حفاظت خودکار، به عنوان ابزار اصلی برای اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار سیستمهای قدرت و تأسیسات صنعتی مرتبط، ادغام حسگر، تشخیص خطا، تصمیمگیری منطقی-و کنترل اجرا. انتخاب منطقی و کاربرد هم افزایی روشهای مختلف، سرعت پاسخ، دقت قضاوت و قابلیت اطمینان عملیاتی سیستم حفاظتی را در محیطهای عملیاتی پیچیده تعیین میکند.
در سطح اکتساب اطلاعات، حفاظت خودکار ابتدا بر-ترانسفورماتورهای ولتاژ و جریان با دقت بالا و مدارهای تهویه سیگنال برای دستیابی به نمونهبرداری همزمان هم زمان واقعی از سه-جریان فاز، ولتاژ و پارامترهای فرکانس متکی است. برای برآورده ساختن الزامات پهنای باند وسیع و ضبط گذرا، اغلب از مبدلهای آنالوگ-به{6}دیجیتال با سرعت بالا استفاده میشود که با فیلتر ضد{7}}الیزینگ و طراحی سازگاری الکترومغناطیسی تکمیل میشود تا از یکپارچگی و صحت دادههای خام اطمینان حاصل شود. برخی از روشها سیستمهای اندازهگیری وسیع-منطقه (WAMS) یا واحدهای اندازهگیری فازور سنکرون (PMUs) را برای دستیابی به همگامسازی زمان و آگاهی وضعیت متقاطع،{11}}منطقهای، با دقت بالا، معرفی میکنند که پایه و اساس حفاظت مشترک را ایجاد میکند.
روشهای تشخیص عیب هسته حفاظت خودکار هستند که معمولاً شامل حفاظت اضافه جریان، فاصله و حفاظت تفاضلی بر اساس کمیتهای فرکانس توان و همچنین حفاظت از امواج متحرک و حفاظت از تحلیل موجک بر اساس کمیتهای گذرا و اجزای هارمونیک است. روشهای فرکانس توان سنتی نوع و مکان خطا را با محاسبه دامنه جریان، امپدانس یا روابط فاز تعیین میکنند و عملکرد بالغ و قابل اعتمادی را ارائه میدهند. با این حال، روشهای موج سیار و گذرا از نوسانات ولتاژ و جریان بسیار سریع تولید شده توسط خطاها استفاده میکنند و موقعیت خطاهای{2}}مقاومت یا فاصله طولانی{3} را در دهها میکروثانیه امکانپذیر میسازند، بنابراین حساسیت را بهبود میبخشند. در سالهای اخیر، الگوریتمهای هوش مصنوعی برای استخراج ویژگیها و تشخیص الگو به کار گرفته شدهاند که سیستمهای حفاظتی را قادر میسازد تا ویژگیهای پیچیده خطا را بیاموزند و آستانهها را به طور تطبیقی تنظیم کنند.
روشهای تصمیمگیری منطقی{0}}استراتژی و توالی اقدامات حفاظتی را تعیین میکنند. قطع انتخابی معمولاً از طریق دیفرانسیلهای تأخیر زمانی حاصل میشود، جایی که حفاظت در نزدیکی نقطه خطا با تأخیر کوتاهتری عمل میکند، در حالی که حفاظت در نقطه دور با تأخیر بیشتری بهعنوان پشتیبان عمل میکند و از خاموش شدن آبشاری جلوگیری میکند. در شبکههای چند منبع یا سناریوهای منبع تغذیه توزیعشده، معرفی روشهای تصحیح تنظیمات تطبیقی و قفلبندی منطقهای، امکان تنظیم پویا منطق عمل بر اساس توپولوژی شبکه زمان واقعی و جهت جریان نیرو را فراهم میکند و هماهنگی را افزایش میدهد.
روشهای کنترل اجرا به جداسازی خطا یا پیکربندی مجدد سیستم توسط کلیدهای مدار، سوئیچهای بار یا دستگاههای جبران استاتیکی میرسند. سیستمهای حفاظت خودکار مدرن اغلب از دستگاههای سوئیچینگ سریع الکترونیکی قدرت برای دستیابی به سطح باز و بسته{1} میلیثانیه استفاده میکنند و میتوانند با بسته شدن مجدد، انتقال خودکار پشتیبان برق و سایر اقدامات برای کوتاه کردن زمان قطع برق مرتبط شوند. مرحله اجرا همچنین به مکانیسمهای ضد{3}}نادرستی{4} و خود{4}} قوی نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که فقط در صورت شناسایی خطا تأیید شده و قفل کردن ایمن در موقعیتهای غیرعادی عمل میشود.
علاوه بر این، روشهای ارتباطی و همکاری با تکیه بر استانداردها و پروتکلهایی مانند IEC 61850 برای دستیابی به اشتراکگذاری اطلاعات و توزیع تنظیمات از راه دور، از-حفاظت خودکار منطقه وسیعی پشتیبانی میکنند و راهبردهای یکپارچه را در همه سطوح حفاظت از نظر زمان، مکان و عملکرد ممکن میسازند.
به طور خلاصه، روش حفاظت خودکار کل زنجیره را از سنجش تا اجرا، به ارث بردن نظریههای کلاسیک و در عین حال ترکیب پیشرفتهای دیجیتال و هوشمند، ارائه ضمانتهای فنی چند{0} مسیری برای ایجاد یک شبکه حفاظت امنیتی سریع، دقیق و قابل اعتماد، پوشش میدهد.
