Микрорачунална заштитна решенија за трансформатори
- Pozadina i klucni predizici
Transformatori se smatraat klucni komponenti na sistemi za snabdjevanje strujom, a njihov pouzdan rad je biten za bezbednost mreze. Tradicionalna zaštitna tehnologija transformatora se suočava sa mnogim tehnickim izazovima, uključujući identifikaciju unutrašnjeg struja kroz kratak spoj, diskriminaciju prve talase struje, zaštitu od preopterećenja i problemi sa nasitnjom CT-ova. Posebno, konvencionalna procentualna diferencijalna zaštita je osjetljiva na harmonijsku interferenciju, što može dovesti do nepravilnog funkcionisanja ili ometanja rada zaštitnog sistema, te ozbiljno kompromitovati stabilnost sistema.
2. Pregled rešenja
Ovo rešenje koristi naprednu mikrokompjutersku tehnologiju za zaštitu, integrisanu sa mnogo tehnikama kako bi se postigla kompleksna zaštita transformatora. Sastoji se od tri klucne module: harmonijski ograničena diferencijalna zaštita, adaptivni sistem za detekciju nasitnja CT-ova i integrirana zaštita sa optičkim vlaknom za praćenje temperature.
2.1 Tehnologija harmonijski ograničene diferencijalne zaštite
Koristeći tehnologiju blokiranja druge harmonije, ovaj metod efikasno razlikuje struje kroz kratak spoj od prvih talasa struje putem stvarnog vremenskog otkrivanja sadržaja druge harmonije u diferencijalnim strujama. Ključne karakteristike uključuju:
- Prilagodljivi prag harmonijskog sadržaja (15%-20%) prilagođen karakteristikama transformatora.
- Analiza harmonika bazirana na Furijeovoj transformaciji koja osigurava preciznost detekcije.
- Dinamička logika blokiranja kako bi se sprecila nepravilna aktivacija zaštite.
Rezultati primene: U slučaju zaštite ultra-visokonaponskog transformatora od 765kV, ova tehnologija smanjila stopu nepravilne aktivacije za 82%, značajno poboljsavši pouzdanost zaštite.
2.2 Adaptivni sistem za detekciju nasitnja CT-ova
Na osnovu analize distorzije talasa struje i praćenja opterećenja CT-ova pre povrede, ovaj sistem dinamički prilazuje koeficijente ograničenja:
- Stvarno vremensko praćenje radnog stanja CT-ova kako bi se identifikovali karakteristici nasitnja.
- Koristenje izračunavanja stopa distorzije talasa za preciznu procenu nasitnja.
- Dinamička prilagodba parametara zaštite kako bi se osigurala pouzdanost u uslovima nasitnja.
Metrički podaci performansi: U primeni na UHV, ovaj metod osigurava pouzdan rad čak i u uslovima teškog nasitnja CT-ova, smanjujući vreme operacije na manje od 12ms i značajno poboljsavši brzinu odgovora na greške.
2.3 Integrirani sistem zaštite sa optičkim vlaknom za praćenje temperature
Raspoređeni senzori optičkog vlakna su ugrađeni na ključnim lokacijama vijaka transformatora za stvarno vremensko praćenje temperature:
- Direktno merenje temperatura točaka visoke temperature vijaka sa preciznošću od ±1°C.
- Višestruki pragovi temperature (npr., postavka isklučenja na 140°C).
- Integracija sa diferencijalnom zaštitom za ubrzano isklučenje temeljeno na temperaturi.
- Automatsko aktiviranje sistema hladjenja kako bi se sprečilo povećanje temperature.
Praktični rezultati: Implementacija na pretvorackoj stanici produžila je vreme života transformatora za 30% i sprečila porazne greške izolacije uzrokovane previsokom temperaturom.
3. Tehnički prednosti
- Poboljsana pouzdanost: Više mehanizama zaštite zajedno djeluju kako bi se smanjili nedostaci pojedinačne zaštite.
- Brza reakcija: Algoritmi obrade podataka visokog brzine značajno smanjuju vreme operacije.
- Prilagodljivost: Automatska prilagodba parametara zaštite na osnovu uslova rada.
- Preventivna zaštita: Praćenje temperature omogućava predviđanje grešaka, transformišući pasivnu zaštitu u aktivnu prevenciju.
4. Primerni slučajevi
Ovo rešenje je uspešno implementirano u mnogim projektima UHV i 765kV ultra-visokonaponskim pretvorackim stanici. Operativni podaci pokazuju:
- Stopa tačnih operacija od 99,98%.
- Prosječno vreme prepoznavanja grešaka smanjeno za 40%.
- Incidenti nepravilne aktivacije smanjeni za preko 85%.
- Značajno produžen vremenski period trajanja opreme.
