერაციის ერთეულებში, GCB-ის დამალებული მუშაობა დირექტულად დაკავშირებულია გენერატორის საკუთარი უსაფრთხოებით და ელექტრო ქსელის სტაბილური მუშაობით.

1.2 ხარისხის დაცვის მექანიზმების მნიშვნელობა
როდესაც ხარისხი გამოჩნდება გენერატორის შიგნით ან მის გასართავ ხაზზე, ხარისხის დენი შეიძლება მიაღწიოს მაქსიმალურ დონეს რამდენიმე მილისექუნდის განმავლობაში. სასარგებლო დაცვის მექანიზმების გარეშე, შეიძლება მოხდეს უკუმიდაცია, როგორიცაა დარტყმების გათბობა/დეფორმაცია და იზოლაციის დახრილობა. 2010 წლის ჩრდილო-ამერიკული რეგიონალური ქსელის ინციდენტის ანალიზი აჩვენებს, რომ სწრაფი დაცვის გარეშე მყარი დარტყმების შემდეგ დარტყმის შემდგომი დარჩენის ხარჯები იყო 300%-ზე მეტი. ამიტომ, მრავალგანხილით და კოორდინირებული დაცვის მექანიზმების დასახელება არის გარანტია ელექტრო გენერაციის სისტემების დამუშავების უსაფრთხოებისთვის.

2.GCB დაცვის მექანიზმების ძირითადი პრინციპები
2.1 დაცვის მექანიზმების განმარტება და ძირითადი მიზნები
GCB დაცვის მექანიზმები არის სისტემური ინჟინერინგის ამოხსნა, რომელიც მუშაობს ანომალიური ელექტრო პარამეტრების რეალური დროის მონიტორინგით და გარკვეული ლოგიკით ცირკვიტბრეიკერის გათიშვის გამოშვებით. მისი ძირითადი მიზნები არის სამი: პირველი, ხარისხის დენის ჩართვა სამ ციკლში (60 მილისექუნდი); მეორე, შინაარსის ხარისხის და გარე დარღვევების სამუშაო გარჩევა; და მესამე, ხარისხის ზუსტი პოზიციის განსაზღვრა შემდგომი ტექნიკური მხარდაჭერის მიერ.

2.2 ტიპიური ხარისხების მიმოხილვა
ტიპიური ხარისხის სცენარი შედგება სამი კატეგორიისგან: (1) ფაზებს შორის შორტკირკუიტი, რომელიც მარკირებულია დენის უცებად ზრდით და სამფაზიანი არასიმეტრიით; (2) ერთფაზიანი გრძედის ხარისხი, რომელიც იდენტიფიცირებულია ნეიტრალური წერტილის ვოლტაჟის დეფაზაჟით; და (3) ევოლუციური ხარისხები, რომელთა ნაწილობრივი დისქარჯები დანებდება იზოლაციის დახრილობაში. სტატისტიკა აჩვენებს, რომ 600 მეგავატზე მეტი ერთეულებში, გრძედის ხარისხები არის 67%, რაც უფრო მართებული დაცვის სისტემების მოთხოვნებს აძლევს.

3.დაცვის მექანიზმების ძირითადი ტიპები
3.1 დენის დაცვის მექანიზმი
მრავალფაზიანი კომპოზიტური კრიტერიუმი იძლევა გრადუირებულ პასუხს: ინსტანტური სწრაფი გათიშვა მიმართულია მძიმე ახლო ხარისხების დასამუშავებლად, რომლის ოპერაციის დრო კონტროლირებულია 25 მილისექუნდით; დეფინიტიური შებრუნებადი მრუდები მეტადაპტირებულია მანქანის თერმიკ დამახმარებლობას, როდესაც დენი გადახვევს რეიტინგული მნიშვნელობის 1.5 ჯერს უწყვეტად; დირექციული დისკრიმინაციის ელემენტები ეფექტურად თავიდან ახრის გარე ხარისხების დროს. საზღვაო ელექტროსადგურიდან მონაცემები დადასტურდა, რომ ეს მექანიზმი წარმატებით შეზღუდა შორტკირკუიტული დენის დროს 83 მილისექუნდით.

3.2 დიფერენციალური დაცვის მექანიზმი
სრული ციფრული დაცვის სქემა არის დამატებული კირხოფის დენის კანონის საფუძველზე. კლასი 0.2S დენის ტრანსფორმატორები სინქრონულად დადგება გენერატორის ნეიტრალურ წერტილზე და GCB-ის გასართავ მხარეზე. როდესაც ორივე მხარის ვექტორული განსხვავება აღემატება ლიმიტს (ჩვეულებრივ დაყენებულია რეიტინგული დენის 15%), შინაარსის ხარისხი გამოცხადდება. უახლესი იმპლემენტაცია შეიცავს ფაზის კორექციის ალგორითმს, რომელიც წარმატებით ამოხსნის დისტრიბუირებული კაპაციტური დენების გამოწვეულ 15° ფაზის კუთხეს.

3.3 გრძედის ხარისხის დაცვის მექანიზმი
მაღალი იმპედანსის დაკავშირებულ სისტემებისთვის, ნულოვანი სექვენციის დირექციული დაცვა განვითარდა: ნულოვანი სექვენციის ვოლტაჟის კომპონენტები იღება სპეციალური ვოლტმეტრებით და კომბინირებული ნულოვანი სექვენციის დენთან დირექციული დისკრიმინაციის მატრიცის ქმნათ. ინოვაციური მესამე ჰარმონიკის ბლოკირების ტექნიკა ეფექტურად არის არასამართლება ნეიტრალური წერტილის ჰარმონიული ვოლტაჟების დროს ნორმალური მუშაობის დროს. სავარაუდო მეთოდები ჩვენის აჩვენებს, რომ ეს მექანიზმი აღწევს 98.7% წარმატების დონეს გრძედის ხარისხების დასამუშავებლად რეზისტორებით მეტი 10 Ω.

4.დაცვის მექანიზმების განხორციელების პროცესი
4.1 რელეების და კონტროლის სისტემების როლი
თანამედროვე მიკროპროცესორის დაცვის მოწყობილობები იყენებენ სამფაზიან არქიტექტურას: ზომის ფაზა შეიძლება რეალური დროში შეიღოს ვეივფორმები 4000 Hz-ის განაწილებით; დეციზიის ფაზა იყენებს მრავალ CPU-ის პარალელურ დამუშავებას 32 კომპუტაციის, როგორიცაა ფურიეს ტრანსფორმაცია და ჰარმონიული ანალიზი, დასრულება 10 ms-ში; შესრულების ფაზა იყენებს ფოტონურ დირექტულ გათიშვის ქსელებს რათა დარწმუნდეს ბრძანების ტრანსპორტირების დელაი ნაკლებია 2 ms-ზე. კრიტიკული ერთეულები ჩვეულებრივ იყენებენ "ორი მითითება სამიდან" გამოთვლას ერთი წერტილის შეფარდების რისკების ელიმინაციისთვის.

4.2 ხარისხის დეტექტირება და სწრაფი ოპერაციის სექვენცია
ტიპიური გათიშვის სექვენცია შედგება რვა კლუჩებისგან: ხარისხის დენის დასაწყისი → დენის ტრანსფორმატორების მეშვეობით ვექტორული სიგნალის შეცვლა → დაცვის მოწყობილობის აქტივაცია → ხარისხის ტიპის იდენტიფიკაცია → გათიშვის ლოგიკის კომპუტაცია → ბლოკირების სიგნალის ვერიფიკაცია → ცირკვიტბრეიკერის გათიშვის კოილის ენერგიზება → დენის გაქრობა. დროის ოპტიმიზაციის შესწავლებები ჩვენის აჩვენებს, რომ პრე-დარტყმით დენის ქვეშ დაკავშირებული არკის დასაქრების დარტყმებით შესაძლებელია დარტყმის სრული დრო შემცირდეს 58 მილისექუნდამდე, რაც 22% უკეთესია ტრადიციული მექანიზმების წინააღმდეგ.

5.დასკვნა
5.1 დაცვის მექანიზმების ძირითადი პუნქტების შეჯამება
თანამედროვე GCB დაცვა განვითარდა მრავალფაზიანი, ინტელექტუალური დეფენსიური სისტემად: დენის დაცვა არის ფუნდამენტური ფაზა, დიფერენციალური დაცვა არის ზუსტი ზონის იზოლაცია, ხოლო გრძედის ხარისხის დაცვა არის სუსტი ადგილების დასაცველი. საკუთარი სისტემატიკური ხარისხი მიღწევს ხარისხის დასამუშავებლად სამ ციკლში, როგორც არაფერთან დაკავშირებით ხარისხის დარტყმის რატიო დარჩენილია 0.01 დროს წელში. თუმცა უნდა იყოს შესაძლებელი, რომ დაცვის პარამეტრები ხელახლა დაიკავშირდეს ყოველი ორი წლის შემდეგ მანქანების აგების დროს დასახელების მიხედვით.

5.2 პრაქტიკული გამოყენებებისთვის ოპტიმიზაციის რეკომენდაციები
შემოთავაზდა სამი ადვილი გაუმჯობესების ზომა: პირველი, ტრანსიენტური მოძრავი ტალღის ხარისხის გაფოკუსების ტექნოლოგიის ინტეგრირება ხარისხის მიმართულების სიზუსტის მართვისთვის ±5 მეტრის სიზუსტით; მეორე, ადაპტიური დაცვის ალგორითმების განვითარება, რომლებიც ავტომატურად არჩევენ მუშაობის ხარისხის კოეფიციენტებს ერთეულის ექსპლუატაციის ასაკზე დაფუძნებით; მესამე, წინასწარ მონიტორინგი გარეშე დაცვის მექანიკური მდგომარეობის, 12 პარამეტრის გამოყენებით — მათ შორის გახარისხების სიჩქარე და კონტაქტის დახვევა — მექანიკური დასალადის რელიაბილურობის პროგნოზირებისთვის. დემონსტრაციული ელექტროსადების დადასტურებით ეს ზომები დაცვის სისტემის ხელმისაწვდომობა გაზრდა 99.97% მდე.