การวิจัยเกี่ยวกับวิธีการตรวจจับอัตโนมัติของความผิดปกติที่ซ่อนอยู่ในวงจรป้องกันโดยสวิตช์ของอุปกรณ์รองในสถานีไฟฟ้า

I. บทนำ

สถานะการทำงานผิดปกติของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้ามีผลกระทบอย่างมากต่อระบบพลังงานโดยรวม ด้านหนึ่ง วงจรรองของการป้องกันรีเลย์เป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบพลังงาน และหน้าที่หลักคือการรับประกันการทำงานอย่างมั่นคงของระบบพลังงาน เมื่อสถานะการทำงานของวงจรรองผิดปกติ มันอาจทำให้ความมั่นคงของระบบพลังงานลดลงและเพิ่มโอกาสเกิดข้อผิดพลาด

นอกจากนี้ วงจรรองของการป้องกันรีเลย์ที่ทำงานผิดปกติอาจทำให้อุปกรณ์ป้องกันทำงานผิดหรือไม่ทำงาน ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อความปลอดภัยของระบบพลังงาน ตัวอย่างเช่น เมื่อมีข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าในสาย หากวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ที่ทำงานผิดปกติทำให้อุปกรณ์ป้องกันไม่สามารถตัดสายที่มีข้อผิดพลาดได้ทันเวลา มันอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ร้ายแรงมากขึ้น เช่น การเสียหายของอุปกรณ์และการเกิดไฟไหม้ ดังนั้น เป็นเรื่องที่จำเป็นอย่างยิ่งในการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เซีย ถงเจาและคณะเสนอวิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้าโดยใช้ข้อมูลหลายพารามิเตอร์ โดยการรวบรวมข้อมูลจากพารามิเตอร์หลาย ๆ รายการ ทำการวิเคราะห์อย่างครอบคลุมสถานะการทำงานของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ ซึ่งสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น เพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือในการตรวจจับข้อผิดพลาด และช่วยในการระบุและแก้ไขอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้ทันท่วงที แต่วิธีนี้เพิ่มความซับซ้อนและการคำนวณของข้อมูลไปบ้าง

หยาง ยูฮานเสนอวิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้าโดยใช้เทคโนโลยี PLC ด้วยการใช้ประโยชน์จากการเขียนโปรแกรมที่ยืดหยุ่น ความน่าเชื่อถือสูง และความสามารถในการขยายตัวที่แข็งแกร่งของเทคโนโลยี PLC ทำให้ระดับการตรวจสอบอัตโนมัติและอัจฉริยะสูงขึ้น และสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของวงจรรองได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งมีผลการใช้งานที่ดีในการปรับปรุงความปลอดภัยและความมั่นคงของระบบพลังงาน แต่ในระยะการใช้งานจริง เทคโนโลยี PLC ต้องการฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม ซึ่งจะเพิ่มค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของระบบพลังงาน

ตามที่กล่าวมาแล้ว บทความนี้เสนอการศึกษาเกี่ยวกับวิธีการตรวจจับอัตโนมัติของข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รองในสถานีไฟฟ้า และวิเคราะห์และตรวจสอบประสิทธิภาพของวิธีการตรวจจับที่ออกแบบไว้ในสภาพแวดล้อมทดสอบเปรียบเทียบ

II. การออกแบบแผนการตรวจจับอัตโนมัติสำหรับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์
2.1 การวิเคราะห์โดเมนความสัมพันธ์ของข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์

ในการจัดการกับปัญหาสถานะของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ [3] ดังนั้น เมื่อมีข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ การแสดงออกทางกายภาพที่เกี่ยวข้องไม่จำกัดเฉพาะที่ตำแหน่งข้อผิดพลาด ในทางนี้ บทความนี้วิเคราะห์โดเมนความสัมพันธ์ของข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ [4] โดยการสร้างฟังก์ชันที่เหมาะสม ปัญหาการตรวจจับข้อผิดพลาดเดิมถูกแปลงเป็นปัญหาการคำนวณฟังก์ชันความเหมาะสมที่ดีที่สุดของฟังก์ชันเป้าหมาย ในทางนี้ ตามข้อมูลการทำงานจริงของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ สถานะของวงจรรองสามารถประเมินได้

สำหรับโดเมนความสัมพันธ์ของข้อผิดพลาดที่เฉพาะเจาะจงของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ บทความนี้ใช้ความคล้ายคลึงกันระหว่างข้อมูลการทำงานจริงของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์และค่าคาดหวังเป็นมาตรฐานวัด เมื่อคำนวณกระแสไฟฟ้ารวมในวงจร อาจจำเป็นต้องรวมกระแสไฟฟ้าของแขนงทั้งหมดในวงจร และในเวลานั้น ขีดจำกัดบนและล่างของการรวมนี้สอดคล้องกับจำนวนแขนงกระแสไฟฟ้า ตามวิธีการดังกล่าว การวิเคราะห์โดเมนความสัมพันธ์ของข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์สามารถทำได้ ให้พื้นฐานในการดำเนินการสำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในภายหลัง

2.2 การตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์

ตาราง 1 ตารางเปรียบเทียบผลลัพธ์ของค่ากระแสไฟฟ้าที่เป็นค่าพารามิเตอร์ของเกณฑ์ข้อผิดพลาดวงจรในระดับต่าง ๆ

I. การวิเคราะห์ผลการทดสอบ

จากผลการทดสอบที่แสดงในตาราง 1 สำหรับวิธีการตรวจจับ 3 วิธีที่แตกต่างกัน วิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้าที่ใช้ข้อมูลหลายพารามิเตอร์ที่เสนอในเอกสาร [1] ทำได้ดีกว่าในการตรวจจับสถานะข้อผิดพลาดในระดับที่สูง เมื่อความผิดพลาดโดยรวมของวงจรวัดน้อยกว่า 10.0% ผลลัพธ์ของค่าพารามิเตอร์ของเกณฑ์ข้อผิดพลาดวงจรจะต่ำอย่างชัดเจน ซึ่งมีข้อบกพร่องบางประการสำหรับการกำหนดข้อผิดพลาดจริง

สำหรับวิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้าโดยใช้เทคโนโลยี PLC ที่เสนอในเอกสาร [2] ผลลัพธ์ของค่าพารามิเตอร์ของเกณฑ์ข้อผิดพลาดวงจรโดยรวมมีความเสถียร แต่มีพื้นที่ปรับปรุงในค่าโดยรวม

ในทางตรงกันข้าม ภายใต้วิธีการตรวจจับที่ออกแบบในบทความนี้ ผลลัพธ์ของค่าพารามิเตอร์ของเกณฑ์ข้อผิดพลาดวงจรอยู่เหนือ 0.12 A ตลอดเวลา และค่าสูงสุดเกิน 0.22 A ซึ่งสามารถสะท้อนสถานะข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รองได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม แสดงความได้เปรียบอย่างชัดเจนในด้านความเสถียรและความเหมาะสม

เมื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพของวิธีการตรวจจับที่ออกแบบ โมเดลของวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รองในสถานีไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นใน PSCAD/EMTDC ในขั้นตอนการตั้งค่าเฉพาะ ได้พิจารณาประเภทการป้องกันจริง โมเดลอุปกรณ์ไฟฟ้า และการกำหนดค่าพารามิเตอร์การปฏิบัติงานอย่างครบถ้วน

II. การทดสอบการใช้งาน
2.1 การเตรียมการทดสอบ

บนสายส่งไฟฟ้าที่เป็นตัวอย่าง ได้กำหนดการป้องกันระยะทางและใช้เป็นวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รอง ในด้านการกำหนดค่าพารามิเตอร์การปฏิบัติงาน ช่วงอิมพิแดนซ์ถูกกำหนดเป็น 80% - 120% ของอิมพิแดนซ์ของสาย ส่วนเวลาเลื่อนถอยเป็น 0.1 วินาที และเวลาปฏิบัติงานเป็น 0.02 วินาที ลักษณะการทำงานใช้ลักษณะสี่เหลี่ยม เพื่อให้มั่นใจว่าจะทำงานได้อย่างเชื่อถือได้เมื่อมีข้อผิดพลาดภายในช่วงการป้องกัน และไม่ทำงานเมื่อมีข้อผิดพลาดนอกช่วงการป้องกัน เมื่อแรงดันต่ำกว่า 80% ของแรงดันกำหนด การป้องกันจะถูกปิดเพื่อป้องกันการปฏิบัติงานผิดพลาดที่แรงดันต่ำเกินไป อัตราส่วนการแปลงของ CT คือ 1000:1 และกระแสกำหนดคือ 1.0 A อัตราส่วนการแปลงของ PT คือ 10000:1 และแรงดันกำหนดคือ 100 kV ในด้านการกำหนดค่าตัวกรอง ใช้ตัวกรองแบบผ่านต่ำ และความถี่ตัดตั้งค่าเป็น 500 Hz เพื่อลดผลกระทบของเสียงรบกวนความถี่สูงต่อการป้องกัน

2.2 แผนการทดสอบ

บนพื้นฐานของสภาพแวดล้อมการทดสอบที่กล่าวมาแล้ว วิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้าโดยใช้ข้อมูลหลายพารามิเตอร์ที่เสนอในเอกสาร [1] และวิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ในสถานีไฟฟ้าโดยใช้เทคโนโลยี PLC ที่เสนอในเอกสาร [2] ถูกใช้เป็นกลุ่มควบคุมในการทดสอบ ผลการตรวจจับของวิธีการ 3 วิธีที่แตกต่างกันถูกทดสอบภายใต้สภาพแวดล้อมการทำงานเดียวกัน

สำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่เฉพาะเจาะจง วงจรวัดกระแสไฟฟ้าของแขนงที่ CT ตั้งอยู่ถูกกำหนดเป็นตำแหน่งข้อผิดพลาด และความผิดพลาดโดยรวมของวงจรวัดของแขนงที่ CT ตั้งอยู่คือ -15%, -10%, -5%, +5%, +10%, และ +15% ตามลำดับ บนพื้นฐานนี้ ได้นับการกระจายของค่าพารามิเตอร์ของเกณฑ์ข้อผิดพลาดของวงจรแขนงวัดกระแสไฟฟ้าที่ผลิตโดยวิธีการตรวจจับที่แตกต่างกัน

2.3 ผลการทดสอบและการวิเคราะห์

ได้นับผลลัพธ์ของค่ากระแสไฟฟ้าของค่าพารามิเตอร์ของเกณฑ์ข้อผิดพลาดวงจรในระดับต่าง ๆ ภายใต้วิธีการตรวจจับที่แตกต่างกัน และข้อมูลผลลัพธ์เฉพาะอยู่ในตาราง 1

III. สรุป

ความผิดปกติของวงจรรองของการป้องกันรีเลย์เป็นหนึ่งในปัจจัยที่ทำให้การสูญเสียพลังงานในระบบพลังงานเพิ่มขึ้นโดยตรง เมื่อตัวแปลงกระแสไฟฟ้าหรือตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าในวงจรรองมีข้อผิดพลาด จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการคำนวณค่าไฟฟ้า

บทความนี้เสนอการศึกษาเกี่ยวกับวิธีการตรวจจับอัตโนมัติของข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รองในสถานีไฟฟ้า ซึ่งสามารถตรวจจับวงจรรองในระดับต่าง ๆ ได้อย่างแม่นยำและมีคุณค่าในการใช้งานจริง ผ่านการวิจัยและการออกแบบวิธีการตรวจจับข้อผิดพลาดในวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รองในบทความนี้ คาดว่าจะให้แนวทางที่มีคุณค่าสำหรับการจัดการความปลอดภัยของสถานีไฟฟ้าในทางปฏิบัติ

ร่วมกับฟังก์ชันความเหมาะสมของโดเมนความสัมพันธ์ของข้อผิดพลาดในวงจรรองของการป้องกันรีเลย์ที่สร้างในส่วน 2.1 ในกระบวนการตรวจจับข้อผิดพลาดที่เฉพาะเจาะจง บทความนี้แก้ปัญหาค่าเหมาะสมที่ดีที่สุดของฟังก์ชันความเหมาะสมเป็นผลลัพธ์สุดท้าย ตามวิธีการดังกล่าว การตรวจจับและวิเคราะห์ข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในวงจรป้องกันรีเลย์ของอุปกรณ์รองได้รับการดำเนินการ