Preguntes i respostes sobre protecció de microordinadors i dispositius automàtics: Explicant les funcions bàsiques i els elements essencials de l'aplicació
Què és un dispositiu de protecció d'ordinador de microcontrolador?
Resposta: Un dispositiu de protecció d'ordinador de microcontrolador és un dispositiu automàtic que pot detectar falles o condicions d'operació anòmala en l'equips elèctrics dins d'un sistema d'energia, i actuar per trencar els interruptors o emetre senyals d'alarma.
Quines són les funcions bàsiques de la protecció d'ordinador de microcontrolador?
Resposta:
Isola automàticament, ràpidament i selectivament l'equip defectuós del sistema trencant els interruptors, assegurant que l'equip sense falles reprengui l'operació normal ràpidament i prenent mesures per evitar danys addicionals a l'equip defectuós.
Detecta les condicions d'operació anòmala de l'equip elèctric, i basant-se en les necessitats d'operació i manteniment, activa senyals d'alarma o desconnecta l'equip que podria estar danat o desenvolupar falles si continua en servei. La protecció relé que respon a les condicions anòmals generalment no requereix una acció immediata i pot incloure un retard temporal.
Quins són els requisits fonamentals per a la protecció d'ordinador de microcontrolador?
Resposta: La protecció d'ordinador de microcontrolador té un paper crític en assegurar l'operació segura, estable i fiable dels sistemes d'energia i en esborrar prontament les falles. Per tant, la protecció relé ha de complir els següents requisits:
Selectivitat: Quan ocorre una falla al sistema, el dispositiu de protecció només hauria de isol·lar l'equip defectuós, assegurant que l'equip sense falles continuï operant, així minimitzant l'àrea d'interrupció i assolint una operació selectiva.
Rapiditat: Després d'una falla al sistema, si la falla no es neteja ràpidament, pot escal·far. Per exemple, durant un curt circuit, la tensió disminueix significativament, causant que els motors propers al punt de falla es reduïssin o aturin, interrompent la producció normal. A més, els generadors no poden lliurar energia durant una falla, posant en risc la estabilitat del sistema. A més, l'equip defectuós porta corrents de falla elevades, sofrint danys mecànics i tèrmics greus. Més temps persisteixi la corrent de falla, més greus seran els danys. Per tant, després d'una falla, el sistema de protecció hauria d'actuar tan ràpidament com sigui possible per isol·lar-la.
Sensibilitat: El dispositiu de protecció ha de detectar fiablement les falles i condicions anòmals dins de la seva zona protegida. Això significa que ha de funcionar sensiblement no només durant els curts circuits metàl·lics trifàsics en condicions d'operació màximes, sinó també durant els curts circuits bifàsics amb alta resistència de transició en condicions d'operació mínimes, mantenint una sensibilitat i operació suficient i fiable.
Fiabilitat: La fiabilitat d'un sistema de protecció és crucial. No ha de fallar en operar quan hi ha una falla dins de la seva zona de protecció, ni ha de funcionar incorrectament quan no hi ha cap falla. Un dispositiu de protecció no fiable, una vegada en servei, podria convertir-se ell mateix en una font d'accidents ampliats o fins i tot directes.
Descriu breument les proteccions basades en ordinador de microcontrolador utilitzades per als transformadors i les seves funcions respectives.
Resposta: Els transformadors són equips vitals en els sistemes d'energia. Les seves falles tenen un impacte greu en la fiabilitat de l'abastament d'energia i en l'operació normal del sistema. Els transformadors de gran capacitat són també extremadament valuables, per tant, s'han d'instal·lar dispositius de protecció amb un rendiment excel·lent i alta fiabilitat basant-se en la capacitat i importància del transformador.
Les falles dels transformadors es poden classificar en falles internes i externes dins del dipòsit.
Les falles internes al dipòsit inclouen principalment: Curt circuits entre fases, curt circuits entre voltants, i falles de terra monofàsiques. Les corrents de curt circuit generen arcs que poden cremar els voltants, aïllaments i el nucli, i poden causar una vaporització intensa de l'oli del transformador, potencialment conduint a explosions del dipòsit.
Les falles externes al dipòsit inclouen:Curt circuits entre fases i falles de terra monofàsiques en els terminals i conductors de sortida.
Les condicions d'operació anòmala inclouen: Sobrecorrents deguts a curts circuits externs, sobrecàrregues per diverses raons, i nivell baix d'oli dins del dipòsit.
Basant-se en aquests tipus de falles i condicions anòmals, s'han d'instal·lar els següents dispositius de protecció:
Protecció de gas (Buchholz) per a curts circuits interns al dipòsit i nivell baix d'oli.
Protecció diferencial longitudinal o protecció de sobrecorrent instantània per a curts circuits multifàsics en voltants i conductors, falles de terra en voltants i conductors en sistemes de terra de corrent elevada, i curt circuits entre voltants.
Protecció de sobrecorrent (o protecció de sobrecorrent amb inici de tensió composta o protecció de corrent negativa de seqüència) per a curts circuits externs entre fases, servint com a protecció de reserva per a la protecció de gas i diferencial (o sobrecorrent instantània).
Protecció de corrent de seqüència zero per a falles de terra externes en sistemes de terra de corrent elevada.
Protecció de sobrecàrrega per a sobrecàrregues simètriques, etc.
Quines proteccions s'instal·len per a una unitat de generador-transformador (gen-transformador) de 600MW?
Resposta:
Protecció diferencial de la unitat generador-transformador
Protecció diferencial longitudinal del generador
Protecció diferencial del transformador principal
Protecció de pèrdua d'excitació del generador
Protecció de desfasament del generador
Protecció de potència inversa del generador
Protecció de baixa freqüència del generador
Protecció de sobreexcitació
Protecció de falla de terra del rotor del generador
Protecció de sobrecorrent del generador
Protecció de sobrecorrent de seqüència negativa inversa del generador
Protecció de sobrecàrrega del rotor del generador
Protecció de pèrdua d'aigua del generador
Protecció de corrent de seqüència zero del punt neutre del transformador principal
Protecció de gas (Buchholz) del transformador principal
Protecció de descàrrega de pressió del transformador principal
Quines són les diferències entre la protecció diferencial del transformador principal i la protecció de gas? Totes dues proteccions poden detectar falles internes del transformador?
Resposta: La protecció diferencial és la protecció principal per als transformadors; la protecció de gas és la protecció principal per a les falles internes dels transformadors.
La zona de protecció de la protecció diferencial cobreix l'equip elèctric primari entre els transformadors de corrent de totes les bandes del transformador principal, incloent:
Curt circuits multifàsics en els conductors i voltants del transformador
Curt circuits severos entre voltants
Falles de terra en els conductors de voltants en sistemes de terra de corrent elevada
La zona de protecció de la protecció de gas inclou:
Curt circuits multifàsics interns del transformador
Curt circuits entre voltants, i curt circuits entre voltants i el nucli o la carcassa exterior
Falles del nucli (com sobrecalentament i daños)
Nivell baix d'oli o fugida d'oli
Contacte deficient en els canviadors de derivacions o soldadura defectuosa dels conductors
La protecció diferencial es pot instal·lar en transformadors, generadors, barres de distribució i línies de transmissió, mentre que la protecció de gas és única per als transformadors.
Per a les falles internes dels transformadors (excepte els petits curt circuits entre voltants), tant la protecció diferencial com la protecció de gas poden respondre. Com que les falles internes causen moviment d'oli i increment de la corrent primària, ambdues proteccions podrien activar-se. Quina opera primer depèn de la naturalesa de la falla.
Quins tipus de falles prevén la protecció de corrent de seqüència zero del punt neutre del transformador principal, la protecció de corrent de gap i la protecció de sobretensió de seqüència zero? Quins són els principis de configuració?
Resposta: La protecció de corrent de seqüència zero del punt neutre del transformador principal, la protecció de corrent de gap i la protecció de sobretensió de seqüència zero estan dissenyades per protegir contra les falles de terra en les línies de sortida propies de l'equip. Generalment, serveixen com a protecció de reserva per a falles de terra en el sistema de 110–220 kV al costat de tensió elevada del transformador. La protecció de corrent de seqüència zero s'utilitza quan el punt neutre del transformador està a terra; la protecció de sobretensió de seqüència zero s'utilitza quan el punt neutre no està a terra; i la protecció de corrent de gap s'utilitza quan el punt neutre del transformador està a terra a través d'un gap de llum.
La protecció de corrent de seqüència zero té una corrent d'inici petita, típicament al voltant de 100 A, amb un temps d'operació d'uns 0,2 segons. La protecció de sobretensió de seqüència zero sol estar configurada al doble de la tensió de fase nominal. Per evitar les sobretensions transitories durant la terra d'una fase, el retard temporal sol estar configurat a 0,1–0,2 segons. La longitud del gap al punt neutre del costat de 220 kV d'un transformador sol ser de 325 mm, amb una tensió de ruptura RMS de 127,3 kV. Quan la tensió neutra supera la tensió de ruptura, el gap es trenca, permetent que la corrent de seqüència zero flueixi a través del punt neutre. El temps de protecció està configurat a 0,2 segons.
Què són la protecció primària i la protecció de reserva?
Resposta: La protecció primària fa referència a la protecció que, en cas de falla de curt circuit, compleix amb els requisits de la estabilitat del sistema i la seguretat de l'equip, i selecciona i treu de servei les falles en l'equip i la línia protegida.
La protecció de reserva fa referència a la protecció que elimina les falles quan la protecció primària o l'interruptor no funciona.
Quina és la funció de l'excitació forçada del generador?
Resposta:
Potencia la estabilitat del sistema d'energia.
Permet la recuperació ràpida de la tensió després de l'eliminació de la falla.
Millora la fiabilitat de l'operació de la protecció de sobrecorrent amb retard temporal.
Millora les condicions d'autoreposició dels motors durant les falles del sistema.
