Muuntajaan perustuva mikrotietokonepohjainen suojausratkaisu
- Tausta ja ytimkäiset haasteet
Muunninlaitteet ovat sähköverkkojen kriittisiä komponentteja, ja niiden luotettava toiminta on välttämätöntä verkon turvallisuudelle. Perinteisessä muunninlaitteen suojauksessa on useita teknisiä haasteita, mukaan lukien sisäisten lyhyysvirran tunnistaminen, virtasumun erottelu, ylikuormitus suojaus ja VT-saturaatiokysymykset. Erityisesti perinteinen prosentuaalinen differentiaalisuoja on altis harmonistörivitseksen vaikutuksille, mikä voi johtaa suojajärjestelmän väärään toimintaan tai toimintakyvyn puutteeseen, mikä vakavasti heikentää järjestelmän vakautta.
2. Ratkaisun yleiskatsaus
Tämä ratkaisu käyttää edistynyttä mikrotietokonepohjaisesta suojateknologiaa, joka integroi useita tekniikoita saavuttaakseen kattavan muunninlaitteen suojauksen. Se koostuu kolmesta ydinmoduulista: harmoniapiiritysrajoitteisesta differentiaalisuojateknologiasta, adaptiivisesta VT-saturaation havaintojärjestelmästä ja optisesta laaseratkaisusta integroituna lämpötilavalvonta- ja suojajärjestelmään.
2.1 Harmoniapiiritysrajoitteinen differentiaalisuojateknologia
Käyttäen toisen harmonian estoteollisuutta, tämä menetelmä erottaa tehokkaasti virhevirtauksia virtasumuista reaaliaikaisesti toisen harmonian sisällön avulla differentiaalivirtauksissa. Tärkeimmät ominaisuudet ovat:
- Säädettävä harmoniasisältörajapinnan (15%-20%) muunninlaitteen ominaisuuksiin sopivasti.
- Fourier-muunnoksen perustuva harmonianalyysi tarkkuuden varmistamiseksi.
- Dynaaminen esto-logiikka suojajärjestelmän väärän toiminnan ehkäisemiseksi.
Käytännön tulokset: 765kV ultra-korkean jänniteen muunninlaitteen suojauksen tapauksessa tämä teknologia vähensi väärän toiminnan määrää 82%, merkittävästi parantaen suojauksen luotettavuutta.
2.2 Adaptiivinen VT-saturaation havaintojärjestelmä
Perustuen virtamuodon vääristymäanalyysiin ja ennakkovirheen VT-ladannuksen valvontaan, tämä järjestelmä dynaamisesti säätää este-kerroinsuureita:
- Valvoo VT:n toimintatilaa reaaliaikaisesti tunnistaakseen saturaatiomerkkejä.
- Käyttää vääristymäasteen laskentaan tarkkaa saturaatioarviointia.
- Dynaamisesti säätää suojaparametreja luotettavuuden varmistamiseksi saturaatiotiloissa.
Suorituskykyindikaattorit: UHV-sovelluksissa tämä menetelmä varmistaa luotettavan toiminnan jopa vakavissa VT-saturaatiotiloissa, vähentäen toimintaa alle 12ms ja huomattavasti parantaen virheen vastaamisaikaa.
2.3 Optinen laaseratkaisu integroituna lämpötilavalvonta- ja suojajärjestelmään
Jakautuneet optiset laasersensorit on upotettu kriittisiin muunninlaitteen pyhdyksen paikkoihin reaaliaikaiseen lämpötilavalvontaan:
- Suora mittaus pyhdyksen kuumuuspisteiden lämpötiloista ±1°C tarkkuudella.
- Useampi lämpötilakynnys (esim. 140°C trip-setti).
- Integroitu differentiaalisuoja nopeuttamaan trippausta lämpötilan perusteella.
- Automaattinen jähdytysjärjestelmän aktivointi lämpötilan nousun estämiseksi.
Käytännön tulokset: Muunninlaitteen käyttöikä pidentyi 30% muunnosaseman toteutuksessa, ja se esti isoloidun epäonnistumisen liiallisesta lämpenemisestä.
3. Tekniset etumatkapisteet
- Parannettu luotettavuus: Useat suojamekanismit työskentelevät yhdessä vähentääkseen yksittäisten suojien puutteita.
- Nopea vastaus: Nopea datankäsittelyalgoritmi vähentää huomattavasti toimintaa.
- Mukautuvuus: Suojaparametrien automaattinen säätö toimintatiloihin nähden.
- Ennaltaehkäisevä suojaus: Lämpötilavalvonta mahdollistaa virheen ennustamisen, muuntamalla passiivisen suojauksen aktiiviseksi ennaltaehkäisyksi.
4. Sovellus tapaukset
Tämä ratkaisu on onnistuneesti käytetty useissa UHV-hankkeissa ja 765kV ultra-korkean jänniteen alihallinnassa. Toimintatiedot osoittavat:
- Oikea toiminta 99,98%.
- Keskimääräinen virhetunnistusaika vähentynyt 40%.
- Väärän toiminnan tapaukset vähentyneet yli 85%.
- Merkitsevä laitekäyttöajan pidentyminen.
