Pētījums par automātiskas detektēšanas metodi slēptajiem defektiem pārveduma ierīču aizsardzības shēmā elektrostacijās

I. Ievads

Elektrostacijas relēa aizsardzības otrās šķiras elektrosistēmas neregulāra darbība būtiski ietekmē veselu enerģijas sistēmu. No vienas puses, relēa aizsardzības otrā šķira ir svarīga elektrosistēmas sastāvdaļa, un tās galvenā funkcija ir nodrošināt elektrosistēmas stabilitāti. Ja otrās šķiras darbība kļūst neregulāra, tas var novest pie stabilitātes samazināšanās un palielināt bojājumu varbūtību.

Turklāt, ja relēa aizsardzības otrā šķira darbojas neregulāri, tā var izraisīt aizsardzības ierīču nekorektu darbību vai nepilnīgu funkcionēšanu, kas apdraud elektrosistēmas drošību. Piemēram, ja līnijā notiek īslaides defekts, un neregulāra otrā šķira neļauj aizsardzības ierīcei laikus atsekt defektēto līniju, tas var radīt vēl smagākas sekas, piemēram, iekārtu bojājumu un ugunsgrēku. Tāpēc ir ļoti svarīgi efektīvi detektēt slēptos defektus šķirā.

Xia Tongzhao un citi piedāvāja metodi elektrostacijas relēa aizsardzības otrās šķiras slēpto defektu detektēšanai, balstoties uz daudzu parametru informāciju. Samazinot daudzu parametru informāciju, tiek veikta visaptveroša analīze relēa aizsardzības otrās šķiras darbības statusam, kas ļauj precīzāk detektēt slēptos defektus, uzlabot defektu detektēšanas precizitāti un uzticamību, un palīdz laikus identificēt un atrisināt potenciālas drošības problēmas. Tomēr šī metode noteiktu mērā palielina datu apstrādes sarežģītību un aprēķinu daudzumu.

Yang Yuhan piedāvāja metodi elektrostacijas relēa aizsardzības otrās šķiras defektu detektēšanai, balstoties uz PLC tehnoloģiju. Izmantojot PLC tehnoloģijas elastīgo programmatūru, augsto uzticamību un lielo mērogojamību, tā uzlabo defektu detektēšanas automatizācijas līmeni un intelektualitāti, un var reāllaikā monitorēt otrās šķiras darbības statusu, kas labi ietekmē elektrosistēmas drošību un stabilitāti. Tomēr praksē PLC tehnoloģijas izmantošana prasa atbilstošu hardvera un programmatūras atbalstu, kas palielinās enerģijas sistēmas izmaksas un sarežģītību.

Balstoties uz minēto, šajā rakstā tiek piedāvāta pētījuma metode automātiskai detektēšanai slēptiem defektiem elektrostacijas relēa aizsardzības otrās šķiras ierīcēs, un tiek analizēta un pārbaudīta izstrādātās detektēšanas metodes veiktspēja salīdzinošā testa vidē.

II. Automātiskās detektēšanas shēmas dizains slēptiem defektiem relēa aizsardzības otrās šķirā
2.1 Relēa aizsardzības otrās šķiras defektu saistības jomas analīze

Relēa aizsardzības otrās šķiras statusa problēmu risināšanas procesā, tā kā dažādu komponentu starpā pastāv savstarpējas saites [3], tad, kad rodas slēpti defekti, atbilstošie makroskopiskie pazīmes nav ierobežotas konkrētajā defekta atrašanās vietā. Šajā ziņā šajā rakstā pirmkārt analizēta relēa aizsardzības otrās šķiras defektu saistības joma [4]. Uzveidojot atbilstošu funkciju, sākotnējā defektu detektēšanas problēma tiek pārveidota par objektīvās funkcijas optimālās adaptācijas funkcijas aprēķināšanas problēmu. Tādējādi, balstoties uz relēa aizsardzības otrās šķiras faktiskajām darbības informācijām, var novērtēt otrās šķiras statusu.

Attiecībā uz konkrēto relēa aizsardzības otrās šķiras defektu saistības jomu, šajā rakstā kā mērīšanas standartu tiek izmantota relēa aizsardzības otrās šķiras faktiskās darbības informācijas līdzība ar gaidāmo vērtību. Aprēķinot kopējo strāvu šķirā, iespējams, būs jāsaskaita visas šķiras šūnas strāvas, un šajā gadījumā saskaitījuma apakš- un augšējā robeža atbilst šūnu strāvu skaitam. Saskaņā ar minēto metodi tiek realizēta relēa aizsardzības otrās šķiras defektu saistības jomas analīze, nodrošinot realisācijas pamatu turpmākai slēpto defektu detektēšanai.

2.2 Slēpto defektu detektēšana relēa aizsardzības otrās šķirā

Tab.1 Salīdzinājuma tabula dažādu grādojumu šķiras defekta kritēriju raksturlieluma strāvas vērtībām

I. Testa rezultātu analīze

Kā redzams no Tabulā 1 parādītajiem testa rezultātiem, trīs dažādās detektēšanas metodēs Literatūrā [1] piedāvātā metode slēpto defektu detektēšanai relēa aizsardzības otrās šķirā, balstoties uz daudzu parametru informāciju, labāk atgriež augstāka grāda defekta stāvokļus. Kad mērīšanas šķiras kopējais kļūdas pakāpe ir mazāka par 10.0%, šķiras defekta kritērija raksturlieluma iznākums ir būtiski zemāks, kas rada noteiktas trūkumus faktiskajai defekta identifikācijai.

Literatūrā [2] piedāvātajā metodē defektu detektēšanai relēa aizsardzības otrās šķirā, balstoties uz PLC tehnoloģiju, šķiras defekta kritērija raksturlielumu iznākumi ir relatīvi stabili, bet kopējie vērtības varētu tikt uzlabotas.

Salīdzinājumā ar kontrolējošo grupu, šajā rakstā izstrādātajā detektēšanas metodē šķiras defekta kritērija raksturlielumu iznākumi vienmēr pārsniedz 0.12 A, un maksimālā vērtība pārsniedz 0.22 A, kas efektīvi atspoguļo relēa aizsardzības otrās šķiras slēptos defektus. Salīdzinājumā ar kontrolējošo grupu, tā rāda relatīvi acīmredzamus priekšrocības stabilitātes un pielāgojamības ziņā.

Analizējot izstrādātās detektēšanas metodes veiktspēju, PSCAD/EMTDC tika izveidots modelis elektrostacijas relēa aizsardzības otrās šķiras ierīcēm. Konkrētās iestatīšanas posmā tika pilnībā ņemtas vērā faktiskā aizsardzības tips, elektriskās komponentes modelis un darbības parametru konfigurācija.

II. Lietojuma testi
2.1 Testa sagatavošana

Bazējoties uz tipisku pārvades līniju, tika iestatīta attāluma aizsardzība kā relēa aizsardzības otrās šķiras ierīces. Attiecībā uz konkrēto darbības parametru konfigurāciju impedancijas diapazons tika iestatīts līnijas impedances 80% - 120%; aizlemta laiks bija 0.1 s, un darbības laiks bija 0.02 s; darbības raksturojums tika pieņemts kvadrātveida, lai nodrošinātu uzticamu darbību, ja defekts notiek aizsardzības robežās, un uzticamu nedarbību, ja defekts notiek ārpus aizsardzības robežām; ja spriegums ir zemāks par 80% no nominālā sprieguma, aizsardzība tika bloķēta, lai novērstu nepareizu darbību pārāk zemā sprieguma. CT transformācijas attiecība bija 1000:1, un nominālā strāva tika iestatīta 1.0 A. PT transformācijas attiecība bija 10000:1, un nominālais spriegums tika iestatīts 100 kV. Filtra konfigurācijā tika izmantots zema frekvences filtrs, un frekvences robeža tika iestatīta 500 Hz, lai samazinātu augstfrekvenču trokšņa ietekmi uz aizsardzību.

2.2 Testa shēma

Uz minētā testa vides pamata, kā kontrolējošas grupas tika ņemtas Literatūrā [1] piedāvātā metode slēpto defektu detektēšanai relēa aizsardzības otrās šķirā, balstoties uz daudzu parametru informāciju, un Literatūrā [2] piedāvātā metode defektu detektēšanai relēa aizsardzības otrās šķirā, balstoties uz PLC tehnoloģiju. Trīs dažādo metožu detektēšanas rezultāti tika pārbaudīti vienādās darbības apstākļos.

Konkrētos testa darbības apstākļos, CT atrodami šūnas strāvas mērīšanas šķira tika iestatīta kā defekta atrašanās vieta, un šūnas strāvas mērīšanas šķiras kopējā kļūdas pakāpe bija -15%, -10%, -5%, +5%, +10%, un +15%. Pamatojoties uz šo, tika saskaitīta dažādo detektēšanas metožu iznākumu šķiras defekta kritērija raksturlielumu sadalījums.

2.3 Testa rezultāti un analīze

Dažādu grādojumu šķiras defekta kritērija raksturlielumu strāvas vērtību iznākumi tika saskaitīti atsevišķi, un konkrētie datus rezultāti ir parādīti Tabulā 1.

III. Secinājumi

Relēa aizsardzības otrās šķiras neregulārums ir viens no tiešākajiem faktoriem, kas ietekmē enerģijas sistēmas enerģijas zudumu. Ja otrās šķirā notiek strāvas vai sprieguma transformatora defekts, tas var izraisīt mērīšanas kļūdas, kas ietekmē enerģijas rēķina precizitāti.

Šajā rakstā tiek piedāvāta pētījuma metode automātiskai detektēšanai slēptiem defektiem elektrostacijas relēa aizsardzības otrās šķiras ierīcēs, kas efektīvi realizē dažādu grādojumu otrās šķiras precīzu detektēšanu un ir labi praktiski pielāgota. Ar šī raksta relēa aizsardzības otrās šķiras defektu detektēšanas metodes pētījumu un izstrādi, tā var sniegt vērtīgu atsauce faktiskajai elektrostaciju drošības pārvaldībai.

Savienojot ar relēa aizsardzības otrās šķiras defektu saistības jomas adaptācijas funkciju, ko izstrādāja 2.1. daļā, šajā rakstā konkrētā defektu detektēšanas procesā tika atrisināta optimālā adaptācijas funkcijas vērtība kā galīgais identifikācijas rezultāts. Saskaņā ar minēto metodi tika realizēta relēa aizsardzības otrās šķiras ierīču slēpto defektu detektēšana un analīze.