Metody symulacji przekładników prądowych dla dokładnych badań zabezpieczeń

Metody symulacji przekładników prądowych dla dokładnych badań zabezpieczeń

Symulacja przekładników prądowych (CT) jest niezbędna do weryfikacji działania zabezpieczeń, oceny ryzyka nasycenia oraz optymalizacji układów zabezpieczeniowych. Dokładne modele odwzorowują zachowanie przekładnika CT w warunkach normalnych i awaryjnych, zapewniając zamierzone działanie systemów ochronnych.

Szybka definicja: Symulacja przekładników prądowych obejmuje modelowanie matematyczne i programowe charakterystyk magnetycznych przekładnika CT, wpływ obciążenia oraz prądów wtórnych w celu przewidywania ich pracy w zastosowaniach zabezpieczeniowych i pomiarowych.

Główne wnioski z projektu

• Symulacja przekładników CT wymaga dokładnych krzywych magnesowania oraz danych obciążenia zgodnych z normą IEC 61869 lub IEEE C57.13.
• Narzędzia oprogramowania takie jak PSCAD, EMTP-RV i MATLAB/Simulink pomagają w modelowaniu nasycenia przetworników prądowych i ich odpowiedzi przejściowej.
• Enwei Electric dostarcza karty katalogowe przetworników prądowych oraz krzywe magnesowania w celu wspierania badań cyfrowych.
• Weryfikacja poprzez testy terenowe lub symulacje z wykorzystaniem sprzętu potwierdza dokładność symulacji.

Cele symulacji

Inżynierowie wykonują symulacje przetworników prądowych, aby zweryfikować ustawienia zabezpieczeń, określić progi nasycenia oraz ocenić wpływ zmian w sieci. Symulacje wspierają również stacje elektroenergetyczne cyfrowe, gdzie modele wirtualne walidują logikę zabezpieczeń przed uruchomieniem w terenie.

Poprawne modelowanie pozwala określić, czy przetworniki prądowe mogą dostarczać dokładne sygnały podczas dużych prądów zwarciowych, zapobiegając nieprawidłowej pracy zabezpieczeń i zapewniając stabilność systemu.

Podstawy modelowania przetworników prądowych

Modele przetworników prądowych obejmują zwykle gałąź magnesującą reprezentującą zachowanie rdzenia oraz gałąź szeregową reprezentującą impedancję upływu i obciążenie. Nieliniowe krzywe magnesowania oddają charakterystykę nasycenia. Efekty termiczne mogą być uwzględnione dla długotrwałych uszkodzeń.

W symulacjach przejściowych równania bilansu strumienia modelują remanencję i przesunięcie stałe. W zastosowaniach pomiarowych wystarczająca może być dokładność w stanie ustalonym, natomiast badania zabezpieczeniowe wymagają wierności przebiegów przejściowych.

Standardy i dane wejściowe

• IEC 61869-2 — Zapewnia dane magnesowania, klasy dokładności oraz ograniczenia termiczne dla przekładników prądowych. Źródło: IEC
• IEEE C57.13 — Zapewnia amerykańskie standardy parametrów i badań przekładników prądowych. Źródło: IEEE
• IEC 60909 — Stanowi wytyczne dla obliczeń zwarć, które stanowią podstawę symulacji przekładników prądowych. Źródło: IEC

Dokładna symulacja zależy od krzywych magnesowania przekładnika, przekładni, obciążalności znamionowej oraz rezystancji uzwojenia wtórnego. Firma Enwei Electric dostarcza te dane w dokumentacji produktu.

Przebieg symulacji

1. Zbieranie danych: Zbierz parametry przekładnika prądowego—przełożenie, napięcie punktu kolanowego, dane magnesowania, opór uzwojenia.

2. Tworzenie modelu: Stwórz modele obwodów zastępczych w wybranym oprogramowaniu, uwzględniając nieliniowe charakterystyki magnesowania.

3. Definiowanie scenariuszy: Zdefiniuj prądy zwarciowe, obciążenia i dynamikę systemu (np. składowa stała, remanencja).

4. Symulacja: Przeprowadź analizy przejściowe i ustalone, aby zaobserwować zachowanie prądu wtórnego i strumienia magnetycznego.

5. Ocena: Porównaj prąd wtórny z wymaganiami przekaźnika, zapewniając dokładność w granicach klasy.

Narzędzia oprogramowania do symulacji przekładników prądowych

PSCAD/EMTDC: Oferuje szczegółowe modelowanie przejść elektromagnetycznych z elementami nieliniowymi do badań nasycenia przekładników prądowych.

EMTP-RV: Zapewnia elastyczne modelowanie przebiegów przejściowych w systemach elektroenergetycznych, w tym modułów przekładników prądowych i niestandardowych komponentów.

MATLAB/Simulink: Umożliwia tworzenie niestandardowych modeli przekładników prądowych przy użyciu Simscape Electrical, odpowiednich do rozwoju cyfrowych bliźniaków.

DIgSILENT PowerFactory: Zawiera modele przekładników pomiarowych w badaniach zabezpieczeń, w tym symulacjach zwarć i symulacjach dynamicznych.

Scenariusze zastosowań

Zabezpieczenie różnicowe: Sprawdź, czy przekładniki prądowe zasilające przekaźniki różnicowe pozostają liniowe w warunkach uszkodzeń wewnętrznych i zewnętrznych.

Zabezpieczenie odległościowe: Oceń wydajność przekładnika prądowego w przypadku uszkodzeń długich linii z dużym przesunięciem DC, aby zapewnić prawidłowe czasowanie zabezpieczeń.

Podłączenia odnawialnych źródeł energii: Zamodeluj odpowiedź przekładnika prądowego na prądy zwarciowe generowane przez falownik, które mogą mieć ograniczoną wielkość, ale wysoką zawartość harmonicznych.

Stacje elektroenergetyczne cyfrowe: Symuluj wartości próbkowane zgodne z normą IEC 61850 pochodzące z modeli przekładników prądowych, aby zweryfikować algorytmy jednostek scalających.

Weryfikacja i testowanie

Wyniki symulacji należy porównać z testami laboratoryjnymi lub pomiarami terenowymi. Testy wtórnego zastrzyku potwierdzają reakcję zabezpieczeń, podczas gdy testy pierwotnego zastrzyku weryfikują zachowanie przekładnika prądowego pod obciążeniem. Konfiguracje sprzętowe w pętli sprzęgają rzeczywiste zabezpieczenia z sygnałami symulowanymi przekładników prądowych w celu kompleksowej weryfikacji.

Utrzymywanie zgodności między modelami symulacyjnymi a rzeczywistymi cechami przekładników prądowych wymaga okresowych aktualizacji przy użyciu najnowszych raportów z testów i danych monitorowania stanu.

Lista kontrolna inżyniera

• Uzyskaj dokładne krzywe magnesowania przekładników prądowych, wartość przekładni, obciążenie i rezystancję.
• Wybierz narzędzia do symulacji umożliwiające modelowanie nieliniowej magnesacji.
• Zdefiniuj prądy awaryjne i obciążenia w najgorszym przypadku do analizy.
• Sprawdź wyniki pod kątem zgodności z wymaganiami norm i specyfikacjami przekaźników zabezpieczeniowych.
• Dokumentuj założenia, parametry modelu oraz korelacje testów w celach audytowych.

Zasoby danych Enwei Electric dotyczące przekładników prądowych

Enwei Electric udostępnia szczegółowe karty katalogowe przekładników prądowych, krzywe magnesowania oraz dane termiczne wspierające symulacje. Zapoznaj się z ofertą przekładników na stronie https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. Integracja danych przekładników z rozdzielnicami Enwei Electric ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) oraz transformatory ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) zapewnia spójne modelowanie.

Często zadawane pytania dotyczące symulacji przekładników prądowych

Dlaczego warto symulować przekładniki prądowe zamiast polegać na danych z tabliczki znamionowej?

Symulacja uwzględnia nieliniowe zachowanie i efekty przejściowe, ujawniając ryzyko nasycenia lub nieprawidłowego działania, których nie można przewidzieć wyłącznie na podstawie danych z tabliczki znamionowej.

Jakie dane są niezbędne do dokładnego modelowania przetworników prądowych?

Krzywe magnesowania, przełożenie, obciążalność, rezystancja wtórna oraz limity termiczne to kluczowe dane wejściowe.

W jaki sposób firma Enwei Electric wspiera zespoły zajmujące się symulacjami?

Enwei Electric dostarcza szczegółowe dane dotyczące przetworników prądowych, konsultacje inżynierskie oraz dostosowanie produktów do wymagań badań zabezpieczeń.

Wezwanie do działania: Ulepsz symulacje przetworników prądowych z firmą Enwei Electric

Dokładna symulacja przetworników prądowych chroni systemy zabezpieczeniowe i optymalizuje wydajność sieci. Współpracuj z firmą Enwei Electric, aby uzyskać kompleksowe dane dotyczące przetworników prądowych, wsparcie techniczne i zintegrowane urządzenia. Skontaktuj się z firmą Enwei Electric już dziś, aby wzmocnić swój proces pracy związany z symulacjami.

Wnioski o projekty

Zobacz przykłady rzeczywistych wdrożeń i galerię najważniejszych realizacji w centrach produktów Enwei Electric:

• Rozwiązania transformatorowe do projektów dystrybucyjnych i przemysłowych.
• Portfolia szaf sterowniczych obejmujące średnie i niskie napięcie pomieszczeń kontrolnych.
• Zakresy transformatorów prądowych obsługujące dokładny pomiar i ochronę.
• Stacje transformatorowe prefabrykowane które integrują transformatory, rozdzielnie i panele.