Mikrobilgisayar Tabanlı Koruma Çözümü: Ana Hat Koruma Rölesi
- Genel Bakış
Ana hat koruması, güç sistem korumasının kritik bir bileşenidir ve ana hat arızalarını hızlıca izole etme ve arıza yayılmasını önleme görevini yerine getirir. Akıllı şebeke inşaatının ilerlemesiyle birlikte, ana hat koruması hem akım transformatörü (CT) doygunluğu müdahalelerinden hem de dağıtık mimarilerdeki iletişim gecikmelerinden kaynaklanan çift zorlukla karşı karşıya kalır. Koruma sistemlerinin güvenilirliğini ve hızını sağlamak için yenilikçi teknolojik çözümlere ihtiyaç vardır.
- Temel Zorluk Analizi
2.1 CT Doygunluğundan Kaynaklanan Yanlış İşlev Riski
Akımlı hat yakındaki ana hat arızalarında akım transformatörleri kolayca doyurulabilir, bu da ikincil akımlarda ciddi bozulmalara neden olur. Geleneksel koruma algoritmaları, örneklem bozulmalarından dolayı arızaları yanlış değerlendirebilir. Özellikle dış arızalar iç arızalara dönüşen karmaşık senaryolarda, anti-doygunluk yeteneği koruma sisteminin güvenilirliği üzerinde doğrudan etkili olur.
2.2 Dağıtık Mimarilerdeki İletişim Gecikmeleri
Modern traktörler, merkezi birimler ile bay birimleri arasındaki veri iletim gecikmelerinin koruma işlem hızını doğrudan etkilediği dağıtık koruma mimarilerini benimser. Ultra yüksek gerilim sistemlerinde (750kV ve üzeri), milisaniye düzeyinde gecikmeler sistem istikrarını önemli ölçüde etkileyebilir.
- Çözümler
3.1 Ağırlıklı Anti-Doygunluk Algoritması
CT ikincil akımlarının gerçek zamanlı kalite değerlendirmesi için dinamik ağırlıklandırma tekniği kullanılır:
- Doygunluk Tespiti: Akım dalga formunun gerçek zamanlı bozulma oranlarını izleyerek doyum başlangıcını tespit eder.
- Dinamik Ağırlıklandırma: İlk arıza aşamasında doymuş olmayan segmentlere daha yüksek ağırlıklar atanırken, doymuş segmentlerde otomatik olarak ağırlıklar azaltılmaktadır.
- Veri Onarımı: Doymuş olmayan verilere dayalı enterpolasyon kullanılarak doğru arıza akımları onarılır.
Uygulama Sonuçları: 220kV traktöründe yapılan uygulama, algoritmanın doğru arıza bölgesi tanımlama oranını %99.8'e yükselttiğini göstermiştir. Ana hat arızası temizleme süresi sürekli olarak 8-12ms arasında tutuldu, bu da CT doygunluğu nedeniyle oluşan koruma yanlış işlevselliğini etkili bir şekilde önledi.
3.2 Dağıtık Optik Fiber İletişim Sistemi
Yüksek performanslı nokta-nokta optik fiber iletişim mimarisine geçiş yapılmıştır:
- Tesadüfi Olmayan Gecikme: Özel fiber-optik bağlantılar, kararlı iletim gecikmelerini sağlar.
- Saat Senkronizasyonu: Hassas zamanlama mekanizmaları, örnekleme değerlerinin ±1μs içinde senkronize olmasını sağlar.
- Yedek Yapılandırma: Çift ağ yedek tasarım, iletişim güvenilirliğini artırır.
Doğrulama: 750kV akıllı traktöründeki operasyonel veriler, merkezi ve bay birimleri arasındaki iletişim gecikmelerinin 1ms'ten az olduğunu, %100 doğru işlem oranı ile ultra yüksek gerilim sistemlerin koruma hızı için sıkı gereklilikleri karşıladığını göstermiştir.
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: İki ana hat bölünmesi, 3/2 kesici şeması ve halka ana hatı gibi standart topoloji şablonlarını içerir.
- Çevrimiçi Yeniden Yapılandırma: Güç kesintisi olmadan koruma mantığının uyarlamalı ayarlanmasını sağlar.
Verimlilik Kazançları: Bir dönüştürücü traktöründeki uygulama, koruma yapılandırma süresini geleneksel yöntemlerle 48 saatten 2 saate indirdi, bu da manuel yapılandırma hatalarını etkili bir şekilde önler ve projenin uygulanma verimliliğini önemli ölçüde artırmıştır.
