Generatordan o'tkazgichlar uchun xato himoya mekanizmlarining yuqori darajadagi tahlili

1.Kirish

1.1 GCB-ni asosiy vazifasi va foni
Generator kiriting qutqaruvchisi (GCB) generatordan yuqori darajadagi transformatorga ulanishning muhim nuqtasidir va normal sharoitlarda va xato sharoitlarda elektr toki o'zgarishi bilan bog'liq. Aniq substation kiriting qutqaruvchilari bilan farq qilgan holda, GCB generatordan kelib chiqqan katta miqdordagi qisqa toki bilan qarshilik ko'radi, rated qisqa toki bo'lganda yuzlab kiloampergacha yetadi. Kattaroq energetik birliklarda, GCB-ni ishonchli ishlashi generatorning xavfsizligi va elektr tarmog'ining barqaror ishlashiga to'g'ri keladi.

1.2 Xato himoya mekanizmlari ahamiyati
Generatorda yoki uning chiqish liniyasida xato yuz berishda, xato toki soniya ichida maksimum qiymatga erishishi mumkin. Maqsadli himoya mekanizmlari yo'q bo'lsa, navbatdagi xavf-xatarlar, masalan, navotin ishob-bo'lish/ishoblanish va izolyatsiya bo'linishi paydo bo'lishi mumkin. 2010-yilda Shoqdon Amerika tarmog'idagi voqeada, tez himoya mekanizmlari yo'q bo'lgan energetik qurilmalar xatodan so'ng tiklash narxlari 300% dan yuqoriga yetdi. Shuning uchun, elektr tarmog'ining ishonchli ishlashini ta'minlash uchun bir necha tomonlama, moslashuvchan himoya mekanizmi tuzish kerak.

2.GCB himoya mekanizmlari asosiy printsiplari
2.1 Himoya mekanizmlari ta'rif va asosiy maqsadlari
GCB himoya mekanizmi haqiqiy vaqt rejalashtirilgan logikaga asoslangan anormal elektr parametrlarini nazorat qilish va kiriting qutqaruvchisini o'chirishni boshqaradigan tizim inzheneriyasi echimdir. Uning asosiy maqsadlari uchta: birinchi, uch tsiklda (60 ms) xato tokini o'chirish; ikkinchi, ichki xatolarni tashqi xatolardan aniqlagan holda ajratish; uchinchi, xato joyini aniq belgilash, keyinchalik remont qarorlarini qo'llab-quvvatlash.

2.2 Umumiy xato turlari ta'rifi
Typik xato holatlari uch turkaga bo'linadi: (1) fazalar orasidagi qisqa toki, bu sodir bo'lganda tezkor toki sur'ovi va juda katta uch fazali taranzholish; (2) bir fazali zamin xatosi, bunda neutral nuqtadagi voltaj tasirlanadi; (3) rivojlanayotgan xatolar, bu avvalgi aniq emas qismi toki sur'ovi sifatida paydo bo'lib, so'ngra izolyatsiya bo'linishiga rivojlanadi. Statistik ma'lumotlar 600 MWdan yuqori birliklarda, zamin xatolari 67% ni tashkil etadi, bu himoya tizimlari aniqroq bo'lishini talab qiladi.

3.Himoya mekanizmlari asosiy turlari
3.1 O'tkazma himoya mekanizmi
Ko'pbosqichli kompozitsiya kriteriyasi bosqichli javobni imkon qiladi: tezkor tez o'chirish juda katta yaqin xatolarni 25 ms ichida bajaradi; belgilangan vaqtga teskari grafiklar qurilmaning issiqlik qarshilik quvvarini moslashtiradi, toki 1.5 marta o'rtacha qiymatidan ortiq davom etganda tez o'chirishni boshqaradi; yo'nalish ayirboshlash elementlari tashqi xatolarni o'chirishda noto'g'ri ishlashni oldini oladi. Tengsizlikda joylashgan elektr stansiyasidagi maydon ma'lumotlari ushbu mekanizmning muvaffaqiyatli qisqa toki davomiyligini 83 ms ga cheklagani tasdiqlandi.

3.2 Farq himoya mekanizmi
Kirchhoff's Current Law asosida butun ravishda raqamli himoya rejasi tuzildi. 0.2S sinfdagi tok transformatorlari generator neutral nuqtasi va GCB chiqish tomonisiga o'zaro sinxron qilib o'rnatiladi. Ikki tomondagi vektor farqi cheklov qiymatidan (adatda reyting tokining 15% i) oshganda, ichki xato aniqlanadi. So'ngi amaliyotda fazaviy to'g'rilash algoritmi qo'llanilgan, bu tashkil etilgan kapatsiya toki orqali paydo bo'lgan 15° fazaviy burchak xatosini hal qiladi.

3.3 Zamin xato himoya mekanizmi
Yuqori impedansli zaminlangan tizimlar uchun nol-sekvinsiyali yo'nalishli himoya ishlab chiqildi: maxsus voltaj transformatorlari orqali nol-sekvinsiyali voltaj komponentlari olinadi va nol-sekvinsiyali toki bilan birlashtiriladi. Yangi uchinchi garmonik blok tekshiruv usuli normal ishlashda neutral nuqtadagi garmonik voltajlardan hosil bo'lgan ta'sirni samarali ravishda oldini oladi. Maydon amaliyoti bu mekanizmning 10 Ω dan yuqori zamin xatolarni aniqlashda 98.7% muvaffaqiyat reytingini ega bo'lishini ko'rsatadi.

4.Himoya mekanizmlari amaliyot jarayoni
4.1 Releylar va boshqaruv tizimlari roli
Zamonaviy mikroprotsessorli himoya qurilmalari uch bosqichli arxitekturani qo'llab-quvvatlaydi: o'lchov bosqichi 4000 Hz olingan real vaqtli signalni o'z ichiga oladi; qaror bosqichi 10 ms ichida 32 hisob-kitobni, Fourier transformasiya va garmonik tahlilni o'z ichiga oladi; amaliyot bosqichi fibrali to'g'ridan-to'g'ri o'chirish liniyalari orqali buyruqlarni 2 ms ichida jo'natadi. Muhim birliklarda "uchdan ikkitasi" ovoz berish logikasi ko'pincha qo'llaniladi, bu bitta nuqta xatosi riskini bekor qiladi.

4.2 Xato aniqlash va tez amaliyot ketma-ketligi
Typik o'chirish ketma-ketligi sakkiz asosiy qadamni o'z ichiga oladi: xato toki sodir bo'lishi → tok transformatorlari orqali ikkinchi signal o'zgartirilishi → himoya qurilmani aktivlashtirish → xato turi aniqlanishi → o'chirish logikasini hisoblash → blokla ro'yxatini tekshirish → kiriting qutqaruvchining o'chirish spulini energizatsiya qilish → arkni bekor qilish. Vaqt optimallashtirish tadqiqotlari oldindan bosimlangan arkni bekor qilish kameralaridan foydalanish orqali umumiy bekor qilish vaqtini 58 ms ga kamaytirish mumkin, bu aniq mekanizmlar bilan solishtirilganda 22% yaxshiroq natija beradi.

5.Xulosa
5.1 Asosiy himoya mekanizmlari ta'kidlangan nuqtalari
Zamonaviy GCB himoyasi bir necha qavatli, aqliy himoya tizimiga aylanmoqda: o'tkazma himoya asosiy qavat sifatida xizmat qiladi, farq himoya aniq hududni ajratadi, zamin xato himoya mahdolliy xavflarni mustahkamlashadi. Asosiy urush uch tsiklda xato bekor qilishni, yillik 0.01 martadan kam noto'g'ri ishlashni saqlashdir. Ammo, himoya sozlamalari har ikki yilda qurilmaning eskilish grafiklariga asosan qayta o'rganilishi kerak.

5.2 Amaliy qo'llanmalardagi optimallashtirish tavsiyolari
Uchta qadrdor yaxshilash chorasi taklif etiladi: birinchi, vaqtinchalik yuruvchi to'qimli xato joylashish texnologiyasini integratsiya qilish orqali xato joylashish aniqligini ±5 metrka oshirish; ikkinchi, boshqaruv vositalarining ish rejimi yoshiga asosan aniqlovchi koeffitsiyentlarni avtomatik ravishda sozlaydigan adaptiv himoya algoritmlarini ishlab chiqish; uchinchi, kontakt ochish tezligi va kontakt zanjiridan foydalanib, mekanika muvofiqligini bashorat qilish uchun 12 ta parametrni ishlatgan holda otomatik keskich mekanik holatini onlayn nazorat qilish. Bu choralar namoyonlargahda himoya tizimining ishga tayyorgarligini 99,97% ga yetkazgan.