تقنيات محاكاة محولات التيار لدراسات المرحل الدقيقة

تقنيات محاكاة محولات التيار لدراسات المرحل الدقيقة

تُعد محاكاة محولات التيار (CTs) ضرورية للتحقق من أداء المرحل، وتقييم مخاطر التشبع، وتحسين نظم الحماية. وتعيد النماذج الدقيقة سلوك محول التيار في الظروف العادية وحالات الأعطال، مما يضمن استجابة نظم الحماية بالشكل المطلوب.

تعريف سريع: تشمل محاكاة محولات التيار النمذجة الرياضية والبرمجية للخصائص المغناطيسية لمحول التيار، وتأثيرات الحمل، والتيارات الثانوية للتنبؤ بالأداء في تطبيقات الحماية والقياس.

النتائج الرئيسية من المشروع

• تتطلب محاكاة محول التيار منحنيات مغنطة دقيقة وبيانات حمل متوافقة مع المواصفات IEC 61869 أو IEEE C57.13
• تُستخدم أدوات برمجية مثل PSCAD وEMTP-RV وMATLAB/Simulink في نمذجة اشباع محولات التيار والاستجابة العابرة.
• توفر شركة Enwei Electric ورقات بيانات محولات التيار ومنحنيات التمغناطيس لدعم الدراسات الرقمية.
• يتم التحقق من دقة المحاكاة من خلال الاختبار الميداني أو اختبار الحلقة المغلقة باستخدام الأجهزة (Hardware-in-the-loop).

أهداف المحاكاة

يقوم المهندسون بمحاكاة محولات التيار للتحقق من إعدادات المرحل، وتحديد حدود الاشباع، وتقييم تأثير التغيرات في الشبكة. كما تدعم المحاكاة المحطات الفرعية الرقمية، حيث تُستخدم النماذج الافتراضية للتحقق من منطق الحماية قبل التشغيل الميداني.

تتيح النمذجة السليمة تحديد ما إذا كانت محولات التيار قادرة على توصيل إشارات دقيقة أثناء التيارات العالية جدًا عند حدوث الأعطاب، مما يمنع سوء تشغيل المرحل ويضمن استقرار النظام.

أساسيات نمذجة محولات التيار

تشمل نماذج محولات التيار عادةً فرع تمغناطيسي يمثل سلوك القلب المغناطيسي وفرعًا متسلسلًا يمثل مقاومة التسرب والحمل. وتُستخدم منحنيات التمغناطيس غير الخطية لتمثيل خصائص الاشباع. ويمكن دمج التأثيرات الحرارية لحالات الأعطاب الطويلة الأمد.

في المحاكاة العابرة، تقوم معادلات توازن التدفق بنمذجة الاستبقاء والانحراف المستمر. بالنسبة لتطبيقات القياس، قد تكون الدقة في الحالة المستقرة كافية، في حين تتطلب دراسات الحماية دقة في السلوك العابر.

المعايير ومدخلات البيانات

• IEC 61869-2 — يوفر بيانات التمغناطيس، وفئات الدقة والحدود الحرارية للمحولات التيارية. المصدر: اللجنة الكهروتقنية الدولية
• IEEE C57.13 — يقدم المعايير الأمريكية لمعايرات المحولات التيارية واختباراتها. المصدر: المعهد المهندسين الكهربائيين والإلكترونيين
• IEC 60909 — يوجه حسابات القصر التي تغذي محاكاة المحولات التيارية. المصدر: اللجنة الكهروتقنية الدولية

تعتمد المحاكاة الدقيقة على منحنيات تمغناطيس المحول التياري، ونسبة التحويل، وتصنيف الحمل، ومقاومة اللف الثانوي. توفر شركة Enwei Electric هذه المعطيات في وثائق المنتج.

تدفق عمل المحاكاة

1. جمع البيانات: جمع معلمات المحول التياري—نسبة التحويل، جهد نقطة الركبة، بيانات المغناطيسية، مقاومة اللفة.

2. إنشاء النموذج: بناء نماذج الدوائر المكافئة في البرنامج المختار، متضمنًا الخصائص غير الخطية للمغناطيسية.

3. تعريف السيناريو: تحديد تيارات العطل، والأحمال، وديناميكيات النظام (مثل الانزياح المباشر، والتشجيع المتبقي).

4. المحاكاة: تشغيل تحليلات الحالة العابرة والمستقرة لمراقبة سلوك التيار والتدفق الثانوي.

5. التقييم: مقارنة التيار الثانوي بمتطلبات المرحل، مع ضمان الدقة ضمن حدود الفئة.

أدوات البرمجيات لمحاكاة المحولات التيارية

PSCAD/EMTDC: يوفر نمذجة تفصيلية لل_transient الكهرومغناطيسية مع عناصر غير خطية لدراسات اشباع محولات التيار.

EMTP-RV: يوفر نمذجة مرنة للTransientات أنظمة القدرة، بما في ذلك وحدات محولات التيار ومكونات مخصصة.

MATLAB/Simulink: يمكن من إنشاء نماذج مخصصة لمحولات التيار باستخدام Simscape Electrical، وهو مناسب لتطوير النماذج الرقمية (Digital Twin).

DIgSILENT PowerFactory: يتضمن نماذج محولات القياس ضمن دراسات الحماية للمحاكاة القصيرة والديناميكية.

سيناريوهات التطبيق

الحماية التفاضلية: تحقق من أن محولات التيار المغذية للمرحلات التفاضلية تبقى خطية في ظل ظروف الأعطاب الداخلية والخارجية.

الحماية المسافة: تقييم أداء المحولات الحالية (CT) في ظل أعطال الخطوط الطويلة ذات الانحراف المباشر العالي لضمان توقيت العوازل المناسب.

التوصيلات المتجددة: نمذجة استجابة المحولات الحالية (CT) للتيارات القصيرة الناتجة عن المحولات، والتي قد تكون محدودة السعة ولكنها تحتوي على تشويش عالي.

المحطات الفرعية الرقمية: محاكاة قيم العينات وفقًا للمعيار IEC 61850 المستمدة من نماذج المحولات الحالية (CT) للتحقق من خوارزميات وحدات الدمج.

التحقق واختبار الأداء

يجب التحقق من صحة نتائج المحاكاة من خلال الاختبارات المخبرية أو القياسات الميدانية. تؤكد اختبارات الحقن الثانوية استجابة العوازل، بينما تُثبت اختبارات الحقن الأولية سلوك المحولات الحالية (CT) تحت الحمل. وتجمع إعدادات التشغيل مع الحلقة المغلقة (Hardware-in-the-loop) بين العوازل الحقيقية وإشارات المحولات الحالية (CT) المحاكاة من أجل التحقق الشامل.

يتطلب الحفاظ على التوافق بين نماذج المحاكاة والخصائص الفعلية للمحولات الحالية (CT) تحديثات دورية باستخدام أحدث تقارير الاختبارات وبيانات مراقبة الحالة.

قائمة مهندس الفحص

• الحصول على منحنيات إثارة دقيقة للمحولات الحالية (CT)، ونسبة التحويل، والحمل، وقيم المقاومة.
• اختيار أدوات محاكاة قادرة على نمذجة المغناطة غير الخطية.
• تحديد تيارات العطل في أسوأ الظروف والأحمال من أجل التحليل.
• التحقق من النتائج مقابل متطلبات المعايير ومواصفات أجهزة حماية التتابع.
• توثيق الافتراضات ومعايير النموذج وارتباطات الاختبار لأغراض التدقيق.

مصادر بيانات المحولات الحالية الكهربائية من إنوي

توفر شركة إنوي الكهربائية ورقات بيانات مفصلة للمحولات الحالية ومنحنيات التنشيط والبيانات الحرارية لدعم جهود المحاكاة. استكشف عروض المحولات الحالية على https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. دمج بيانات المحولات الحالية مع معدات اللوحات الكهربائية من إنوي ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) والمحولات ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) يضمن نمذجة متماسكة.

الأسئلة الشائعة حول هندسة محاكاة محولات التيار

لماذا نقوم بمحاكاة المحولات الحالية بدلاً من الاعتماد على بيانات الاسم التجاري؟

تُظهر المحاكاة السلوك غير الخطي وتأثيرات الانتقال، مما يكشف عن مخاطر التشبع أو الأعطال التي لا يمكن لتلك البيانات وحدها التنبؤ بها.

ما هي البيانات الأساسية النموذجية الدقيقة للتحويلات الحالية؟

منحنى التحفيز، والنسبة، وتصنيف الحمل، والمقاومة الثانوية، والحدود الحرارية هي مدخلات حاسمة.

كيف تدعم شركة إنوي للكهرباء فرق المحاكاة؟

توفر شركة إنوي للكهرباء بيانات مفصلة عن محولات التيار، واستشارات هندسية، وتخصيص المنتجات لتتماشى مع متطلبات دراسات الحماية.

دعوة للعمل: عزز محاكاة محولات التيار مع شركة إنوي للكهرباء

تحمي محاكاة محول التيار الدقيقة أنظمة الحماية وتحسين أداء الشبكة. شارك مع شركة إنوي للكهرباء للحصول على بيانات شاملة عن محولات التيار، ودعم هندسي، ومعدات متكاملة. اتصل بشركة إنوي للكهرباء اليوم لتعزيز سير عمل المحاكاة الخاص بك.

تطبيقات المشروع

شاهد أمثلة للنشر العملي وعروض مميزة من مختلف مراكز منتجات Enwei Electric:

• حلول المحولات للمشاريع التوزيعية والصناعية.
• محفظة معدات التبديل تغطي غرف التحكم متوسطة ومنخفضة الجهد.
• نطاقات المحولات الحالية تدعم القياس الدقيق والحماية.
• المحطات الفرعية الجاهزة التي تدمج المحولات ومعدات التبديل والألواح.