Технике симулације трансформатора струје за прецизне релационе студије

Технике симулације трансформатора струје за прецизне релационе студије

Симулација струјних трансформатора (СТ) је неопходна за проверу рада релеја, процену ризика од засићења и оптимизацију шема заштите. Прецизни модели реплицирају понашање СТ-а у нормалним и квазним условима, осигуравајући да системи заштите реагују како је предвиђено.

Брза дефиниција: Симулација струјног трансформатора обухвата математичко и софтверско моделовање магнетских карактеристика СТ-а, утицаја терета и секундарних струја ради предвиђања перформанси у применама за заштиту и мерење.

Кључни закључци са пројекта

• Симулација СТ-а захтева прецизне криве магнетизације и податке о терету у складу са IEC 61869 или IEEE C57.13.
• Алати за софтвер као што су PSCAD, EMTP-RV и MATLAB/Simulink помажу у моделовању засићења струјних трансформатора и прелазних одговора.
• Фирма Enwei Electric обезбеђује техничке податке и криве побуде струјних трансформатора ради подршке дигиталним студијама.
• Валидација путем испитивања на терену или тестовима са опремом у затвореној петљи потврђује тачност симулације.

Циљеви симулације

Инжењери врше симулацију струјних трансформатора како би проверили подешавања релеја, утврдили границе засићења и проценили утицај промена у мрежи. Симулације такође омогућавају рад дигиталних трансформаторских постројења, где виртуелни модели потврђују логику заштите пре увођења у погон.

Правилно моделовање утврђује да ли струјни трансформатори могу да доставе тачне сигнале у условима високих струја кратког споја, чиме се спречавају неправилни радови релеја и осигурава стабилност система.

Основе моделовања струјних трансформатора

Модели струјних трансформатора обично укључују грану за магнетизацију која представља понашање језгра и серијску грану која представља импедансу цурења и оптерећење. Нелинеарне криве магнетизације приказују карактеристике засићења. Термички ефекти могу се укључити за прекиде веће трајања.

У прелазним симулацијама, једначине баланса флукса моделују реманенцију и DC померај. За примену у метрологији, довољна је тачност у стационарном стању, док студије заштите захтевају верност прелазним појавама.

Стандарди и улазни подаци

• IEC 61869-2 — Обезбеђује податке о екситацији, класе тачности и термичке границе за ТС-ове. Извор: IEC
• IEEE C57.13 — Обезбеђује америчке стандарде за параметре ТС-ова и испите. Извор: IEEE
• IEC 60909 — Упутства за прорачуне кратког споја који користе симулације ТС-ова. Извор: IEC

Тачна симулација зависи од криве екситације ТС-а, односа, номиналне оптерећености и отпора секундарне намотаје. Компанија Enwei Electric доставља ове податке у документацији производа.

Радни ток симулације

1. Прикупљање података: Прикупите параметре СТ—однос, напон на тачки колена, подаци о магнетизацији, отпор намотаја.

2. Креирање модела: Направите еквивалентне електричне шеме у одабраном софтверу, укључујући нелинеарне карактеристике магнетизације.

3. Дефинисање сценарија: Дефинишите струје кратког споја, оптерећења и динамику система (нпр. ДЦ померај, реманенција).

4. Симулација: Покрените транзијентне и стационарне анализе да бисте посматрали понашање секундарне струје и флукса.

5. Евалуација: Упоредите секундарну струју са захтевима релеја, осигуравајући тачност у оквиру граница класе.

Софтверски алати за симулацију СТ

PSCAD/EMTDC: Нуди детаљно моделовање електромагнетних прелазних појава са нелинеарним елементима за студије засићења струјних трансформатора.

EMTP-RV: Обезбеђује флексибилно моделовање прелазних појава у системима за напајање, укључујући моделе струјних трансформатора и прилагођене компоненте.

MATLAB/Simulink: Омогућава израду прилагођених модела струјних трансформатора коришћењем Simscape Electrical-а, погодно за развој дигиталних двојника.

DIgSILENT PowerFactory: Укључује моделе мерних трансформатора у студијама заштите за прорачуне кратких спојева и динамичке симулације.

Сценарији примене

Диференцијална заштита: Проверите да ли струјни трансформатори који напајају диференцијалне релеје остају линеарни у условима унутрашњих и спољашњих кvarова.

Заштита на основу удаљености: Процена рада струјног трансформатора при дугим кvarовима са високом вредношћу једносмерне компоненте како би се осигурало исправно временско реаговање релеја.

Повезивање обновљивих извора: Модел одзива струјног трансформатора на струје кvara које ствара инвертор, које могу имати ограничена амплитуда али висок садржај хармоника.

Дигиталне трансформаторске подстанцице: Симулација узоркованих вредности према IEC 61850 изведених из модела струјних трансформатора ради провере алгоритама спајајућих јединица.

Verifikacija i testiranje

Резултате симулације треба упоредити са лабораторијским испитивањима или мерењима на терену. Тестови секундарног увођења потврђују одзив релеја, док примарно увођење потврђује понашање струјног трансформатора под оптерећењем. Системи са укљученим хардвером комбинују стварне релеје са симулационим сигналима струјних трансформатора ради свеобухватне верификације.

Одржавање усклађености између модела симулације и стварних карактеристика струјних трансформатора захтева периодичне ажурирања коришћењем најновијих извештаја о испитивању и података са надзора стања.

Листа контроле за инжењера

• Прикупите тачне криве побуде струјног трансформатора, вредности односа, отптерећења и отпорности.
• Изаберите алате за симулацију који су способни да моделирају нелинеарну намагнетисаност.
• Одредите струје кратког споја у најгорем случају и оптерећења за анализу.
• Потврдите резултате према захтевима стандарда и спецификацијама релеја за заштиту.
• Документујте претпоставке, параметре модела и корелације тестова ради аудита.

Енвеи Електрик ЦТ подаци и ресурси

Енвеи Електрик обезбеђује детаљне ЦТ листове са подацима, криве побуђивања и термичке податке како би подржао симулационе активности. Истражите ЦТ понуду на https://www.enweielectric.com/products/current-transformers. Интеграција ЦТ података са Енвеи Електрик разводним уређајима ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) и трансформаторима ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) осигурава кохезивно моделовање.

Инжењерско ППП о симулацији трансформатора струје

Зашто симулирати ТС уместо да се ослањамо на податке са табличице?

Симулација приказује нелинеарно понашање и транзијентне ефекте, откривајући ризик од засићења или неправилног рада који подаци са табличице сами по себи не могу предвидети.

Који подаци су неопходни за тачно моделирање СТ-а?

Криве побуде, однос, терет, отпорност секундарног намотаја и термички ограничења су кључни улазни подаци.

Како Енвеи Електрик подржава тимове за симулације?

Енвеи Електрик обезбеђује детаљне податке о СТ-овима, инжењерску консултацију и прилагођене производе у складу са захтевима студија заштите.

Позив на акцију: Унапредите симулације СТ-ова са Енвеи Електрик

Тачна симулација струјних трансформатора штити системе заштите и оптимизује рад мреже. Сарадњом са Енвеи Електрик добијате комплетне податке о СТ-овима, инжењерску подршку и интегрисану опрему. Контактирајте Енвеи Електрик данас да бисте побољшали свој процес симулације.

Primenljive projekte

Погледајте примере примене у стварном свету и истакнуте галерије кроз центре производа Enwei Electric:

• Решења за трансформаторе за дистрибутивне и индустријске пројекте.
• Породице уређаја за комутацију које обухватају управљачке просторије средњег и ниског напона.
• Асортиман трансформатора струје који омогућавају прецизно мерење и заштиту.
• Predgotovljene trafostanice који интегришу трансформаторе, комутационе уређаје и табле.