Applicazioni Chiave e Vantaggi dei Dispositivi di Protezione a Microcomputer nei Sistemi di Distribuzione Elettrica Industriale

I. Contesto

Con l'avanzamento dei sistemi di potenza intelligenti, i dispositivi di protezione a microcomputer sono diventati componenti chiave nei moderni sistemi di distribuzione elettrica industriale grazie alla loro alta precisione, multifunzionalità e affidabilità. Prendendo come caso di studio il progetto di distribuzione elettrica di una stazione di recupero del gas naturale in Medio Oriente, questo documento esplora il ruolo cruciale dei dispositivi di protezione a microcomputer serie AM nel migliorare la sicurezza, l'affidabilità e i livelli di automazione del sistema, e analizza i loro vantaggi tecnici e le soluzioni personalizzate nelle applicazioni pratiche.

Nei sistemi di distribuzione elettrica industriale, il funzionamento stabile dell'attrezzatura elettrica è direttamente legato alla sicurezza e all'efficienza della produzione. I metodi tradizionali di protezione a relè non riescono più a soddisfare le esigenze in condizioni operative complesse. In contrasto, i dispositivi di protezione a microcomputer offrono una protezione più efficiente attraverso il monitoraggio in tempo reale, la registrazione dei guasti e l'analisi intelligente. Questo documento dettaglia le caratteristiche funzionali e il valore applicativo dei dispositivi di protezione a microcomputer combinando casi ingegneristici specifici.

II. Funzioni Principali dei Dispositivi di Protezione a Microcomputer

Integrando molteplici funzioni di protezione, i dispositivi di protezione a microcomputer possono rispondere a vari guasti nei sistemi di potenza, inclusi sovracorrente, sottotensione e guasti a terra.

Nel progetto della stazione di recupero del gas naturale in Medio Oriente, i dispositivi serie AM forniscono schemi di protezione personalizzati per diverse attrezzature:

• Protezione delle Linee:
  Caratterizzata da protezione contro sovracorrente istantanea, sovracorrente al punto neutro e mancato spegnimento, per garantire la sicurezza delle linee di trasmissione.

• Protezione dei Motori:
  Aggiunge protezione contro la fase inversa, simulazione del relè termico e protezione contro il blocco del rotore, per prevenire efficacemente danni ai motori in condizioni anormali.

• Protezione dei Condensatori:
  Previene danni alle banche di condensatori durante fluttuazioni di tensione utilizzando protezione contro sovratensione e sottotensione.

• Commutatore Automatico di Trasferimento:
  Permette un cambio senza interruzioni tra due fonti di alimentazione, supporta modalità di verifica di sincronismo e non sincronismo, e garantisce un rifornimento continuo di energia.

Queste funzioni, implementate attraverso nodi di uscita indipendenti dei relè e il monitoraggio in tempo reale degli ingressi digitali, aumentano ulteriormente la velocità di risposta e l'affidabilità del sistema.

III. Implementazione Tecnica delle Soluzioni Personalizzate

Nelle applicazioni pratiche, i dispositivi di protezione a microcomputer richiedono la personalizzazione del programma in base alle esigenze specifiche del progetto.

• Dispositivo di Monitoraggio PT:
  Per affrontare i falsi scatti nella protezione della tensione della barra, l'analisi dei dati di forma d'onda ha identificato la fonte di interferenza come un regolatore di tensione a split. Il problema è stato risolto ottimizzando la logica del programma.

• Ottimizzazione della Logica di Trasferimento Automatico:
  Sono stati aggiunti ritardi configurabili per i segnali istantanei per garantire l'esecuzione completa del processo di trasferimento automatico; sono stati introdotti criteri di tensione sequenziale negativa nei sistemi a bassa tensione per imporre condizioni di sincronismo più severe.

La personalizzazione non solo risolve le sfide tecniche sul campo, ma evidenzia anche la flessibilità e l'adattabilità dei dispositivi di protezione a microcomputer.

IV. Applicazione sul Campo e Risultati

In questo progetto di stazione di recupero del gas naturale, i dispositivi di protezione a microcomputer sono distribuiti su armadi elettrici ad alta e bassa tensione. Attraverso il monitoraggio in tempo reale e l'isolamento rapido dei guasti, la stabilità del sistema è stata significativamente migliorata.

I risultati principali includono:

• Affidabilità Migliorata:Le funzioni di registrazione e analisi dei guasti forniscono supporto dati per l'operazione e la manutenzione, riducendo il tempo di risposta ai guasti.

• Automazione Migliorata:Consente l'operazione di sottostazioni senza o con personale minimo, riducendo i costi del lavoro.

• Sicurezza Aumentata:I meccanismi di protezione multi-strato prevencono efficacemente danni all'attrezzatura e interruzioni di energia.

V. Prospettive Future dei Dispositivi di Protezione a Microcomputer

Con lo sviluppo dell'IoT e dell'intelligenza artificiale, i dispositivi di protezione a microcomputer integreranno ulteriormente funzioni di monitoraggio remoto e manutenzione predittiva, diventando componenti essenziali delle smart grid. Il loro ambito di applicazione si espanderà dalla distribuzione elettrica industriale a nuovi settori come le energie rinnovabili e il trasporto ferroviario.

Con la loro multifunzionalità, alta affidabilità e caratteristiche intelligenti, i dispositivi di protezione a microcomputer forniscono un forte supporto tecnico per i moderni sistemi di potenza. L'implementazione di successo nella stazione di recupero del gas naturale in Medio Oriente dimostra che le soluzioni personalizzate di protezione a microcomputer possono soddisfare efficacemente esigenze operative complesse, assicurando un funzionamento sicuro e affidabile dei sistemi di distribuzione elettrica industriale.