Mikroračunalničko temeljeno rješenje za zaštitu transformatora
- Pozadina i ključni izazovi
Transformatori su ključni sastojci sustava snage, a njihov pouzdan rad je bitan za sigurnost mreže. Tradicionalna zaštita transformatora suočava se s mnogo tehničkih izazova, uključujući prepoznavanje unutarnjeg strujnog kruga, diskriminaciju početne struje, zaštitu od preopterećenja i probleme sa zasićenjem CT-ova. Posebno, konvencionalna postotna diferencijalna zaštita osjetljiva je na harmonijsku interferenciju, što može dovesti do pogrešnog rada ili neuspijeha sustava zaštite, te ozbiljno kompromitirati stabilnost sustava.
2. Pregled rješenja
Ovo rješenje koristi naprednu mikrokompjutersku tehnologiju zaštite, integrirajući više tehnika kako bi se postigla kompletna zaštita transformatora. Sastoji se od tri ključna modula: zaštita ograničena harmonijskim sadržajem, prilagodljiv sustav za praćenje zasićenja CT-a i integrirana zaštita s optičkim vlaknom za praćenje temperature.
2.1 Tehnologija zaštite ograničene harmonijskim sadržajem
Korištenjem tehnologije blokiranja drugog harmonijskog signala, ova metoda efektivno razlikuje strujne krugove od početnih struja putem stvarnog vremenskog praćenja sadržaja drugog harmonijskog signala u diferencijalnim strujama. Ključne značajke uključuju:
- Podesivi prag sadržaja harmonijskog signala (15%-20%) prilagođen karakteristikama transformatora.
- Analiza harmonijskog signala temeljena na Fourierovom transformu osigurava točnost detekcije.
- Dinamička logika blokiranja kako bi se spriječili pogrešni radovi.
Rezultati primjene: U slučaju zaštite ultra visokonaponskog transformatora od 765 kV, ova tehnologija smanjila je stopu pogrešnih radova za 82%, značajno povećavajući pouzdanost zaštite.
2.2 Prilagodljiv sustav za praćenje zasićenja CT-a
Temeljen na analizi distorzije valnih oblika struje i praćenju opterećenja CT-a prije greške, ovaj sustav dinamički prilagođava koeficijente ograničenja:
- Stvarno vrijeme praćenja statusa rada CT-a kako bi se identificirale karakteristike zasićenja.
- Koristi izračunavanje stopa distorzije valnih oblika za točnu procjenu zasićenja.
- Dinamički prilagođava parametre zaštite kako bi se osigurala pouzdanost u uvjetima zasićenja.
Metrički pokazatelji performansi: U primjenama UHV, ova metoda osigurava pouzdan rad čak i u uslovi mažestvenog zasićenja, smanjujući vrijeme operacije na manje od 12 ms i značajno poboljšavajući brzinu reakcije na greške.
2.3 Integrirani sustav zaštite s optičkim vlaknom za praćenje temperature
Raspoređeni senzori optičkog vlakna su ugrađeni u ključne lokacije opleta transformatora za stvarno vrijeme praćenja temperature:
- Točno mjerenje temperatura točaka s visokim temperaturama u opletu s preciznošću od ±1°C.
- Višestruki pragovi temperature (npr., postavka prekidnika na 140°C).
- Integracija s diferencijalnom zaštitom za ubrzano prekidanje na temelju temperature.
- Automatsko aktiviranje sustava hlađenja kako bi se sprečio porast temperature.
Praktični rezultati: Implementacija na pretvorbenoj stanici produžila je životnu dobu transformatora za 30% i spriječila greške izolacije uzrokovane previsokim temperaturama.
3. Tehničke prednosti
- Povećana pouzdanost: Više mehanizama zaštite zajedno djeluju kako bi se smanjile nedostatke pojedinačne zaštite.
- Bristava reakcija: Algoritmi obrade podataka visoke brzine značajno smanjuju vrijeme operacije.
- Prilagodljivost: Automatska prilagodba parametara zaštite na temelju uvjeta rada.
- Preventivna zaštita: Praćenje temperature omogućuje predviđanje grešaka, pretvarajući pasivnu zaštitu u aktivnu prevenciju.
4. Primjeri primjene
Ovo rješenje uspješno je implementirano u više projekata UHV i 765 kV ultra visokonaponskih pretvorbenih stanica. Operativni podaci pokazuju:
- Stopa točnog rada od 99,98%.
- Prosječno vrijeme prepoznavanja grešaka smanjeno za 40%.
- Incidenci pogrešnih radova smanjene za preko 85%.
- Značajno produženje životne dobi opreme.
