Relay ng Proteksyon ng Linya Microcomputer-Based na Solusyon sa Proteksyon ng Linya

1. Abstract at Background​
   Sa pagtaas ng komplikadong istraktura ng grid ng kuryente—lalo na ang pag-unlad ng ultra-high-voltage direct current (UHVDC) transmission, malawakang integrasyon ng renewable energy, at maraming parallel na linya ng transmisyon—ang mga pangangailangan sa performance para sa proteksyon ng linyang ito ay umabot sa hindi pangkaraniwang antas. Ang pangunahing hamon ay nasa balanse ng dalawang mahalagang pangangailangan: siguraduhin ang napakabilis na operasyon ng mga device ng proteksyon sa panahon ng mga fault upang mapanatili ang estabilidad ng sistema, habang nagbibigay din ng matibay na selektibidad upang maiwasan ang hindi kinakailangang tripping at paglaki ng fault. Ang kontradiksiyon na ito ay lalo na'y malinaw sa mga komplikadong istraktura ng grid tulad ng parallel double-circuit lines, kung saan ang mga tradisyonal na single-ended protection principles ay nakakararanas ng malaking limitasyon.

Ang solusyong ito ay gumagamit ng advanced na teknolohiya ng microcomputer-based protection, na nagintegro ng tatlong core modules: power frequency variation distance protection, double-terminal traveling wave fault location, at adaptive auto-reclosing strategies. Layunin nito na komprehensibong i-enhance ang reliabilidad, bilis, at katalinuhan ng line protection, na nagbibigay ng mahalagang suporta para sa pagtatayo ng robust at smart grid.

​2. Analisis ng Pangunahing Hamon​

• ​Kontradiksiyon sa pagitan ng bilis at selektibidad: Ang mga tradisyonal na scheme ng proteksyon kadalasang nangangailangan ng delayed operation upang matiyak ang selektibidad, na nagkakaroon ng kontradiksiyon sa pangangailangan ng mabilis na pag-clear ng fault upang mapanatili ang estabilidad ng sistema.
• ​Precise na lokasyon ng fault sa parallel double-circuit lines: Ang mutual inductance sa pagitan ng double-circuit lines ay nagpapahirap sa mga katangian ng fault, na nagsisimulang bawasan ang akurasiya ng mga tradisyonal na pamamaraan ng lokasyon ng fault at nagpapahirap sa pag-identify at pag-restore ng kapangyarihan.
• ​Pagkakaroon ng uncertainty dahil sa integrasyon ng renewable energy: Ang integrasyon ng wind at solar power plants ay nagbabago ang antas at katangian ng short-circuit current, na maaaring magdulot ng malungkot na operasyon o failure ng proteksyon. Bukod dito, ang kanilang mga output fluctuations ay nagpapahirap sa success rate ng mga strategy ng auto-reclosing.

​3. Core Technologies ng Solusyon​

​3.1 Power Frequency Variation Distance Protection (ΔZ Protection)​​

• ​Teknikal na Prinsipyo: Ang teknolohiyang ito ay hindi naapektuhan ng load current sa normal na operasyon ng sistema. Ito ay nagkalkula ng fault impedance gamit lamang ang power frequency variations sa voltage at current na lumilikha sa sandaling may fault. May mataas na threshold, ito ay natural na directional, highly selective, at insensitive sa system oscillations at transition resistance.
• ​Mga Advantages sa Performance:
• Ultra-high-speed operation: Napakabilis na response, na may typical na operation times na mas mababa sa 10ms.
• High reliability: Epektibong iwasan ang malungkot na operasyon dahil sa impluwensiya ng load current.
• ​Application Case: Sa isang ±800kV UHVDC transmission line, ang teknolohiyang ito ay bawasan ang kabuuang fault clearance time (protection operation + circuit breaker tripping) para sa near-end faults sa loob ng 80ms, na siyang nagpapataas ng transient stability ng UHVDC system.

​3.2 Double-Terminal Traveling Wave Fault Location​

• ​Teknikal na Prinsipyo: Ang isang fault ay naglilikha ng traveling waves na nag-propagate patungo sa parehong dulo ng linya. Gamit ang high-precision GPS/BDS synchronized clocks, ang mga device ng proteksyon sa parehong dulo ay maalam na narecord ang oras ng pagdating ng initial current traveling waves (t1 at t2). Ang lokasyon ng fault ay maalam na nakalkula gamit ang formula L = (v * Δt) / 2, kung saan v ang wave velocity at Δt = |t1 - t2|.
• ​Mga Advantages sa Performance:
• Ultra-high accuracy: Ang lokasyon ng fault ay malaki ang una sa line mutual inductance, system operation mode, transition resistance, o current transformer (CT) saturation.
• Parameter-independent: Hindi umaasa sa line impedance parameters, na nag-iwas sa mga error na dulot ng inaccurate parameters sa mga tradisyonal na impedance-based methods.
• ​Application Case: Ang deployment sa isang 500kV double-circuit line sa parehong tower ay bawasan ang fault location error sa mas mababa sa 200 meters, na nagpapataas ng akurasiya ng higit sa 80% kumpara sa mga tradisyonal na single-ended impedance-based methods. Ito ay malaking nagpapadali sa mabilis na pag-identify at maintenance ng fault.

​3.3 Adaptive Auto-Reclosing Strategy​

• ​Teknikal na Prinsipyo: Ang microcomputer-based protection device ay maalam na nadi-distinguish ang uri ng fault (transient o permanent):
1. ​Transient faults: Pagkatapos ng tripping, ang dielectric strength ng linya ay self-restores. Ang device ay nadetect ang recovery ng insulation at maalam na naglabas ng reclosing command.
2. ​Permanent faults: Ang device ay nadetect ang persistent fault at nag-block ng reclosing upang maiwasan ang secondary circuit breaker tripping, na nagpapataas ng seguridad ng equipment.
   Bukod dito, ang strategy ay dynamically adjust ang dead time ng auto-reclosing batay sa real-time system conditions (e.g., renewable energy output share) upang tugunan ang mga katangian ng system recovery.
• ​Mga Advantages sa Performance:

• Increased success rate: Maiwasan ang reclosing sa permanent faults, na siyang nagpapataas ng success rate ng auto-reclosing at reliabilidad ng supply ng kuryente.
• Reduced impact: Maiwasan ang hindi kinakailangang secondary shocks sa sistema, na nagpapataas ng seguridad ng equipment.

• ​Application Case: Ang implementation sa isang critical na wind farm outgoing line ay nagpataas ng success rate ng auto-reclosing mula 72% hanggang 93%, na siyang epektibong nagbawas ng disconnection ng wind turbine dahil sa transient line faults.

​4. Buod ng Value ng Solusyon​
Ang integrated na microcomputer-based protection solution na ito ay nagbibigay ng core value sa mga customer sa pamamagitan ng synergistic application ng tatlong key technologies nito:

1. ​Enhanced system stability: Ang ultra-high-speed protection ay mabilis na nag-isolate ng mga fault, na siyang nagbibigay ng mahalagang oras upang mapanatili ang estabilidad ng grid.
2. ​Improved power supply reliability: Ang intelligent adaptive auto-reclosing ay nagpapataas ng power restoration, na nagbawas ng duration at losses ng outage.
3. ​Increased operational efficiency: Ang high-precision fault location ay nagtransform ang maintenance mula "line patrolling" hanggang "point inspection," na siyang nagbawas ng cost at oras ng pag-solve.
4. ​Adaptability sa bagong power systems: Ang kanyang extraordinary na performance ay nagpapahiwatig na ito ay napakasama para sa mga komplikadong modernong scenario ng grid, kabilang ang UHVDC, integrasyon ng renewable energy, at multi-circuit lines.