Analisi Approfondita tal-Mekanismi ta' Protezzjoni tas-Silġ għal IEE-Business Breakers ta' Ġeneraturi

1.Introduzzjoni

1.1 Funksjoni Bażika u Kontest tal-GCB
Il-Generator Circuit Breaker (GCB), bħala l-punt kritiku li jikkonektja l-ġenerator mal-transformatur ta' aċċess, hu responsabbli għal l-interrupt tan-nuqqas taħt kundizzjonijiet normali u ta' dafna. Differenti mill-circuit breakers tradizzjonali tas-sottostazzjonijiet, il-GCB tisbiss direttament il-kurrent kbir tal-dafna minn fuq l-ġenerator, kun l-kurrent tal-dafna ratax ftit in-numru ta' kiloamperi. Fl-unitajiet ta' ġenerazzjoni kbiri, l-operazzjoni affidabbli tal-GCB hija miftuħa direttament mal-aħwa tal-ġenerator stess u l-operazzjoni stabili tal-ragel tal-ħolma.

1.2 Importanza ta' Meħodijiet tal-Protezzjoni tal-Dafna
Meta jddehra dafna fit-triek tal-ġenerator jew fuq is-silġ tiegħu, il-kurrent tad-dafna jista’ jiġi massimu f’daqqa ta’ fil-30 ms. Senza meħodijiet tal-protezzjoni appositi, se jidhru danni mhux reversibili kif l-ispirtar tal-filament, deformazzjonijiet, u l-kollaps tal-isolament. Analizz tal-inċident tal-2010 fis-sistema reġjonali ta' Nord Amerika rivelaw li l-kosti ta’ riparazzjoni post-dafna fl-impianti ta' ġenerazzjoni blu għandhom protezzjoni veloċi kawnu nisf ikbar mill-300%. Għalhekk, l-istabliment ta’ sistema ta’ protezzjoni multdimensionali u koordinata huwa l-defensa qalbiena għall-iktar certifikazzjoni tal-sistemi ta' ġenerazzjoni.

2.Prinċipji Fondamentali ta' Meħodijiet tal-Protezzjoni tal-GCB
2.1 Definizzjoni u Objettwi Kardinali ta' Meħodijiet tal-Protezzjoni
Il-mekkanismu tal-protezzjoni tal-GCB huwa essenzjalment soluzzjoni ta’ inġinierija sistemika li monitorja parametri elettriki anormali fit-tmiem reali u attiva l-operazzjoni tal-tripp tal-circuit breaker bażat fuq logika predefinita. L-objettivi kardinali huma tri: l-ewwel, l-interrupt tan-nuqqas tad-dafna fi tridxa tat-tliet (60 ms); it-tieni, l-identifikazzjoni preċiża tal-dafni interna mid-disturbji esterni; u it-tielet, l-lokalizzazzjoni preċiża tal-pożizzjoni tad-dafna biex issostenghi dċiżjonijiet ta’ manutenzjoni successivi.

2.2 Panoramika ta' Tipi Komuni ta' Dafna
Is-skenarijiet tipiċi tad-dafna jagħmlu parti ta’ tliet kategoriji: (1) dafni ta' fazzi inter, karatterizzati minn kurrenti sbiti u disbilanċi tri-fazzi eccessivi; (2) dafni ta' faz singola ta' terra, identifikati minn offsett tal-voltàġġ tal-neutral point; u (3) dafni evolutivi, li jbidlu mill-disċarġa parzjali abnorma għal kollaps tal-isolament. Statistika turi li fl-unitajiet ta' 600 MW jew akbar, id-dafni ta' terra jikkontribwixxu għal 67%, bil-ħsara ta’ sensittività ambent ta’ sistemi ta’ protezzjoni.

3.Tipi Prinċipali ta' Meħodijiet tal-Protezzjoni
3.1 Mekkanismu tal-Protezzjoni tal-Kurrent Eccessiv
Kriterju kompost multi-livell jippermetti risposta gradwali: l-tripp tal-veloċi immediata mira lejn dafni serji tal-baħar bl-operazzjoni kontrollata fit-25 ms; l-kurvi invers definiżjonali jmissjaw ma’ l-resistenza termika tal-equipament, bħal meta l-kurrent iżomm fuq 1.5 darba l-valur ratax; l-elementi ta’ diskriminazzjoni direzzjonali effettivament ippreveni l-operazzjoni sbagliata waqt dafni esterni. Data tal-ġgant tal-post konfermat li din il-mekkanismu saret limita l-kurrent tad-dafna għal 83 ms.

3.2 Mekkanismu tal-Protezzjoni Differenzjali
Soluzzjoni tal-protezzjoni digita tal-baħar fuq il-Leggi tal-Kurrent ta' Kirchhoff. Transformers ta' kurrent ta' klassi 0.2S huma installati sinchronament fil-neutral point tal-ġenerator u l-flank tal-outlet tal-GCB. Meta l-differenza vettorali bejn is-silġi żomm il-limit (tipikament settjat għal 15% tal-kurrent ratax), dafna interna tiddikjarata. L-implementazzjoni l-aktar riċenti inkorpora l-algoritmu ta' korrezzjoni tal-faz, suċċessfulment irrisolvendu l-errur ta' 15° tal-faz causata mill-kurrenti kapassitivi distributivi.

3.3 Mekkanismu tal-Protezzjoni tal-Dafna ta' Terra
Għal sistemi ta' terra ta' impedenza għoli, protezzjoni direzzjonali ta' sequenza zero ġiet sviluppata: il-komponenti ta' voltàġġ ta' sequenza zero jiġu ottenu minn transformers speċifiċi ta' voltàġġ u kombinati mal-kurrent ta' sequenza zero biex ifformaw matrici ta' diskriminazzjoni direzzjonali. Tekniku innovattiv ta' blokk tal-armoniku tal-tlis uffiċjentament ivvitja l-interferenza mill-voltàġġi armoniku tal-neutral point waqt l-operazzjoni normali. Il-prattika fuq il-post turi li din il-mekkanismu tagħmel 98.7% ta' success fit-trofi ta' dafni ta' terra magħmula bl-impedenza ta' 10 Ω jew akbar.

4.Proċess ta' Implementazzjoni ta' Meħodijiet tal-Protezzjoni
4.1 Ruħ tal-Relays u Sistemi ta' Kontroll
L-devices tal-protezzjoni bażati fuq mikroproċessori moderni adottaw struttura tal-tliet livelli: il-livell ta' misurazzjoni jikkaptax waveform fit-tmiem reali b'rapport ta' 4000 Hz; il-livell ta' deċizjoni jempli proċessi parallel multi-CPU biex ikmpli 32 kalkulazzjonijiet – inkluż trasformazzjoni Fourier u analisi harmonika – fit-10 ms; il-livell ta' esekuzzjoni jempji tripp diretti tal-fiber-optic biex jassenawx l-istagnazzjoni ta' l-orjin tal-kummandi ta' inqas minn 2 ms. L-unitajiet kritika solitament implementaw l-ogħla logika ta' vot "two-out-of-three" biex elimina l-riski ta' falliment ta' punt wahed.

4.2 Detekzzjoni tal-Dafna u Sekwenza Rapida ta' Operazzjoni
Sequenza tipika tal-tripp tinkludi otto passi kardinli: l-avveniment tal-kurrent tad-dafna → il-konverżjoni tal-senjali sekondarja mit-transformers ta' kurrent → l-attivazzjoni tal-device tal-protezzjoni → l-identifikazzjoni tal-tip tad-dafna → l-kalkulazzjoni tal-logika tal-tripp → l-verifikazzjoni tal-senjali tal-blokk → l-energizzazzjoni tal-coil tal-tripp tal-circuit breaker → l-extinguishment tal-arc. Studji ta' ottimizzazzjoni ta' l-ħin turi li l-użu ta' kammeri ta' extinguishment pre-pressurizzati jistgħu nimmenux l-ħin totali tal-interrupt għal 58 ms, imbelliment ta' 22% fuq il-mekkanismi konvenzjonali.

5.Konkluzzjoni
5.1 Riassum ta' Punti Kardinli ta' Meħodijiet tal-Protezzjoni
Il-protezzjoni moderna tal-GCB evolviet għal sistema difensiv multilayer, intelligenza: il-protezzjoni tal-kurrent eccessiv serve bħala layer fondamentali, il-protezzjoni differenzjali jipprovdi isolazzjoni preċiża tal-zona, u l-protezzjoni tal-dafna ta' terra jinqasfu l-kovertura tal-vulnerabilitajiet. Il-breakthrough kardinali jinkludi l-eliminazzjoni tad-dafna fit-tliet sikli waqt li jissostenghu l-rate ta' false trip ta' inqas minn 0.01 darba fis-sena. Hsejjer, huwa rilevanti li l-settings tal-protezzjoni jkunu rekalkolati kull sena tal-ħames biex jikkonsideraw l-aging curve tal-equipament.

5.2 Tifgħiġ tal-Optimizzazzjoni għall-Applikazzjonijiet Prattika
Tliet tifgħiġ avvanzati huma proponuti: l-ewwel, inċorpora t-teknoloġija ta’ lokazzjoni tas-silġ f’tip tad-din ħelu temporanju biex tixxellih l-akkuratessa tal-lokazzjoni tas-silġ għal ±5 mitres; it-tnejn, iwettaq algoritmi ta’ protezzjoni adattivi li jgħaddmu awtomatikament il-koeffiċjenti tas-sensittività skond l-aġġ tal-operazzjoni tal-unità; it-tlet, implementa monitorjar online tal-kondizzjoni mekanika tal-konettur, u s-Sema 12 parametri - inkluż ivveloċità ta’ ftitx jew xemx tal-kontatt - biex tippredissi r-relibabbiltà tal-mekanizmu. Staqsma potenza konfermat li dan it-tifgħiġ żgħadilha l-disponibbiltà tas-sistema ta’ protezzjoni sa 99.97%.