Τεχνικές Προσομοίωσης Μετασχηματιστών Ρεύματος για Ακριβείς Μελέτες Προστασίας

Τεχνικές Προσομοίωσης Μετασχηματιστών Ρεύματος για Ακριβείς Μελέτες Προστασίας

Η προσομοίωση μετασχηματιστών ρεύματος (ΜΡ) είναι απαραίτητη για την επαλήθευση της απόδοσης των ρελέ, την αξιολόγηση των κινδύνων κορεσμού και τη βελτιστοποίηση των σχημάτων προστασίας. Ακριβή μοντέλα αναπαριστούν τη συμπεριφορά του ΜΡ υπό κανονικές και συνθήκες βλάβης, διασφαλίζοντας ότι τα συστήματα προστασίας θα ανταποκρίνονται όπως προβλέπεται.

Γρήγορος Ορισμός: Η προσομοίωση ΜΡ περιλαμβάνει μαθηματική και λογισμικική μοντελοποίηση των μαγνητικών χαρακτηριστικών του ΜΡ, των επιπτώσεων φορτίου και των δευτερευόντων ρευμάτων για την πρόβλεψη της απόδοσης σε εφαρμογές προστασίας και μέτρησης.

Κύρια Συμπεράσματα Έργου

• Η προσομοίωση ΜΡ απαιτεί ακριβείς καμπύλες μαγνήτισης και δεδομένα φορτίου σύμφωνα με το πρότυπο IEC 61869 ή IEEE C57.13.
• Εργαλεία λογισμικού όπως τα PSCAD, EMTP-RV και MATLAB/Simulink βοηθούν στη μοντελοποίηση του κορεσμού και της παροδικής απόκρισης των ΜΤ.
• Η Enwei Electric παρέχει φύλλα προδιαγραφών ΜΤ και καμπύλες μαγνήτισης για να υποστηρίξει ψηφιακές μελέτες.
• Η επικύρωση μέσω δοκιμών επιτόπου ή μέσω υλικού σε βρόχο επιβεβαιώνει την ακρίβεια της προσομοίωσης.

Στόχοι Προσομοίωσης

Οι μηχανικοί προσομοιώνουν ΜΤ για να επαληθεύσουν τις ρυθμίσεις των ρελέ, να προσδιορίσουν τα όρια κορεσμού και να αξιολογήσουν τις επιπτώσεις αλλαγών στο δίκτυο. Οι προσομοιώσεις υποστηρίζουν επίσης τις ψηφιακές υποσταθμές, όπου εικονικά μοντέλα επικυρώνουν τη λογική προστασίας πριν από την εγκατάσταση στο πεδίο.

Η κατάλληλη μοντελοποίηση προσδιορίζει αν οι ΜΤ μπορούν να παρέχουν ακριβείς σήματα κατά τη διάρκεια υψηλών ρευμάτων βραχυκυκλώματος, αποτρέποντας λανθασμένη λειτουργία των ρελέ και διασφαλίζοντας τη σταθερότητα του συστήματος.

Βασικές Αρχές Μοντελοποίησης ΜΤ

Τα μοντέλα ΜΤ περιλαμβάνουν συνήθως μια κλάδο μαγνήτισης που αντιπροσωπεύει τη συμπεριφορά του πυρήνα και έναν σειριακό κλάδο που αντιπροσωπεύει τη διαρροή της επαγωγικής αντίστασης και το φορτίο. Μη γραμμικές καμπύλες μαγνήτισης αποτυπώνουν τα χαρακτηριστικά κορεσμού. Μπορούν να ενσωματωθούν και θερμικά φαινόμενα για βραχυκυκλώματα μεγάλης διάρκειας.

Σε μεταβατικές προσομοιώσεις, οι εξισώσεις ισοζυγίου ροής προσομοιώνουν την υπολειπόμενη μαγνήτιση και την DC αντιστάθμιση. Για εφαρμογές μέτρησης, η ακρίβεια στη μόνιμη κατάσταση μπορεί να είναι επαρκής, ενώ για μελέτες προστασίας απαιτείται πιστότητα στη μεταβατική κατάσταση.

Πρότυπα και δεδομένα εισόδου

• IEC 61869-2 — Παρέχει δεδομένα μαγνήτισης, κλάσεις ακριβείας και θερμικά όρια για ΜΤ. Πηγή: IEC
• IEEE C57.13 — Παρέχει αμερικανικά πρότυπα για παραμέτρους και δοκιμές ΜΤ. Πηγή: IEEE
• IEC 60909 — Καθοδηγεί τους υπολογισμούς βραχυκυκλώματος που τροφοδοτούν τις προσομοιώσεις ΜΤ. Πηγή: IEC

Η ακριβής προσομοίωση εξαρτάται από τις καμπύλες μαγνήτισης του ΜΤ, το λόγο μετασχηματισμού, την ονομαστική ισχύ φορτίου και την αντίσταση του δευτερεύοντος. Η Enwei Electric παρέχει αυτά τα στοιχεία στην τεχνική τεκμηρίωση των προϊόντων.

Ροή εργασιών προσομοίωσης

1. Συλλογή δεδομένων: Συγκέντρωση παραμέτρων ΜΤ—λόγος, τάση σημείου καμπής, δεδομένα μαγνήτισης, αντίσταση τύλιξης.

2. Δημιουργία Μοντέλου: Κατασκευή μοντέλων ισοδύναμων κυκλωμάτων στο επιλεγμένο λογισμικό, συμπεριλαμβανομένων των μη γραμμικών χαρακτηριστικών μαγνήτισης.

3. Ορισμός Σεναρίου: Ορισμός ρευμάτων βλάβης, φορτίων και δυναμικής του συστήματος (π.χ. DC offset, υπολειμματική μαγνήτιση).

4. Συμπεριγραφή: Εκτέλεση αναλύσεων μεταβατικών και σταθερών καταστάσεων για την παρατήρηση της συμπεριφοράς του δευτερεύοντος ρεύματος και της μαγνητικής ροής.

5. Αξιολόγηση: Σύγκριση του δευτερεύοντος ρεύματος με τις απαιτήσεις του ρελέ, διασφαλίζοντας την ακρίβεια εντός των ορίων της κλάσης.

Εργαλεία Λογισμικού για Προσομοίωση ΜΤ

PSCAD/EMTDC: Προσφέρει λεπτομερή μοντελοποίηση ηλεκτρομαγνητικών μεταβατικών φαινομένων με μη γραμμικά στοιχεία για μελέτες κορεσμού ΜΤ.

EMTP-RV: Παρέχει ευέλικτη μοντελοποίηση για μεταβατικά φαινόμενα σε συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των μονάδων ΜΤ και προσαρμοσμένων στοιχείων.

MATLAB/Simulink: Επιτρέπει τη δημιουργία προσαρμοσμένων μοντέλων ΜΤ χρησιμοποιώντας το Simscape Electrical, κατάλληλο για ανάπτυξη ψηφιακών διπλότυπων.

DIgSILENT PowerFactory: Περιλαμβάνει μοντέλα μετασχηματιστών οργάνων σε μελέτες προστασίας για προσομοιώσεις βραχυκυκλώματος και δυναμικές.

Σενάρια Εφαρμογής

Διαφορική προστασία: Επαληθεύστε ότι οι ΜΤ που τροφοδοτούν τα διαφορικά ρελέ παραμένουν γραμμικοί υπό συνθήκες εσωτερικών και εξωτερικών βλαβών.

Προστασία απόστασης: Αξιολογήστε την απόδοση ΜΤ υπό συνθήκες βραχυκυκλώματος με μεγάλη γραμμή και υψηλή συνιστώσα DC, ώστε να διασφαλιστεί ο σωστός χρονισμός του ρελέ.

Συνδέσεις ανανεώσιμων πηγών: Προσομοίωση απόκρισης ΜΤ σε ρεύματα βραχυκυκλώματος που προκαλούνται από αντιστροφείς, τα οποία ενδέχεται να έχουν περιορισμένο μέγεθος αλλά υψηλή αρμονική περιεκτικότητα.

Ψηφιακές υποσταθμές: Προσομοίωση δειγματοληπτικών τιμών IEC 61850 που προέρχονται από μοντέλα ΜΤ, προκειμένου να επικυρωθούν οι αλγόριθμοι των μονάδων συγχώνευσης.

Επικύρωση και Δοκιμές

Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης πρέπει να ελέγχονται διασταυρωτικά με εργαστηριακές δοκιμές ή μετρήσεις στο πεδίο. Οι δοκιμές δευτερεύουσας έγχυσης επιβεβαιώνουν την απόκριση του ρελέ, ενώ η πρωτεύουσα έγχυση επικυρώνει τη συμπεριφορά του ΜΤ υπό φορτίο. Οι διατάξεις υλικού σε βρόχο (hardware-in-the-loop) συνδυάζουν πραγματικά ρελέ με προσομοιωμένα σήματα ΜΤ για ολοκληρωμένη επικύρωση.

Η διατήρηση της ευθυγράμμισης μεταξύ των μοντέλων προσομοίωσης και των πραγματικών χαρακτηριστικών των ΜΤ απαιτεί περιοδικές ενημερώσεις με βάση τα τελευταία αναφορικά δοκιμών και δεδομένα παρακολούθησης κατάστασης.

Έλεγχος Μηχανικού

• Λάβετε ακριβείς καμπύλες μαγνήτισης ΜΤ, τιμές αναλογίας, φορτίου και αντίστασης.
• Επιλέξτε εργαλεία προσομοίωσης ικανά για μοντελοποίηση μη γραμμικής μαγνήτισης.
• Ορισμός ρευμάτων βραχυκυκλώματος και φορτίων σε χειρότερη περίπτωση για ανάλυση.
• Επικύρωση των αποτελεσμάτων σύμφωνα με τις απαιτήσεις προτύπων και τις προδιαγραφές ρελέ προστασίας.
• Τεκμηρίωση υποθέσεων, παραμέτρων μοντέλου και διασυσχετίσεων δοκιμών για λόγους ελέγχου.

Πηγές Δεδομένων Μετασχηματιστών Ρεύματος Enwei Electric

Η Enwei Electric παρέχει λεπτομερείς πίνακες δεδομένων ΜΡ, καμπύλες μαγνήτισης και θερμικά δεδομένα για την υποστήριξη προσομοιώσεων. Εξερευνήστε τις προσφορές ΜΡ στη διεύθυνση https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. Η ενσωμάτωση δεδομένων ΜΡ με τον ηλεκτρικό εξοπλισμό διακοπής της Enwei Electric ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) και μετασχηματιστές ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) εξασφαλίζει συνεκτική μοντελοποίηση.

Ερωτήσεις και Απαντήσεις Μηχανικού για την Προσομοίωση Μετασχηματιστή Ρεύματος

Γιατί να προσομοιώνονται οι ΜΡ αντί να βασίζεται κανείς στα στοιχεία της πινακίδας;

Η προσομοίωση αποτυπώνει τη μη γραμμική συμπεριφορά και τα μεταβατικά φαινόμενα, αποκαλύπτοντας κινδύνους κορεσμού ή εσφαλμένης λειτουργίας που τα στοιχεία της πινακίδας μόνα τους δεν μπορούν να προβλέψουν.

Ποια δεδομένα είναι απαραίτητα για την ακριβή μοντελοποίηση ΜΤ;

Οι καμπύλες διέγερσης, ο λόγος, η βαρύτητα φορτίου, η δευτερεύουσα αντίσταση και τα θερμικά όρια είναι κρίσιμες είσοδοι.

Πώς υποστηρίζει η Enwei Electric τις ομάδες προσομοίωσης;

Η Enwei Electric παρέχει λεπτομερή δεδομένα ΜΤ, μηχανική διαβούλευση και προσαρμογή προϊόντων για να ευθυγραμμιστεί με τις απαιτήσεις μελετών προστασίας.

Κάλεσμα για δράση: Βελτιώστε τις προσομοιώσεις ΜΤ με την Enwei Electric

Η ακριβής προσομοίωση μετασχηματιστών ρεύματος προστατεύει τα συστήματα προστασίας και βελτιστοποιεί την απόδοση του δικτύου. Συνεργαστείτε με την Enwei Electric για ολοκληρωμένα δεδομένα ΜΤ, μηχανική υποστήριξη και ενσωματωμένον εξοπλισμό. Επικοινωνήστε με την Enwei Electric σήμερα για να ενισχύσετε τη ροή εργασίας της προσομοίωσής σας.

Εφαρμογές Έργων

Δείτε παραδείγματα πραγματικών εγκαταστάσεων και επιλεγμένες εικόνες από τα κέντρα προϊόντων της Enwei Electric:

• Λύσεις Μετασχηματιστών για έργα διανομής και βιομηχανικά έργα.
• Χαρτοφυλάκια διακοπτικών που καλύπτουν θαλάμους ελέγχου μέσης και χαμηλής τάσης.
• Γκάμα ρευματομετασχηματιστών υποστηρίζοντας ακριβή μέτρηση και προστασία.
• Προκατασκευασμένα Υποσταθμοί που ενσωματώνουν μετασχηματιστές, διακοπτικά συγκροτήματα και πίνακες.