Põhjalik mikroprotsessoripõhine kaitse lahendus suurte generaatorite jaoks

1. Ülevaade

Kuna elektrisüsteemid evoluteeruvad suuremate parameetrite, suuremate kapatsiteediga ja keerukamate võrgustruktuuride poole, on genereerimise ühikute ohutune ja stabiilne töö tähtis rolli mängimas kogu võrgu usaldusväärsuses. Traditsioonilised relvarakendused silmitsed probleemidega, nagu soojundalad ja ebapiisav tundlikkus, kui tegeldakse keeruliste sisemiste generaatorite vigadega. See lahendus kasutab edasijõudnud mikroprotsessoripõhist kaitsetehnoloogiat, integreerides mitmeallikalist informatsiooni ja intelligentsed algoritmid, et pakkuda kiiret, usaldusväärset ja täielikku kaitse süsteemi suurte generaatorite (nt term-, tuum- ja vesikiirgustootmise ühikute) jaoks. Eesmärk on täielikult likvideerida kaitsepuudused ja tagada elektritootmise varade ohutus.

2. Põhiline väljakutsed

Suurte generaatorite töötamisel tekivad mitmed sisemised vigaohud, sealhulgas:

• ​Staatorikatte vigad: faasi vahelised lühised, spiraalide vahelised lühised ja maapindade vahelised lühised. Spiraalide vahelised lühised erinevatel faaside kaheks näitavad algselt madalaid vigajuhte, mis muudavad nende avastamise traditsioonilise transversaalne diferentsiaalkaitsega raskemaks sellel iseenesest olevate soojundaladega.
• ​Rotori tsirkuitide vigad: ühe punkti maapinnavigad, kahet punkti maapinnavigad ja tõmmekuju tsirkuitide avatud või lühised. Kuigi ühe punkti maapinnaviga võimaldab jätkata tööd, võib see areneda kahet punkti maapinnavigaks, mis tekitab magnetilist asümmeetriat ja tugevat ühiku värinamist.
• ​Ebatavalised töötingimused: vastupidine võimsus, tõmmekuju kadumine, ületõmmekuju, ülepinge ja sageduse ebatavalused. Kuid kuigi need tingimused ei ole otseseid vigasid, võivad need tõsiselt kahjustada generaatorit või ohustada võrgu stabiilsust.

3. Üksikasjalik lahendus

Meie mikroprotsessoripõhine kaitse lahendus kasutab hierarhilist jaotatud arhitektuuri. Tütarrelvarakendus integreerib tugeva riistvaratöötlusplatvormi ja kogemusrakenduste algoritme, nagu allpool kirjeldatud:

3.1 Staatori spiraalide vaheliste lühiste jaoks: mitmekriteeriumilise kombinatsioonikaitse

Et lahendada traditsioonilise transversaalne diferentsiaalkaitse ebapiisava tundlikkuse probleemi sama faasi spiraalide vaheliste lühiste korral, kasutab see lahendus mitmekriteeriumilist füsiodeotsusloomet, mis oluliselt parandab detektsiooni usaldusväärsust ja tundlikkust.

• ​Tehnilised printsiibid:
• Negatiivne järjestuse võimsuse suund: jälgib negatiivset järjestuse võrku ja pinget generaatori terminaalidel, et arvutada negatiivse järjestuse võimsuse suunda. Sisemised asymmeetrilised vigad (nt spiraalide vahelised lühised) tekitavad negatiivse järjestuse allika, mille võimsuse suund liigub generaatorist süsteemile, lubades täpset sisemise viga detektsiooni.
• Kolmanda harmoonia pingevaheldus: jälgib neutraalpunktide ja terminaalide kolmanda harmoonia pingevaheldust. Spiraalide vahelised lühised segavad hästi kolmanda harmoonia pingevahelduse, millele see kriteerium on väga tundlik.
• Neutraalpunkti viivituspinge: aitab tugevdada usaldusväärsust.
• ​Jõudluslikud eelised:
• Kõrge tundlikkus: suudab detekteerida niiskalt 0,5% ulatuses spiraalide vahelisi lühisi.
• Kiire reageering: täispäring ajas alla 20 ms, piirides oluliselt vigade kahju.
• Kõrge usaldusväärsus: mitmed kriteeriumid lokeeruvad või toimivad paralleelselt, et vältida valetoiminguid ja mitte toimida.
• ​Praktikakogemus: Pärast rakendamist 500MW küttgeneraatoris saavutas lahendus 98% tundlikkust spiraalide vaheliste lühiste detekteerimisel, edukalt ennetades tõsiseid põletusõnnetusi, mida põhjustasid väikesed isolatsioonidefectid.

3.2 100% staatori maapinnaviga kaitse: kahe-tehnoloogia fusioonpositsioneerimine

Traditsiooniline fundamentaalne null-järjestuse pingekaitse näitab soojundalasid neutraalpunkti lähedal. See lahendus kombinib kahte kogemusrakenduste tehnoloogiat, et saavutada 100% kaitsekateed termitenaalidest neutraalpunkti.

• ​Tehnilised printsiibid:
• Tavaline ala (85–95%): kasutab kolmanda harmoonia pingevahendamismeetodit, et kaitsta enamikku staatori katte neutraalpunktist terminalide poole.
• Soojundala kompensatsioon (lähedal neutraalpunktile, 5–15%): kasutab injektioonipõhist staatori maapinnaviga kaitset. Madalpingeline (20Hz või 12,5Hz) signaal injitseeritakse rotoritsirkuiti ja injektioonivoolu muutusi jälgitakse, et täpselt arvutada isolatsioonipinge ja viga positsioon, täielikult likvideerides soojundalad neutraalpunktiga lähedal.
• ​Jõudluslikud eelised:
• 100% kateed: puuduvad soojundalad, tagades täieliku staatori katte kaitse.
• Täpne paigutamine: täpselt määrab maapinnaviga asukoha sihtotstarbelise hoolduse jaoks.
• ​Praktikakogemus: Tuumaenergiajaamas õnnestus lahendus täpselt määrata maapinnaviga vaid 3% neutraalpunktist, veaga alla 1%, lubades planeeritud hoolduse ja vältides ebaõigustatud väljalülitusi.

3.3 Rotori tsirkuitide tervislikkuse jaoks: dünaamiline jälgimine ja vara hoiatus

Rotori tsirkuitide vigad, eriti avatud keerlevad dioodid, on tavalised peidetud ohud. See lahendus lülitub "vigast pärast kaitsest" "vigast enne hoiatuse" realajas jälgimise kaudu.

• ​Tehnilised printsiibid:
• Kõrgepingeline voolutransformator (CT) või eraldiseisev jälgimismoodul, paigutatud slipringe, kogub realajas tõmmekuju voolu formaate.
• Sisseehitatud algoritmid tehakse kiire Fourier transform (FFT) harmonianalüüsi voolule.
• Avatud keerlevad dioodid tekitavad tõmmekuju voolu formaadi tugeva distordimise, millel on märkimisväärne mõju karakteristiklikele harmooniatele (nt viies harmoonia).
• ​Jõudluslikud eelised:
• Vara hoiatus: andestab hoiatusi harmoonia sisalduse ületamisel limiidrite (nt viies harmoonia ületab 8%), soovitades hoolduse kontrolli keerleva retifikaatoriluu enne vigade esinemist.
• Väljajäämise ennetamine: Ajalised hoiatused vältivad tõsiseid õnnetusi, nagu isolatsiooni kahjustamine tõmmekuju voolu kadumise tõttu ja rotor lämmatamine.
• Seisundipõhine hooldus: Pakub kriitilisi andmeid ennustava hoolduse jaoks.

4. Kokkuvõte ja väärtus

See mikroprotsessoripõhine kaitse lahendus integreerib edasijõudnud anduritehnoloogiat, signaalitöötlusalgoritme ja mitmekriteeriumilist inteligentset otsustamist, et lahendada traditsioonilisi vigasid generaatorite kaitse valdkonnas:

• Likvideerib kaitsepuudused, saavutades 100% kateed staatori spiraalide vaheliste lühiste ja maapinnavigade jaoks.
• Muudab vigast pärast kaitset vigast enne hoiatuseks, tõhusalt ennetades vigu dünaamilise rotor jälgimise kaudu.
• Reaalma juhtumite kinnitusega pakub lahendus kõrget tundlikkust, kiirus ja usaldusväärsus, rahuldades suure ja ülisuurte generaatorite (500MW ja suuremat) ohutuse nõudeid.