Dönüştürücüler için Mikrobilgisayar Tabanlı Koruma Çözümü

Arka Plan ve Temel Zorluklar
Dönüşüm cihazları enerji sistemlerinde kritik bileşenlerdir ve güvenilir operasyonları şebeke güvenliği için hayati öneme sahiptir. Geleneksel dönüşüm cihazı koruması, dahili kısa devre akımı tanımlaması, giriş akımı ayrımının yapılması, aşırı yük koruması ve CT doyuma ilgili birçok teknik zorluğa karşı karşıya kalır. Özellikle geleneksel yüzdelik diferansiyel koruma, harmonik interferans etkisine karşı hassas olabilir, bu da koruma sisteminin yanlış çalışmasına veya çalışmamasına yol açarak sistem istikrarını ciddi şekilde tehlikeye atar.

2. Çözüm Genel Bakış
Bu çözüm, gelişmiş mikrobilgisayar tabanlı koruma teknolojisini kullanarak, kapsamlı bir dönüşüm cihazı koruması elde etmek için birden fazla tekniği entegre eder. Üç temel modülden oluşur: harmonik kısıtlı diferansiyel koruma, uyarlamalı CT doyum tespit sistemi ve optik fiber sıcaklık izleme entegre koruma.

2.1 Harmonik Kısıtlı Diferansiyel Koruma Teknolojisi
İkinci harmonik engelleme teknolojisini kullanarak, bu yöntem, diferansiyel akımlardaki ikinci harmonik içeriğin gerçek zamanlı tespiti yoluyla hata akımlarını giriş akımlarından etkili bir şekilde ayırt eder. Önemli özellikleri şunlardır:

Dönüşüm cihazı özelliklerine göre (15%-20%) ayarlanabilir harmonik içerik eşiği.
Fourier dönüşümüne dayalı harmonik analiz, tespit doğruluğunu sağlar.
Korumanın yanlış çalışmasını önlemek için dinamik engelleme mantığı.

Uygulama Sonuçları: 765kV ultra yüksek gerilim dönüşüm cihazı koruma vakası olarak, bu teknoloji yanlış çalışma oranlarını %82 oranında azaltarak koruma güvenilirliğini önemli ölçüde artırdı.

2.2 Uyarlamalı CT Doyum Tespit Sistemi
Akım dalga formu distorsiyon analizi ve önceden hatası olan CT yükü izlemeye dayanarak, bu sistem dinamik olarak kısıtlama katsayılarını ayarlar:

CT işletim durumunu gerçek zamanlı izleyerek doyum karakteristiklerini belirler.
Hassas doyum değerlendirmesi için dalga formu distorsiyon oranı hesaplamasını kullanır.
Doyum koşulları altında güvenilirliği sağlamak için koruma parametrelerini dinamik olarak ayarlar.

Performans Ölçüleri: UHV uygulamalarında, bu yöntem ciddi CT doyumu altında bile güvenilir operasyonu sağlar, işlem süresini 12ms'ye indirir ve hata tepki hızını önemli ölçüde artırır.

2.3 Optik Fiber Sıcaklık İzleme Entegre Koruma Sistemi
Kritik dönüşüm cihazı sarım konumlarına yerleştirilen dağıtılmış optik fiber sensörleri gerçek zamanlı sıcaklık izlemesi için kullanılır:

±1°C doğrulukla sarım sıcak nokta sıcaklıklarını doğrudan ölçer.
Çok seviyeli sıcaklık eşiği (örneğin, 140°C trip ayarı).
Sıcaklığa dayalı hızlandırılmış tripping ile diferansiyel koruma ile entegrasyon.
Sıcaklık artışını önlemek için otomatik soğutma sistemi aktivasyonu.

Pratik Sonuçlar: Bir dönüştürücü istasyonunda uygulanması, dönüşüm cihazı kullanım ömrünü %30 oranında uzattı ve aşırı ısınma nedeniyle yalıtım arızalarını önledi.

3. Teknik Avantajlar

Güvenilirliğin Artışı: Çoklu koruma mekanizmaları, tek koruma eksikliklerini azaltmak için birlikte çalışır.
Hızlı Tepki: Yüksek hızlı veri işleme algoritmaları, işlem süresini önemli ölçüde azaltır.
Uyumluluk: İşletim koşullarına bağlı olarak koruma parametrelerinin otomatik ayarlanması.
Önleyici Koruma: Sıcaklık izleme, hata tahminini mümkün kılar, pasif korumayı aktif önleme dönüştürür.

4. Uygulama Vakaları
Bu çözüm, çok sayıda UHV projesinde ve 765kV ultra yüksek gerilim trafo istasyonlarında başarıyla dağıtıldı. İşletim verileri gösteriyor ki: