Microcomputergebaseerde beschermingsoplossing: Moederplaatbeschermer

1. Overzicht

Middelen voor busbarbescherming zijn een cruciaal onderdeel van het beschermingsmechanisme van elektriciteitsnetwerken, met als belangrijke taak het snel isoleren van busbarstoringen en voorkomen dat storingen zich verspreiden. Met de voortgang van de bouw van slimme netwerken staan busbarbeschermingen voor twee uitdagingen: interferentie door verzadiging van stroomtransformatoren (CT) en communicatievertraging in gedistribueerde architecturen. Innovatieve technologische oplossingen zijn nodig om de betrouwbaarheid en snelheid van beschermingssystemen te waarborgen.

2. Analyse van Kernuitdagingen

2.1 Risico op Foute Werking Door CT-Verzadiging

Tijdens nabije busbarstoringen kunnen stroomtransformatoren geneigd zijn tot verzadiging, wat zorgt voor ernstige vervorming van secundaire stromen. Traditionele beschermingsalgoritmen kunnen storingen verkeerd interpreteren vanwege monsteringvervormingen. Vooral in complexe scenario's waarbij externe storingen overgaan in interne storingen, heeft de anti-verzadigingscapaciteit directe invloed op de betrouwbaarheid van het beschermingssysteem.

2.2 Communicatievertraging in Gedistribueerde Architecturen

Moderne transformatorhuisjes hanteren gedistribueerde beschermingsarchitecturen, waarbij gegevensoverdrachtvertraging tussen centrale eenheden en baaneenheden direct de snelheid van beschermingsoperaties beïnvloedt. In ultrahogespanningsystemen (750kV en hoger) kunnen millisecondenlange vertragingen aanzienlijk de systeemstabiliteit beïnvloeden.

3. Oplossingen

3.1 Gewogen Anti-Verzadigingsalgoritme

Een dynamische gewichtstechniek wordt toegepast voor real-time kwaliteitsbeoordeling van secundaire stromen van CT's:

• ​Verzadigingsdetectie: Monitort in real time de vervormingsgraad van stroomgolven om het begin van verzadiging te identificeren.
• ​Dynamisch Gewichten: Geeft hogere gewichten aan niet-verzadigde segmenten tijdens de initiële storingfase en vermindert automatisch de gewichten tijdens verzadigde segmenten.
• ​Gegevensherstel: Gebruikt interpolatie op basis van niet-verzadigde gegevens om nauwkeurige storingstromen te herstellen.

​Toepassingsresultaten: Praktische implementatie in een 220kV transformatorhuisje liet zien dat het algoritme de nauwkeurige identificatie van storingzones verbeterde tot 99,8%. De tijd voor het elimineren van busbarstoringen werd consistent gehandhaafd op 8-12ms, waardoor effectief voorkomen werd dat de bescherming foutief werkte door CT-verzadiging.

3.2 Gedistribueerd Glasvezelcommunicatiesysteem

Een hoogwaardige punt-tot-punt glasvezelcommunicatiearchitectuur wordt toegepast:

• ​Bepaalde Vertraging: Specifieke glasvezelverbindingen garanderen stabiele transmissievertragingen.
• ​Kloksynchronisatie: Precisietijdsmechanismen bereiken een synchronisatieaccurate van ±1μs voor monsters.
• ​Redundante Configuratie: Een dubbel-netwerkdesign verhoogt de betrouwbaarheid van de communicatie.

​Validatie: Operationele gegevens van een 750kV slim transformatorhuisje toonden aan dat de communicatievertragingen tussen centrale en baaneenheden minder dan 1ms bedroegen, met een 100% correcte werkingsratio, voldoende aan de strenge eisen van ultrahogespanningsystemen voor beschermingsnelheid.

3.3 Virtuele Busbar Technologie

Softwaregedefinieerde busbartopologie stelt flexibele configuratie in staat:

• ​Grafische Modellering: Visuele hulpmiddelen definiëren de connectiviteitsrelaties van primaire apparatuur.
• ​Sjablonenbibliotheekondersteuning: Bevat standaardtopologiesjablonen zoals dubbele busbarsegmentatie, 3/2 schakelaarschema en ringbusbar.
• ​Online Herconfiguratie: Stelt adaptieve aanpassing van beschermingslogica in zonder stroomonderbreking in.

​Efficiëntieverbeteringen: Praktische toepassing in een omschakelstation reduceerde de beschermingsconfiguratietijd van 48 uur (traditionele methoden) naar 2 uur, waardoor manuele configuratiefouten effectief werden voorkomen en de projectimplementatieefficiëntie aanzienlijk verbeterd werd.