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正確なリレー研究のための変流器シミュレーション技術
変流器（CT）のシミュレーションは、リレーの性能検証、飽和リスクの評価、保護方式の最適化に不可欠です。正確なモデルは、通常時および故障時のCT動作を再現し、保護システムが意図通りに作動することを保証します。
簡単な定義： 変流器のシミュレーションとは、保護および計測用途における性能予測のために、CTの磁気特性、負荷効果、二次電流を数学的・ソフトウェア的にモデル化することを指します。
プロジェクトの主要なポイント
- CTシミュレーションには、IEC 61869またはIEEE C57.13に準拠した正確な磁化曲線および負荷データが必要です。
- PSCAD、EMTP-RV、MATLAB/Simulinkなどのソフトウェアツールは、CTの磁気飽和および過渡応答をモデル化するのに役立ちます。
- Enwei Electricは、デジタル解析を支援するためにCTのデータシートおよび励磁特性曲線を提供しています。
- 現地での試験またはハードウェア-in-the-loopによる検証により、シミュレーションの正確性が確認されます。
シミュレーションの目的
技術者は、リレー設定の検証、飽和しきい値の特定、ネットワーク変更の影響評価を目的としてCTのシミュレーションを行います。また、フィールド導入前の保護ロジックを検証するため、デジタル変電所の支援にも活用されます。
適切なモデリングにより、高短絡電流時においてもCTが正確な信号を出力できるかどうかを判断でき、リレーの誤動作を防止し、系統の安定性を確保します。
CTモデルの基本構成
CTモデルには通常、鉄心の動作を表す磁化ブランチと、漏れインピーダンスおよび負荷を表す直列ブランチが含まれます。非線形の磁化曲線によって飽和特性を表現します。長時間にわたる故障に対する熱的影響もモデルに組み込むことができます。
過渡状態のシミュレーションでは、フラックスバランス方程式が残留磁束および直流オフセットをモデル化します。計測用途では定常状態の精度で十分な場合がありますが、保護リレーの検討には過渡状態の忠実度が必要です。
規格およびデータ入力
- IEC 61869-2 — CTの励磁データ、精度クラス、および熱的限界を規定しています。 出典: IEC
- IEEE C57.13 — CTパラメータおよび試験に関する米国の規格を提供しています。 出典: IEEE
- IEC 60909 — 短絡計算のガイドラインを示し、CTシミュレーションに必要な情報を提供します。 出典: IEC
正確なシミュレーションは、CTの励磁曲線、変成比、負荷定格、および二次側抵抗に依存します。Enwei Electricは製品ドキュメントにてこれらのデータを提供しています。
シミュレーションの手順
1. データ収集: CTのパラメータを収集する—比、膝点電圧、磁気化データ、巻線抵抗。
2. モデル作成： 非線形磁気化特性を含め、選択したソフトウェアで等価回路モデルを作成する。
3. シナリオ定義： 故障電流、 burdens（負荷）、およびシステム動特性（例えば直流オフセット、残留磁束）を定義する。
4. シミュレーション: 過渡状態および定常状態の解析を実行し、二次電流および磁束の挙動を観察する。
5. 評価： 継電器の要件に対して二次電流を比較し、クラス限界内の正確性を確保する。
CTシミュレーション用ソフトウェアツール
PSCAD／EMTDC： CT飽和研究のための非線形要素を含む詳細な電磁過渡解析モデルを提供します。
EMTP-RV： CTモジュールやカスタムコンポーネントを含む、電力系統過渡現象の柔軟なモデル化を可能にします。
MATLAB／Simulink： Simscape Electricalを使用してカスタムCTモデルを作成でき、デジタルツイン開発に適しています。
DIgSILENT PowerFactory： 短絡および動的シミュレーションにおける保護研究に計器用変成器モデルを組み込みます。
アプリケーションシナリオ
差動保護： 内部および外部の故障条件下において、差動リレーに信号を供給するCTが線形動作を維持することを確認してください。
距離保護： 高DCオフセットを伴う長距離線路故障時のCTの性能を評価し、リレー動作時間の適切さを確認する。
再生可能エネルギーの接続： インバータ駆動の故障電流（その大きさは限定的だが高調波含有率が高い）に対するCT応答をモデル化する。
デジタル変電所： CTモデルから得られるIEC 61850サンプリング値をシミュレートし、マージングユニットのアルゴリズムを検証する。
検証とテスト
シミュレーション結果は、実験室試験または現地測定データと相互に照合すべきである。二次注入試験によりリレーの応答を確認し、一次注入試験で負荷下におけるCTの動作を検証する。ハードウェア-in-the-loop装置では、実際のリレーとシミュレートされたCT信号を組み合わせて包括的な検証を行う。
シミュレーションモデルと実際のCT特性との整合性を維持するには、最新の試験報告書や状態監視データを用いて定期的に更新を行う必要がある。
エンジニアチェックリスト
- 正確なCT励磁曲線、変成比、負担および抵抗値を取得する。
- 非線形磁気飽和特性をモデル化できるシミュレーションツールを選択する。
- 解析のための最悪ケースの故障電流および負荷を定義します。
- 結果を規格要件および保護リレーの仕様と照合して検証します。
- 監査目的で、仮定条件、モデルパラメータ、および試験との相関関係を文書化します。
Enwei Electric CTデータリソース
Enwei Electricは、シミュレーションを支援するために詳細なCTデータシート、励磁曲線、および熱データを提供しています。CT製品については、 https://www.enweielectric.com/products/current-transformersでご確認ください。Enwei Electricのスイッチギア（ https://www.enweielectric.com/products/switchgear）および変圧器（ https://www.enweielectric.com/products/transformers）とCTデータを統合することで、一貫性のあるモデル化が実現します。
変流器シミュレーションに関するエンジニアリングFAQ
なぜ定格データに頼らずにCTをシミュレーションする必要があるのですか？
シミュレーションにより、非線形特性や過渡現象を捉えることができ、定格データだけでは予測できない飽和や誤動作のリスクを明らかにできます。
正確なCTモデル化に必要なデータは何ですか？
励磁曲線、変成比、負荷定格、二次抵抗、および熱限界が重要な入力情報です。
Enwei Electricはシミュレーションチームをどのように支援していますか？
Enwei Electricは、保護研究の要件に合わせた詳細なCTデータ、エンジニアリングコンサルティング、および製品カスタマイズを提供しています。
行動喚起：Enwei ElectricでCTシミュレーションを強化しましょう
正確な電流変圧器のシミュレーションは保護システムを守り、送電網の性能を最適化します。Enwei Electricと連携して、包括的なCTデータ、技術サポート、統合機器を入手してください。 本日中にEnwei Electricにご連絡いただき、シミュレーションワークフローを強化してください。
プロジェクト用途
Enwei Electric製品ハブにおける実際の導入事例とギャラリーのハイライトをご覧ください：
- 変圧器ソリューション 配電および産業用プロジェクト向け。
- 開閉装置ポートフォリオ 中圧および低圧制御室をカバーしています。
- 電流変成器のシリーズ 精密な計測と保護をサポートします。
- プレファブリケート変電所 変成器、開閉装置、および盤を一体化したものです。
