Mikroračunarsko zasnovano rešenje za zaštitu transformatora
- Pozadina i ključni izazovi
Transformatori su ključni elementi sistema snabdijevanja električnom energijom, a njihov pouzdan rad je neophodan za bezbednost mreže. Tradicionalna zaštita transformatora suočena je sa više tehničkih izazova, uključujući identifikaciju unutrašnjeg strujnog prekida, razlikovanje talasnog toka, zaštitu od preopterećenja i probleme sa nasitljivosti CT-ura. Posebno, konvencionalna procentualna diferencijalna zaštita podložna je harmonijskom ometanju, što može dovesti do pogrešnog funkcionisanja ili nedostatka reagovanja zaštitnog sistema, teško kompromitirajući stabilnost sistema.
2. Pregled rešenja
Ovo rešenje koristi naprednu mikroračunarsku tehnologiju zaštitne tehnike, integrisanu sa mnogo tehnikâ da bi se postigla kompleksna zaštita transformatora. Sastoji se od tri ključna modula: harmonijski ograničena diferencijalna zaštita, prilagodljiv sistem detekcije nasitljivosti CT-ura i integrirana zaštita nadgledanja temperature optičkim vlaknom.
2.1 Tehnologija harmonijski ograničene diferencijalne zaštite
Korišćenjem tehnologije blokiranja druge harmonike, ovaj metod efektivno razlikuje strujne tokove greške od talasnog toka putem stvarnog vremenskog detektovanja sadržaja druge harmonike u diferencijalnim strujama. Ključne karakteristike uključuju:
- Podesivi prag sadržaja harmonika (15%-20%) prilagođen karakteristikama transformatora.
- Analiza harmonika bazirana na Furijeovoj transformaciji koja osigurava tačnost detektovanja.
- Dinamička logika blokiranja kako bi se sprečilo pogrešno funkcionisanje zaštite.
Rezultati primene: U slučaju zaštite ultra visokonaponskog transformatora od 765kV, ova tehnologija smanjila je stopu pogrešnog funkcionisanja za 82%, značajno poboljšavajući pouzdanost zaštite.
2.2 Prilagodljiv sistem detekcije nasitljivosti CT-ura
Na osnovu analize distorzije valnih formi struja i praćenja predgrešnog opterećenja CT-ura, ovaj sistem dinamički prilagođava koeficijente ograničenja:
- Stvarno vreme praćenja statusa rada CT-ura kako bi se identifikovali karakteristici nasitljivosti.
- Koristi izračunavanje stopa distorzije valnih formi za precizno sudjelovanje o nasitljivosti.
- Dinamički prilagođava parametre zaštite kako bi se osigurala pouzdanost u uslovima nasitljivosti.
Metrički pokazatelji performansi: U primenama UHV, ova metoda osigurava pouzdan rad čak i u uslovima teške nasitljivosti CT-ura, smanjujući vreme reagovanja na manje od 12ms i značajno poboljšavajući brzinu reagovanja na greške.
2.3 Integrirani sistem zaštite nadgledanja temperature optičkim vlaknom
Raspoređeni senzori optičkog vlakna su ugrađeni u ključne lokacije vezanja transformatora za stvarno vreme nadgledanja temperature:
- Direktno merenje temperatura točaka toplinskog griljača sa tačnošću od ±1°C.
- Višestruki pragovi temperature (npr., podešenje prekidnika na 140°C).
- Integracija sa diferencijalnom zaštitom za ubrzano prekidanje na osnovu temperature.
- Automatsko aktiviranje sistema hlađenja kako bi se spriječio porast temperature.
Praktični rezultati: Implementacija na pretvorbenoj stanici produžila je vreme života transformatora za 30% i spriječila greške izolacije uzrokovane pretopljenjem.
3. Tehničke prednosti
- Poboljšana pouzdanost: Više mehanizama zaštite deluje zajedno kako bi se smanjile nedostatke pojedinačne zaštite.
- Bristavi odgovor: Algoritmi obrade podataka visoke brzine značajno smanjuju vreme reagovanja.
- Prilagodljivost: Automatska prilagodba parametara zaštite na osnovu uslova rada.
- Preventivna zaštita: Nadgledanje temperature omogućava predviđanje grešaka, transformišući pasivnu zaštitu u aktivnu prevenciju.
4. Primjeri primene
Ovo rešenje je uspešno implementirano u više projekata UHV i 765kV ultra visokonaponskih pretvorbenih stanica. Operativni podaci pokazuju:
- Stopa tačnog funkcionisanja od 99,98%.
- Prosječno vreme prepoznavanja grešaka smanjeno za 40%.
- Incidenti pogrešnog funkcionisanja smanjeni za preko 85%.
- Značajno produženje vremena života opreme.
