Mikrodatorbaserad skyddslösning för transformatorer
- Bakgrund och kärnutmaningar
Transformatorer är viktiga komponenter i elkraftsystem, och deras tillförlitliga drift är nödvändig för nätets säkerhet. Traditionell transformatorskydd står inför flera tekniska utmaningar, inklusive identifiering av intern kortslutningsström, inruschströmsdiskriminering, överbelastningsskydd och CT-sättningsspänningar. Speciellt är det konventionella procentuella differentialskyddet känsligt för harmonisk interferens, vilket kan leda till felaktig operation eller misslyckad operation av skyddssystemet, vilket allvarligt skadar systemets stabilitet.
2. Löstningsoversikt
Denna lösning använder avancerad mikrodatorbaserad skyddsteknik, som integrerar flera tekniker för att uppnå omfattande transformatorskydd. Den består av tre kärnmoduler: harmonirestruerat differentialskydd, adaptivt CT-sättningsskyddssystem och fiberoptisk temperaturövervakning integrerat skydd.
2.1 Harmonirestruerad differentialskyddsteknik
Genom att använda andra harmonisk blockeringsmetod, denna metod skiljer effektivt mellan felströmmar och inruschströmmar genom realtidsdetektering av andraharmoikalt innehåll i differentialsströmmar. Nyckelfunktioner inkluderar:
- Justerbar harmonisk innehållströskel (15%-20%) anpassad till transformatorns egenskaper.
- Fouriertransformbaserad harmonisk analys som säkerställer detektionsprecision.
- Dynamisk blockeringslogik för att förhindra felaktig operation av skyddet.
Tillämpningsresultat: I ett fall med 765kV ultra-högspännings-transformatorskydd minskade denna teknik felaktiga operationsfrekvensen med 82%, vilket betydligt förbättrade skyddets tillförlitlighet.
2.2 Adaptivt CT-sättningsskyddssystem
Baserat på analys av strömförvrängning och övervakning av för-felt CT-belastning, justerar detta system dynamiskt restriktionskoefficienter:
- Övervakar CT:s driftstatus i realtid för att identifiera sättningsegenskaper.
- Använder beräkning av förvrängningsgrad för exakt sättningsskattning.
- Dynamiskt justerar skyddsparametrar för att säkerställa tillförlitlighet under sättningstillstånd.
Prestandamått: I UHV-tillämpningar säkerställer denna metod tillförlitlig drift även under allvarlig CT-sättning, vilket reducerar drifttid till inom 12 ms och betydligt förbättrar felresponsens hastighet.
2.3 Fiberoptisk temperaturövervakning integrerat skyddssystem
Distribuerade fiberoptiska sensorer är inbäddade i kritiska transformatorvindningspositioner för realtidsövervakning av temperatur:
- Direkt mätning av vindningsheta punkter med ±1°C precision.
- Flera temperaturtrösklar (t.ex. tripinställning vid 140°C).
- Integration med differentialskydd för snabbare trip baserat på temperatur.
- Automatisk aktivering av kylsystem för att förhindra temperaturökning.
Praktiska resultat: Implementation vid en omvandlingsstation förlängde transformatorns livslängd med 30% och förhindrade isoleringsfel orsakade av överhettning.
3. Tekniska fördelar
- Förbättrad tillförlitlighet: Flera skyddsmekanismer samverkar för att minska bristerna hos enskilda skydd.
- Snabb respons: Högpresterande datahanteringsalgoritmer minskar betydligt drifttid.
- Anpassningsförmåga: Automatisk justering av skyddsparametrar baserat på driftförhållanden.
- Preventivt skydd: Temperaturövervakning möjliggör felprognos, vilket omvandlar passivt skydd till aktiv förebyggande åtgärd.
4. Tillämpningsfall
Denna lösning har framgångsrikt implementerats i flera UHV-projekt och 765kV ultra-högspänningsunderstationer. Driftdata visar:
- Korrekt operationsfrekvens på 99,98%.
- Genomsnittlig felidentifieringstid minskad med 40%.
- Felaktiga händelser minskade med över 85%.
- Betydlig förlängning av utrustningens livslängd.
