Mikrobaseret beskyttelsesløsning for transformatorer
- Baggrund og kerneudfordringer
Transformatorer er afgørende komponenter i strømsystemer, og deres pålidelige drift er afgørende for netværkets sikkerhed. Traditionel transformatorbeskyttelse står overfor flere tekniske udfordringer, herunder identifikation af interne kortslutningsstrømme, adskillelse af inrush-strøm, overbelastningsbeskyttelse og CT-sætningsspørgsmål. Især er traditionel procentvis differentialbeskyttelse sårbar over for harmonisk støj, hvilket kan føre til fejlaktig funktion eller manglende funktion hos beskyttelsessystemet, og alvorligt underminere systemets stabilitet.
2. Løsningsoversigt
Denne løsning anvender avanceret mikrobaseret beskyttelsesteknologi, som integrerer flere teknikker for at opnå en omfattende transformatorbeskyttelse. Den består af tre kerne-moduler: harmonisk-begrænset differentialbeskyttelse, adaptiv CT-sætningsdetektionssystem og optisk fiber temperaturmonitoring-integreret beskyttelse.
2.1 Harmonisk-begrænset differentialbeskyttelsesteknologi
Ved at bruge anden-harmonisk blokerings-teknologi, denne metode adskiller effektivt fejlstrøm fra inrush-strøm ved realtid-detektion af anden-harmonisk indhold i differentialstrøm. Nøgleegenskaber inkluderer:
- Justerbar harmonisk indholdstærskel (15%-20%) tilpasset til transformatorernes egenskaber.
- Fourier-transformbaseret harmonisk analyse, der sikrer detektionspræcision.
- Dynamisk blokeringslogik for at forebygge fejlaktig funktion af beskyttelsen.
Anvendelsesresultater: I et 765kV ultra-højspændings-transformatorbeskyttelses-tilfælde, reducerede denne teknologi fejlaktige funktioner med 82%, hvilket betydeligt forbedrede beskyttelses pålideligheden.
2.2 Adaptiv CT-sætningsdetektionssystem
Baseret på analyse af forvrængning af strømform og overvågning af præ-fault CT-belastning, justerer dette system dynamisk begrænsningskoefficienter:
- Overvåger CT-driftstatus i realtid for at identificere sætningskarakteristika.
- Anvender beregning af forvrængningsrate for præcis sætningsdommerklasse.
- Dynamisk justering af beskyttelsesparametre for at sikre pålidelighed under sætningsforhold.
Ydelsesmålinger: I UHV-anvendelser sikrer denne metode pålidelig drift selv under alvorlig CT-sætning, reducerer driftstid til inden for 12ms og forbedrer betydeligt fejlrespons hastighed.
2.3 Optisk fiber temperaturmonitoring-integreret beskyttelsessystem
Fordelt optiske fibresensorer er indlejret i kritiske transformator-vindingslokationer for realtid temperatur-overvågning:
- Direct måling af vindings hotspottemperaturer med ±1°C præcision.
- Flere niveauer af temperaturgrænser (f.eks. 140°C trip-indstilling).
- Integration med differentialbeskyttelse for accelereret trip baseret på temperatur.
- Automatisk kølesystem aktivering for at forhindre temperaturstigning.
Praktiske resultater: Implementering på en omdannerstation forlængede transformatorlivstiden med 30% og forebyggede isolationsfejl forårsaget af overophedning.
3. Tekniske fordele
- Forbedret pålidelighed: Flere beskyttelsesmekanismer samarbejder for at mildne individuelle beskyttelsesmangler.
- Hurtig respons: Højhastigheds data behandlingsalgoritmer reducerer betydeligt driftstid.
- Tilpasningsevne: Automatisk justering af beskyttelsesparametre baseret på driftsforhold.
- Forebyggende beskyttelse: Temperatur-overvågning muliggør fejl-prediktion, hvilket omdanner passiv beskyttelse til aktiv forebyggelse.
4. Anvendelses-tilfælde
Denne løsning er blevet succesfuldt implementeret i flere UHV-projekter og 765kV ultra-højspændings-understations. Driftsdata viser:
- Korrekt driftsprocent på 99,98%.
- Gennemsnitlig fejlidentifikationstid reduceret med 40%.
- Fejlaktige hændelser reduceret med mere end 85%.
- Betydelig forlængelse af udstyrets levetid.
