Relai Perlindungan Garis Penyelesaian Perlindungan Garis Berasaskan Mikrokomputer

1. Ringkasan dan Latar Belakang​
   Dengan semakin rumitnya struktur grid tenaga—terutama perkembangan penghantaran arus terus tekanan ultra tinggi (UHVDC), integrasi berskala besar tenaga boleh diperbaharui, dan pelbagai laluan penghantaran selari—keperluan prestasi untuk perlindungan laluan penghantaran telah mencapai tahap yang belum pernah ada sebelumnya. Cabaran utama terletak pada keseimbangan dua permintaan penting: memastikan operasi perlindungan dengan kelajuan sangat tinggi semasa kegagalan untuk mengekalkan kestabilan sistem, sambil juga menjamin selektiviti yang kuat untuk mencegah pengecutan tidak perlu dan peningkatan kegagalan. Kontradiksi ini sangat ketara dalam konfigurasi grid yang kompleks seperti laluan selari ganda, di mana prinsip perlindungan berakhir tunggal tradisional menghadapi batasan yang signifikan.

Solusi ini menggunakan teknologi perlindungan berasaskan mikrokomputer yang canggih, mengintegrasikan tiga modul inti: perlindungan jarak variasi frekuensi kuasa, lokasi kegagalan gelombang perjalanan berakhir ganda, dan strategi autoreclosing adaptif. Ia bertujuan untuk meningkatkan kebolehpercayaan, kelajuan, dan kecerdasan perlindungan laluan secara menyeluruh, menyediakan sokongan kritikal untuk membina grid yang kukuh dan pintar.

​2. Analisis Cabaran Inti​

• ​Konflik antara kelajuan dan selektiviti: Skema perlindungan tradisional sering memerlukan operasi tertunda untuk memastikan selektiviti, bertentangan dengan keperluan untuk penyelesaian kegagalan yang cepat untuk mengekalkan kestabilan sistem.
• ​Lokasi kegagalan yang tepat dalam laluan selari ganda: Induktansi saling antara laluan ganda mengkomplikasikan ciri-ciri kegagalan, mengurangkan ketepatan kaedah-kaedah lokasi kegagalan tradisional secara signifikan dan menghalang identifikasi kegagalan dan pemulihan tenaga.
• ​Ketidakpastian yang diperkenalkan oleh integrasi tenaga boleh diperbaharui: Integrasi pembangkit tenaga angin dan suria mengubah tahap dan ciri arus pendek, mungkin menyebabkan maloperasi atau kegagalan perlindungan. Selain itu, fluktuasi output mereka mencabar kadar kejayaan strategi autoreclosing.

​3. Teknologi Inti Solusi​

​3.1 Perlindungan Jarak Variasi Frekuensi Kuasa (ΔZ Perlindungan)​​

• ​Prinsip Teknikal: Teknologi ini tidak dipengaruhi oleh arus beban semasa operasi sistem normal. Ia mengira rintangan kegagalan hanya menggunakan variasi frekuensi kuasa dalam voltan dan arus yang dihasilkan pada saat kegagalan. Dengan ambang awal yang tinggi, ia secara inheren berarah, selektif, dan tidak peka terhadap osilasi sistem dan rintangan transisi.
• ​Kelebihan Prestasi:
• Operasi kelajuan ultra tinggi: Reaksi yang sangat cepat, dengan masa operasi tipikal kurang dari 10ms.
• Kebolehpercayaan tinggi: Mengelakkan maloperasi akibat pengaruh arus beban dengan efektif.
• ​Kes Penggunaan: Dalam laluan penghantaran UHVDC ±800kV, teknologi ini mengurangkan masa penyelesaian kegagalan total (operasi perlindungan + pemotongan pemutus litar) untuk kegagalan hampir-hampir ke dalam 80ms, meningkatkan kestabilan sementara sistem UHVDC secara signifikan.

​3.2 Lokasi Kegagalan Gelombang Perjalanan Berakhir Ganda​

• ​Prinsip Teknikal: Kegagalan menghasilkan gelombang perjalanan yang merambat ke kedua-dua hujung laluan. Dengan jam GPS/BDS sinkronisasi presisi tinggi, peranti perlindungan di kedua-dua hujung merekod dengan tepat masa ketibaan gelombang perjalanan arus awal (t1 dan t2). Lokasi kegagalan dikira dengan tepat menggunakan formula L = (v * Δt) / 2, di mana v adalah halaju gelombang dan Δt = |t1 - t2|.
• ​Kelebihan Prestasi:
• Ketepatan ultra tinggi: Lokasi kegagalan agak tidak dipengaruhi oleh induktansi saling laluan, modus operasi sistem, rintangan transisi, atau penyempitan CT (current transformer).
• Tidak bergantung pada parameter: Tidak bergantung pada parameter rintangan laluan, menghapuskan ralat yang disebabkan oleh parameter yang tidak tepat dalam kaedah berdasarkan impedans tradisional.
• ​Kes Penggunaan: Pelaksanaan pada laluan 500kV selari ganda pada menara yang sama mengurangkan ralat lokasi kegagalan kepada kurang dari 200 meter, meningkatkan ketepatan lebih daripada 80% berbanding kaedah berdasarkan impedans berakhir tunggal tradisional. Ini sangat memudahkan identifikasi kegagalan dan pemeliharaan yang cepat.

​3.3 Strategi Autoreclosing Adaptif​

• ​Prinsip Teknikal: Peranti perlindungan berasaskan mikrokomputer membezakan jenis kegagalan (sementara atau kekal) dengan cerdas:
1. ​Kegagalan sementara: Selepas pemotongan, kekuatan dielektrik laluan pulih secara sendiri. Peranti mendeteksi pemulihan isolasi dan mengeluarkan perintah autoreclosing dengan segera.
2. ​Kegagalan kekal: Peranti mendeteksi kegagalan yang berterusan dan menghalang autoreclosing untuk mencegah pemotongan pemutus litar sekunder, memastikan keselamatan peralatan.
   Selain itu, strategi ini menyesuaikan masa mati autoreclosing secara dinamik berdasarkan keadaan sistem sebenar (mis., saham output tenaga boleh diperbaharui) untuk menyesuaikan ciri-ciri pemulihan sistem.
• ​Kelebihan Prestasi:

• Kadar kejayaan meningkat: Mengelakkan autoreclosing pada kegagalan kekal, meningkatkan kadar kejayaan autoreclosing dan kebolehpercayaan bekalan tenaga secara signifikan.
• Pengaruh berkurangan: Mencegah gegaran sekunder yang tidak perlu ke sistem, melindungi peralatan.

• ​Kes Penggunaan: Pelaksanaan pada laluan keluar peternakan angin penting meningkatkan kadar kejayaan autoreclosing dari 72% hingga 93%, mengurangkan putus sambung turbin angin yang disebabkan oleh kegagalan laluan sementara secara efektif.

​4. Ringkasan Nilai Solusi​
Solusi perlindungan berasaskan mikrokomputer terpadu ini memberikan nilai inti kepada pelanggan melalui penerapan sinergistik tiga teknologi kunci:

1. ​Kestabilan sistem ditingkatkan: Perlindungan kelajuan ultra tinggi mengasingkan kegagalan dengan cepat, memastikan masa kritikal untuk mengekalkan kestabilan grid.
2. ​Kebolehpercayaan bekalan tenaga ditingkatkan: Autoreclosing adaptif pintar memaksimumkan pemulihan tenaga, mengurangkan tempoh gangguan dan kerugian.
3. ​Kefektifan operasi ditingkatkan: Lokasi kegagalan presisi tinggi mengubah pemeliharaan dari "patroli laluan" menjadi "pemeriksaan titik," mengurangkan kos dan masa pengecaman secara signifikan.
4. ​Kesesuaian dengan sistem tenaga baru: Prestasi luar biasanya membuatnya sangat sesuai untuk skenario grid moden yang kompleks, termasuk UHVDC, integrasi tenaga boleh diperbaharui, dan laluan selari ganda.