Mikroszámítógép-alapú Védelmi Megoldás: Buszadatvédelmi Relé
- Áttekintés
A buszlemezvédés a villamosenergia-rendszer-védés egyik kulcsfontosságú összetevője, amelynek alapvető feladata a buszlemezhiba gyors elszakítása és a hiba terjedésének megelőzése. A smart grid fejlesztésével a buszlemezvédés kétoldalú kihívásokkal szembesül: a mérőátalakító (CT) telítési zavarok és a disztribuált architektúrák kommunikációs késései. Innovatív technológiai megoldások szükségesek a védőrendszer megbízhatóságának és gyorsaságának biztosításához.
- Kulcshihányzat elemzése
2.1 A CT telítés miatti hibafelismerési kockázat
A mérőátalakítók közeli buszlemezhibák során könnyen telítődhettek, ami súlyos torzítást okoz a másodlagos áramokban. A hagyományos védelmi algoritmusok hibásan értékelné az adatmintavételest. Különösen bonyolult esetekben, amikor külső hibák belső hibákká változnak, a telítésgátló képesség közvetlenül befolyásolja a védelmi rendszer megbízhatóságát.
2.2 Disztribuált architektúrák kommunikációs késései
A modern alagútállomások disztribuált védelmi architektúrát alkalmaznak, ahol a központi egységek és a szektori egységek közötti adatátviteli késések közvetlenül befolyásolják a védelmi működés sebességét. Az ultra-magasspanningű rendszerekben (750 kV és annál magasabb), millisekundum-szintű késések jelentősen befolyásolhatják a rendszer stabilitását.
- Megoldások
3.1 Súlyozott anti-telítési algoritmus
Egy dinamikus súlyozási technika valós idejű minőségi értékelésre használható a CT másodlagos áramainak:
- Telítés detektálása: Valós időben figyeli az áramkör alakváltozásának rátáját a telítés kezdetének azonosításához.
- Dinamikus súlyozás: Magasabb súlyt rendel a nem telített szakaszoknak a hibakezdeti szakaszban, és automatikusan csökkenti a súlyt a telített szakaszokban.
- Adatvisszaállítás: Interpolációt alkalmaz a nem telített adatok alapján a pontos hibajelzés visszaállításához.
Alkalmazási eredmények: Egy 220 kV alagútállomáson történő gyakorlati implementáció során az algoritmus a hibazonosítás pontosságát 99,8%-ra javította. A buszlemezhiba elhárítási ideje konzisztensen 8-12 ms-kor maradt, hatékonyan megelőzve a CT telítés miatti hibafelismerést.
3.2 Disztribuált optikai vezeték kommunikációs rendszer
Egy nagy teljesítményű pont-pont optikai vezeték kommunikációs architektúrát alkalmaznak:
- Meghatározott késés: Dedikált optikai vezetékek garantálják a stabil átviteli késéseket.
- Órajel szinkronizáció: Pontos időzítési mechanizmusok ±1μs-n belüli mintavételezési értékek szinkronizációját biztosítják.
- Redundáns konfiguráció: Dupla hálózati redundancia design növeli a kommunikáció megbízhatóságát.
Érvényesítés: Egy 750 kV intelligens alagútállomáson történő működési adatok szerint a központi és a szektori egységek közötti kommunikációs késések 1 ms-nél kevesebb voltak, 100%-os helyes működési arány mellett, megfelelve az ultra-magasspanningű rendszerek szigorú követelményeinek a védelmi sebesség tekintetében.
3.3 Virtuális buszlemez technológia
A szoftverdefiniált buszlemez topológia rugalmasságot biztosít a konfigurációban:
- Grafikus modellezés: Vizuális eszközök definiálnak a főberendezések kapcsolódási viszonyait.
- Sablonkészlet támogatás: Tartalmaz standard topológiai sablonokat, például dupla buszlemez szegmentálást, 3/2 átmeneti séma, és gyűrű alakú buszlemezt.
- Online újrakonfigurálás: Lehetővé teszi a védelmi logika adaptív beállítását energiamegszakítás nélkül.
Hatékonyságnövekedés: Gyakorlati alkalmazás egy átalakító állomáson a védelmi konfiguráció időtartamát 48 órától (hagyományos módszerekkel) 2 órára csökkentette, hatékonyan elkerülve a kézi konfigurációs hibákat, és jelentősen javítva a projekt végrehajtási hatékonyságát.
