Solusi Perlindungan Berbasis Mikrokomputer: Relai Perlindungan Busbar

1. Ringkasan

Lindung busbar adalah komponen kritis dari sistem perlindungan listrik, yang memiliki misi penting untuk mengisolasi cepat kerusakan pada busbar dan mencegah penyebaran kerusakan. Dengan perkembangan pembangunan jaringan pintar, lindung busbar menghadapi tantangan ganda: gangguan saturasi transformator arus (CT) dan penundaan komunikasi dalam arsitektur terdistribusi. Solusi teknologi inovatif diperlukan untuk memastikan keandalan dan kecepatan sistem perlindungan.

2. Analisis Tantangan Inti

2.1 Risiko Kesalahan Operasi Akibat Saturasi CT

Transformator arus rentan terhadap saturasi selama kerusakan dekat pada busbar, menyebabkan distorsi berat pada arus sekunder. Algoritma perlindungan tradisional mungkin salah menilai kerusakan karena distorsi pengambilan sampel. Terutama dalam skenario kompleks di mana kerusakan eksternal berkembang menjadi kerusakan internal, kemampuan anti-saturasi secara langsung mempengaruhi keandalan sistem perlindungan.

2.2 Penundaan Komunikasi dalam Arsitektur Terdistribusi

Substasi modern mengadopsi arsitektur perlindungan terdistribusi, di mana penundaan transmisi data antara unit pusat dan unit bay secara langsung mempengaruhi kecepatan operasi perlindungan. Dalam sistem tegangan sangat tinggi (750kV dan lebih tinggi), penundaan level milidetik dapat berdampak signifikan terhadap stabilitas sistem.

3. Solusi

3.1 Algoritma Anti-Saturasi Berbobot

Teknik penimbangan dinamis digunakan untuk penilaian kualitas real-time arus sekunder CT:

• ​Pendeteksian Saturasi: Memantau tingkat distorsi gelombang arus secara real time untuk mengidentifikasi awal saturasi.
• ​Penimbangan Dinamis: Memberikan bobot lebih tinggi pada segmen non-saturasi selama tahap awal kerusakan dan secara otomatis mengurangi bobot selama segmen saturasi.
• ​Pemulihan Data: Menggunakan interpolasi berdasarkan data non-saturasi untuk memulihkan arus kerusakan yang akurat.

​Hasil Aplikasi: Implementasi praktis di sebuah substasi 220kV menunjukkan bahwa algoritma meningkatkan identifikasi zona kerusakan yang akurat hingga 99,8%. Waktu penghapusan kerusakan busbar dipertahankan secara konsisten pada 8-12ms, secara efektif mencegah kesalahan operasi perlindungan akibat saturasi CT.

3.2 Sistem Komunikasi Serat Optik Terdistribusi

Arsitektur komunikasi serat optik point-to-point berkinerja tinggi diadopsi:

• ​Penundaan Deterministik: Tautan serat optik dedikasi memastikan penundaan transmisi yang stabil.
• ​Sinkronisasi Jam: Mekanisme penyetelan waktu presisi mencapai akurasi sinkronisasi nilai sampel dalam ±1μs.
• ​Konfigurasi Redundan: Desain redundansi dual-network meningkatkan keandalan komunikasi.

​Validasi: Data operasional dari sebuah substasi pintar 750kV menunjukkan bahwa penundaan komunikasi antara unit pusat dan unit bay kurang dari 1ms, dengan tingkat operasi benar 100%, memenuhi persyaratan ketat sistem tegangan sangat tinggi untuk kecepatan perlindungan.

3.3 Teknologi Busbar Virtual

Topologi busbar yang didefinisikan perangkat lunak memungkinkan konfigurasi fleksibel:

• ​Modeling Grafis: Alat visual mendefinisikan hubungan konektivitas peralatan primer.
• ​Dukungan Perpustakaan Template: Termasuk template topologi standar seperti segmentasi double-busbar, skema pemutus 3/2, dan busbar cincin.
• ​Konfigurasi Ulang Online: Memungkinkan penyesuaian adaptif logika perlindungan tanpa gangguan daya.

​Keuntungan Efisiensi: Aplikasi praktis di sebuah stasiun konversi mengurangi waktu konfigurasi perlindungan dari 48 jam (metode tradisional) menjadi 2 jam, secara efektif menghindari kesalahan konfigurasi manual dan meningkatkan efisiensi pelaksanaan proyek secara signifikan.