Răspândirea rapidă a resurselor energetice distribuite (DER), dezafectarea treptată a centralelor mari de generare cu combustibili solizi, cu
reducerea ulterioară a inerției sistemului și dezvolatarea rețelelor inteligente se combină pentru a crea noi provocări pentru implementarea și testarea sistemelor de protecție prin relee. Două dintre preocupările principale în acest sens sunt menținerea unei frecvențe stabile a rețelei și asigurarea unei protecții rentabile prin relee; iar testarea releelor și echipamentele de test sunt probleme asociate cu aceasta. Provocările asociate testării releeleor autoalimentate sunt rezolvate cu succes cu ajutorul trusei de test Megger Sverker900, care a fost dezvolatată special pentru releele autoalimentate.
Având stabilitatea rețelei drept cea mai mare prioritate, Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) a publicat un nou standard, IEC 60255-181:2019, care se concentrează pe funcțiile măsurarea și protecție a frecvenței, inclusiv rata de modificarea a frecvenței (ROCOF). Acest standard are implicații importante pentru metodologiile de test și, prin extensie, pentru echipamentele de test implicate.
Un alt aspect important este utilizarea în creștere a releelor autoalimentate (SPR). Acestea sunt adoptate pe scară largă în sistemele de distribuție a energiei mai mici și este important să înțelegem că prezintă provocări specifice pentru testare, chiar dacă au, în general, aceleași funcții de protecție de bază ca și releele alimentate separat.
La testarea releelor de frecvență, există două probleme întâlnite frecvent. Prima este că releele de la diferiți producători răspund adesea
diferit la variațiile de frecvență, chiar dacă setările sunt identice. A doua este că nu toate echipamentele de testare relee sunt capabile să simuleze cu acuratețe forma de undă necesară pentru schimbările de frecvență.
Echipamentul de test Megger SVERKER900 simulează o rampă de frecvență a tensiunii cu forma prescrisă de IEC 60255-181:2019, „Cerințe funcționale pentru protecția frecvenței”. Importanța utilizării formei de undă corecte nu a fost întotdeauna apreciată de producătorii de echipamente de testare a releelor. Este esențial ca forma de undă utilizată pentru test să corespundă cu cea produsă de un generator rotativ care își modifică viteza, menținând în același timp un cuplu net constant. IEC 60255 oferă și o formulă pentru aceasta.
În trecut, s-au făcut încercări de a simula rampa de frecvență necesară prin modificarea frecvenței la fiecare perioadă sau trecere prin zero. Aceasta produce o schimbare pas cu pas a frecvenței care nu corespunde realității. Ca urmare, această metodă nu este conformă cu IEC 60255 și nu trebuie utilizată.
Revenind acum la releele autoalimentate, acestea preiau energia de care au nevoie pentru a funcționa din curentul furnizat releului de transformatorul de curent. Aceasta înseamnă că, curentul de sarcină – și, atunci când este prezent, curentul de defect – din circuitul monitorizat furnizează energia necesară pentru alimentarea releului. Acest lucru are marele avantaj că necesitatea unei surse de alimentare externă, care de obicei ia forma unei baterii cu infrastructura de rețea CC aferentă, este minimizată sau, în multe cazuri, eliminată. În acest fel se simplifică sistemul de protecție și se reduc substanțial costurile.
În curând, este posibil ca aceste considerații să devină și mai importante, pe măsură ce „rețeaua inteligentă” devine din ce în ce mai răspândită. Panourile solare sunt instalate din ce în ce mai mult pe acoperișurile proprietăților casnice obișnuite și, la un moment dat, sperăm că vor putea livra energie în rețea (V2G). Cu alte cuvinte, rețeaua inteligentă va pătrunde în sistemele electrice la toate nivelurile de tensiune, creând o nevoie uriașă de protecție rentabilă.
În ciuda beneficiilor lor, releele autoalimentate prezintă mai multe provocări, în special în ceea ce privește testarea. Datorită surselor de alimentare în comutație integrate, acestea prezintă o sarcină foarte neliniară pentru echipamentul de test. Aceasta înseamnă că un curent nominal sinusoidal de 1 A injectat de trusa de test poate fi puternic distorsionat de releu care, ca urmare, ar putea măsura un curent mult mai mare sau mult mai mic.
O altă problemă este cea a condițiilor pre-defect. După cum s-a menționat deja, energia necesară pentru funcționarea unui releu autoalimentat este obținută din transformatoarele de curent. Aceasta înseamnă că, dacă nu există curent de sarcină în alimentatorul protejat, nu există energie pentru alimentarea releului și, în consecință, releul nu este activ. Dacă, în aceste condiții, apare un defect, curentul de defect furnizează energie releului care apoi pornește, detectează defectul și emite o comandă de declanșare. Timpul efectiv de funcționare, totuși, este timpul normal de funcționare al releului plus timpul necesar releului pentru a-l acționa.
În cele din urmă, intrarea binară a trusei de test trebuie să poată fi acționată de tensiunea de declanșare produsă de releu.
Problemele asociate cu testarea releelor autoalimentate au fost abordate și rezolvate cu succes în SVERKER900, care a fost dezvoltat de la început având în vedere releele autoalimentate. Generatoarele de curent integrate în SVERKER900 încorporează algoritmi sofisticați de generare a curentului adaptiv în timp real, care permit testarea sigură a releelor de protecție de toate tipurile, inclusiv a celor autoalimentate.
În mod unic, SVERKER900 este compatibil cu numeroasele tipuri de sarcini asociate cu diferite tipuri de relee de protecție. Se descurcă cu ușurință cu releele electro-mecanice, releele statice, releele numerice sofisticate, releele autoalimentate și cu releele cele cu unități de declanșare acționate de un transformator de curent. Instrumentul de pre-defect poate efectua mai multe teste de sincronizare, ceea ce este deosebit de util atunci când se testează releele autoalimentate, deoarece condiția pre-defect oferă sarcina necesară pentru a menține releul pornit.
SVERKER900 este proiectat pentru a gestiona generarea de curent pentru releele autoalimentate, ținând cont de:
- Armonicile generate de releele autoalimentate, care pot perturba circuitele de control dintr-un instrument de testare a releelor
- Sarcina neliniară prezentată de releele autoalimentate, care necesită bucle de control în timp real de înaltă performanță pentru a ne asigura că instrumentul de test generează formele de undă corecte
- Necesitatea ca instrumentul de test să genereze o putere relativ mare în raport cu curentul injectat, pentru a asigura puterea necesară în alimentarea releelor autoalimentate
- SVERKER900 are, de asemenea, o intrare binară care este compatibilă cu toate tipurile de tensiune de declanșare produse de releele autoalimentate.
Proliferarea rețelelor inteligente înseamnă că releele de protecție autoalimentate vor fi probabil utilizate pe scară largă în viitor, chiar și în sistemele de distribuție a energiei electrice mai mici. Testarea acestor relee poate părea la început dificilă, dar provocările pot fi depășite cu ușurință. Cheia este să utilizați o trusă de test Megger SVERKER900, care a fost proiectată special pentru releele autoalimentate și care simulează o rampă realistă a tensiunii cu frecvența prescrisă de IEC 60255-181:2019 „Cerințe funcționale pentru protecția prin frecvență”.
Sursa Megger
© all rights reseved to Megger
Produsul prezentat in cadrul articolului face parte din categoria Echipamente de verificare pram > Echipamente de verificat relee.
Discuta cu specialiștii noștri despre aplicațiile la care poți folosi aceste produse ofertare@arc.ro
Tel: 0268-472 577