Raziskava avtomatskega načina za zaznavanje skritih napak v sekundarnih relnih zaščitnih vezjih v preobrazovalnicah

I. Uvod

Nenormalno delovanje sekundarnega kruga zaščitnega relaja v preobrazovalni postaji ima značilen vpliv na celotni električni sistem. Na eni strani je sekundarni krog zaščitnega relaja ključni sestavni del električnega sistema, njegova glavna funkcija pa je zagotavljanje stabilnega delovanja električnega sistema. Ko je stanje delovanja sekundarnega kruga nenormalno, to lahko vodi k zmanjšanju stabilnosti električnega sistema in povečanju možnosti pojavljanja napak.

Še več, nenormalni sekundarni krog zaščitnega relaja lahko povzroči nepravilno delovanje ali nezmožnost delovanja zaščitnega naprave, kar ogroža varnost električnega sistema. Na primer, kadar se zgodi kratkoposredni okvar v črtu, in če nenormalni sekundarni krog zaščitnega relaja prepreči, da zaščitna naprava pravočasno odseže okvareni črt, to lahko vodi do še hujših posledic, kot so poškodbe opreme in požar. Zato je zelo nujno učinkovito zaznavati skrite napake v krogu.

Xia Tongzhao et al. predlagajo metodo za zaznavanje skritih napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje, temelječo na večparametričnih informacijah. S zbiranjem informacij o več parametrih se izvede celostna analiza stanja delovanja sekundarnega kroga zaščitnega relaja, kar omogoča bolj natančno zaznavanje skritih napak, izboljša natančnost in zanesljivost zaznavanja napak ter pomaga pri pravočasnem odkrivanju in reševanju potencialnih varnostnih tveganj. Vendar ta metoda do določene mere poveča kompleksnost in obseg računanja obdelave podatkov.

Yang Yuhan je predlagal metodo za zaznavanje napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje, temelječo na tehnologiji PLC. S pomočjo prilagodljivega programiranja, visoke zanesljivosti in močne razširjivosti tehnologije PLC se izboljša stopnja avtomatizacije in inteligenca zaznavanja napak, ter omogoča realnokaratno nadzor stanja delovanja sekundarnega kroga, kar ima dober uporabniški učinek pri izboljšanju varnosti in stabilnosti električnega sistema. Vendar v stvarni fazi uporabe tehnologija PLC zahteva ustrezno hardversko in softversko podporo, kar bo povečalo stroške in kompleksnost električnega sistema.

Na osnovi zgornjega predlagamo študijo o avtomatski metodi zaznavanja skritih napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje in analiziramo ter preverimo zmogljivost oblikovane metode zaznavanja v primerjalnem testnem okolju.

II. Oblikovanje sheme avtomatskega zaznavanja skritih napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja
2.1 Analiza domene povezanosti napak sekundarnega kroga zaščitnega relaja

V procesu obravnavanja statusnih problemov sekundarnega kroga zaščitnega relaja zaradi vzajemnih odnosov med različnimi komponentami [3]. Zato, ko so prisotne skrite napake, ustrezen makroskopski prikaz ni omejen le na specifično lokacijo napake. V tej zvezi ta članek najprej analizira domeno povezanosti napak sekundarnega kroga zaščitnega relaja [4]. S vzpostavitvijo ustreznih funkcij se originalni problem zaznavanja napak pretvori v problem izračuna optimalne prilagođene funkcije ciljne funkcije. Tako se lahko, glede na dejansko operativne informacije sekundarnega kroga zaščitnega relaja, oceni stanje sekundarnega kroga.

Za specifično domeno povezanosti napak sekundarnega kroga zaščitnega relaja ta članek uporablja podobnost med dejanskimi operativnimi informacijami sekundarnega kroga zaščitnega relaja in pričakovanimi vrednostmi kot merilo. Pri izračunu skupnega toka v krogu je morda potrebno sešteti tok vseh vej kroga, in v tem primeru zgornje in spodnje meje seštevanja ustreza številu tokov vej. Po zgornjem postopku je dosežena analiza domene povezanosti napak sekundarnega kroga zaščitnega relaja, kar prinaša osnovo za nadaljnje zaznavanje skritih napak.

2.2 Zaznavanje skritih napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja

Tabela 1. Primerjava rezultatov izhodnih vrednosti karakterističnih vrednosti tokov kriterijev okvar kroga različnih stopnj

I. Analiza rezultatov preskusov

Kot je vidno iz rezultatov preskusov, prikazanih v Tabeli 1, med tremi različnimi metodami zaznavanja, metoda za zaznavanje skritih napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje, temelječa na večparametričnih informacijah, predlagana v literaturi [1], bolje deluje pri zaznavanju okvar višjih stopnj. Ko je celostna stopnja napak merilnega kroga manjša od 10,0 %, je izhodna vrednost karakteristične vrednosti kriterija okvare kroga značilno nižja, kar ima določene pomanjkljivosti za stvarno določanje okvar.

Za metodo za zaznavanje napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje, temelječo na tehnologiji PLC, predlagano v literaturi [2], so izhodne vrednosti karakterističnih vrednosti kriterija celostne okvare kroga relativno stabilne, vendar obstaja prostor za izboljšave v celostnih vrednostih.

Na drugi strani so pri oblikovani metodi zaznavanja v tem članku izhodne vrednosti karakterističnih vrednosti kriterija okvare kroga vedno nad 0,12 A, najvišja vrednost pa presega 0,22 A, kar lahko učinkovito odraža skrito stanje okvare kroga sekundarnih naprav zaščite. V primerjavi s kontrolno skupino kažejo relativno očitne prednosti v smislu stabilnosti in prilagodljivosti.

Pri analizi zmogljivosti oblikovane metode zaznavanja je bil zgrajen model kroga sekundarnih naprav zaščite v PSCAD/EMTDC. Med specifičnim nastavljanjem je bila v celoti upoštevana dejanska vrsta zaščite, model električnih komponent in konfiguracija operativnih parametrov.

II. Preskusne aplikacije
2.1 Priprava preskusov

Na osnovi tipičnega prenosnega črta je bila konfigurirana zaščita na razdalji in uporabljena kot krog sekundarnih naprav zaščite. Glede na specifično konfiguracijo operativnih parametrov je bila območje impedancije nastavljena na 80% - 120% impedancije črta; zamik je bil 0,1 s, operativni čas 0,02 s; operativna značilnost je uporabila kvadratno značilnost, da bi zagotovila zanesljivo delovanje ob pojavu okvare znotraj območja zaščite in zanesljivo nedelovanje ob pojavu okvare zunaj območja zaščite; kadar je napetost nižja od 80% nominalne napetosti, je bila zaščita blokirana, da bi se preprečilo nesporazum pri premajhni napetosti. Transformacijsko razmerje CT je bilo 1000:1, nominalni tok pa 1,0 A. Transformacijsko razmerje PT je bilo 10000:1, nominalna napetost pa 100 kV. Glede na konfiguracijo filtra je bil uporabljen nizkoprolazni filter, frekvenca odseka pa je bila nastavljena na 500 Hz, da bi se zmanjšal vpliv visokofrekvenčnega šuma na zaščito.

2.2 Preskusni načrt

Na osnovi zgoraj omenjenega preskusnega okolja so bile kot kontrolne skupine za preskuse uporabljene metoda za zaznavanje skritih napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje, temelječa na večparametričnih informacijah, predlagana v literaturi [1], in metoda za zaznavanje napak v sekundarnem krogu zaščitnega relaja preobrazovalne postaje, temelječa na tehnologiji PLC, predlagana v literaturi [2]. Rezultati zaznavanja treh različnih metod so bili preskušeni pod enakimi delovnimi pogoji.

Za specifične delovne pogoje je bil postavljen kot lokacija okvare merilni krog veje, kjer se nahaja CT, in celostne stopnje napak merilnega kroga veje, kjer se nahaja CT, so bile -15%, -10%, -5%, +5%, +10% in +15%. Na tem osnovi so bile zbrani podatki o porazdelitvi karakterističnih vrednosti kriterija okvare za izhodno vejo merilnega kroga okvarnega toka, ki jih je izdala različna metoda zaznavanja.

2.3 Rezultati in analiza preskusov

Zasebno so bili zbrani izhodni rezultati vrednosti tokov karakterističnih vrednosti kriterija okvare kroga različnih stopnj pri različnih metodah zaznavanja, konkretni podatkovni rezultati pa so prikazani v Tabeli 1.

III. Zaključek

Nenormalnost sekundarnega kroga zaščitnega relaja je eden najbolj neposrednih dejavnikov, ki vodi do povečanja energijskih izgub v električnem sistemu. Ko pride do okvare transformatorja toka ali napetosti v sekundarnem krogu, to vodi do merilnih napak, ki vplivajo na natančnost obračuna računov za elektriko.

Ta članek predlaga študijo o avtomatski metodi zaznavanja skritih napak v krogu sekundarnih naprav zaščite v preobrazovalni postaji, ki učinkovito doseže natančno zaznavanje sekundarnih krogov različnih stopnj in ima dobri praktični uporabni vrednosti. S študijo in oblikovanjem metode zaznavanja napak kroga sekundarnih naprav zaščite v tem članku se upamo, da bo prinesla dragocene referenčne informacije za stvarno varnostno upravljanje preobrazovalnih postaj.

Skupaj s prilagođeno funkcijo domene povezanosti napak sekundarnega kroga zaščitnega relaja, ki je bila zgrajena v delu 2.1, v specifičnem procesu zaznavanja napak ta članek reši optimalno vrednost prilagođene funkcije kot končni identifikacijski rezultat. Po zgornjem postopku je doseženo zaznavanje in analiza skritih napak v krogu sekundarnih naprav zaščite.