Substasyondakı ikinci təchizatın röley qoruyucu şəbəkəsində gizli xətaların avtomatik aşkarlanma metodunun araşdırılması

I. Giriş

Elektrik istasyonlarındaki röle koruma devresinin ikincil döngüsünün anormal çalışma durumu genel enerji sistemine önemli bir etkiye sahiptir. Bir yandan, röle koruma devresinin ikincil döngüsü enerji sisteminin kritik bir bileşenidir ve ana işlevi enerji sisteminin istikrarlı çalışmasını sağlamaktır. İkincil döngünün çalışma durumu anormal olduğunda, bu durum enerji sisteminin istikrarını azaltabilir ve arızaların olasılığını artırabilir.

Ayrıca, röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki anormallik, koruma cihazının yanlış çalışmasına veya çalışmamasına neden olabilir, böylece enerji sisteminin güvenliği tehdit altına girer. Örneğin, bir hatta kısa devre arızası meydana geldiğinde, röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki anormal durum, koruma cihazının hatayı zamanında kesmesini engelleyebilir, bu da daha ciddi sonuçlara, tıpkı ekipman hasarları ve yangınlar gibi, yol açabilir. Bu nedenle, devredeki gizli arızaların etkili bir şekilde tespiti son derece önemlidir.

Xia Tongzhao ve diğerleri, çok parametreli bilgiye dayalı olarak elektrik istasyonlarındaki röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki gizli arızaları tespit etme yöntemini önerdiler. Çoklu parametre bilgilerinin toplanmasıyla, röle koruma devresinin ikincil döngüsünün çalışma durumu kapsamlı bir şekilde analiz edilir, bu da gizli arızaların daha doğru bir şekilde tespit edilmesini, arıza tespitinin doğruluğunu ve güvenilirliğini artırmayı sağlar ve potansiyel güvenlik tehlikelerinin zamanında belirlenmesine ve çözülmesine yardımcı olur. Ancak, bu yöntem veri işleme karmaşıklığını ve hesaplama miktarını belirli bir ölçüde artırır.

Yang Yuhan, PLC teknolojisine dayalı olarak elektrik istasyonlarındaki röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki arızaları tespit etme yöntemini önerdi. PLC teknolojisinin esnek programlama, yüksek güvenilirlik ve güçlü genişletilebilirliği avantajlarından yararlanarak, arıza tespitinin otomasyon düzeyini ve akıllılığını artırır ve ikincil döngünün çalışma durumunu gerçek zamanlı olarak izleyebilir, bu da enerji sisteminin güvenliği ve istikrarını iyileştirmede iyi bir uygulama etkisi gösterir. Ancak, gerçek uygulama aşamasında, PLC teknolojisi uygun donanım ve yazılım desteği gerektirir, bu da enerji sisteminin maliyetini ve karmaşıklığını artırır.

Yukarıda belirtildiği gibi, bu makale, elektrik istasyonlarındaki ikincil ekipmanların röle koruma devresindeki gizli arızaların otomatik tespit yöntemini incelemeyi ve karşılaştırmalı test ortamında tasarlanan tespit yönteminin performansını analiz etmeyi ve doğrulamayı önermektedir.

II. Röle Koruma Devresinin İkincil Döngüsündeki Gizli Arızalar için Otomatik Tespit Şemasının Tasarımı
2.1 Röle Koruma Devresinin İkincil Döngüsünün Arıza İlişkilendirme Alanının Analizi

Röle koruma devresinin ikincil döngüsünün durum sorunlarıyla ilgilenirken, farklı bileşenler arasındaki ilişkiler [3] nedeniyle, gizli arızalar olduğunda, karşılık gelen makroskopik belirtiler spesifik arıza konumuna sınırlı değildir. Bu bağlamda, bu makale ilk olarak röle koruma devresinin ikincil döngüsünün arıza ilişkilendirme alanını analiz eder [4]. Uygun bir fonksiyon kurularak, orijinal arıza tespit problemi hedef fonksiyonun en iyi uygunluk fonksiyonu hesaplama problemine dönüştürülür. Bu şekilde, röle koruma devresinin ikincil döngüsünün gerçek çalışma bilgilerine göre, ikincil döngünün durumu değerlendirilebilir.

Röle koruma devresinin ikincil döngüsünün spesifik arıza ilişkilendirme alanı için, bu makale, röle koruma devresinin ikincil döngüsünün gerçek çalışma bilgileri ile beklenen değer arasındaki benzerliği ölçüm standardı olarak alır. Devre içindeki toplam akımı hesaplamak için, devre içindeki tüm şubelerin akımlarının toplanması gerekebilir ve bu durumda, toplamın üst ve alt sınırları şube akımlarının sayısına karşılık gelir. Yukarıdaki yöntemle, röle koruma devresinin ikincil döngüsünün arıza ilişkilendirme alanı analizi gerçekleştirilir, bu da gizli arızaların sonraki tespiti için uygulama temeli sağlar.

2.2 Röle Koruma Devresinin İkincil Döngüsündeki Gizli Arızaların Tespiti

Tab.1 Farklı derecelerdeki devre arızası kriterlerinin karakteristik değer akım değerlerinin çıktı sonuçlarının karşılaştırma tablosu

I. Test Sonuçlarının Analizi

Tablo 1'de gösterilen test sonuçlarından görülebileceği gibi, üç farklı tespit yöntemi arasında, Literatür [1]'de önerilen çok-parametreli bilgilere dayalı röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki gizli arızaların tespiti yöntemi, daha yüksek dereceli arıza durumlarının tespitinde daha iyi performans göstermektedir. Ölçüm devresinin kapsamlı hata derecesi %10.0'dan düşük olduğunda, devre arızası kriterinin karakteristik değerin çıktı sonucu belirgin şekilde daha düşük olur, bu da gerçek arıza belirlemesi için belirli eksiklikler taşır.

Literatür [2]'de önerilen PLC teknolojisine dayalı röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki arızaların tespiti yöntemi için, genel devre arızası kriterinin karakteristik değerlerinin çıktı sonuçları göreceli olarak kararlıdır, ancak genel değerlerde iyileştirme yapma alanları vardır.

Bunun aksine, bu makalede tasarlanan tespit yöntemi altında, devre arızası kriterinin karakteristik değerlerinin çıktı sonuçları her zaman 0.12 A'nın üzerinde olup, maksimum değeri 0.22 A'yı aşmaktadır, bu da ikincil ekipmanın röle koruma devresindeki gizli arıza durumunu etkili bir şekilde yansıtmaktadır. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, istikrarlılık ve uyumluluk açısından göreceli olarak açık avantajları bulunmaktadır.

Tasarlanan tespit yönteminin performansını analiz etmek için, PSCAD/EMTDC'de bir elektrik istasyonundaki ikincil ekipmanın röle koruma devresi modeli oluşturuldu. Spesifik kurulum aşamasında, gerçek koruma tipi, elektriksel bileşen modeli ve çalışma parametre yapılandırması tamamen göz önünde bulunduruldu.

II. Uygulama Testleri
2.1 Test Hazırlığı

Tipik bir güç hatına dayanarak, mesafe koruması yapılandırıldı ve ikincil ekipmanın röle koruma devresi olarak kullanıldı. Spesifik çalışma parametre yapılandırması açısından, impedans aralığı hat impedansının %80 - %120'ye ayarlandı; gecikme süresi 0.1 saniye, çalışma süresi 0.02 saniye olarak belirlendi; çalışma karakteristiği, koruma aralığı içinde bir arıza olduğunda güvenilir işlemesi ve koruma aralığı dışında bir arıza olduğunda güvenilir işlememesi için dörtgen karakteristiki benimsendi; gerilim, nominal gerilimin %80'inden düşük olduğunda, koruma bloke edildi, bu da çok düşük gerilimde yanlış işlemeyi önler. CT'nin dönüşüm oranı 1000:1 idi ve nominal akım 1.0 A olarak ayarlandı. PT'nin dönüşüm oranı 10000:1 idi ve nominal gerilim 100 kV olarak ayarlandı. Filtre yapılandırması açısından, düşük geçiren filtre kullanıldı ve kesme frekansı 500 Hz olarak ayarlandı, bu da yüksek frekanslı gürültünün korumaya olan etkisini azaltmak için yapıldı.

2.2 Test Şeması

Yukarıda belirtilen test ortamına dayanarak, Literatür [1]'de önerilen çok-parametreli bilgilere dayalı röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki gizli arızaların tespiti yöntemi ve Literatür [2]'de önerilen PLC teknolojisine dayalı röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki arızaların tespiti yöntemi, test için kontrol grupları olarak alındı. Üç farklı yöntemin tespit sonuçları aynı çalışma koşullarında test edildi.

Spesifik test çalışma koşulları için, CT'nin bulunduğu şubenin akım ölçüm devresi arıza konumu olarak ayarlandı ve CT'nin bulunduğu şubenin ölçüm devresinin kapsamlı hata dereceleri sırasıyla -15%, -10%, -5%, +5%, +10% ve +15%'ti. Buna dayanarak, farklı tespit yöntemlerinin çıktısı olan arıza akım ölçüm devresi şubesinin arıza kriterinin karakteristik değer dağılımı ayrı ayrı istatistiksel olarak derlendi.

2.3 Test Sonuçları ve Analiz

Farklı tespit yöntemleri altında, farklı derecelerdeki devre arızası kriterinin karakteristik değer akım değerlerinin çıktı sonuçları ayrı ayrı istatistiksel olarak derlendi ve spesifik veri sonuçları Tablo 1'de gösterilmiştir.

III. Sonuç

Röle koruma devresinin ikincil döngüsündeki anormallik, enerji sistemindeki enerji kaybının artmasının en doğrudan faktörlerinden biridir. İkincil döngüdeki akım veya gerilim transformatörü başarısız olduğunda, ölçüm hatalarına neden olur, bu da elektrik faturası hesabının doğruluğunu etkiler.

Bu makale, elektrik istasyonlarındaki ikincil ekipmanların röle koruma devresindeki gizli arızaların otomatik tespit yöntemini incelemeyi önermektedir, bu yöntem, farklı derecelerdeki ikincil döngülerin hassas tespitini etkili bir şekilde gerçekleştirir ve iyi bir pratik uygulama değeri taşır. Bu makaledeki ikincil ekipmanların röle koruma devresi için arıza tespit yönteminin araştırılması ve tasarlanması, elektrik istasyonlarının gerçek güvenlik yönetimi için değerli bir referans sağlamayı amaçlamaktadır.

2.1 bölümünde oluşturulan röle koruma devresinin ikincil döngüsünün arıza ilişkilendirme alanının uygunluk fonksiyonu ile, spesifik arıza tespit sürecinde, bu makale uygunluk fonksiyonunun optimal değerini son tanıma sonucu olarak çözer. Yukarıdaki yönteme göre, ikincil ekipmanın röle koruma devresindeki gizli arızaların tespiti ve analizi gerçekleştirilir.