Solution de Protection Basée sur Microordinateur : Relais de Protection de Barre de Connexion
- Vue d'ensemble
La protection de la barre de liaison est un élément crucial de la protection des systèmes électriques, assurant la mission essentielle d'isoler rapidement les pannes sur la barre de liaison et d'empêcher leur propagation. Avec l'avancement de la construction des réseaux intelligents, la protection de la barre de liaison fait face à des défis doubles : l'interférence due à la saturation des transformateurs de courant (TC) et les retards de communication dans les architectures distribuées. Des solutions technologiques innovantes sont nécessaires pour garantir la fiabilité et la rapidité des systèmes de protection.
- Analyse des défis clés
2.1 Risque de mauvaise opération en raison de la saturation du TC
Les transformateurs de courant sont susceptibles de saturer lors de pannes proches sur la barre de liaison, provoquant une distorsion sévère des courants secondaires. Les algorithmes de protection traditionnels peuvent mal interpréter les pannes en raison des distorsions d'échantillonnage. Particulièrement dans des scénarios complexes où les pannes externes se transforment en pannes internes, la capacité anti-saturation a un impact direct sur la fiabilité du système de protection.
2.2 Retards de communication dans les architectures distribuées
Les postes modernes adoptent des architectures de protection distribuées, où les retards de transmission de données entre les unités centrales et les unités de baie affectent directement la vitesse d'opération de la protection. Dans les systèmes à très haute tension (750 kV et plus), des retards de l'ordre du milliseconde peuvent avoir un impact significatif sur la stabilité du système.
- Solutions
3.1 Algorithme anti-saturation pondéré
Une technique de pondération dynamique est utilisée pour l'évaluation en temps réel de la qualité des courants secondaires des TC :
- Détection de la saturation : surveille en temps réel les taux de distorsion des formes d'onde de courant pour identifier le début de la saturation.
- Pondération dynamique : attribue des poids plus élevés aux segments non saturés au stade initial de la panne et réduit automatiquement les poids pendant les segments saturés.
- Restauration des données : utilise l'interpolation basée sur les données non saturées pour restaurer les courants de panne précis.
Résultats de l'application : La mise en œuvre pratique dans un poste 220 kV a montré que l'algorithme améliore l'identification précise de la zone de panne à 99,8 %. Le temps de dégagement de la panne sur la barre de liaison a été constamment maintenu entre 8 et 12 ms, empêchant efficacement les mauvaises opérations de protection dues à la saturation du TC.
3.2 Système de communication par fibre optique distribuée
Une architecture de communication par fibre optique point-à-point à haute performance est adoptée :
- Délai déterministe : Les liaisons fibres optiques dédiées assurent des retards de transmission stables.
- Synchronisation horaire : Les mécanismes de temporisation précise atteignent une précision de synchronisation des valeurs d'échantillonnage de ±1 μs.
- Configuration redondante : La conception à double réseau redondant renforce la fiabilité de la communication.
Validation : Les données opérationnelles d'un poste intelligent 750 kV ont montré que les retards de communication entre les unités centrales et les unités de baie étaient inférieurs à 1 ms, avec un taux de bon fonctionnement de 100 %, répondant aux exigences strictes des systèmes à très haute tension en termes de vitesse de protection.
3.3 Technologie de barre de liaison virtuelle
La topologie de barre de liaison définie par logiciel permet une configuration flexible :
- Modélisation graphique : Des outils visuels définissent les relations de connectivité des équipements primaires.
- Bibliothèque de modèles : Inclut des modèles de topologie standard tels que la segmentation à double barre, le schéma de disjoncteur 3/2 et la barre en anneau.
- Reconfiguration en ligne : Permet un ajustement adaptatif de la logique de protection sans interruption de l'alimentation.
Gains d'efficacité : L'application pratique dans une station de conversion a réduit le temps de configuration de la protection de 48 heures (méthodes traditionnelles) à 2 heures, évitant efficacement les erreurs de configuration manuelle et améliorant considérablement l'efficacité de la mise en œuvre du projet.
