Mikrobilgisayar Tabanlı Koruma Çözümü: Ana Hat Koruma Rölesi
- Genel Bakış
Ana hat koruması, güç sistemi korumasının kritik bir bileşenidir ve ana hat hatalarını hızlıca izole etme ve hata yayılmasını önlemeye yönelik temel görevi üstlenir. Akıllı ağ inşaatının ilerlemesiyle birlikte, ana hat koruması, akım transformatörlerinin (CT) doyuma uğraması ve dağıtık mimelerdeki iletişim gecikmeleri gibi çift zorluğa karşı karşıya kalıyor. Koruma sistemlerinin güvenilirliğini ve hızını sağlamak için yenilikçi teknolojik çözümlere ihtiyaç vardır.
- Temel Zorluk Analizi
2.1 CT Doyumu Nedeniyle Yanlış İşleme Riski
Akımlı transformatörler, yakın mesafeli ana hat hataları sırasında kolayca doyabilir, bu da ikincil akımlarda ciddi bozulmalara neden olur. Geleneksel koruma algoritmaları, örnekleme bozulmaları nedeniyle hataları yanlış değerlendirebilir. Özellikle dış hataların iç hatalara dönüşmesi gibi karmaşık senaryolarda, anti-doyum kapasitesi koruma sisteminin güvenilirliği üzerinde doğrudan etkili olur.
2.2 Dağıtık Mimilerde İletişim Gecikmeleri
Modern trafo merkezleri, dağıtık koruma mimilerini benimser ve merkezi birimler ile bölme birimleri arasındaki veri iletim gecikmeleri, koruma işleminin hızını doğrudan etkiler. Çok yüksek gerilim sistemlerinde (750kV ve üzeri), milisaniye düzeyinde gecikmeler, sistem istikrarı üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.
- Çözümler
3.1 Ağırlıklı Anti-Doyum Algoritması
CT ikincil akımlarının gerçek zamanlı kalite değerlendirmesi için dinamik ağırlıklandırma tekniği kullanılır:
- Doyum Tespiti: Gerçek zamanlı olarak akım dalga formunun bozulma oranlarını izler ve doyum başlangıcını belirler.
- Dinamik Ağırlıklandırma: İlk hata aşamasında doymamış segmentlere daha yüksek ağırlıklar atanır ve doyum segmentlerinde otomatik olarak ağırlıklar azaltılarak işlem yapılır.
- Veri Onarımı: Doymamış verilere dayalı enterpolasyon kullanılarak doğru hata akımları restore edilir.
Uygulama Sonuçları: 220kV trafo merkezinde yapılan uygulama, algoritmanın doğru hata bölgesi tanıma oranını %99.8'ine yükselttiğini gösterdi. Ana hat hata temizleme süresi, her zaman 8-12ms arasında tutuldu, bu da CT doyumu nedeniyle koruma yanlış işlemlerini etkili bir şekilde önledi.
3.2 Dağıtık Optik Fiber İletişim Sistemi
Yüksek performanslı nokta-nokta optik fiber iletişim mimarisi benimsenir:
- Tesadüfi Olmayan Gecikme: Özel fiber-optik bağlantılar, istikrarlı iletim gecikmelerini sağlar.
- Saat Senkronizasyonu: Hassas zamanlama mekanizmaları, örnekleme değerlerinin ±1μs hassasiyetinde senkronize olmasını sağlar.
- Yedek Yapılandırma: Çift ağ yedek tasarım, iletişim güvenilirliğini artırır.
Doğrulama: 750kV akıllı trafo merkezinden elde edilen operasyonel veriler, merkezi ve bölme birimleri arasındaki iletişim gecikmelerinin 1ms'in altında olduğunu ve %100 doğru işlem oranı olduğunu gösterdi, bu, çok yüksek gerilim sistemlerinin koruma hızı için sıkı gereklilikleri karşılamaktadır.
3.3 Sanal Ana Hat Teknolojisi
Yazılım tanımlı ana hat topolojisi, esnek yapılandırma imkanı sağlar:
- Grafiksel Modelleme: Görsel araçlar, birincil ekipmanların bağlantı ilişkilerini tanımlar.
- Şablon Kütüphanesi Desteği: Çift ana hat bölünmesi, 3/2 kesici şeması ve halka ana hatı gibi standart topoloji şablonlarını içerir.
- Çevrimiçi Yeniden Yapılandırma: Elektrik kesintisi olmadan koruma mantığının uyarlanabilir ayarlanmasına olanak tanır.
Verimlilik Kazançları: Bir dönüştürücü istasyonunda yapılan uygulama, koruma yapılandırma süresini geleneksel yöntemlerle 48 saatten 2 saate indirdi, bu da manuel yapılandırma hatalarını etkili bir şekilde önleyerek projenin uygulanabilirliğini önemli ölçüde artırdı.
