Penyelidikan tentang Kaedah Pengesanan Automatik Cacat Tertentu dalam Litar Perlindungan Rangkaian Peralatan Sekunder di Substesen

I. Pengenalan

Status operasi yang tidak normal pada litar sekunder perlindungan relai di sebuah stesen pengubah tenaga mempunyai impak yang signifikan terhadap sistem tenaga secara keseluruhan. Di satu sisi, litar sekunder perlindungan relai adalah komponen penting dalam sistem tenaga, dan fungsinya utama adalah untuk memastikan operasi stabil sistem tenaga. Apabila status operasi litar sekunder menjadi tidak normal, ia mungkin menyebabkan penurunan kestabilan sistem tenaga dan meningkatkan kemungkinan kegagalan.

Selain itu, litar sekunder perlindungan relai yang tidak normal mungkin menyebabkan peranti perlindungan berfungsi tidak betul atau gagal beroperasi, dengan demikian mengancam keselamatan sistem tenaga. Sebagai contoh, apabila terjadi kegagalan pendek pada laluan, jika litar sekunder perlindungan relai yang tidak normal mencegah peranti perlindungan memutuskan laluan yang bermasalah dengan segera, ia mungkin menyebabkan konsekuensi yang lebih serius, seperti kerosakan peralatan dan kebakaran. Oleh itu, sangat perlu untuk mendeteksi cacat tersembunyi dalam litar secara efektif.

Xia Tongzhao et al. mencadangkan kaedah untuk mendeteksi cacat tersembunyi dalam litar sekunder perlindungan relai stesen pengubah tenaga berdasarkan maklumat multi-parameter. Dengan mengumpul maklumat dari beberapa parameter, analisis menyeluruh tentang status operasi litar sekunder perlindungan relai dilakukan, yang boleh mendeteksi cacat tersembunyi dengan lebih tepat, meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan deteksi kegagalan, dan membantu mengenal pasti serta menyelesaikan ancaman keselamatan yang berpotensi. Walau bagaimanapun, kaedah ini meningkatkan kerumitan dan jumlah pengendalian data hingga suatu tahap tertentu.

Yang Yuhan mencadangkan kaedah untuk mendeteksi kegagalan dalam litar sekunder perlindungan relai stesen pengubah tenaga berdasarkan teknologi PLC. Dengan memanfaatkan pemrograman fleksibel, kebolehpercayaan tinggi, dan skala yang kuat dari teknologi PLC, ia meningkatkan tahap otomatisasi dan kecerdasan deteksi kegagalan, dan boleh memantau status operasi litar sekunder secara real-time, yang mempunyai hasil aplikasi yang baik dalam meningkatkan keselamatan dan kestabilan sistem tenaga. Walau bagaimanapun, pada tahap aplikasi sebenar, teknologi PLC memerlukan sokongan perisian dan perkakasan yang sesuai, yang akan meningkatkan kos dan kerumitan sistem tenaga.

Berdasarkan yang di atas, makalah ini mencadangkan kajian tentang kaedah deteksi automatik cacat tersembunyi dalam litar perlindungan relai peralatan sekunder di stesen pengubah tenaga, dan menganalisis serta mengesahkan prestasi kaedah deteksi yang direka dalam persekitaran ujian perbandingan.

II. Reka Bentuk Skim Deteksi Automatik Cacat Tersembunyi dalam Litar Sekunder Perlindungan Relai
2.1 Analisis Domain Perkaitan Kegagalan Litar Sekunder Perlindungan Relai

Dalam proses menangani isu-isu status litar sekunder perlindungan relai, disebabkan oleh hubungan antara komponen-komponen yang berbeza [3]. Oleh itu, apabila ada cacat tersembunyi, manifestasi makroskopik yang bersesuaian tidak terbatas kepada lokasi kegagalan tertentu. Dalam hal ini, makalah ini pertama kali menganalisis domain perkaitan kegagalan litar sekunder perlindungan relai [4]. Dengan menubuhkan fungsi yang sesuai, masalah deteksi kegagalan asal ditukar menjadi masalah pengiraan fungsi fitness objektif yang optimum. Dengan cara ini, berdasarkan maklumat operasi sebenar litar sekunder perlindungan relai, status litar sekunder boleh dinilai.

Untuk domain perkaitan kegagalan litar sekunder perlindungan relai yang spesifik, makalah ini mengambil kesamaan antara maklumat operasi sebenar litar sekunder perlindungan relai dan nilai yang diharapkan sebagai piawai pengukuran. Semasa mengira arus total dalam litar, mungkin diperlukan untuk menambah arus semua cabang dalam litar, dan pada masa itu, had atas dan bawah bagi penjumlahan tersebut berkorespondensi dengan bilangan arus cabang. Berdasarkan kaedah di atas, analisis domain perkaitan kegagalan litar sekunder perlindungan relai dapat dilaksanakan, memberikan asas pelaksanaan untuk deteksi cacat tersembunyi yang seterusnya.

2.2 Deteksi Cacat Tersembunyi dalam Litar Sekunder Perlindungan Relai

Jad.1 Jadual perbandingan hasil output nilai arus ciri kriteria kegagalan litar yang berbeza

I. Analisis Keputusan Ujian

Seperti yang dapat dilihat dari keputusan ujian yang ditunjukkan dalam Jadual 1, di antara tiga kaedah deteksi yang berbeza, kaedah untuk mendeteksi cacat tersembunyi dalam litar sekunder perlindungan relai stesen pengubah tenaga berdasarkan maklumat multi-parameter yang dicadangkan dalam Rujukan [1] memperoleh prestasi yang lebih baik dalam mendeteksi keadaan kegagalan yang lebih tinggi. Apabila darjah ralat gabungan litar pengukuran kurang dari 10.0%, hasil output ciri kriteria kegagalan litar secara signifikan lebih rendah, yang mempunyai kekurangan tertentu untuk penentuan kegagalan sebenar.

Untuk kaedah mendeteksi kegagalan dalam litar sekunder perlindungan relai stesen pengubah tenaga berdasarkan teknologi PLC yang dicadangkan dalam Rujukan [2], hasil output ciri kriteria kegagalan litar secara umum adalah lebih stabil, tetapi masih ada ruang untuk peningkatan dalam nilai-nilai secara keseluruhan.

Sebaliknya, di bawah kaedah deteksi yang direka dalam makalah ini, hasil output ciri kriteria kegagalan litar sentiasa melebihi 0.12 A, dan nilai maksimum melebihi 0.22 A, yang dapat secara efektif mencerminkan keadaan cacat tersembunyi litar perlindungan relai peralatan sekunder. Berbanding dengan kumpulan kawalan, ia menunjukkan kelebihan yang agak jelas dari segi kestabilan dan adaptabiliti.

Semasa menganalisis prestasi kaedah deteksi yang direka, model litar perlindungan relai peralatan sekunder di stesen pengubah tenaga dibina dalam PSCAD/EMTDC. Pada tahap penyiapan yang spesifik, jenis perlindungan sebenar, model komponen elektrik, dan konfigurasi parameter operasi dipertimbangkan sepenuhnya.

II. Ujian Aplikasi
2.1 Persediaan Ujian

Berdasarkan laluan transmisi yang tipikal, perlindungan jarak dikonfigurasikan dan digunakan sebagai litar perlindungan relai peralatan sekunder. Dari segi konfigurasi parameter operasi yang spesifik, julat impedans ditetapkan pada 80% - 120% impedans laluan; masa lewat adalah 0.1 s, dan masa operasi adalah 0.02 s; ciri operasi mengadaptasi ciri segi empat untuk memastikan operasi yang dapat diandalkan apabila kegagalan berlaku dalam julat perlindungan dan operasi yang tidak berlaku apabila kegagalan berlaku di luar julat perlindungan; apabila voltan lebih rendah daripada 80% voltan nominal, perlindungan diblokir untuk mencegah operasi yang salah pada voltan yang terlalu rendah. Nisbah transformasi CT adalah 1000:1, dan arus nominal ditetapkan pada 1.0 A. Nisbah transformasi PT adalah 10000:1, dan voltan nominal ditetapkan pada 100 kV. Dari segi konfigurasi penapis, penapis lepas rendah digunakan, dan frekuensi putus ditetapkan pada 500 Hz untuk mengurangkan kesan bunyi frekuensi tinggi terhadap perlindungan.

2.2 Skim Ujian

Berdasarkan persekitaran ujian yang disebutkan di atas, kaedah untuk mendeteksi cacat tersembunyi dalam litar sekunder perlindungan relai stesen pengubah tenaga berdasarkan maklumat multi-parameter yang dicadangkan dalam Rujukan [1] dan kaedah untuk mendeteksi kegagalan dalam litar sekunder perlindungan relai stesen pengubah tenaga berdasarkan teknologi PLC yang dicadangkan dalam Rujukan [2] diambil sebagai kumpulan kawalan untuk ujian. Hasil deteksi tiga kaedah yang berbeza diuji di bawah keadaan kerja yang sama.

Untuk keadaan kerja ujian yang spesifik, litar pengukuran arus cabang di mana CT terletak ditetapkan sebagai lokasi kegagalan, dan darjah ralat gabungan litar pengukuran cabang di mana CT terletak adalah -15%, -10%, -5%, +5%, +10%, dan +15% masing-masing. Berdasarkan ini, taburan nilai ciri kriteria kegagalan litar pengukuran arus cabang yang dihasilkan oleh kaedah deteksi yang berbeza dihitung masing-masing.

2.3 Keputusan dan Analisis Ujian

Hasil output nilai arus ciri kriteria kegagalan litar yang berbeza di bawah kaedah deteksi yang berbeza dihitung masing-masing, dan data hasil spesifik ditunjukkan dalam Jadual 1.

III. Kesimpulan

Ketidaknormalan litar sekunder perlindungan relai adalah salah satu faktor paling langsung yang menyebabkan peningkatan kehilangan tenaga dalam sistem tenaga. Apabila transformator arus atau transformator voltan dalam litar sekunder gagal, ia akan menyebabkan ralat pengukuran, dengan demikian mempengaruhi ketepatan penyelesaian bil tenaga.

Makalah ini mencadangkan kajian tentang kaedah deteksi automatik cacat tersembunyi dalam litar perlindungan relai peralatan sekunder di stesen pengubah tenaga, yang secara efektif mewujudkan deteksi tepat litar sekunder dengan tahap yang berbeza dan mempunyai nilai aplikasi praktikal yang baik. Melalui penyelidikan dan reka bentuk kaedah deteksi kegagalan litar perlindungan relai peralatan sekunder dalam makalah ini, diharapkan untuk memberikan rujukan bernilai untuk pengurusan keselamatan sebenar stesen pengubah tenaga.

Bersama dengan fungsi fitness domain perkaitan kegagalan litar sekunder perlindungan relai yang dibina dalam bahagian 2.1, dalam proses deteksi kegagalan yang spesifik, makalah ini menyelesaikan nilai optimum fungsi fitness sebagai hasil identifikasi akhir. Berdasarkan kaedah di atas, deteksi dan analisis cacat tersembunyi dalam litar perlindungan relai peralatan sekunder telah dilaksanakan.