UHV GIS korronteuskarientzako Lehenetsi Balioztatze Zirkuitu eta Parametroen Neurketa Hautapena

UHV GIS-n, elektrikaren neurriak egiteko, korronte-aldakuntza gailuak oso garrantzitsuak dira. Zehaztasuna eragiten du energia-komertzioen zaborrak egitean, beraz, JJG1021 - 2007 estandarraren arabera egin behar da errore-begirada inplantaletan. Inplantaletan, erabiltzen dira indarra eman dezaken gailuak, tenperatzaileak eta korronte handituak. GIS-en inguruan kokatuta, proba-zirkuituak eraikitzen dira angeluen eta bornen bidez, zirkuitu zuzenak agertuz, neurketen zehaztasuna handituz.

Probako korronte handiak, zirkuitu luzeak eta impedimentu altuak arazoak sortzen dituzte, baina reaktiboa konpentsatzea (GIS-en zirkuitu nagusietan inductantzia altuagoa erabiliz) gailu asko behar izateko eskasuna murriztu dezake. Zirkuitu nagusiaren parametroak zehazki neurtzea garrantzitsua da konpentsazioa egiteko. Metodo lehentasunek ez dute aplikagarritasun handia GIS-en zirkuitu nagusietan, beraz, lan honetan: UHV GIS korronte-aldakuntza gailuen zirkuitu nagusiaren egitura eta ezaugarriak klasifikatzen dira zirkuitu proba aukeratzeko; metodo inteligenteak garatu dira parametroen neurketa automatizatzeko eta zehaztasuna handitzeko.

1. UHV GIS Korronte-Aldakuntza Gailuen Zirkuitu Nagusi Aukeraketa
1.1 Egitura eta Ezaugarriak

GIS integrazioa subestazioen gailu nagusiak (transformadoreak izan ezik) hiru osagaipean (CB, DS). Metalen kutxetan kokatuta, GIS honek eskaintzen du: txikintasuna (SF₆), espazio gutxi), fidagarritasuna altua (osagai aktiboak itxia geratzen dira ingurumen eta isilunei aurka), segurtasuna (ez dago elektrizitate-sorgin edo suerte arriskurik), prestazio onena (EM eta estatikoari babesa ematen diote, ez dago interferentziarik), instalazio laburra (fabrikako montajeak inplantaletako denbora murriztu), mantentze erraza eta azterketa luzea (egitura ona, arkubide teknologi adierazgarria).

1.2 Zirkuitu Aukeraketa

Zigorretzaileak GIS-ren kanalaren erdian kokatuta daude, bi aldean korronte-aldakuntza gailuak. Kanpoan, deskonexio-gailuak eta lurreko itsasontziak daude babesa emateko. Kanalak (SF₆) erabiltzen du, eta transformadoreak epoxi resina semi-funditu duten. Inguruan kokatuta, lurreko itsasontziak eta bornak erabili behar dira. Lauro opzio daude: zigorretzaileen amaieran lurreko itsasontziak, GIS-kanalaren kutxa, korronte handiak edo GIS busbarren artean bueltarako. Reaktiboa konpentsatu ondoren, GIS busbarren artean (seguruak, sinpleak, erabilgarriak) aukeratu dira inplantaletan begirada egiteko.

2. GIS Zirkuitu Nagusiaren Neurketa Sistemaren Ikerketa Intelligentea
2.1 Parametroen Neurketa Metodoen Analisia

GIS zirkuitu nagusiak ditu erresistentzia baliokidea R eta induktantzia baliokidea (Z_L). Metodo tradizionalak (R neurtzea, CA aplikatzea, konplexuaren impedimentua Z kalkulatzea eta ondoren (Z_L) kalkulatzea) gailu ugari, prozesu konplexuak eta kalkulu zailak behar dituzte. Lan honetan sistema intelligenteak garatu dira. Eremu nagusiak: sistema diseinua (osagaien egokitzea, prozesu planifikazioa); senaleen bildura puntuak, metodoak eta zirkuituak voltaje eta korronteentzat; faseen desbidera kalkulua; lerro-parametroen metodoak aukeratzea (amplitudetik eta faseen desbideratik, erresistentzia baliokidea eta induktantzia baliokidea lortzeko); harmonikoak eta interferentziak gainditzea zehaztasuna lortzeko.

2.2 Sistema Neurketa Intelligentearen Diseinu Orokorra

Sistema neurketa intelligentea mikroprozesadore baten oinarrian dago, botoiekin, pantailarekin, inprimagailuekin eta beste periferikoez beteta. Senalak bildutako sistemak hartzen ditu voltaje eta korronteen senalak, orduan filtratu, multiplexatzailea aldatu, senalaren gainbegiratzaile automatikoki, analogo-digitala (A/D) bihurtzailea pasatzen direnean mikroprozesadoreari eramaten zaizkie senalak prozesatzeko. Hardwarearen printzipioa irudian ikusten da (Irudia 1).

Sistema Osagaiak

• Senalak Bildutako Sistema: Voltaje eta korronteen senalak zirkuitutik hartzen ditu.

• Filtroa: Interferentzia-senalak kendu.

• Multiplexatzaile Aldatzailea: Voltaje eta korronte-senalak A/D bihurtzaile batera elkarbanatzen ditu, hardware kostuak murriztuz.

• Senalaren Gainbegiratzaile Automatikoa: Senalaren indarraren arabera automatikoki aldatzen du amplifikazioa, irteera estabilizatuz.

• A/D Bihurtzailea: Analogoko senalak digital formatuan bihurtzen ditu mikroprozesadorearen prozesatzeko.

• Pantaila: Irakurgarri digitaletako datuak ikusi erraztzeko.

• Botoiak: Sistema erabiltzeko kontrol egokiak.

• Inprimagailua: Neurketen emaitzak inprimatzeko.

Erabilitako Prozesua

Hartutako senalak prozesatzen dira eta bidaltzen dira mikroprozesadoreari, programa preinstalatutako signal-prozesamenduak exekutatzen ditu. Sistema datuak analizatzen ditu software espezifiko baten bidez, emaitzak kalkulatzen ditu eta pantailan erakusten ditu.

2.3 Senalak Bildutako Zirkuituaren Diseinua

Parametro nagusiak neurtzeko ez du korronte handiak behar, sistema 200A irteera duen indarra eman dezakeen jatorrizko indarra erabili du. Korronte-indar handi bat igarotzen den ondoren, linia aldetik sortutako korrontea askoz txikiagoa da GIS-en balio zehatzaren korrontearen aldetik, gailu kapazitate handiak behar izateko eskasuna murriztuz. Konfigurazio hau GIS-en eta lurreko itsasontzien barruko operazio seguruaren tartean mantentzen du korrontea.

Zirkuitu Aukerak

Senalak bildutako zirkuituak aurrekoan ezarritako hiru proba-zirkuituetako edozein erabil daitezke (lurreko itsasontziaren oinarrian oinarritutako zirkuitua izan ezik, ez du GIS lineako guztiak kontuan hartzen). Metodo anitz erabiliz, neurketen zehaztasuna handitu dezake. Probak egiten direnean, tensio-eta korronte-aldakuntza gailuak instalatzen dira gailu altuak konbertitzen dituztenei garaian zirkuituak bildutako sistemak erabiliko dituen balioetara.

Zirkuitu Diseniatuak GIS Busbarren Artetik Bueltarako

GIS busbar handi baten zabaldua bueltarako erabiliz:

• Korronte-indar handiaren linia aldetik paraleloan jarriko da tensio-aldakuntza gailua.

• Korronte-aldakuntza gailua sartu behar da korronte-indar handiaren linia aldean eta GIS sarrera bornaren artean seriean.

• Segundarioaren tensio eta korronte-senalak sistema bildutakoa sartu behar dira.

Diseinatutako senalak bildutako zirkuitua irudian ikusten da (Irudia 2). Hartutako tensio eta korronte datuak zirkuituaren balio guztiei dagokiezke.

2.4 Tensio eta Korrontearen Faseen Desbideraren Kalkulatzeko Metodoa

Neurketa sistema honek zero-etapa angelu metodoa erabili du tensio eta korrontearen faseen desbidera neurtzeko. Esan bezala, zero-etapa angelu metodoa kollekzionatutako tensio eta korronte-senalaren oinarrizko ondoen forma karratua egin, diferentzial circuitu baten bidez haien etapa zero-pultsak lortu, bi pultsen arteko denbora-desbidera neurtu eta ondoren tensio eta korrontearen faseen desbidera kalkulatzen du.

Tensio karratuaren igoera-punta unea τ₁ eta korronte karratuaren igoera-punta unea τ₂ dela suposatzen bada. Orduan, bi senalen arteko faseen desbidera φ kalkulatzeko formula hau da:

Non:T tensio eta korrontearen periodoa den. Tensio eta korrontearen maiztasuna 50 Hz denez, bere periodoa 0.02 s da. Tensio eta korrontearen faseen desbidera kalkulatzeko formula hau sinplifikatu daiteke:

2.5 Lerro-Parametroen Kalkulatzeko Metodoa

Prozesu hauek programatuta daude mikroprozesadorearen memoriaan. Datuak automatikoki kudeatzeko erabiltzen dira senal-prozesamenduaren software espezifikoa, eta emaitzak bistaratzen dira gailuaren pantailan. Analisi erraztasunagatik, ondoren aipatutako tensio eta korronteak lehenetsitik bihurtu daude zirkuitu nagusira.

Sistema bildutakoak hartutako lerroko tensio osoaren amplitudua U dela eta lerroko korrontearen amplitudua I dela suposatzen bada. Orduan, lerroko erresistentzia osoa R₁ eta induktantzia L₁ hauek formula horietatik lor daitezke:

GIS sarrera bornaren arteko konektorearen resistentzia neurtzen badugu ρ, sektion efektiboa s eta konektorearen luzera l badira, orduan konektore horren impedimentuaren kalkulatzeko formula hau da:

Beste konektorerik gabe, GIS kanalaren zirkuitu nagusiko erresistentzia baliokidea R eta induktantzia baliokidea L hauek formula horietatik lor daitezke.

Errore Kontrola eta Hobekuntza

Metodo bakoitzeko neurketa hiru aldiz egin behar dira denboraldi ezberdinetan erroreak murrizteko. Egin ahal bada, metodo guzti hiruak batera erabili eta emaitzak alderatu:

• Emaitzak baliokideak: Balioak bataz bestekoak egin.

• Bat kanpo: Konexioen edo kablegintzan arazoak bilatu; arazoak jarraitzen badira, kanpoak baztertu.

• Emaitzak ezberdinak: Interferentziak berriro egiaztatu. Beharrezkoa bada, zirkuitua aldatu; teoriko parametroak berrezarri arazoak jarraitzen badira.

Interferentziak eta harmonikoak murrizteko:

• Sistema bildutako zirkuituan hardware filtroak instalatu.

• FFT software-a erabili oinarrizko ondoiak atera kalkulatzeko.

3. Emaitza

UHV GIS subestazioen gailu nagusiak metalen kutxetan integrazioa egiten du, ingurumenaren faktoreei aurka imunitatea, fidagarritasuna altua eta espazio txikiak eskaintzen ditu. Korronte-aldakuntza gailuak egiaztatzeko, GIS busbarren arteko bueltarako erabiliz, zirkuituak sinplifikatzen dira eta segurtasuna lortzen da, zirkuitu detektore nagusia egiteko ideala da.

Lan honetan GIS zirkuitu nagusiarentzako sistema neurketa intelligente bat aurkeztu da, erresistentzia baliokidea eta induktantzia baliokidea neurtzeko zehaztasun handia eskaintzen du. Sistema erabiltzaile-harrigarria, zehaztasuna altua eta interferentziekin aurretasuna du, GIS egiaztapenaren automatizazioa aurrera eramango du. Geroago, eredu hau proba inplantaletan egiaztatzeko eta hobetzeko gomendatzen da.