Мікрокомп'ютерна система захисту для трансформаторів
- Побутовий та ключові виклики
Трансформатори є важливими компонентами енергосистем, а їх надійна робота є необхідною для безпеки мережі. Традиційні системи захисту трансформаторів стикаються з багатьма технічними проблемами, включаючи ідентифікацію внутрішнього короткозамкнення, диференціацію притокового струму, захист від перевантаження та проблеми насичення СТ. Зокрема, традиційний диференціальний захист на основі відсотків чутливий до гармонічних перешкод, що може призвести до невірної роботи системи захисту або відмови від роботи, серйозно підриваючи стабільність системи.
2. Огляд рішення
Це рішення використовує передову мікропроцесорну технологію захисту, інтегруючи кілька методів для досягнення всебічного захисту трансформаторів. Воно складається з трьох ключових модулів: гармонічно-обмежений диференціальний захист, адаптивна система виявлення насичення СТ та інтегрована система захисту з оптичним волокном для моніторингу температури.
2.1 Технологія гармонічно-обмеженого диференціального захисту
Використовуючи технологію блокування другої гармоніки, цей метод ефективно розрізняє аварійні струми від притокових струмів шляхом реального часу виявлення вмісту другої гармоніки в диференціальному струмі. Ключові особливості включають:
- Налаштовуваний поріг вмісту гармонік (15%-20%) з урахуванням характеристик трансформатора.
- Аналіз гармонік на основі перетворення Фур'є, який забезпечує точність виявлення.
- Динамічна логіка блокування для запобігання невірної роботи захисту.
Результати застосування: У випадку захисту трансформатора напруги 765 кВ, ця технологія знизила кількість невірних операцій на 82%, значно підвищивши надійність захисту.
2.2 Адаптивна система виявлення насичення СТ
На основі аналізу дисторсії форми струму та моніторингу навантаження СТ перед аварією, ця система динамічно налаштовує коефіцієнти обмеження:
- Моніторинг стану роботи СТ в реальному часі для виявлення характеристик насичення.
- Використання розрахунку ступеня дисторсії форми для точного визначення насичення.
- Динамічна настройка параметрів захисту для забезпечення надійності при насиченні.
Показники продуктивності: В застосуваннях УВН цей метод забезпечує надійну роботу навіть при сильному насиченні СТ, зменшуючи час операції до 12 мс та значно покращуючи швидкість відгуку на аварії.
2.3 Інтегрована система захисту з моніторингом температури оптичним волокном
Розподілені датчики оптичного волокна вбудовані в ключові місця обмоток трансформатора для моніторингу температури в реальному часі:
- Пряме вимірювання температури гарячих точок обмоток з точністю ±1°C.
- Багаторівневі пороги температури (наприклад, налаштування спрацьовування при 140°C).
- Інтеграція з диференціальним захистом для прискореного спрацьовування на основі температури.
- Автоматичне активування системи охолодження для запобігання підвищення температури.
Практичні результати: Реалізація на конверторній станції продовжила строк служби трансформатора на 30% та запобігла аваріям ізоляції, спричиненим перегріванням.
3. Технічні переваги
- Покращена надійність: Кілька механізмів захисту працюють разом, щоб знищити недоліки окремого захисту.
- Швидка реакція: Алгоритми обробки даних високої швидкості значно зменшують час операції.
- Адаптивність: Автоматична настройка параметрів захисту відповідно до умов роботи.
- Профілактичний захист: Моніторинг температури дозволяє прогнозувати аварії, перетворюючи пасивний захист на активну профілактику.
4. Приклади застосування
Це рішення успішно внедрено в кількох проектах УВН та підстанціях напруги 765 кВ. Операційні дані показують:
- Відсоток правильних операцій 99,98%.
- Середній час виявлення аварій зменшився на 40%.
- Кількість невірних операцій знизилася більше ніж на 85%.
- Значне продовження строку служби обладнання.
