Mikroračunarsko bazirano rešenje za zaštitu: Relé za zaštitu matične linije

1. Pregled

Štiti za šinovski most su ključni elementi zaštite sistema snabdevanja električnom energijom, s osnovnom misijom brzog izolovanja grešaka na šinovskom mostu i sprečavanja širenja grešaka. Sa napredovanjem konstrukcije pametne mreže, štit za šinovski most se suočava sa dvostrukim izazovima: saturovanje transformatora struje (CT) i kašnjenja u komunikaciji u raspodeljenim arhitekturama. Potrebne su inovativne tehnološke rešenja kako bi se osigurala pouzdanost i brzina sistema zaštite.

2. Analiza glavnih izazova

2.1 Rizik od pogrešnog funkcionisanja zbog saturovanja CT-a

Transformatori struje su podložni saturovanju tokom grešaka blizu šinovskog mosta, što dovodi do ozbiljnih distorzija sekundarnih struja. Tradicionalni algoritmi zaštite mogu pogrešno proceniti greške zbog distorzija uzorkovanja. Posebno u složenim situacijama kada vanjske greške evoluiraju u unutrašnje, sposobnost otpornosti na saturovanje direktno utiče na pouzdanost sistema zaštite.

2.2 Kašnjenja u komunikaciji u raspodeljenim arhitekturama

Savremene prekidničare koriste raspodeljene arhitekture zaštite, gde direktno utiču kašnjenja u prenosu podataka između centralnih jedinica i jedinica boksa na brzinu operacija zaštite. U sistemima ekstremno visokog naponskog nivoa (750kV i više), kašnjenja na milisekundska nivou značajno utiču na stabilnost sistema.

3. Rešenja

3.1 Težinski algoritam protiv saturovanja

Koristi se dinamička tehnika težiranja za vremensku procenu kvaliteta sekundarnih struja CT-a:

• ​Otkrivanje saturovanja: Vremenski nadgleda stopu distorzije valnih oblika struje kako bi se identifikovalo početak saturovanja.
• ​Dinamičko težiranje: Dodeljuje veće teže segmentima koji nisu saturovani tokom inicijalne faze greške i automatski smanjuje težine tokom saturovanih segmenta.
• ​Vraćanje podataka: Koristi interpolaciju baziranu na nesaturovanim podacima kako bi se vratile tačne struje greške.

​Rezultati primene: Praktična implementacija u 220kV prekidničari je pokazala da je algoritam poboljšao tačnu identifikaciju zone greške na 99,8%. Vreme isključivanja greške na šinovskom mostu je konstantno održano na 8-12ms, efektivno sprečavajući pogrešno funkcionisanje zaštite zbog saturovanja CT-a.

3.2 Raspodeljeni optički komunikacioni sistem

Uvodimo visoko performantnu tačka-tačka optičku komunikacionu arhitekturu:

• ​Determinističko kašnjenje: Dedikovane optičke vezove obezbeđuju stabilna kašnjenja u prenosu.
• ​Sinhronizacija časova: Precizni mehanizmi vremena dostižu preciznost sinhronizacije vrednosti uzorka unutar ±1μs.
• ​Izdvajanje: Dualna mrežna redundancija povećava pouzdanost komunikacije.

​Validacija: Operativni podaci iz 750kV pametne prekidničare su pokazali da su kašnjenja u komunikaciji između centralnih i boks jedinica bile manje od 1ms, sa 100% tačnim stopom operacija, zadovoljavajući strogim zahtevima ekstremno visokih naponskih sistema za brzinu zaštite.

3.3 Virtualna tehnologija šinovskog mosta

Softverski definisana topologija šinovskog mosta omogućava fleksibilnu konfiguraciju:

• ​Grafičko modeliranje: Vizualni alati definišu relacije povezanosti primarnog opreme.
• ​Podrška biblioteke šablona: Uključuje standardne topološke šablone kao što su dvostruki šinovski most, shema 3/2 prekidnika i prstenasti šinovski most.
• ​Online rekonfiguracija: Omogućava adaptivnu prilagodbu logike zaštite bez prekida snabdevanja.

​Stepen efikasnosti: Praktična primena u pretvarajućoj stanici je smanjila vreme konfiguracije zaštite sa 48 sati (tradicionalne metode) na 2 sata, efektivno izbegavajući greške ručne konfiguracije i značajno poboljšavajući efikasnost realizacije projekta.