Metody simulace proudového transformátoru pro přesné studie relé

Metody simulace proudového transformátoru pro přesné studie relé

Simulace proudových transformátorů (CT) je nezbytná pro ověření výkonu relé, posouzení rizik nasycení a optimalizaci ochranných systémů. Přesné modely napodobují chování proudu transformátoru za běžných i poruchových podmínek, čímž zajišťují, že ochranné systémy reagují tak, jak bylo zamýšleno.

Rychlá definice: Simulace proudu transformátoru zahrnuje matematické a softwarové modelování magnetických vlastností proudu transformátoru, vlivu zátěže a sekundárních proudů za účelem předpovědi výkonu v aplikacích ochrany a měření.

Klíčové závěry projektu

• Pro simulaci proudu transformátoru jsou zapotřebí přesné křivky magnetizace a údaje o zátěži v souladu s normou IEC 61869 nebo IEEE C57.13.
• Softwareové nástroje jako PSCAD, EMTP-RV a MATLAB/Simulink pomáhají při modelování nasycení proudu transformátorů a jejich přechodové odezvy.
• Společnost Enwei Electric poskytuje údaje o proudu transformátorů a excitační křivky pro podporu digitálních studií.
• Ověření prostřednictvím terénního testování nebo hardwaru v cyklu potvrzuje přesnost simulace.

Cíle simulace

Inženýři simulují proudové transformátory za účelem ověření nastavení relé, identifikace prahových hodnot nasycení a vyhodnocení dopadu změn v síti. Simulace také podporují digitální rozvodny, kde virtuální modely ověřují logiku ochrany před nasazením do provozu.

Správné modelování určuje, zda proudové transformátory mohou poskytovat přesné signály během vysokých zkratových proudů, čímž se předchází chybnému fungování relé a zajišťuje stabilita systému.

Základy modelování proudových transformátorů

Modely proudových transformátorů obvykle obsahují magnetizační větev reprezentující chování jádra a sériovou větev reprezentující rozptylovou impedanci a zátěž. Nelineární magnetizační křivky zachycují vlastnosti nasycení. Pro poruchy s dlouhou dobou trvání lze zahrnout i tepelné efekty.

V přechodových simulacích modelují rovnice bilance toku remanenci a DC posun. Pro měřicí aplikace může stačit ustálená přesnost, zatímco studie ochrany vyžadují věrohodnost přechodového děje.

Normy a vstupní data

• IEC 61869-2 — Poskytuje buzicí charakteristiky, třídy přesnosti a tepelné limity pro proudové transformátory. Zdroj: IEC
• IEEE C57.13 — Nabízí americké normy pro parametry a zkoušení proudových transformátorů. Zdroj: IEEE
• IEC 60909 — Poskytuje pokyny pro výpočet zkratových proudů napájejících simulace proudových transformátorů. Zdroj: IEC

Přesná simulace závisí na buzicích křivkách, převodu, zatížitelnosti a sekundárním odporu proudového transformátoru. Společnost Enwei Electric tyto údaje uvádí v dokumentaci výrobku.

Pracovní postup simulace

1. Sběr údajů: Shromážděte parametry proudu transformátoru — poměr, napětí kolenního bodu, data magnetizace, odpor vinutí.

2. Vytvoření modelu: Vytvořte ekvivalentní obvodové modely ve zvoleném softwaru včetně nelineárních charakteristik magnetizace.

3. Definice scénáře: Definujte poruchové proudy, zátěže a dynamiku systému (např. DC posun, remanence).

4. Simulace: Spusťte přechodovou a ustálenou analýzu pro pozorování chování sekundárního proudu a toku.

5. Hodnocení: Porovnejte sekundární proud s požadavky relé a zajistěte přesnost v rámci třídních limitů.

Softwarové nástroje pro simulaci proudu transformátoru

PSCAD/EMTDC: Nabízí podrobné modelování elektromagnetických přechodných jevů s nelineárními prvky pro studie nasycení proudu transformátorů.

EMTP-RV: Poskytuje flexibilní modelování přechodných jevů v energetických soustavách, včetně modulů proudu transformátorů a uživatelsky definovaných komponent.

MATLAB/Simulink: Umožňuje vlastní modely proudu transformátorů pomocí Simscape Electrical, vhodné pro vývoj digitálních dvojčat.

DIgSILENT PowerFactory: Zahrnuje modely měřicích transformátorů v rámci studií ochran pro zkratové a dynamické simulace.

Scénáře aplikací

Diferenciální ochrana: Ověřte, že proudové transformátory napájející diferenciální relé zůstávají lineární za vnitřních i vnějších poruchových podmínek.

Vzdálenostní ochrana: Posuďte výkon CT při poruchách na dlouhých vedeních s vysokým DC posunem, aby bylo zajištěno správné časování relé.

Připojení obnovitelných zdrojů: Modelujte odezvu CT na proudy způsobené poruchou řízené měničem, které mohou mít omezenou velikost, ale vysoký obsah harmonických složek.

Digitální rozvodny: Simulujte vzorkované hodnoty podle IEC 61850 odvozené z modelů CT za účelem ověření algoritmů slučovacích jednotek.

Ověřování a testování

Výsledky simulace by měly být zkoumány ve srovnání s laboratorními testy nebo měřeními na místě. Testy sekundární injekce potvrzují reakci relé, zatímco primární injekce ověřuje chování CT pod zátěží. Nastavení hardwaru v cyklu zpětné vazby kombinuje skutečná relé se simulovanými signály CT pro komplexní ověření.

Udržování souladu mezi simulačními modely a skutečnými charakteristikami CT vyžaduje pravidelné aktualizace pomocí nejnovějších zkušebních protokolů a dat z monitorování stavu.

Kontrolní seznam pro inženýry

• Získejte přesné buzicí křivky CT, poměr, zátěž a hodnoty odporu.
• Vyberte simulační nástroje schopné modelování nelineární magnetizace.
• Definujte maximální poruchové proudy a zátěže pro analýzu.
• Ověřte výsledky podle požadavků norem a specifikací ochranných relé.
• Dokumentujte předpoklady, parametry modelu a korelace testů pro účely auditu.

Zdroje dat o proudu Enwei Electric

Společnost Enwei Electric poskytuje podrobné listy s údaji o proudu, excitační křivky a tepelná data na podporu simulačních aktivit. Prozkoumejte nabídku proudu na https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. Integrace dat o proudu s rozváděči Enwei Electric ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) a transformátory ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) zajišťuje koherentní modelování.

Technické otázky a odpovědi k simulaci proudového transformátoru

Proč simulovat proud místo spoléhání se na štítková data?

Simulace zachycuje nelineární chování a přechodné jevy, které odhalují rizika saturace nebo chybného provozu, jež nelze předpovědět pouze ze štítkových dat.

Jaká data jsou nezbytná pro přesné modelování proudového transformátoru?

Budivní křivky, převod, zatěžovací výkon, sekundární odpor a tepelné limity jsou klíčové vstupy.

Jak Enwei Electric podporuje simulační týmy?

Enwei Electric dodává podrobná data o proudu, inženýrské poradenství a možnosti přizpůsobení produktů, aby vyhověl požadavkům ochranných studií.

Výzva k akci: Zlepšete simulace CT s Enwei Electric

Přesná simulace proudového transformátoru chrání ochranné systémy a optimalizuje výkon sítě. Spolupracujte s Enwei Electric pro komplexní data o CT, inženýrskou podporu a integrované zařízení. Kontaktujte společnost Enwei Electric ještě dnes a posilte svůj pracovní postup při simulacích.

Aplikace projektů

Podívejte se na příklady reálného nasazení a výběr z galerie napříč produktovými centry Enwei Electric:

• Řešení transformátorů pro distribuční a průmyslové projekty.
• Portfolia spínací techniky obsahující rozváděče pro střední a nízké napětí.
• Rozsahy proudových transformátorů podporující přesné měření a ochranu.
• Prefabrikované transformátory které integrují transformátory, spínací zařízení a rozváděče.