ข้อผิดพลาดทั่วไปเมื่ออัปเกรดแผนการป้องกัน

บทนำ

การปรับปรุงระบบป้องกันในสถานีย่อยแรงดันปานกลางถือเป็นหนึ่งในกิจกรรมการทดสอบระบบที่ท้าทายทางเทคนิคมากที่สุดในวิศวกรรมระบบไฟฟ้า — และยังเป็นหนึ่งในกิจกรรมที่มักดำเนินการผิดพลาดบ่อยที่สุดอีกด้วย รีเลย์ถูกเปลี่ยน การตั้งค่าถูกคำนวณใหม่ การทดสอบการเดินระบบผ่าน และสถานีย่อยก็ถูกส่งกลับเข้าใช้งานสามเดือนต่อมา เกิดข้อผิดพลาดขึ้นและการป้องกันไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง การตรวจสอบพบว่ารีเลย์ได้รับการระบุและตั้งค่าอย่างถูกต้องแล้ว — แต่หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าที่ป้อนรีเลย์ไม่เคยได้รับการประเมินใหม่เพื่อความเข้ากันได้กับระบบป้องกันใหม่ และข้อผิดพลาดในการวัดที่ก่อให้เกิดความล้มเหลวในการป้องกันมีอยู่ตั้งแต่วันแรกที่ระบบที่ได้รับการปรับปรุงเริ่มทำงาน.

คำตอบโดยตรงคือ:ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดและมีผลกระทบมากที่สุดในการอัปเกรดระบบป้องกันไม่ใช่ข้อผิดพลาดในการตั้งค่ารีเลย์ — แต่เป็นข้อผิดพลาดในการวัดค่า CT ที่เกิดขึ้นเนื่องจากวิศวกรปฏิบัติต่อการติดตั้ง CT ที่มีอยู่เสมือนเป็นข้อมูลนำเข้าที่คงที่และได้รับการตรวจสอบแล้วสำหรับระบบป้องกันใหม่ แทนที่จะเป็นองค์ประกอบที่ต้องประเมินใหม่ ทดสอบใหม่ และยืนยันใหม่ตามข้อกำหนดการวัด คุณลักษณะของภาระงาน และความต้องการด้านสมรรถนะชั่วคราวของรีเลย์ใหม่ ซึ่งเกือบจะแตกต่างจากรีเลย์ที่กำลังถูกแทนที่เสมอ.

สำหรับวิศวกรระบบป้องกันสถานีไฟฟ้าย่อย ผู้จัดการโครงการปรับปรุงระบบแรงดันไฟฟ้าปานกลาง และทีมทดสอบระบบความปลอดภัยที่มีความสำคัญสูงซึ่งรับผิดชอบการปรับปรุงระบบป้องกัน แนวทางฉบับนี้ระบุข้อผิดพลาดที่สำคัญทุกประการในการวัดค่าตัวต้านทานกระแสไฟฟ้า (CT) ที่เกิดขึ้นระหว่างการปรับปรุงระบบป้องกัน — พร้อมนำเสนอวิธีการทางวิศวกรรมเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดแต่ละประการ.

สารบัญ

• ทำไม CT ที่มีอยู่จึงไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้เมื่อมีการปรับปรุงระบบป้องกัน?
• ข้อผิดพลาดในการวัด CT ที่อันตรายที่สุดระหว่างการอัปเกรดแผนการป้องกันคืออะไร?
• วิธีการประเมินข้อกำหนด CT ใหม่ให้ถูกต้องสำหรับการปรับปรุงระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าปานกลาง
• วิธีการดำเนินการตรวจสอบการวัด CT อย่างปลอดภัยในระหว่างโครงการอัปเกรดระบบป้องกันแบบออนไลน์
• คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับข้อผิดพลาดในการวัด CT ในการอัปเกรดระบบป้องกัน

ทำไม CT ที่มีอยู่จึงไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้เมื่อมีการปรับปรุงระบบป้องกัน?

สมมติฐานที่ว่าตัวแปลงกระแส (CT) ที่มีอยู่เดิมยังคงเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับรีเลย์ป้องกันใหม่เป็นข้อผิดพลาดพื้นฐานของโครงการอัปเกรดระบบป้องกันส่วนใหญ่ ดูเหมือนจะเป็นเหตุผลที่สมเหตุสมผล — อัตราส่วนของ CT ไม่เปลี่ยนแปลง กระแสหลักไม่เปลี่ยนแปลง และ CT ผ่านการทดสอบการบำรุงรักษาครั้งล่าสุดแล้ว สิ่งที่เปลี่ยนแปลงคือรีเลย์ — และรีเลย์เป็นตัวกำหนดสภาพแวดล้อมการวัดที่ CT ต้องทำงานอยู่.

รีเลย์ป้องกันแต่ละตัวจะสร้างภาระเฉพาะต่อวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแส (CT) ทุกตัว รีเลย์ป้องกันแต่ละตัวมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพชั่วคราวเฉพาะที่กำหนดปัจจัยจำกัดความแม่นยำของหม้อแปลงกระแส (ALF) ที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่ถูกต้องในสภาวะที่มีข้อผิดพลาด รีเลย์ป้องกันแต่ละตัวมีอัลกอริทึมการวัดเฉพาะ — RMS, เฟสเซอร์ความถี่พื้นฐาน หรือการตรวจจับค่าสูงสุด — ซึ่งจะมีปฏิสัมพันธ์กับการบิดเบือนรูปคลื่นทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสแตกต่างกัน เมื่อรีเลย์เปลี่ยนแปลง พารามิเตอร์ทั้งสามนี้จะเปลี่ยนแปลงพร้อมกัน — และหม้อแปลงกระแสที่มีอยู่เดิมอาจไม่สามารถตอบสนองต่อพารามิเตอร์ใด ๆ ได้เลย.

พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญที่เปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเปลี่ยนรีเลย์ป้องกัน:

• ภาระรอง (VA)¹: รีเลย์ป้องกันแบบตัวเลขสมัยใหม่มีภาระ 0.025–0.1 VA ที่ 1 A ในทุติยภูมิ — ต่ำกว่าภาระ 1–5 VA ของรีเลย์แบบอิเล็กโทรแมคคานิคอลที่พวกเขาแทนที่ถึงสิบถึงสี่สิบเท่า การลดภาระอย่างมากนี้เปลี่ยนจุดการทำงานของ CT บนเส้นโค้งการกระตุ้นและอาจทำให้พฤติกรรมของ CT ไม่คาดคิดในสภาวะที่มีข้อผิดพลาด
• ปัจจัยจำกัดความแม่นยำ (ALF)² ข้อกำหนด: ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพชั่วคราวของรีเลย์ใหม่กำหนดค่า CT ALF ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่ถูกต้องในระหว่างกระแสไฟฟ้าขัดข้องสูงสุด หากค่า ALF ของ CT ที่มีอยู่ภายใต้ภาระของรีเลย์ใหม่ต่ำกว่าที่กำหนดไว้ CT จะอิ่มตัวก่อนที่รีเลย์จะสามารถตัดสินใจป้องกันได้อย่างถูกต้อง
• ALF ที่มีประสิทธิภาพสำหรับภาระใหม่: ALF_effective = ALF_rated × (Rct + Rburden_rated) / (Rct + Rburden_actual); การลดภาระของรีเลย์จาก 5 VA เป็น 0.1 VA จะเพิ่ม ALF ที่มีประสิทธิภาพอย่างมาก — ซึ่งฟังดูเป็นประโยชน์แต่สามารถทำให้ CT ทำงานในบริเวณที่ไม่คาดคิดของลักษณะการกระตุ้นของมัน
• ความเข้ากันได้ของอัลกอริทึมการวัด: รีเลย์อิเล็กโทรแมคานิคตอบสนองต่อค่า RMS ของรูปคลื่นกระแสทุติยภูมิ รวมถึงฮาร์มอนิกทั้งหมดและออฟเซ็ต DC; รีเลย์เชิงตัวเลขจะสกัดเอาเฟสเซอร์ความถี่พื้นฐานโดยใช้การกรองแบบฟูเรียร์ — รูปคลื่นทุติยภูมิของ CT ในสภาวะที่มีข้อผิดพลาดต้องเข้ากันได้กับอัลกอริทึมการกรองเฉพาะของรีเลย์
• มาตรฐานที่ใช้บังคับ: IEC 61869-2³ (ความแม่นยำของ CT และ ALF), IEC 60255-151 (ข้อกำหนดของรีเลย์ป้องกันกระแสเกิน), การป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลของหม้อแปลง⁴ ข้อกำหนด (IEC 60255-187-1)

การคำนวณ ALF ที่มีประสิทธิภาพเผยให้เห็นผลลัพธ์ที่สำคัญและขัดกับสัญชาตญาณของการแทนที่รีเลย์ไฟฟ้าเชิงกลที่มีภาระสูงด้วยรีเลย์เชิงตัวเลขที่มีภาระต่ำ:

$ALF_{effective} = ALF_{rated} \times \frac{R_{CT} + R_{burden,rated}}{R_{CT} + R_{burden,actual}}$

สำหรับ CT ที่มีการจัดอันดับ 5P20 โดยมี Rct = 2 Ω และภาระที่กำหนด = 15 VA (15 Ω ที่ 1 A):

• ด้วยรีเลย์อิเล็กโทรแมคคานิคอลเดิมที่ 5 VA (5 Ω): ALF_effective = 20 × (2+15)/(2+5) = 48.6
• ด้วยรีเลย์ตัวเลขใหม่ 0.1 VA (0.1 Ω): ALF_effective = 20 × (2+15)/(2+0.1) = 161.9

CT ที่ทำงานที่ ALF 48.6 ด้วยรีเลย์เก่า ขณะนี้ทำงานที่ ALF 161.9 ด้วยรีเลย์ใหม่ — สูงกว่าจุดหัวเข่าของกราฟการกระตุ้นในสภาวะที่มีข้อผิดพลาดอย่างมาก ในบริเวณที่พฤติกรรมชั่วคราวของ CT ไม่สามารถทำนายได้ และที่รูปแบบคลื่นทุติยภูมิอาจมีการบิดเบือนอย่างมีนัยสำคัญซึ่งตัวกรองฟูริเยร์ของรีเลย์เชิงตัวเลขไม่สามารถประมวลผลได้อย่างถูกต้อง.

ข้อผิดพลาดในการวัด CT ที่อันตรายที่สุดระหว่างการอัปเกรดแผนการป้องกันคืออะไร?

การอัปเกรดแผนการป้องกัน ข้อผิดพลาดในการวัด CT แบ่งออกเป็นสองประเภท: ข้อผิดพลาดในข้อกำหนดที่เกิดในขั้นตอนการออกแบบซึ่งทำให้เกิดความไม่เข้ากันได้ก่อนเริ่มการติดตั้ง และข้อผิดพลาดในการทดสอบระบบที่เกิดในระหว่างการดำเนินการอัปเกรดซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดในระบบที่ระบุข้อกำหนดถูกต้องแล้ว.

ข้อผิดพลาดในข้อกำหนด 1: ยอมรับ CT ที่มีอยู่โดยไม่ประเมิน ALF ใหม่ภายใต้ภาระงานใหม่

ข้อผิดพลาดในข้อกำหนดที่พบบ่อยที่สุดและอันตรายที่สุด วิศวกรด้านการป้องกันได้ระบุรีเลย์ใหม่ คำนวณการตั้งค่าใหม่ของรีเลย์ และบันทึกว่าอัตราส่วน CT ที่มีอยู่ไม่เปลี่ยนแปลง — จากนั้นยอมรับ CT ที่มีอยู่โดยไม่คำนวณ ALF ที่มีประสิทธิภาพใหม่ภายใต้ภาระของรีเลย์ใหม่.

ผลที่ตามมา: CT ทำงานที่จุดที่แตกต่างอย่างมากบนลักษณะการกระตุ้นเมื่อใช้กับรีเลย์ใหม่เมื่อเทียบกับรีเลย์เก่า ในกรณีรีเลย์ตัวเลขที่มีภาระต่ำที่อธิบายไว้ข้างต้น CT อาจทำงานสูงกว่าจุดหัวเข่ามากในสภาวะที่มีข้อผิดพลาด ทำให้รูปคลื่นกระแสทุติยภูมิบิดเบือนอย่างรุนแรง — มีองค์ประกอบออฟเซ็ต DC ขนาดใหญ่และเนื้อหาฮาร์มอนิกที่ทำให้ฟิลเตอร์ฟูริเยร์ของรีเลย์ตัวเลขไม่สามารถดึงเฟสเซอร์พื้นฐานออกมาได้อย่างถูกต้องรีเลย์อาจไม่ทำงาน, ทำงานด้วยเวลาที่ไม่ถูกต้อง, หรือทำงานบนส่วนประกอบของรูปคลื่นที่บิดเบือนแทนกระแสไฟฟ้าที่มีข้อบกพร่องที่ความถี่พื้นฐาน.

ข้อผิดพลาดในข้อกำหนด 2: การจับคู่ขดลวด CT ไม่ตรงกันระหว่างฟังก์ชันการป้องกัน

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันปานกลาง (Medium voltage CTs) มักประกอบด้วยแกนหลายแกน — แกนแยกสำหรับการป้องกันและการวัด และบางครั้งอาจมีแกนแยกสำหรับฟังก์ชันการป้องกันที่แตกต่างกัน ในระหว่างการอัปเกรดระบบป้องกัน เป็นเรื่องปกติที่จะมีการกำหนดแกนหม้อแปลงใหม่ — เช่น การใช้แกนที่เคยใช้สำหรับการป้องกันกระแสเกินสำหรับฟังก์ชันการป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลใหม่.

ข้อผิดพลาดหลักในการกำหนดขั้วแกนใหม่: การป้องกันแบบเลือกความแตกต่างจำเป็นต้องใช้แกน CT ที่จับคู่กันโดยมีค่าความผิดพลาดของอัตราส่วนและค่าการเลื่อนเฟสเท่ากันทั้งสองด้านของอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกัน การใช้แกนที่เคยปรับให้เหมาะสมกับการป้องกันกระแสเกินมาก่อน—ซึ่งมีค่า ALF สูงกว่าและมีลักษณะการกระตุ้นที่แตกต่าง—ในฝั่งหนึ่งของระบบป้องกันแบบเลือกความแตกต่าง ในขณะที่ใช้แกนวัดมาตรฐานในอีกฝั่งหนึ่ง จะทำให้เกิดกระแสความแตกต่างถาวรภายใต้สภาวะโหลดปกติ ซึ่งรีเลย์จะต้องควบคุมไม่ให้เกินหรือตีความผิดว่าเป็นความผิดพลาดภายใน.

ข้อผิดพลาดในข้อกำหนดที่ 3: การละเลยประวัติการคงเหลือของ CT ระหว่างการอัปเกรด

CT ที่ใช้งานในสถานีย่อยมาหลายปีและมีประวัติเหตุการณ์ความผิดพลาดสะสมฟลักซ์คงเหลือในแกนของมัน ฟลักซ์คงเหลือนี้จะเปลี่ยนจุดการทำงานของ CT บนเส้นโค้ง B-H — เพิ่มกระแสแม่เหล็ก, เพิ่มความผิดพลาดของอัตราส่วน, และลด ALF ที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าค่าที่ระบุบนป้ายชื่อ.

ระหว่างการอัปเกรดระบบป้องกัน สภาพฟลักซ์คงเหลือของหม้อแปลงกระแส (CT) ที่มีอยู่จะไม่ได้รับการประเมินเลย — เนื่องจากขั้นตอนการทดสอบระบบตามมาตรฐานสำหรับการเปลี่ยนรีเลย์ไม่ได้รวมถึงการลดสนามแม่เหล็กของหม้อแปลงกระแสและการตรวจสอบความแม่นยำของอัตราส่วนรีเลย์ใหม่ได้รับการตั้งค่าใช้งานร่วมกับหม้อแปลงกระแส (CT) ที่อาจกำลังทำงานที่ 60–70% ของค่า ALF ที่ระบุบนป้ายชื่อ อันเนื่องมาจากสนามแม่เหล็กตกค้างสะสม — ซึ่งเป็นสภาวะที่ทำให้ CT จะอิ่มตัวเร็วกว่าที่อัลกอริทึมป้องกันของรีเลย์ใหม่คาดการณ์ไว้.

ข้อผิดพลาดในข้อกำหนด 4: การคำนวณภาระรองที่ไม่ถูกต้องสำหรับการวางเส้นทางสายเคเบิลใหม่

การปรับปรุงระบบป้องกันมักเกี่ยวข้องกับการย้ายตำแหน่งรีเลย์ป้องกัน — จากแผงควบคุมท้องถิ่นที่อยู่ติดกับสวิตช์เกียร์ไปยังแผงควบคุมป้องกันที่ตั้งอยู่ในห้องควบคุมระยะไกล หรือจากรีเลย์ที่ติดตั้งบนแผงไปยังรีเลย์ตัวเลขที่ติดตั้งบนแร็คซึ่งมีตำแหน่งขั้วต่อต่างกัน การย้ายตำแหน่งแต่ละครั้งจะเปลี่ยนความยาวของสายเคเบิลทุติยภูมิและดังนั้นความต้านทานของวงจรทุติยภูมิ — ซึ่งเปลี่ยนภาระทุติยภูมิทั้งหมดและดังนั้น ALF ที่มีประสิทธิภาพ.

การเปรียบเทียบ: ข้อผิดพลาดในการวัดด้วย CT ตามความรุนแรงของผลกระทบ

ประเภทข้อผิดพลาด	วิธีการตรวจจับ	ผลที่ตามมาหากไม่ถูกตรวจพบ	ความรุนแรง
ALF ไม่ได้คำนวณใหม่ตามภาระใหม่	การวิเคราะห์เส้นโค้งการกระตุ้น	ค่าความอิ่มตัวของ CT ระหว่างความผิดพลาด — ความล้มเหลวของการป้องกัน	วิกฤต
การกำหนดแกนใหม่สำหรับการต่าง	การฉีดครั้งแรก5 การทดสอบความสมดุล	กระแสไฟฟ้าต่างศักย์ถาวร — การทำงานผิดพลาด	วิกฤต
ไม่มีการประเมินค่าคงเหลือ	การทดสอบอัตราส่วน + การลดสนามแม่เหล็ก	ALF ที่มีประสิทธิภาพลดลง — การทำงานล่าช้า	สูง
ไม่ได้คำนวณภาระใหม่สำหรับสายเคเบิลใหม่	การวัดภาระรอง	การลด ALF — การอิ่มตัวที่กระแสความผิดพลาดต่ำกว่า	สูง
ไม่ได้รับการยืนยันขั้วไฟฟ้าหลังการอัปเกรด	การทดสอบขั้วการฉีดหลัก	การล้มเหลวของรีเลย์ทิศทาง — การตัดสินใจหยุดทำงานผิดพลาด	วิกฤต
อัตราส่วน CT ไม่ได้รับการยืนยันหลังจากการเปลี่ยนการเจาะ	การวัดอัตราส่วน	ข้อผิดพลาดในการตั้งค่ากระแสหลัก/กระแสรอง — การรับข้อมูลไม่ถูกต้อง	สูง

กรณีศึกษาลูกค้า — การปรับปรุงสถานีไฟฟ้าย่อยแรงดันปานกลาง 33 กิโลโวลต์ โรงงานปูนซีเมนต์ แอฟริกาเหนือ:
วิศวกรป้องกันที่โรงงานปูนซีเมนต์ได้ติดต่อ Bepto Electric หลังจากเกิดข้อผิดพลาดที่บัสบาร์ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อแผงสวิตช์ 33 kV — ความเสียหายที่ควรจะถูกจำกัดโดยรีเลย์ป้องกันบัสบาร์ที่ได้ติดตั้งเป็นส่วนหนึ่งของการอัปเกรดระบบป้องกันเมื่อหกเดือนก่อนหน้านั้น การตรวจสอบหลังเกิดข้อผิดพลาดเปิดเผยว่า รีเลย์ป้องกันบัสบาร์ไม่ได้ทำงานในระหว่างที่เกิดข้อผิดพลาดโครงการอัปเกรดได้เปลี่ยนรีเลย์กระแสเกินแบบอิเล็กโทรแมคคานิคอลเดิมเป็นรีเลย์ป้องกันบัสบาร์แบบตัวเลขที่ทันสมัย — แต่ไม่ได้คำนวณ ALF ที่มีประสิทธิภาพของ CT ที่มีอยู่ใหม่ภายใต้ภาระของรีเลย์ใหม่ที่ 0.08 VA CT ที่มีอยู่ซึ่งมีค่า 5P20 และ Rct 3 Ω มี ALF ที่มีประสิทธิภาพที่ 187 ภายใต้ภาระของรีเลย์ใหม่ — ซึ่งสูงกว่าจุดหัวเข่ามากในระหว่างเกิดข้อผิดพลาดที่บัสบาร์ คลื่นสัญญาณทุติยภูมิของ CT ถูกบิดเบือนอย่างรุนแรง โดยมีองค์ประกอบออฟเซ็ตกระแสตรงขนาดใหญ่ซึ่งตัวกรองฟูเรียร์ของรีเลย์ตัวเลขไม่สามารถประมวลผลได้ภายในช่วงเวลาทำงานที่กำหนด รีเลย์จึงไม่สามารถสกัดค่าเฟสเซอร์ความถี่พื้นฐานที่ถูกต้องได้ก่อนที่ตัวจับเวลาเฝ้าระวังภายในจะรีเซ็ตวงจรการวัดใหม่ การเปลี่ยน CT เป็นรุ่นที่ระบุสำหรับใช้งานกับรีเลย์ตัวเลขที่มีภาระต่ำ — โดยมีค่า ALF ที่ควบคุมได้ 30 ที่ภาระทุติยภูมิจริง — สามารถแก้ไขปัญหาความล้มเหลวของการป้องกันได้วิศวกรด้านการป้องกันได้กล่าวว่า: “เราได้ทำการอัปเกรดรีเลย์เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน แต่กลับได้ประสิทธิภาพการป้องกันที่แย่กว่าเมื่อเทียบกับรีเลย์แบบอิเล็กโทรเมคานิคอลที่เราเปลี่ยนออกไป ปัญหาอยู่ที่ตัว CT แต่เราไม่เคยตรวจสอบมันเลยเพราะอัตราส่วนไม่ได้เปลี่ยนแปลง”

วิธีการประเมินข้อกำหนด CT ใหม่ให้ถูกต้องสำหรับการปรับปรุงระบบป้องกันแรงดันไฟฟ้าปานกลาง

การประเมิน CT ใหม่เพื่อการปรับปรุงระบบป้องกันให้ถูกต้อง จำเป็นต้องใช้วิธีการที่มีโครงสร้างสี่ขั้นตอน ซึ่งให้การปฏิบัติกับ CT ที่มีอยู่เหมือนกับเป็นชิ้นส่วนที่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ จนกว่าจะได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถใช้งานร่วมกับระบบป้องกันใหม่ได้.

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดข้อกำหนดการวัดรีเลย์ใหม่

ก่อนที่จะประเมิน CT ที่มีอยู่ ให้ทำการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของข้อกำหนดด้านอินเทอร์เฟซ CT ของรีเลย์ใหม่อย่างครบถ้วน:

• ภาระรองที่กระแสไฟฟ้าที่กำหนด: ขอข้อมูลจากสเปคทางเทคนิคของผู้ผลิตรีเลย์ — ไม่ใช่ค่าภาระที่กำหนดของรีเลย์ แต่เป็นค่าความต้านทานขาเข้าจริงที่ระดับกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิของ CT; รีเลย์ตัวเลขสมัยใหม่จะมีค่า 0.025–0.1 VA ที่ 1 A ไม่ใช่ 1–5 VA ที่ระบุเป็นภาระที่กำหนด
• ระดับความแม่นยำของ CT ที่ต้องการ: ยืนยันว่าเรลลี่ตัวใหม่ต้องการ CT ประเภท Class P (5P หรือ 10P) หรือ Class PX (ที่กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าที่จุดเข่าและกระแสแม่เหล็ก) — เรลลี่ป้องกันแบบต่างและระยะทางสมัยใหม่หลายตัวระบุข้อกำหนด Class PX ที่ CT Class P ที่มีอยู่ไม่สามารถตอบสนองได้
• ปัจจัยการกำหนดขนาดชั่วคราว (Ktd): สำหรับรีเลย์ที่มีข้อกำหนดประสิทธิภาพชั่วคราวเฉพาะ ให้ตรวจสอบค่า Ktd ที่ต้องการจากข้อมูลจำเพาะของรีเลย์ — ค่านี้กำหนดความสามารถในการตอบสนองชั่วคราวของหม้อแปลงกระแส (CT) ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการทำงานของรีเลย์อย่างถูกต้องในช่วงไม่กี่รอบแรกของกระแสลัดวงจร
• อัลกอริทึมการวัด: ยืนยันว่ารีเลย์ใช้การวัดแบบ RMS, การสกัดเฟสเซอร์ความถี่พื้นฐาน หรือการตรวจจับค่าสูงสุด — อัลกอริทึมแต่ละแบบมีความไวต่อการบิดเบือนรูปคลื่นทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแส (CT) ในสภาวะขัดข้องที่แตกต่างกัน

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณ ALF ที่มีผลบังคับใช้ใหม่ในภาระรองใหม่

ใช้สูตร ALF ที่มีประสิทธิภาพสำหรับ CT ที่มีอยู่แต่ละตัวในแผนการป้องกันที่ได้รับการปรับปรุง:

$ALF_{effective} = ALF_{rated} \times \frac{R_{CT} + R_{burden,rated}}{R_{CT} + R_{burden,actual}}$

สถานที่:

• $R_{ภาระ,จริง}$ = ความต้านทานอินพุตของรีเลย์ + ความต้านทานของสายเคเบิลทุติยภูมิ (ทั้งสองตัวนำ) + ความต้านทานอนุกรมอื่น ๆ ในวงจรทุติยภูมิ
• เปรียบเทียบ ALF_effective กับ ALF ที่จำเป็นของรีเลย์ใหม่ — หาก ALF_effective เกินค่าที่กำหนดมากกว่า 3 เท่า ตัวแปลงกระแส (CT) อาจทำงานในบริเวณที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้ระหว่างสภาวะขัดข้อง; หาก ALF_effective ต่ำกว่าค่าที่กำหนด ตัวแปลงกระแสจะอิ่มตัวก่อนที่รีเลย์จะสามารถตัดสินใจป้องกันได้อย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบการกำหนด CT Core สำหรับแต่ละฟังก์ชันการป้องกัน

• แผนที่แกน CT ที่มีอยู่ให้สอดคล้องกับฟังก์ชันการป้องกันใหม่: เอกสารระบุว่าแกน CT ใดที่เชื่อมต่อกับแต่ละอินพุตของรีเลย์ป้องกันในแผนการอัปเกรด
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคลาสความแม่นยำหลักตรงกับฟังก์ชันการป้องกัน: แกนป้องกัน (5P, 10P, Class PX) สำหรับรีเลย์ป้องกัน; แกนวัด (Class 0.5, Class 1) สำหรับการวัดค่าพลังงาน — ห้ามใช้แกนวัดสำหรับฟังก์ชันป้องกันในแผนการปรับปรุง
• ตรวจสอบการจับคู่แกน CT แบบต่างกัน: สำหรับการป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลของหม้อแปลงหรือบัสบาร์ ให้ยืนยันว่าแกน CT ที่อยู่ทั้งสองด้านของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันมีค่าความผิดพลาดของอัตราส่วนและค่าการเลื่อนเฟสที่ตรงกัน — ต้องได้รับใบรับรองการทดสอบจากโรงงานสำหรับ CT ทั้งสองตัวและเปรียบเทียบ

ขั้นตอนที่ 4: ประเมินสภาพ CT และสถานะการคงอยู่

• ตรวจสอบประวัติเหตุการณ์ความผิดพลาด: บันทึกเหตุการณ์รีเลย์ป้องกันสำหรับ 3–5 ปีที่ผ่านมา; ระบุเหตุการณ์ความผิดพลาดทั้งหมดที่กระแสหลักของ CT เกิน 50% ของกระแสไฟฟ้าสั้นเวลาที่กำหนด — แต่ละเหตุการณ์ดังกล่าวเป็นเหตุการณ์สะสมคงเหลือที่อาจเกิดขึ้นได้
• ทำการทดสอบเส้นโค้งการกระตุ้น: เปรียบเทียบกราฟการกระตุ้นที่วัดได้กับใบรับรองการทดสอบจากโรงงาน; จุดหัวเข่าที่เลื่อนหรือกระแสแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นที่จุดหัวเข่ายืนยันการสะสมฟลักซ์คงเหลือ
• ทำการลดสนามแม่เหล็กถาวรหากยืนยันว่ามีสนามแม่เหล็กตกค้าง: ล้างสนามแม่เหล็กก่อนการตรวจสอบความแม่นยำของอัตราส่วน — ผลการทดสอบอัตราส่วนบน CT ที่ได้รับผลกระทบจากการคงเหลือของสนามแม่เหล็กจะไม่เป็นตัวแทนของประสิทธิภาพของคลาสความแม่นยำที่แท้จริงของ CT
• ดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องของอัตราส่วนหลังการลบแม่เหล็ก: ยืนยันว่าค่าความผิดพลาดของอัตราส่วนและการเลื่อนเฟสอยู่ภายในขีดจำกัดของชั้นความถูกต้องก่อนยอมรับทรานส์ฟอร์เมอร์กระแส (CT) สำหรับระบบป้องกันที่ได้รับการปรับปรุง

สถานการณ์การใช้งาน

• การอัปเกรดรีเลย์กระแสเกินแบบอิเล็กโทรแมคคานิคอลเป็นแบบตัวเลข: คำนวณ ALF ที่มีประสิทธิภาพใหม่ที่ภาระของรีเลย์ใหม่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่า ALF ที่มีประสิทธิภาพอยู่ภายใน 2–5 เท่าของ ALF ที่ต้องการ ประเมินประวัติการคงเหลือ จำเป็นต้องตรวจสอบขั้วการฉีดหลักใหม่
• การเพิ่มการป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลทรานส์ฟอร์มเมอร์ในระบบติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีอยู่: ตรวจสอบความเข้ากันได้ของคลาส PX ของแกน CT; ทำการทดสอบการฉีดหลักเพื่อปรับสมดุลวงจรความแตกต่าง; ยืนยันข้อผิดพลาดของอัตราส่วนที่ตรงกันบนคู่ CT แรงดันสูงและแรงดันต่ำ
• การอัปเกรดการป้องกันระยะไกลบนสายส่งฟีดเดอร์: ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่จุดหัวเข่า PX ของคลาสให้ตรงกับข้อกำหนดของรีเลย์; คำนวณภาระรองใหม่รวมถึงการเดินสายเคเบิลใหม่ไปยังแผงรีเลย์ระยะไกล; ยืนยันการปฏิบัติตาม Ktd
• การเพิ่มการป้องกันบัสบาร์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแกน CT ของบัสบาร์ทั้งหมดมีคุณลักษณะที่ตรงกัน คำนวณปัจจัยความเสถียรสำหรับสภาวะการลัดวงจร ตรวจสอบความเสถียรของการฉีดปฐมภูมิให้เสร็จสมบูรณ์ก่อนการจ่ายพลังงาน

วิธีการดำเนินการตรวจสอบการวัด CT อย่างปลอดภัยในระหว่างโครงการอัปเกรดระบบป้องกันแบบออนไลน์

ขั้นตอนการตรวจสอบการวัด CT อย่างปลอดภัย

1. วงจรรอง CT สั้นก่อนการตัดการเชื่อมต่อของรีเลย์ใดๆ: ก่อนถอดวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแส (CT) ออกจากรีเลย์ที่มีอยู่ ให้เชื่อมต่อสายลัดที่ขั้วต่อทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสหรือที่บล็อกขั้วต่อทดสอบ — การเปิดวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสขณะมีกระแสหลักจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงถึงระดับอันตรายถึงชีวิต การลัดวงจรต้องดำเนินการก่อนการถอดขั้วต่อรีเลย์ทุกครั้ง
2. ตรวจสอบความสมบูรณ์ของลิงก์การชอร์ตภายใต้โหลด: หลังจากติดตั้งสายลัดแล้ว ให้ตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าหลักไหลผ่านสายลัดโดยใช้แคลมป์แอมมิเตอร์ — สายลัดที่ดูเหมือนเชื่อมต่อแต่มีการสัมผัสหลวมเป็นอันตรายที่อาจเกิดวงจรเปิดแฝง
3. ตรวจสอบอัตราส่วนและขั้วก่อนเชื่อมต่อรีเลย์: เมื่อติดตั้งรีเลย์ใหม่แล้วแต่ยังไม่ได้เชื่อมต่อกับวงจรทุติยภูมิของ CT ให้ทำการตรวจสอบอัตราส่วนการฉีดกระแสหลักและขั้วไฟฟ้า — ยืนยันว่า CT กำลังจ่ายกระแสทุติยภูมิที่ถูกต้องในทิศทางที่ถูกต้องก่อนที่จะเชื่อมต่อกับรีเลย์ใหม่
4. ตรวจสอบภาระรองเมื่อเชื่อมต่อรีเลย์ใหม่: วัดภาระวงจรทุติยภูมิทั้งหมดโดยมีรีเลย์ตัวใหม่เชื่อมต่ออยู่; เปรียบเทียบกับภาระที่กำหนดของ CT; ยืนยันว่าการคำนวณ ALF ที่มีประสิทธิภาพสอดคล้องกับภาระที่วัดได้
5. ทำการทดสอบการป้องกันการทำงานก่อนถอดลิงค์ลัดวงจรออก: เมื่อเชื่อมต่อรีเลย์ใหม่และวงจรทุติยภูมิของ CT เสร็จสมบูรณ์แล้ว ให้ทำการทดสอบการทำงานของการฉีดสัญญาณทุติยภูมิของรีเลย์ — ยืนยันการทำงานที่ถูกต้อง เวลาที่ถูกต้อง และการทำงานของหน้าสัมผัสเอาต์พุตที่ถูกต้องก่อนที่จะถอดลิงก์ลัดวงจรของวงจรปฐมภูมิออกและกลับสู่การใช้งาน

ข้อผิดพลาดด้านความปลอดภัยที่พบบ่อยระหว่างการปรับปรุงระบบป้องกัน

• การถอดลิงก์ชอร์ตรองของ CT ออกก่อนที่การเชื่อมต่อรีเลย์จะเสร็จสมบูรณ์: ข้อผิดพลาดในการเดินระบบที่อันตรายที่สุด — แม้แต่ช่วงเวลาสั้นๆ ที่วงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสตรง (CT) เปิดวงจรในขณะที่กระแสไฟฟ้าหลักไหลอยู่ ก็สามารถสร้างอันตรายจากแรงดันไฟฟ้าสูงที่ขั้วเปิดได้ ต้องรักษาการเชื่อมต่อลัดวงจรไว้จนกว่าจะตรวจสอบวงจรทุติยภูมิทั้งหมดแล้วว่ามีความต่อเนื่อง
• ทำการทดสอบการฉีดรองโดยไม่ตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจรรอง CT: การทดสอบการฉีดรอง (Secondary injection) เป็นการทดสอบรีเลย์แบบแยกเดี่ยว — ไม่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของวงจรรองของ CT; ผลการทดสอบการฉีดรองที่ผ่านไม่ได้อนุญาตให้ถอดลิงก์ชอร์ตวงจรรองของ CT ออกได้โดยไม่มีการตรวจสอบการฉีดหลัก (Primary injection)
• การละเว้นการตรวจสอบขั้วไฟฟ้าซ้ำหลังจากการอัปเกรดระบบป้องกัน: การปรับเปลี่ยนใดๆ ต่อวงจรทุติยภูมิของ CT — ไม่ว่าจะเป็นสายเคเบิลใหม่, บล็อกขั้วต่อใหม่, หรือการกำหนดขั้วรีเลย์ใหม่ — จะก่อให้เกิดความเป็นไปได้ในการกลับขั้วไฟฟ้า; ต้องตรวจสอบขั้วไฟฟ้าใหม่โดยการฉีดกระแสหลักในทุกครั้งที่มีการปรับเปลี่ยนระบบป้องกัน ไม่ควรสันนิษฐานจากบันทึกการเดินระบบครั้งก่อน
• การเพิ่มประสิทธิภาพระบบป้องกันที่ได้รับการปรับปรุงโดยไม่ต้องทดสอบความผิดพลาดแบบเป็นขั้นตอน: เมื่อสภาพการทำงานของเครือข่ายเอื้ออำนวย การทดสอบความผิดพลาดแบบเป็นขั้นตอน — การสร้างสภาพความผิดพลาดบนวงจรที่ได้รับการป้องกันภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมได้ — เป็นวิธีเดียวที่สามารถยืนยันระบบป้องกันทั้งหมด รวมถึงประสิทธิภาพของ CT ภายใต้สภาพกระแสความผิดพลาดจริง

สรุป

การอัปเกรดระบบป้องกันทำให้เกิดความไม่เข้ากันในการวัดค่า CT ซึ่งไม่สามารถตรวจพบได้จากการทดสอบรีเลย์ ไม่สามารถตรวจพบได้จากขั้นตอนการทดสอบระบบตามมาตรฐาน และไม่สามารถตรวจพบได้จากการตรวจสอบป้ายชื่อ — แต่จะปรากฏอย่างชัดเจนเมื่อระบบป้องกันไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องเมื่อสถานีไฟฟ้ามีความผิดพลาดจริงครั้งแรกหลังจากการอัปเกรดความผิดพลาดที่ก่อให้เกิดความล้มเหลวเหล่านี้มีความสม่ำเสมอ สามารถคาดการณ์ได้ และสามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์: การไม่คำนวณค่า ALF ที่มีประสิทธิภาพใหม่ภายใต้ภาระของรีเลย์ตัวใหม่ การไม่ประเมินการจัดสรรแกน CT ใหม่สำหรับฟังก์ชันการป้องกันใหม่ การไม่ประเมินและแก้ไขค่าคงเหลือของ CT ที่สะสมมาตลอดหลายปีของการใช้งาน และการไม่ตรวจสอบความถูกต้องของขั้วและความแม่นยำของอัตราส่วนหลังจากการปรับเปลี่ยนวงจรทุติยภูมิ. ในการปรับปรุงระบบป้องกันแรงดันปานกลาง ตัวแปลงกระแส (CT) ไม่ใช่ส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่สามารถนำมาใช้จากระบบเดิมได้โดยไม่ต้องประเมินใหม่ — มันเป็นอุปกรณ์วัดแบบแอคทีฟที่ต้องพิสูจน์ความเข้ากันได้กับรีเลย์ใหม่โดยการคำนวณ, การทดสอบ, และการตรวจสอบด้วยการฉีดกระแสหลัก ก่อนที่ระบบป้องกันที่ได้รับการปรับปรุงจะสามารถเชื่อถือได้ในการปกป้องสถานีไฟฟ้าย่อยและบุคลากรที่ทำงานภายในนั้น.

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับข้อผิดพลาดในการวัด CT ในการอัปเกรดระบบป้องกัน

1. การวิเคราะห์อย่างละเอียดของแรงต้านทานรวมในวงจรทุติยภูมิของการป้องกัน. ↩

2. พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่กำหนดประสิทธิภาพของ CT ในสภาวะที่มีข้อผิดพลาด. ↩

3. มาตรฐานสากลอย่างเป็นทางการสำหรับความถูกต้องและประสิทธิภาพของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า. ↩

4. คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการจับคู่แกน CT สำหรับรูปแบบการวิเคราะห์ความแตกต่าง. ↩

5. มาตรฐานความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมสำหรับการตรวจสอบความสมบูรณ์ของระบบป้องกัน. ↩