Διαφορική Προστασία ενός Μετατροπέα

Διαφορική Προστασία Μετατροπέα

Οι μετατροπείς είναι μεταξύ των βασικών συστατικών στα συστήματα ενέργειας. Ως στατικά, πλήρως κλειστά και συνήθως βυθισμένα σε λάδι συστήματα, τα προβλήματα σε αυτούς είναι σχετικά σπάνια. Ωστόσο, ακόμη και ένα σπάνιο πρόβλημα μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις για έναν μετατροπέα ενέργειας. Έτσι, η προστασία των μετατροπέων ενέργειας από δυνητικά προβλήματα είναι εξαιρετικά σημαντική.

Τα προβλήματα στους μετατροπείς κατατάσσονται κυρίως σε δύο τύπους: εξωτερικά προβλήματα και εσωτερικά προβλήματα. Τα εξωτερικά προβλήματα εξαλείφονται γρήγορα από το σύστημα ρελέ απέξω του μετατροπέα για να αποτραπεί οποιαδήποτε ζημία στον μετατροπέα από τέτοια προβλήματα. Για τα εσωτερικά προβλήματα σε αυτόν τον τύπο μετατροπέα, χρησιμοποιείται ένα σύστημα διαφορικής προστασίας.

Τα συστήματα διαφορικής προστασίας χρησιμοποιούνται κυρίως για την προστασία από φάση-σε-φάση και φάση-σε-γη προβλήματα. Η διαφορική προστασία για μετατροπείς ενέργειας βασίζεται στην αρχή της κυκλοφορίας του Merz-Prize. Αυτή η προστασία εφαρμόζεται συνήθως σε μετατροπείς με ισχύ άνω των 2 MVA.

Σύνδεση για Διαφορική Προστασία Μετατροπέα

Οι μετατροπείς ενέργειας είναι συνδεδεμένοι με το σύστημα αστεριού σε μία πλευρά και με το σύστημα δελτίου στην άλλη. Οι μετατροπείς ρεύματος (CTs) στην πλευρά του συστήματος αστεριού είναι συνδεδεμένοι με το σύστημα δελτίου, ενώ εκείνοι στην πλευρά του συστήματος δελτίου είναι συνδεδεμένοι με το σύστημα αστεριού. Τα ουδέτερα τόσο της σύνδεσης αστεριού των μετατροπέων ρεύματος όσο και της σύνδεσης αστεριού του μετατροπέα ενέργειας είναι συνδεδεμένα με τη γη.

Ένας περιοριστικός κύκλος είναι συνδεδεμένος μεταξύ των δευτερευούσων στροφών των μετατροπέων ρεύματος. Αυτός ο περιοριστικός κύκλος ρυθμίζει την ευαισθησία του συστήματος. Ο λειτουργικός κύκλος είναι τοποθετημένος μεταξύ του σημείου ανάγνωσης του περιοριστικού κύκλου και του σημείου αστεριού των δευτερευούσων στροφών των μετατροπέων ρεύματος.

Λειτουργία του Συστήματος Διαφορικής Προστασίας

Κατά τις φυσιολογικές συνθήκες, ο λειτουργικός κύκλος δεν μεταφέρει ρεύμα, καθώς τα ρεύματα στις δύο πλευρές του μετατροπέα ενέργειας είναι ισορροπημένα. Ωστόσο, όταν συμβαίνει εσωτερικό πρόβλημα στις στροφές του μετατροπέα ενέργειας, αυτή η ισορροπία διαταράσσεται. Συνεπώς, οι λειτουργικοί κύκλοι του διαφορικού ρελέ μεταφέρουν ρεύμα που αντιστοιχεί στη διαφορά των ρευμάτων μεταξύ των δύο πλευρών του μετατροπέα. Αποτέλεσμα αυτού είναι η ενεργοποίηση των κύριων στοιχείων αποσύνδεσης σε και τις δύο πλευρές του μετατροπέα ενέργειας.

Προβλήματα με το Σύστημα Διαφορικής Προστασίας

Όταν ενεργοποιείται ένας μετατροπέας, ένα προσωρινό ρεύμα μαγνητοποίησης διαρρέει μέσα του. Αυτό το ρεύμα μπορεί να φτάσει το 10 φορές το ρεύμα πλήρους φόρτου και μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Αυτό το ρεύμα μαγνητοποίησης διαρρέει στην πρωτογενή στροφή του μετατροπέα ενέργειας, προκαλώντας διαφορά στην έξοδο των μετατροπέων ρεύματος. Αυτό, στη συνέχεια, μπορεί να προκαλέσει την λανθασμένη λειτουργία της διαφορικής προστασίας του μετατροπέα.

Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, ένα σφήνιο είναι τοποθετημένο πάνω από τον κύκλο του ρελέ. Αυτά τα σφήνια είναι τύπου χρονικού περιορισμού με αντίστροφη χαρακτηριστική και δεν λειτουργούν κατά τη σύντομη διάρκεια της πληθώρας. Όταν συμβαίνει ένα πρόβλημα, τα σφήνια ξεσπάνε, επιτρέποντας το ρεύμα του προβλήματος να διαρρέει μέσα των κύκλων του ρελέ και να ενεργοποιήσει το σύστημα προστασίας. Αυτό το πρόβλημα μπορεί επίσης να αντιμετωπιστεί με τη χρήση ενός ρελέ με αντίστροφη και συγκεκριμένη ελάχιστη χαρακτηριστική αντί για ένα ρελέ τύπου άμεσης ενεργοποίησης.