Penyelesaian Perlindungan Berasaskan Mikrokomputer untuk Transformator
- Latar Belakang dan Cabaran Utama
Pengubahsuar adalah komponen penting dalam sistem kuasa, dan operasi yang boleh dipercayai mereka adalah penting untuk keselamatan grid. Perlindungan pengubahsuar tradisional menghadapi pelbagai cabaran teknikal, termasuk pengenalpastian arus korsleting dalaman, diskriminasi arus inrush, perlindungan beban berlebihan, dan isu-isu penyepuhan CT. Secara khusus, perlindungan perbezaan peratusan konvensional mudah terganggu oleh harmonik, yang mungkin menyebabkan sistem perlindungan gagal beroperasi atau tidak beroperasi, serius merosakkan kestabilan sistem.
2. Gambaran Keseluruhan Penyelesaian
Penyelesaian ini menggunakan teknologi perlindungan berasaskan mikrokomputer canggih, mengintegrasikan pelbagai teknik untuk mencapai perlindungan pengubahsuar yang komprehensif. Ia terdiri daripada tiga modul inti: perlindungan perbezaan dengan penghalang harmonik, sistem pengesanan penyepuhan CT adaptif, dan perlindungan integratif pemantauan suhu fiber optik.
2.1 Teknologi Perlindungan Perbezaan dengan Penghalang Harmonik
Menggunakan teknologi penghalang harmonik kedua, kaedah ini membezakan arus ralat daripada arus inrush dengan mendeteksi kandungan harmonik kedua dalam arus perbezaan secara masa nyata. Ciri-ciri utama termasuk:
- Ambang kandungan harmonik (15%-20%) yang boleh disesuaikan mengikut ciri-ciri pengubahsuar.
- Analisis harmonik berdasarkan transformasi Fourier untuk memastikan ketepatan pengesanan.
- Logik penghalang dinamik untuk mencegah maloperasi perlindungan.
Keputusan Aplikasi: Dalam kes perlindungan pengubahsuar tegangan ultra-tinggi 765kV, teknologi ini mengurangkan kadar maloperasi sebanyak 82%, meningkatkan kebolehpercayaan perlindungan secara signifikan.
2.2 Sistem Pengesanan Penyepuhan CT Adaptif
Berdasarkan analisis distorsi bentuk gelombang arus dan pemantauan beban CT pra-kerosakan, sistem ini menyesuaikan koefisien penghalang secara dinamik:
- Memonitor status operasi CT secara masa nyata untuk mengenal pasti ciri-ciri penyepuhan.
- Menggunakan pengiraan kadar distorsi bentuk gelombang untuk penilaian penyepuhan yang tepat.
- Menyesuaikan parameter perlindungan secara dinamik untuk memastikan kebolehpercayaan di bawah keadaan penyepuhan.
Metriks Prestasi: Dalam aplikasi UHV, kaedah ini memastikan operasi yang boleh dipercayai walaupun di bawah penyepuhan CT yang teruk, mengurangkan masa operasi kepada dalam 12ms dan meningkatkan kelajuan tindak balas kepada kerosakan secara signifikan.
2.3 Sistem Perlindungan Integratif Pemantauan Suhu Fiber Optik
Sensor fiber optik teragih dimasukkan pada lokasi kawat pengubahsuar yang penting untuk pemantauan suhu secara masa nyata:
- Pengukuran langsung suhu titik panas kawat dengan ketepatan ±1°C.
- Ambang suhu multi-tahap (contohnya, tetapan trip 140°C).
- Integrasi dengan perlindungan perbezaan untuk tripping yang lebih pantas berdasarkan suhu.
- Pengetaktifan automatik sistem pendinginan untuk mencegah peningkatan suhu.
Keputusan Praktikal: Pelaksanaan di stesen penukar memanjangkan jangka hayat pengubahsuar sebanyak 30% dan mencegah kegagalan isolasi akibat kepanasan.
3. Kelebihan Teknikal
- Kebolehpercayaan yang Ditingkatkan: Pelbagai mekanisme perlindungan bekerjasama untuk mengurangkan kekurangan perlindungan tunggal.
- Tindak Balas Pantas: Algoritma pemprosesan data berkelajuan tinggi mengurangkan masa operasi secara signifikan.
- Kesesuaian: Penyesuaian automatik parameter perlindungan berdasarkan keadaan operasi.
- Perlindungan Pencegahan: Pemantauan suhu membolehkan ramalan kerosakan, mengubah perlindungan pasif menjadi pencegahan aktif.
4. Kes-kes Aplikasi
Penyelesaian ini telah berjaya diterapkan dalam pelbagai projek UHV dan substasiun tegangan ultra-tinggi 765kV. Data operasi menunjukkan:
- Kadar operasi yang betul sebanyak 99.98%.
- Masa pengesanan kerosakan purata dikurangkan sebanyak 40%.
- Kes-kes maloperasi berkurangan lebih daripada 85%.
- Pemanjangan jangka hayat peralatan yang signifikan.
