Mikrokompüterə əsaslanan Korporativ Zərər Qoruma Sistemi: Şina Qoruma Relyasi

1. Genel Baxış

Busbar koruması, elektrik sistem korumasının kritik bir bileşenidir ve busbar arızalarını hızlıca izole etme ve arıza yayılmasını önleme görevini yerine getirir. Akıllı şebeke inşaatının ilerlemesiyle birlikte, busbar koruması, akım transformatör (CT) doygunluğu interferansı ve dağıtık mimarilerdeki iletişim gecikmeleri gibi çift zorluğa karşı karşıya kalıyor. Koruma sistemlerinin güvenilirliğini ve hızını sağlamak için yenilikçi teknolojik çözümlere ihtiyaç vardır.

2. Temel Zorluk Analizi

2.1 CT Doygunluğu Nedeniyle Yanlış İşlem Riski

Akımlı transformatörler, yakındaki busbar arızalarında doyumaya meyillidir, bu da ikincil akımlarda ciddi bozulmalara neden olur. Geleneksel koruma algoritmaları, örnekleme bozulmaları nedeniyle arızaları yanlış değerlendirebilir. Özellikle dış arızaların iç arızalara dönüşmesi gibi karmaşık senaryolarda, anti-doygunluk yeteneği koruma sisteminin güvenilirliği üzerinde doğrudan etkili olur.

2.2 Dağıtık Mimarilerde İletişim Gecikmeleri

Modern trafo merkezleri, dağıtık koruma mimarilerini benimser ve ana birimler ile panel birimleri arasındaki veri iletim gecikmeleri, koruma işleminin hızını doğrudan etkiler. Ultra yüksek gerilim sistemlerinde (750kV ve üzeri), milisaniye düzeyindeki gecikmeler, sistem istikrarını önemli ölçüde etkileyebilir.

3. Çözümler

3.1 Ağırlıklı Anti-Doygunluk Algoritması

CT ikincil akımlarının gerçek zamanlı kalite değerlendirmesi için dinamik ağırlıklandırma tekniği kullanılır:

• ​Doygunluk Tespiti: Akım dalga formu bozulma oranlarını gerçek zamanlı olarak izler ve doyumun başlamasını belirler.
• ​Dinamik Ağırlıklandırma: İlk arıza aşamasında doymamış segmentlere daha yüksek ağırlıklar atanır ve doyum segmentlerinde otomatik olarak ağırlıklar azaltılır.
• ​Veri Onarımı: Doyumamış verilere dayalı enterpolasyon kullanılarak doğru arıza akımları geri kazanılır.

​Uygulama Sonuçları: 220kV trafo merkezindeki pratik uygulamada, algoritmanın doğru arıza bölgesi tanımlama oranını %99.8'lik bir seviyeye yükselttiği görüldü. Busbar arızası temizleme süresi sürekli 8-12ms arasında tutuldu, bu da CT doyumundan kaynaklanan koruma hatalarını etkili bir şekilde önledi.

3.2 Dağıtık Optik Fiber İletişim Sistemi

Yüksek performanslı nokta-nokta optik fiber iletişim mimarisi benimsenmiştir:

• ​Belirlenmiş Gecikme: Özel fiber-optik bağlantılar, kararlı iletim gecikmelerini sağlar.
• ​Saat Senkronizasyonu: Hassas zamanlama mekanizmaları, örnekleme değerlerinin ±1μs içinde senkronize olmasını sağlar.
• ​Yedek Yapılandırma: Dual ağ yedek tasarım, iletişim güvenilirliğini artırır.

​Doğrulama: 750kV akıllı trafo merkezinden elde edilen operasyonel verilere göre, ana ve panel birimleri arasındaki iletişim gecikmeleri 1ms'in altında kalırken, doğru işlem oranı %100 oldu, ultra yüksek gerilim sistemlerinin koruma hızı için sert gerekliliklere uygun olarak.

3.3 Sanal Busbar Teknolojisi

Yazılım tanımlı busbar topolojisi, esnek yapılandırma imkanı sunar:

• ​Grafiksel Modelleme: Görsel araçlar, birincil ekipmanların bağlantı ilişkilerini tanımlar.
• ​Şablon Kütüphanesi Desteği: Çift busbar bölünmesi, 3/2 kesici şeması ve halka busbarı gibi standart topoloji şablonlarını içerir.
• ​Çevrimiçi Yeniden Yapılandırma: Güç kesintisi olmadan koruma mantığının uyarlamalı ayarını sağlar.

​Verimlilik Kazanımları: Bir dönüştürücü istasyonunda yapılan pratik uygulamada, koruma yapılandırma süresi 48 saatten (geleneksel yöntemlerle) 2 saate indirildi, bu da manuel yapılandırma hatalarını etkili bir şekilde önleyerek projenin uygulanabilirliğini önemli ölçüde artırdı.