Mikrobaseret beskyttelsesløsning: Busbarbeskyttelsesrelæ
- Oversikt
Mutternbeskyttelse er en kritisk del av strømsystembeskyttelsen, med den viktige oppgaven å raskt isolere mutterfeil og forhindre feilpropagasjon. Med fremgangen i smarte nettverkskonstruksjon står mutternbeskyttelse overfor to dobbel utfordringer: saturering av strømtransformatorer (CT) og kommunikasjonsforsinkelser i distribuerte arkitekturer. Innovativ teknologi løsninger er nødvendige for å sikre pålitelighet og hastighet i beskyttelsessystemet.
- Analyse av kjerneutfordringer
2.1 Risiko for feiloperasjon på grunn av CT-saturering
Strømtransformatorer er utsatt for saturering under nærmutterfeil, som fører til alvorlig forvrengning av sekundærstrøm. Tradisjonelle beskyttingsalgoritmer kan misstolke feil på grunn av samplingforvrengninger. Spesielt i komplekse situasjoner der eksterne feil utvikler seg til interne feil, har motstandsdyktighet mot saturering direkte innvirkning på påliteligheten i beskyttelsessystemet.
2.2 Kommunikasjonsforsinkelser i distribuerte arkitekturer
Moderne spenningsstasjoner bruker distribuert beskyttelsesarkitektur, der dataoverføringsforsinkelser mellom sentrale enheter og båyenhetene direkte påvirker beskyttelsesoperasjonens hastighet. I ultra-høyspenningsystemer (750kV og høyere) kan millisekunds-nivåforsinkelser ha betydelig innvirkning på systemets stabilitet.
- Løsninger
3.1 Vektet anti-satureringsalgoritme
En dynamisk vektingsteknikk brukes for sanntidsvurdering av kvaliteten på sekundærstrømmen fra CT:
- Satureringsdeteksjon: Overvåker forvrengningsgraden av strømformen i sanntid for å identifisere begynnelsen av saturering.
- Dynamisk vekting: Tildeler høyere vekter til ikke-saturerte segmenter under den inledende feilfasen og reduserer automatisk vekter under saturerte segmenter.
- Datarestaurering: Bruker interpolasjon basert på ikke-saturert data for å gjenopprette nøyaktige feilstrømmer.
Anvendelsesresultater: Praktisk implementering ved en 220kV-spenningsstasjon viste at algoritmen forbedret nøyaktig identifisering av feilsonen til 99,8%. Tiden for mutterfeilavskjæring ble konsekvent holdt på 8-12 ms, noe som effektivt forebygget feiloperasjon på grunn av CT-saturering.
3.2 Distribuert fiberkomunikasjonssystem
En høyytelses punkt-til-punkt fiberkomunikasjonsarkitektur blir benyttet:
- Deterministisk forsinkelse: Dedikerte fibertrådlenker sikrer stabile overføringsforsinkelser.
- Klokkesynkronisering: Nøyaktige tidsmekanismer oppnår synkroniseringsnøyaktighet av måleverdier innen ±1μs.
- Redundant konfigurasjon: Dobbeltnettredundansdesign forbedrer kommunikasjonens pålitelighet.
Validering: Driftsdata fra en 750kV-smart spenningsstasjon viste at kommunikasjonsforsinkelser mellom sentrale og båyenhetene var mindre enn 1 ms, med en 100% korrekt operasjonsrate, som oppfyller de strenge kravene til ultra-høyspenningsystemer angående beskyttelseshastighet.
3.3 Virtuell mutterteknologi
Programvaredefinert muttertopologi tillater fleksibel konfigurasjon:
- Grafisk modellering: Visuelle verktøy definerer koblingsforhold for primære enheter.
- Mallbibliotekstøtte: Inkluderer standardtopologimaller som dobbel muttersegmentering, 3/2-bryterløsning og ringmutter.
- Online rekonfigurasjon: Tillater adaptiv justering av beskyttelseslogikk uten strømtap.
Effektivitetsegenskaper: Praktisk anvendelse ved en omformerstasjon reduserte beskyttelseskonfigurasjonstiden fra 48 timer (tradisjonelle metoder) til 2 timer, noe som effektivt unngår manuelle konfigurasjonsfeil og forbedrer prosjektimplementasjons-effektiviteten betydelig.
