Jakie są zastosowania transformatorów napięciowych GIS w cyfrowych stacjach przekształtniowych

Cześć wszystkim, jestem Echo i pracuję z transformatorami napięcia (VT) od 12 lat.

Od nauki przewodzenia i testów błędów pod czujnym okiem mentora, po obecne uczestnictwo w różnych projektach inteligentnych stacji – widziałam, jak przemysł energetyczny ewoluował od tradycyjnych systemów do całkowicie cyfrowych. Szczególnie w ostatnich latach coraz więcej systemów GIS 220 kV przyjmuje elektroniczne transformatory napięcia (EVT), powoli zastępując staromodne typy elektromagnetyczne.

Kilka dni temu przyjaciel zapytał mnie:

“Echo, ciągle mówią, że cyfrowe stacje są przyszłością – więc jaka jest prawdziwa rola elektronicznych transformatorów napięcia? Czy są niezawodne?”

Świetne pytanie! Dzisiaj chciałbym porozmawiać o:

Jakie korzyści przynoszą elektroniczne transformatory napięcia dla systemów GIS 220 kV i cyfrowych stacji – oraz na co należy zwrócić uwagę w praktyce?

Bez skomplikowanych terminów – tylko prosta rozmowa oparta na moim 12-letnim doświadczeniu. Zaczynamy!

1. Co to jest elektroniczny transformator napięcia?

Prostymi słowami, elektroniczny transformator napięcia (EVT) to nowoczesne urządzenie, które wykorzystuje technologię elektroniczną do pomiaru sygnałów wysokiego napięcia.

W przeciwieństwie do tradycyjnych transformatorów elektromagnetycznych, które polegają na rdzeniach i cewkach do wykrywania napięcia, EVT używa rezystywnych lub kondensacyjnych dzielników napięcia, a nawet zasad optycznych, aby uchwycić sygnały napięcia. Następnie wbudowane elementy elektroniczne przekształcają sygnał analogowy w cyfrowy.

2. Dlaczego cyfrowe stacje potrzebują go?
2.1 Mówi “cyfrowo” naturalnie – idealne dla inteligentnych systemów

Tradycyjne VT generują sygnały analogowe, które muszą być przekonwertowane na cyfrowe, zanim mogą być używane przez relays ochronne lub systemy monitorowania. EVT natomiast bezpośrednio generuje dane cyfrowe, eliminując ten dodatkowy krok. To poprawia zarówno dokładność danych, jak i szybkość transmisji.

Wyobraź sobie zmianę z telefonu stacjonarnego na aplikację do wideorozmów – wyraźniej, szybciej i łatwiej do zarządzania.

2.2 Bez nasycenia, bez strachu przed harmonikami

Tradycyjne VT mogą łatwo wpadać w stan nasycenia magnetycznego podczas awarii lub w warunkach bogatych w harmoniki, co powoduje błędy pomiarowe lub nawet fałszywe wyzwolenia. Ponieważ EVT nie ma rdzenia żelaznego, w ogóle nie ulega nasyceniu – co sprawia, że są idealne dla skomplikowanych środowisk z częstymi harmonikami lub prądami awaryjnymi.

2.3 Kompaktowy design – idealny dla GIS

Systemy GIS skupiają się na oszczędzaniu miejsca. Ponieważ EVT nie mają grubej rdzeni i cewek, są znacznie mniejsze i lżejsze niż tradycyjne VT. Dzięki temu świetnie nadają się do ciasnych instalacji GIS.

3. Praktyczne zastosowanie w systemach GIS 220 kV

W ciągu ostatnich kilku lat nasza firma pracowała nad kilkoma projektami cyfrowych stacji 220 kV, a prawie wszystkie z nich korzystały z elektronicznych transformatorów napięcia. Połączone z jednostkami scalającymi (MUs) i inteligentnymi terminalami, wydajność systemu była bardzo solidna.

Oto jeden przykład: pracowaliśmy na miejskiej stacji, gdzie miejsce było bardzo ograniczone, ale wymagano wysokiej precyzji pomiarów i szybkiego reagowania ochrony. Wybraliśmy kapacytorny EVT z interfejsem światłowodowym. Nie tylko zaoszczędził miejsce, ale także osiągnął odpowiedź na dane w milisekundach, a działania ochronne były bardzo szybkie.

4. Uwagi dotyczące praktycznego zastosowania

Pomimo wielu zalet, istnieją pewne punkty, na które należy zwrócić uwagę podczas rzeczywistego użytkowania:

4.1 Wrażliwość na zasilanie i temperaturę

Ponieważ EVT zawierają komponenty elektroniczne, są wrażliwe na zmiany temperatury i stabilność zasilania. W obszarach o ekstremalnych wahaniach temperatury lub dużej wilgotności lepiej wybrać modele z funkcjami grzewczymi i odwilżającymi.

4.2 Niezawodność jednostki scalającej (MU) jest ważna

EVT zazwyczaj współpracują z jednostkami scalającymi. Jeśli MU ulegnie awarii, cały system przestaje działać. Dlatego w większości naszych projektów używamy podwójnej redundancji MUs, aby zapewnić niezawodność systemu.

4.3 Kalibracja wymaga specjalnych narzędzi

Tradycyjne testerzy błędów mogą nie działać dobrze z EVT, ponieważ generują one sygnały cyfrowe. Będziesz potrzebować specjalnych narzędzi do kalibracji, takich jak cyfrowe źródła standardowe lub analizatory sieciowe.

5. Końcowe uwagi

Jako ktoś, kto spędził ponad dekadę w tym dziedzinie, oto moje zdanie:

“Elektroniczne transformatory napięcia to nie jakaś przyszła technologia – są już tutaj, a ich dojrzałość wzrasta każdego dnia.”

Szczególnie w kontekście cyfrowych stacji i inteligentnych sieci, ich zalety są oczywiste. O ile wybierzesz odpowiedni model, prawidłowo go zainstalujesz i regularnie utrzymujesz, EVT mogą z pewnością radzić sobie z pomiarami i zadaniem ochrony w systemach GIS 220 kV.

Jeśli pracujesz nad projektami cyfrowych stacji lub jesteś po prostu ciekawy elektronicznych transformatorów napięcia, chętnie podzielę się większym doświadczeniem i praktycznymi wskazówkami.

Mam nadzieję, że każdy elektroniczny transformator napięcia będzie działał gładko i bezpiecznie, pomagając budować inteligentniejsze i bardziej efektywne stacje!

— Echo