เทคนิคการจำลองตัวแปลงกระแสสำหรับการศึกษาเรื่องรีเลย์อย่างแม่นยำ

เทคนิคการจำลองตัวแปลงกระแสสำหรับการศึกษาเรื่องรีเลย์อย่างแม่นยำ

การจำลองเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) มีความสำคัญต่อการตรวจสอบประสิทธิภาพของรีเลย์ การประเมินความเสี่ยงจากการอิ่มตัวของแกนแม่เหล็ก และการปรับแต่งระบบป้องกันอย่างเหมาะสม แบบจำลองที่แม่นยำสามารถจำลองพฤติกรรมของ CT ภายใต้สภาวะปกติและสภาวะลัดวงจร ทำให้มั่นใจได้ว่าระบบป้องกันจะทำงานตามที่ออกแบบไว้

คำจำกัดความโดยย่อ: การจำลองเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และซอฟต์แวร์ของลักษณะแม่เหล็กของ CT ผลกระทบจากโหลด (burden) และกระแสขดรอง เพื่อคาดการณ์ประสิทธิภาพในการใช้งานด้านการป้องกันและการวัดค่า

ประเด็นสำคัญของโครงการ

• การจำลอง CT ต้องอาศัยเส้นโค้งแม่เหล็กชันที่แม่นยำและข้อมูลโหลดที่สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC 61869 หรือ IEEE C57.13
• เครื่องมือซอฟต์แวร์ เช่น PSCAD, EMTP-RV และ MATLAB/Simulink ช่วยในการสร้างแบบจำลองการอิ่มตัวของ CT และการตอบสนองชั่วขณะ
• Enwei Electric จัดเตรียมข้อมูลสเปก CT และเส้นโค้งการเหนี่ยวนำเพื่อสนับสนุนการศึกษาเชิงดิจิทัล
• การตรวจสอบความถูกต้องผ่านการทดสอบภาคสนามหรือระบบทดสอบแบบฮาร์ดแวร์ในห่วงโซ่ (hardware-in-the-loop) เพื่อยืนยันความแม่นยำของการจำลอง

วัตถุประสงค์ของการจำลอง

วิศวกรจำลอง CT เพื่อยืนยันค่าตั้งรีเลย์ ระบุเกณฑ์การอิ่มตัว และประเมินผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงในระบบไฟฟ้า การจำลองยังสนับสนุนสถานีไฟฟ้าย่อยดิจิทัล โดยใช้แบบจำลองเสมือนเพื่อยืนยันตรรกะการป้องกันก่อนนำไปติดตั้งจริง

การสร้างแบบจำลองที่เหมาะสมจะช่วยระบุได้ว่า CT สามารถส่งสัญญาณที่แม่นยำภายใต้กระแสขัดข้องสูงได้หรือไม่ เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาดของรีเลย์ และรักษาระบบให้มีเสถียรภาพ

หลักพื้นฐานการสร้างแบบจำลอง CT

แบบจำลอง CT โดยทั่วไปประกอบด้วยแขนแม่เหล็กซึ่งแสดงพฤติกรรมของแกนเหล็กและแขนอนุกรมที่แสดงความต้านทานรั่วและความต้านทานภาระ เส้นโค้งแม่เหล็กไม่เป็นเชิงเส้นใช้เพื่อแสดงลักษณะการอิ่มตัว สามารถรวมผลทางความร้อนเข้าไว้ได้สำหรับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเป็นเวลานาน

ในการจำลองแบบชั่วคราว สมการดุลยภาพฟลักซ์ใช้สำหรับจำลองเรมานองต์และค่าเบี่ยงเบนกระแสตรง สำหรับการประยุกต์ใช้งานด้านการวัด มายังคงเพียงพอที่ความแม่นยำในภาวะคงที่ แต่การศึกษาเพื่อการป้องกันจำเป็นต้องมีความถูกต้องแม่นยำในสภาวะชั่วคราว

มาตรฐานและข้อมูลนำเข้า

• IEC 61869-2 — ให้ข้อมูลการเหนี่ยวนำ ระดับความแม่นยำ และขีดจำกัดความร้อนสำหรับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) ที่มา: IEC
• IEEE C57.13 — ให้มาตรฐานของอเมริกาสำหรับพารามิเตอร์และการทดสอบเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) ที่มา: IEEE
• IEC 60909 — แนะนำวิธีการคำนวณกระแสลัดวงจรที่ใช้ในการจำลองการทำงานของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) ที่มา: IEC

การจำลองที่แม่นยำขึ้นอยู่กับเส้นโค้งการเหนี่ยวนำ อัตราส่วน ค่าภาระ และความต้านทานขดรองของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) Enwei Electric จัดเตรียมข้อมูลเหล่านี้ไว้ในเอกสารผลิตภัณฑ์

ขั้นตอนการจำลอง

1. การเก็บข้อมูล: รวบรวมพารามิเตอร์ของ CT — อัตราส่วน แรงดันจุดเข่า ข้อมูลแม่เหล็กชีพจร ความต้านทานขดลวด

2. การสร้างแบบจำลอง: สร้างแบบจำลองวงจรเทียบเท่าในซอฟต์แวร์ที่เลือก โดยรวมลักษณะการแม่เหล็กที่ไม่เป็นเชิงเส้น

3. การกำหนดสถานการณ์: กำหนดค่ากระแสลัดวงจร ภาระ และพลวัตของระบบ (เช่น การเบี่ยงเบนของกระแสตรง เหลือแม่เหล็ก)

4. การจำลอง (Simulation): รันการวิเคราะห์แบบชั่วคราวและภาวะคงที่ เพื่อสังเกตพฤติกรรมของกระแสรองและฟลักซ์

5. การประเมินผล: เปรียบเทียบกระแสรองกับข้อกำหนดของรีเลย์ โดยตรวจสอบความถูกต้องภายในขีดจำกัดของคลาส

เครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับการจำลอง CT

PSCAD/EMTDC: มีการจำลองแบบแม่เหล็กไฟฟ้าชั่วขณะอย่างละเอียดพร้อมองค์ประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้นสำหรับการศึกษาความอิ่มตัวของทรานส์ฟอร์เมอร์กระแส

EMTP-RV: ให้การจำลองที่ยืดหยุ่นสำหรับเหตุการณ์ชั่วขณะในระบบกำลัง รวมถึงโมดูล CT และองค์ประกอบที่กำหนดเอง

MATLAB/Simulink: สามารถสร้างแบบจำลอง CT แบบกำหนดเองโดยใช้ Simscape Electrical เหมาะสำหรับการพัฒนาดิจิทัลทวิน

DIgSILENT PowerFactory: มีแบบจำลองทรานส์ฟอร์เมอร์วัดปริมาณภายในงานศึกษาการป้องกัน สำหรับการจำลองภาวะลัดวงจรและภาวะพลวัต

สถานการณ์การประยุกต์ใช้งาน

การป้องกันแบบต่างศักย์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่า CT ที่จ่ายสัญญาณไปยังรีเลย์ป้องกันแบบต่างศักย์ยังคงทำงานเป็นเชิงเส้นภายใต้สภาวะข้อบกพร่องภายในและภายนอก

การป้องกันระยะทาง: ประเมินประสิทธิภาพของทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแสภายใต้ข้อผิดพลาดของสายยาวที่มีส่วนเบี่ยงเบนกระแสตรงสูง เพื่อให้มั่นใจว่ารีเลย์ทำงานตามเวลาที่กำหนด

การเชื่อมต่อแหล่งพลังงานหมุนเวียน: สร้างแบบจำลองการตอบสนองของทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแสต่อกระแสข้อผิดพลาดที่เกิดจากอินเวอร์เตอร์ ซึ่งอาจมีค่าแรงดันจำกัดแต่มีฮาร์โมนิกสูง

สถานีไฟฟ้าย่อยดิจิทัล: จำลองค่าตัวอย่างตามมาตรฐาน IEC 61850 ที่ได้จากแบบจำลองทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแส เพื่อยืนยันความถูกต้องของอัลกอริธึมหน่วยรวมสัญญาณ

การตรวจสอบและทดสอบ

ผลการจำลองควรตรวจสอบเปรียบเทียบกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการหรือการวัดจริงในสนาม การทดสอบฉีดสัญญาณรองช่วยยืนยันการตอบสนองของรีเลย์ ในขณะที่การทดสอบฉีดสัญญาณหลักใช้ตรวจสอบพฤติกรรมของทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแสภายใต้ภาระงาน การตั้งค่าแบบ Hardware-in-the-loop รวมรีเลย์จริงเข้ากับสัญญาณทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแสที่จำลองขึ้นเพื่อการตรวจสอบอย่างครอบคลุม

การรักษาระดับความสอดคล้องระหว่างแบบจำลองการจำลองกับลักษณะเฉพาะจริงของทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแส จำเป็นต้องมีการปรับปรุงเป็นระยะโดยใช้รายงานการทดสอบล่าสุดและข้อมูลการตรวจสอบสภาพ

รายการตรวจสอบวิศวกร

• รวบรวมค่าลักษณะเส้นโค้งการเหนี่ยวนำ ค่าอัตราส่วน ภาระงาน และค่าความต้านทานของทรานส์ฟอร์มเมอร์กระแสอย่างถูกต้องแม่นยำ
• เลือกเครื่องมือจำลองที่สามารถสร้างแบบจำลองการเหนี่ยวนำแบบไม่เป็นเชิงเส้นได้
• กำหนดกระแสขัดข้องและภาระในกรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับการวิเคราะห์
• ตรวจสอบผลลัพธ์เทียบกับข้อกำหนดมาตรฐานและข้อมูลจำเพาะของรีเลย์ป้องกัน
• จัดทำเอกสารสมมติฐาน พารามิเตอร์แบบจำลอง และการเปรียบเทียบผลการทดสอบเพื่อการตรวจสอบ

แหล่งข้อมูลข้อมูลทรานส์ฟอร์เมอร์วัดกระแสจาก Enwei Electric

Enwei Electric จัดหายข้อมูลแผ่นข้อมูล CT เส้นโค้งการเหนี่ยวนำ และข้อมูลความร้อนอย่างละเอียด เพื่อสนับสนุนการจำลอง สำรวจผลิตภัณฑ์ CT ได้ที่ https://www.enweielectric.com/products/current-transformers การรวมข้อมูล CT เข้ากับสวิตช์เกียร์จาก Enwei Electric ( https://www.enweielectric.com/products/switchgear) และหม้อแปลง ( https://www.enweielectric.com/products/transformers) ช่วยให้การสร้างแบบจำลองเป็นไปอย่างสอดคล้องกัน

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับวิศวกรรมการจำลองตัวแปลงกระแสไฟฟ้า

ทำไมต้องจำลอง CT แทนที่จะพึ่งข้อมูลจากป้ายชื่อ?

การจำลองสามารถแสดงพฤติกรรมไม่เป็นเชิงเส้นและผลกระทบช่วงเปลี่ยนผ่าน ซึ่งเผยให้เห็นความเสี่ยงจากการอิ่มตัวหรือการทำงานผิดพลาดที่ข้อมูลจากป้ายชื่อเพียงอย่างเดียวไม่สามารถคาดการณ์ได้

ข้อมูลใดบ้างที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลอง CT อย่างแม่นยำ

เส้นโค้งการเหนี่ยวนำ อัตราส่วน การกำหนดโหลด ความต้านทานขดรอง และขีดจำกัดอุณหภูมิ เป็นข้อมูลนำเข้าที่สำคัญ

บริษัท Enwei Electric สนับสนุนทีมจำลองอย่างไร

บริษัท Enwei Electric จัดหาข้อมูล CT อย่างละเอียด ให้คำปรึกษาด้านวิศวกรรม และผลิตผลิตภัณฑ์ตามสั่ง เพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของการศึกษาด้านการป้องกัน

รับเพิ่มประสิทธิภาพการจำลอง CT กับบริษัท Enwei Electric

การจำลองเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าอย่างแม่นยำช่วยปกป้องระบบและเพิ่มประสิทธิภาพของโครงข่ายไฟฟ้า ร่วมงานกับบริษัท Enwei Electric เพื่อรับข้อมูล CT อย่างครบวงจร การสนับสนุนด้านวิศวกรรม และอุปกรณ์ที่ผสานรวมกันได้ ติดต่อ Enwei Electric วันนี้ เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับกระบวนการทำงานการจำลองของคุณ

การประยุกต์ใช้โครงการ

ดูตัวอย่างการติดตั้งจริงและไฮไลต์แกลเลอรีที่ศูนย์ผลิตภัณฑ์ของ Enwei Electric

• โซลูชันหม้อแปลงไฟฟ้า สำหรับโครงการจ่ายไฟและโครงการอุตสาหกรรม
• พอร์ตโฟลิโอของสวิตช์เกียร์ ครอบคลุมห้องควบคุมแรงดันปานกลางและแรงดันต่ำ
• ช่วงเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า รองรับการวัดและการป้องกันที่มีความแม่นยำสูง
• สถานีไฟฟ้าย่อยแบบสำเร็จรูป ที่รวมเครื่องแปลงไฟฟ้า สวิตช์เกียร์ และแผงควบคุมเข้าด้วยกัน