Relé za zaštita na linija Mikrokomputersko bazirano rešenie za zaštita na linijata

1. Апстракт и позадина​
   Со зголемувањето на комплексноста на структурите на електропреводната мрежа - посебно развојот на ултра-високонапонски превод (UHVDC), масивна интеграција на обновливи извори на енергија и многу паралелни преводни линии - барањата за перформанси на заштитата на преводните линии достигнуваат непретходен ниво. Кључниот предизвик се состои во балансирање на две критички потреби: осигурување на екстремно брз работа на заштитните уреди при грешки за да се одржи стабилноста на системот, истовремено гарантирајќи силна селективност за да се спречат неопходни тресавиња и ескалација на грешките. Ова противречие е особено изразено во комплексни конфигурации на мрежата како што се паралелни двоструки кружници, каде што традиционалните принципи на заштита од една страна се соочуваат со значителни ограничувања.

Оваа решенија користи напредна микрорачunalна технологија за заштита, интегрирајќи три клучни модули: заштита на растојание на варијација на фреквенција на моќта, локализација на грешка со двострана траструјна волна и стратегии за адаптивно автоматско повторно затварање. Целта е да се подобри целосно надежноста, брзината и интелигенцијата на заштитата на линиите, давајќи критичка поддршка за изградба на јака и интелигентна мрежа.

​2. Анализа на кључните предизвици​

• ​Конфликт помеѓу брзина и селективност: Традиционалните шеми за заштита често бараат забрзана работа за да се осигура селективност, што се конфронтира со потребата за брзо клирање на грешки за да се одржи стабилноста на системот.
• ​Точна локализација на грешка во паралелни двоструки кружници: Мутуалната индуктивност меѓу двоструки кружници комплицира карактеристиките на грешките, значително намалувајќи точноста на традиционалните методи за локализација на грешки и пречи на идентификацијата на грешките и вратувањето на моќта.
• ​Недоверливост внесена од интеграција на обновливи извори на енергија: Интеграцијата на ветропаркови и сончеви паркови менува нивото и карактеристиките на краткосрочниот струјен поток, што може да причини погрешна работа или неуспех на заштитата. Додатно, нивните флуктуации во излезот предизвикуваат предизвици за успешноста на стратегиите за автоматско повторно затварање.

​3. Кључни технологии на решението​

​3.1 Заштита на растојание на варијација на фреквенција на моќта (ΔZ Заштита)​​

• ​Технички принцип: Оваа технологија не е влијае од струјата на оптоварување во нормална работа на системот. Пресметува грешката на импеданса само со користење на варијациите на фреквенција на моќта и струјата кои се генерираат моментално при грешка. Со високи пороки за почеток, е инхерентно насочена, високо селективна и нечувствителна на системски осцилации и префрлачки отпор.
• ​Преимаги во перформанси:
• Екстремно брза работа: Екстремно брз одговор, со типични временски периоди под 10мс.
• Висока надежност: Ефикасно избегнува погрешна работа поради влијанието на струјата на оптоварување.
• ​Пример за применување: Во ±800кВ UHVDC преводна линија, оваа технологија намали тоталното време за клирање на грешка (работа на заштита + тресавиње на прекинувач) за блиски грешки до помалку од 80мс, значително го подобри транзиентниот стабилитет на UHVDC системот.

​3.2 Локализација на грешка со двострана траструјна волна​

• ​Технички принцип: Грешката генерира траструјни волни кои се шират кон двете крајни точки на линијата. Користејќи високопрецизни GPS/BDS синхронизирани часовници, заштитните уреди на двете крајни точки прецизно записуваат временските моменти на пристигнување на почетните струјни траструјни волни (t1 и t2). Локацијата на грешката се точно пресметува со формулата L = (v * Δt) / 2, каде v е брзината на волна и Δt = |t1 - t2|.
• ​Преимаги во перформанси:
• Екстремно точна: Локализацијата на грешката е малку влијае од мутуалната индуктивност на линијата, режимот на работа на системот, префрлачкиот отпор или насытеноста на струјни трансформатори (CT).
• Независна од параметри: Не се зависи од параметрите на импеданса на линијата, елиминирајќи грешките кои произлегуваат од неточни параметри во традиционалните методи базирани на импеданса.
• ​Пример за применување: Намалување на грешката во локализацијата на грешка до помалку од 200 метри на 500кВ двострана линија на иста турманета, подобрувајќи точноста за повеќе од 80% врз традиционалните методи базирани на импеданса од една страна. Ова многу ја облеснува брзата идентификација на грешките и одржуването.

​3.3 Адаптивна стратегија за автоматско повторно затварање​

• ​Технички принцип: Микрорачunalниот заштитен уред интелигентно ги разликува типовите на грешки (транзиторни или перманентни):
1. ​Транзиторни грешки: По тресавињето, диелектричната јачина на линијата се самовосстановува. Уредот детектира восстановувањето на изолацијата и брзо испраќа команда за повторно затварање.
2. ​Перманентни грешки: Уредот детектира постояната грешка и блокира повторното затварање за да се спречи вторично тресавиње на прекинувачот, осигурувајќи безбедност на опремата.
   Додатно, стратегијата динамично прилагодува мртвото време на автоматско повторно затварање според реалните услови на системот (нпр. додел на излезот на обновливите извори на енергија) за да се прилагоди на карактеристиките на восстановувањето на системот.
• ​Преимаги во перформанси:

• Повеќе успех: Се избегнува повторно затварање при перманентни грешки, значително подобрувајќи успехот на автоматско повторно затварање и надежноста на доставување на моќ.
• Намалена влијание: Се спречува непотребна вторична треска на системот, што го заштитува опремата.

• ​Пример за применување: Имплементација на критична излезна линија на ветропарк увеличува успехот на автоматско повторно затварање од 72% до 93%, ефикасно намалувајќи дисконекциите на ветротурбините поради транзиторни грешки на линијата.

​4. Сумирање на вредноста на решението​
Оваа интегрирана микрорачunalна решенија за заштита доставува клучна вредност на клиентите преку синергетичката примена на неговите три клучни технологии:

1. ​Подобрен системски стабилитет: Екстремно брза заштита брзо изолира грешки, осигурувајќи критичко време за одржување на стабилноста на мрежата.
2. ​Подобрен надежност на доставување на моќ: Интелектуална адаптивна стратегија за автоматско повторно затварање максимизира вратувањето на моќ, намалувајќи длабочината и загубите од прекин.
3. ​Повеќе ефикасност во работа: Високопрецизна локализација на грешки трансформира одржуването од "патрулирање на линија" до "инспекција на точка", значително намалувајќи цените и временските периоди за проверка.
4. ​Адаптивност на нови електропреводни системи: Неговата изузетна перформанса го прави многу прифатлив за комплексни современи сцени на мрежата, вклучувајќи UHVDC, интеграција на обновливи извори на енергија и многу-кружници.