Rешение за заштита на фидерите со релеји базирани на микропроцесор за современи интелигентни дистрибутивни мрежи

1. Вовед и основни предизвици​
   Повеќата интеграција на распределени енергетски ресурси (DERs) (како што се фотovoltaична и ветроенергија) во распределбените мрежи, заедно со зголемените барања на корисниците за надежност и безбедност на електричната дистрибуција, поставуваат сериозни предизвици за традиционалните схеми за заштита на фидери. Овој решението е дизајниран да се справи со следните три основни предизвици:

• ​Опасности од дугови:​​ Внатрешните кратки поврзувања во опрема како што се превключувачки апарати можат да ги активираат многу разорителни дугови, кои запризороат безбедноста на опремата и личниот состав, што бара екстремно брз одговор од системот за заштита.
• ​Кратки поврзувања со висок импеданс:​​ Особено јавувањето на једнофазни кратки поврзувања во селско или области со висока резистивност на почвата, карактеризирани со ниска ток на кратко поврзување, што е тешко да се детектира со традиционалната заштита против нултосеквенцијален прекомерен ток, што создава ризик од нефункционирање на заштитата.
• ​Утврдување на распределени енергетски ресурси (DERs):​​ Интеграцијата на DERs менува насоката на протокот на енергија и карактеристиките на токот при кратко поврзување во распределбените мрежи, што може да предизвика погрешно функционирање (ложно изклучување) или нефункционирање на заштитата, и да го внесе ризикот од непредвидено островчење.

Овој решението, базиран на напредни микропроцесорски релеи за заштита и интеграција на повеќе иновативни алгоритми, обезбедува комплетна, брза и надежна заштита на фидери за современите распределбени мрежи.

​2. Детали на решението​
Нашето реле за заштита на фидерите користи модуларен дизајн, интегрирајќи следните основни функции за заштита за справување со поминатите предизвици.

​2.1 Модул за заштита против дугови со повеќе бендови (AFP)​

• ​Технички принцип:​​ Исползува специјална технологија за детекција со повеќе бендови, истовремено мониторирајќи интензитет на светлина (со посебни сензори за дугова светлина) и стап на промена на токот (di/dt). Грешка се потврдува како дугова само кога се исполнети оба услови – "интензивен сигнал на дугова светлина" И "високобрзина карактеристика на прекомерен ток (>10 kA/ms)" – (логичка операција AND). Овој двоен критериум ефективно го спречува погрешното функционирање поради надворешни извори на светлина или прекомерни токови при превключување.
• ​Префрлима во перформанси:​​ Има екстремно брзи временски отклици, дизајнирани за минимизирање на енергијата на дуговите.
• ​Пример на примената:​​ По примената во средноволтажниот распределбен систем на голем податочен центар, овој модул постигна целосно време на очиштување на грешката под 4 милисекунди, што претставува повеќе од трикратно забрзано споредено со традиционалните схеми за заштита само со ток, значајно намалувајќи ризикот од штета на опремата.

​2.2 Модул за заштита против кратки поврзувања со ниски токови со висока осетливост​

• ​Технички принцип:​​ Исползува методот на нултосеквенцијална адмитансија. Овој метод вклучува реално време, прецизно мерење на нултосеквенцијалната напонска компонента (3U₀) и нултосеквенцијалниот ток (3I₀), пресметувајќи соодветната вредност на адмитансијата. Овој алгоритам е релативно неосетлив на варијации во капацитивниот ток на земјиште, ефективно ги разликува нормалниот капацитивен ток и токот на грешка, темелјајќи го тоа на висок-импедансни грешки со резистивност до 1 кОм или повеќе.
• ​Префрлима во перформанси:​​ Решава проблемот со недостаток на осетливост во традиционалните схеми за заштита при грешки со висок переходен импеданс, значајно намалувајќи ризикот од удар со електрична треска и пожар.
• ​Пример на примената:​​ Во пилот проект во селска мрежа (характеризирана со висок капацитивен ток на земјиште и неравномерни нивоа на изолација на линиите), примената на оваа технологија го зголеми целосниот процент на детекција на грешки на земјиште од 65% со традиционални схеми до 92%, значајно го подобрила безбедноста на електричната дистрибуција.

​2.3 Адаптивен модул за заштита против островчење​

• ​Технички принцип:​​ За да се справи со ризикот од островчење кој го внесува интеграцијата на DERs, овој модул комбинира пасивни и активни методи за детекција.
• ​Пасивно мониторирање:​​ Непрекинато мониторира аномални параметри на точката на заедничко поврзување (PCC), како што се девијација на фреквенцијата на напонот (Δf > 0.5 Hz) и скок на фазниот агол (Δφ > 10°).
• ​Активна детерминација:​​ Кога показателите на пасивното мониторирање надминат зададените прагови, се вклучуваат активни методи како активна дрифт на фреквенцијата за брзо потврдување на условот на островчење.
• ​Префрлима во перформанси:​​ Обезбедува брзо одселување на DERs во многу кратко време (< 200 ms, во согласност со стандардите на мрежата) по настанување на островчење, спречувајќи хазарди на опремата и техничкиот состав од непредвидено островчење.
• ​Пример на примената:​​ Потврдено во проект на микрогрид со повеќе фотovoltaични масиви, овој модул за заштита против островчење постигна точност од 99.7%. Ефективно го спречува островчењето, додека минимизира непотребните изклучувања поради нормални дестурби на мрежата, со што се подобрува употребата на распределените енергетски ресурси.

​3. Сумирање на основната вредност​
Овој микропроцесорски решението за заштита, со интеграција на повеќе интелигентни алгоритми, го постигува:

• ​Подобрената безбедност:​​ Максимизира заштитата на личниот состав и опремата преку заштита против дугови на милисекунден ниво и заштита против грешки со екстремно висока осетливост.
• ​Висока надежност:​​ Ефективно се справува со комплексностите внесени од интеграцијата на DERs, точно ги идентификува условите на островчење и високо-импедансни грешки, елиминирајќи "слепи места" во заштитата.
• ​Брзо вратување:​​ Овозможува брзо очиштување на грешките, подобрувајќи брзото само-лечење на мрежата, намалувајќи длабочината на прекинувањето, и подобрувајќи надежноста на електричната дистрибуција.