Mikrodatorbaserad skyddslösning: Spänningsbussrelä

1. Översikt

Bussbarskydd är en viktig komponent i kraftsystemsskydd, med det viktiga uppdraget att snabbt isolera bussbarfel och förhindra felutbredning. Med framstegen inom smarta nätbyggen står bussbarskydd inför dubbla utmaningar: saturering av strömmätare (CT) och kommunikationsfördröjningar i distribuerade arkitekturer. Innovativa tekniska lösningar krävs för att säkerställa skyddssystemens tillförlitlighet och hastighet.

2. Analys av Kärnutmaningar

2.1 Risk för felaktig operation på grund av CT-saturering

Strömmätare tenderar att mätasättas vid närliggande bussbarfel, vilket leder till allvarlig distorsion av sekundära strömmar. Traditionella skyddsalgoritmer kan felbedöma fel på grund av mätningssvårigheter. Särskilt i komplexa situationer där externa fel utvecklas till interna fel påverkar motståndskraften mot saturering direkt skyddssystemets tillförlitlighet.

2.2 Kommunikationsfördröjningar i distribuerade arkitekturer

Moderna anläggningar använder distribuerade skyddssystem, där dataöverföringsfördröjningar mellan centrala enheter och bayenheter direkt påverkar skyddsåtgärdernas hastighet. I system med ultrahög spänning (750kV och över) kan millisekunds-fördröjningar betydligt påverka systemets stabilitet.

3. Lösningar

3.1 Vägt antiskyddsalgoritm

En dynamisk viktningsmetod används för realtidskvalitetsbedömning av sekundära strömmar från CT:

• ​Satureringsdetektering: Övervakar i realtid strömförändringar för att identifiera början av saturering.
• ​Dynamisk Viktning: Tilldelar högre vikter till icke-saturerade segment under den tidiga felstadiet och minskar automatiskt vikten under saturerade segment.
• ​Dataåterställning: Använder interpolation baserad på icke-saturerade data för att återskapa korrekta felfströmmar.

​Tillämpningsresultat: Praktisk implementation vid en 220kV-anläggning visade att algoritmen förbättrade korrekt identifiering av felsoner till 99,8%. Bussbarfel rensades konsekvent inom 8-12 ms, vilket effektivt förhindrade felaktig operation på grund av CT-saturering.

3.2 Distribuerat fiberoptiskt kommunikationssystem

En högpresterande punkt-till-punkt fiberoptisk kommunikationsarkitektur används:

• ​Deterministisk Fördröjning: Dedicerade fiberoptiska länkar säkerställer stabil överföringsfördröjning.
• ​Klocksynkronisering: Precisionsmekanismer uppnår synkroniseringsnoggrannhet inom ±1 μs.
• ​Redundant Konfiguration: Dubbelnät redundancy design ökar kommunikationstillförlitlighet.

​Validering: Driftsdata från en 750kV-smart anläggning visade att kommunikationsfördröjningen mellan centrala och bayenheter var mindre än 1 ms, med en 100% korrekt fungeringsfrekvens, vilket uppfyller de stränga kraven på skyddshastighet i system med ultrahög spänning.

3.3 Virtuell Bussbarteknik

Programvarudefinierad bussbartopologi möjliggör flexibel konfiguration:

• ​Grafisk Modellering: Visuella verktyg definierar kopplingsrelationer för primäre enheter.
• ​Mallbiblioteksstöd: Inkluderar standardtopologimallar som dubbelt bussbarsegment, 3/2-brytar schema och ringbussbar.
• ​Online Omkonfiguration: Möjliggör adaptiv justering av skyddlogik utan strömavbrott.

​Effektivitetsvinster: Praktisk tillämpning vid en omvandlingsstation reducerade skyddskonfigurationstiden från 48 timmar (traditionella metoder) till 2 timmar, vilket effektivt undvek manuella konfigurationsfel och betydligt förbättrade projektimplementeringseffektivitet.