Põhijärgluse tsirkui valik ja parameetrite mõõtmine UHV GIS voolustransformatorite jaoks

UHV GIS-süsteemides on elektrijaamaaranditeks olulised kulutusvahendid. Nende täpsus määrab energiakauplemise arvelduse, nii et vajalik on kohapealne veategevus järgi JJG1021-2007. Kohapeal kasutatakse võimsustellimusi, pingeregulaatoreid ja kulutusboostrideid. Kuna GIS-s süsteem on ümbritsetud, tuleb katsetussüsteeme ehitada avatud massiliste puukide, kõrvaldaja ja tagasivoogude kaudu; õiged ringid lihtsustavad joonistamist ja suurendavad täpsust.

Tuleb lahendada väljakutsed nagu suured katsetuskulutused, pikkad ringid ja kõrge impedants, kuid reaktiivne kompensatsioon (kasutades kõrgemat induktiivset reaktantsi GIS-i põhiringides) vähendab seadme kapasiteedi vajadust. Täpne põhiringi parameetrite mõõtmine on oluline kompensatsiooniks. Olemasolevad meetodid ei sobi GIS-i põhiringidega, nii et see artikkel: sorteerib UHV GIS kulutusvahendite põhiringide struktuurid/omadused valitavate kontrolliringide valimiseks; arendab intelligentsed meetodid parameetrite mõõtmise intelligentsuse/automaatika parandamiseks.

1 UHV GIS kulutusvahendite põhiringide valimine
1.1 Struktuur & omadused

GIS integreerib alamjaama põhiseadmete (välja arvatud transformatoreid) kaheksa komponendiks (nt lüliti, disjunktor). Metallkaevates sulgudes pakub GIS: miniaturiseerimist (SF₆), vähem ruumi); kõrget usaldusväärsust (sulatud elavad osad vastuvõtlikud keskkonnale/maavärinatele); turvalisust (ei ole elektrilist šokki/päästekindlust); paremat jõudlust (kaitseb elektromagnetilistest staarsestatud segadustest, ei tekita segadust); lühike paigaldamine (tehaspaigaldus vähendab kohapealset aega); lihtsalt hooldus ja pika inspekteerimisaeg (hea struktuur, edasijõudnud plamivaandumine).

1.2 Ringide valimine

Lülited asuvad GIS-pipete keskel, millel on mõlemal pool kulutusvahendid. Disjunktorid on väljaspool, lisaks maanilülited kaitseks. Pipete kasutavad (SF₆) ja transformatoredel on epoksirahu semi-kastmine. Kuna sulg on ümbritsetud, kasutatakse avatud maanilüliteid/kõrvaldajaid + tagasivooge. On olemas neli valikut: maanilülitid lülite otspool, GIS-pipete sulged, suured kulutusjooned või naaberlikud GIS-bussid tagasivoogena. Pärast reaktiivse kompensatsiooni lahendamist valitakse kohapealseks kontrolliks naaberlikud GIS-bussid (ohutud, lihtsad, töödelda).

2 Uuring GIS-i põhiringide intelligentses mõõtesüsteemides
2.1 Parameetrimõõtmismeetodi analüüs

GIS-i põhiringidel on ekvivalentne vastus R ja induktiivne reaktants (Z_L). Tavalised meetodid (mõõta R, rakenda AC, arvuta kompleksne impedants Z siis (Z_L) vajavad palju seadmeid, keerulisi toiminguid ja raskeid arvutusi. See artikkel arendab intelligentsed süsteemid. Peamised ülesanded: süsteemi disain (komponentide vastavus, protsesside planeerimine); määra signaalide kogumine (punktid, meetodid, ringid voltaga/kulutusega); leia voltaga-kulutuse fasi erinevuse arvutamine; vali joone parameetrite meetodid (amplituudi/faseerinevuse põhjal, saa ekvivalentne vastus/induktive reaktants); ohverda harmoniased/segadused täpsuse huvides.

2.2 Intelligentses mõõtesüsteemi üldine disain

Intelligentne mõõtesüsteem keskendub mikrokontrolleriga varustatud arvutisüsteemile, millel on nupud, ekraan, printer ja muud perifeeriat. Signaalide andmekogum süsteem hoiab voltaga ja kulutuse signaale, mis siis töötlevad filtreerimise, multiplexer lülite, automaatse signaali võimsuse amplifikaatori ja analoog-digitaal (A/D) konverteerija kaudu enne mikrokontrollerisse jõudmist signaalide töötlemiseks. Kaapri printsip on näidatud Joonis 1.

Süsteemi komponendid

• Signaalide andmekogum süsteem: Hoiab voltaga ja kulutuse signaale ringist.

• Filtre: Eemaldab segadussignaalid.

• Multiplexer lülit: Lubab voltaga ja kulutuse signaalid jagada ühe A/D konverteerija, vähendades kaapri kulud.

• Automaatne signaali võimsuse amplifikaator: Reguleerib automaatselt signaali tugevuse põhjal, et tagada stabiilne väljund.

• A/D konverteerija: Teisendab analoogsignaalid digitaalsesse vormi mikrokontrolleri töötlemiseks.

• Ekraan: Kasutab otse lugemise digitaalset ekraani lihtsa andmete vaatamiseks.

• Nupud: Lihtsustab süsteemi tööd kasutaja sõbraliku kontrolliga.

• Printer: Väljastab mõõtulemusi vajaduse korral.

Tööprotsess

Kogutud signaalid töödlevad ja edastatakse mikrokontrollerisse, mis käivitab eelinstallitud signaalide töötlemise programme. Süsteem analüüsib andmeid spetsiaalse tarkvara kaudu, arvutab tulemused ja näitab neid ekraanil.

2.3 Signaalide andmekogumiringi disain

Kuna põhiringi parameetrite mõõtmisel ei nõuta kõrgeid kulutusi, kasutab süsteem reguleeritavat võimsustellimust 200A väljundiga. Pärast kulutuse boostriga läbimist on joonipoolel indukirata kulutus oluliselt madalam kui GIS-i mõõdikulutus, vähendades suure kapasiteediga seadmeid. See seade hoiab kulutuse sulgude ja maanilülituste ohutu tööpiiri sees.

Ringide valik

Signaalide andmekogumiring võib kasutada kolme eespool mainitud testiringi (välja arvatud maanilülituse põhine ring, mis ei kata kogu GIS-i joont). Mitme meetodi samal ajal kasutamine võib suurendada mõõtmistäpsust. Testides installeeritakse voltaga ja kulutuse transformatoreid, et teisendada kõrgeid põhipoole väärtusi hallatavateks sekundaarpoole signaalideks andmekogum süsteemiks.

Ringi disain naaberlike GIS busside tagasivoogudega

Kasutades naaberlikku GIS-i suurt kulutuse bussi tagasivooguna:

• Ühendage voltaga transformator paralleelselt kulutuse boostriga joonipoolel.

• Installige kulutuse transformator sarja kulutuse boostriga joonipoolel ja GIS-i sisendsilinderi vahel.

• Sisestage sekundaarpoole voltaga ja kulutuse signaalid andmekogum süsteemi.

Disainitud signaalide andmekogumiring on näidatud Joonis 2. Kogutud voltaga ja kulutuse andmed vastavad ringi kogu väärtusele.

2.4 Valik voltaga ja kulutuse faseerinevuse arvutamise meetodile

See mõõtesüsteem kasutab null-läbisfaseerinevuse meetodit, et mõõta voltaga ja kulutuse faseerinevust. Nimetatud null-läbisfaseerinevuse meetod on muuta kogutud voltaga ja kulutuse signaalide põhiline laina ruutlainaks, saada nende vastav null-läbisimpulsid diferentsiaalringi kaudu, mõõta kahete impulsite vaheline aegade erinevus, ja siis arvutada voltaga ja kulutuse faseerinevus.

Eeldame, et voltaga ruutlaina tõusva serva aeg on τ₁ ja kulutuse ruutlaina tõusva serva aeg on τ₂. Siis kaks signaali faseerinevuse φ arvutamise valemi on järgmised:

Sealhulgas: T on voltaga ja kulutuse periood. Kuna voltaga ja kulutuse sagedus on 50 Hz, on selle periood 0,02 s. Voltaga ja kulutuse faseerinevuse arvutamise valemi saab lihtsustada järgmiselt:

2.5 Joone parameetrite arvutamise meetod

Need arvutamisprotsessid on programmeeritud mikrokontrolleri mälu. Spetsialiseeritud signaalide töötlemise tarkvarat kasutatakse andmete automaatseks töötlemiseks, ja tulemused kuvatakse seadme ekraanil. Analüüsi lihtsuse huvides on allpool mainitud voltaga ja kulutus vaikimisi peetakse teisendatuks põhipoole voltaga ja kulutuseks.

Eeldame, et signaalide andmekogum süsteemi poolt kogutud kogu joone voltaga amplituud on U, ja joone kulutuse amplituud on I. Siis kogu joone vastus R₁ ja induktiivsus L₁ saavad järgmiste valemite kaudu:

Kui mõõdatakse GIS-i väljavoogu silindri busside vahelise ühenduse vastavus, on see ρ, efektiivne risttõmmu on s, ja joone pikkus on mõõdetud l, siis selle ühenduse impedantsi arvutamise valem on järgmine:

Teiste ühenduste eiramisel saab GIS-i pipede põhiringi ekvivalentse vastuse R ja ekvivalentse induktiivsuse L järgmistest valemitest.

Viga kontroll & optimeerimine

Iga mõõtmeetod peaks olema kordatud 3 korda erinevatel ajavahetitel, et vähendada vigu. Kui võimalik, kasutage kõiki 3 meetodit samaaegselt ja võrrelge tulemusi:

• Ühtivad tulemused: Keskmista väärtused.

• Üks väljaminek: Kontrollige, kas ühendused on lasnud või on ühendusvigasid; jätke väljaminek välja, kui probleemid jätkuvad.

• Erisugused tulemused: Kontrollige uuesti segadust. Muutke ringi vajaliku korral; muutke teoreetilisi parameetreid, kui erinevused jätkuvad.

Segaduse ja harmooniate vähendamiseks:

• Installige signaalide andmekogumiringi kaasa hardverifiltrid.

• Rakendage FFT tarkvara, et valida põhilised lainekomponendid arvutamiseks.

3. Järeldus

UHV GIS integreerib põhiseadmete sulgitud metalltankides, pakkudes immuunsust keskkondlikule mõjule, kõrget usaldusväärsust ja minimaalset jalajälge. Kulutusvahendite kontrollimiseks naaberlike GIS busside kasutamine tagasivooguna lihtsustab joonistamist ja tagab turvalisuse, mis teeb selle ideaalseks põhiülevikringideks.

See uurimus tutvustab intelligentsed mõõtesüsteemi GIS-i põhiringide jaoks, lubades täpset ekvivalentse vastuse ja induktiivsuse mõõtmist. Süsteemi kasutaja sõbralik liides, kõrge täpsus ja range segaduse vastane võime edendavad automaatikat GIS-i kontrollimises. Soovitatakse täiendavat väljakutsumist valideerimiseks ja täiustamiseks.