10кВ распределитель трансформаторын корғау конфигурациясы жөніндегі алдыңғы зерттеу

1. Айналыс-басты модулдің схемалары
1.1 Айналыс-басты модулдің құрылымы

Айналыс-басты модуль (RMU) бөліктерден тұрады. Негізінен, оның үштен аса бөлігі болады, олардың ішінде екі бөлігі - айналыс кабелдерінің енгізу және шығару үшін, ал бір бөлігі - трансформаторлық цепь үшін.

1.2 Айналыс-басты модулдің қорғау режимдерінің конфигурациясы

Айналыс кабелдерінің пайдаланушы бөліктері мен трансформаторлық пайдаланушы бөліктерінде жүк коммутаторлары қолданылады, адатта үш позициялы жүк коммутаторлары, олардың функциясы - жасау, жылу, және жерге жылу. Трансформаторлық пайдаланушы бөліктерінде де негізгі шектеу ақыршақтары қолданылады, олар қорғау үшін жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтарымен жабдықталған. Практикалық әрекеттер қорғауына қарағанда, бұл қарапайым, иттикамды және экономикалық қоғамдық электр энергиясын үлестіру ықтималдығын дәлелдеді.

1.3 Айналыс-басты модулдің қорғау конфигурациясының өзіндік мүшелері

Жүк коммутаторы рейтингді жүк ағындарын қосу үшін қолданылады. Оның қарапайым құрылымы және төмен бағасы бар, бірақ ол қысқартылған ағындарды жылуға қабілетті емес. Жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтары қорғау элементі ретінде қызмет етеді және қысқартылған ағындарды жылуға қабілетті. Бұл екеуінің органикалық біріктірілгені әртүрлі нормалды және қате әрекеттеу режимдерінде электр энергиясын үлестіру жүйесінің әрекеттеу және қорғау талаптарын қанағаттандыратын. Көпшілік параметрлерінің анықталуы және оның құрылымының өнімділігі стандарттарға сәйкес жүргізіледі.

Оның әрекеттеу және қорғау функциялары бар, сондықтан оның құрылымы қиын, оның бағасы өте жоғары, сондықтан үлкен өлшемде қолдану ықтимал емес. Айналыс-басты модулдерде үлкен санда жүк коммутаторлары және жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтарының комбинациясы қолданылады. Электр құрылғыларының әрекеттеу және қорғау функциялары, олар толықтай сәйкес емес, екі қарапайым және төмен бағалы компоненттермен анықталады. Яғни, жүк коммутаторы үлкен санда жүк ағындарын қосу үшін қолданылады, ал жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтары қысқартылған ағындарды қорғау үшін қолданылады. Бұл проблеманы жақсы шешеді, қиын және қымбат автоматты коммутаторларды қолдану артында әріптес әрекеттеу талаптарын қанағаттандыруға болады.

• Автоматты коммутаторлар барлық қорғау және әрекеттеу функцияларын қамтиды, бірақ олар қымбат.

• Жүк коммутаторлары автоматты коммутаторлармен қарапайым өзара сәйкес, бірақ олар қысқартылған ағындарды жылуға қабілетті емес.

• Жүк коммутаторы және жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтарының комбинациясы қысқартылған ағындарды жылуға қабілетті. Базардағы бейне қорыту қабілеті кейде автоматты коммутаторлардан да жоғары. Сондықтан, бұл комбинациян қолдану автоматты коммутаторлармен қолдануға тең, бірақ қымбаттықты зыяндауға болады.

1.4 Жүк коммутаторы және жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтарының комбинациясының артықшылықтары

Жүк коммутаторы және жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтарының комбинациясы төмендегі артықшылықтары бар:

1.4.1 Жоғары өзара сәйкестік жүктелмеген трансформаторларды қосу

Айналыс-басты модулдердегі көпшілік жүктер - распределительлік трансформаторлар. Көбінесе, қабілеті 1250 KVA-нан астам, және сирек 1600 KVA-ға жетеді. Распределительлік трансформаторлардың жоғары өзара сәйкестігі көбінесе рейтингді ағындың екі процентінен асамайды, және үлкен распределительлік трансформаторлардың жоғары өзара сәйкестігі кішіреді. Айналыс-басты модулдер кіші жүктелмеген трансформаторларды қосу кезінде өте жақсы өзара сәйкестік жасайды және жоғары өзара сәйкестік жасауға үйренеді.

1.4.2 Распределительлік трансформаторларды әрекеттеу

Особенно для маслонаполненных трансформаторов, использование нагрузочного выключателя с высокопрочным запасным ограничивающим предохранителем более эффективно, чем использование выключателя. Иногда последний может даже не обеспечивать эффективную защиту. Соответствующая информация показывает, что при коротком замыкании в маслонаполненном трансформаторе давление, создаваемое дугой, возрастает, и пузырьки, образованные из пара масла, занимают пространство, которое ранее занимало масло. Масло передает давление на бак трансформатора. По мере продолжения короткого замыкания давление увеличивается, вызывая деформацию и разрушение бака.

Чтобы избежать повреждения бака, неисправность должна быть устранена в течение 20 мс. Если используется выключатель, из-за наличия реле защиты, а также его собственного времени работы и времени гашения дуги, общее время отключения обычно составляет не менее 60 мс, что не позволяет эффективно защищать трансформатор. Однако высокопрочный запасной ограничивающий предохранитель имеет быстродействующую функцию. В сочетании с его ограничивающей функцией он может устранить неисправность и ограничить короткое замыкание в течение 10 мс, эффективно защищая трансформатор. Поэтому, по возможности, следует использовать высокопрочные запасные ограничивающие предохранители для защиты электрооборудования вместо выключателей. Даже если нагрузка является сухим трансформатором, защита предохранителя действует быстро и лучше, чем использование выключателя.

1.4.3 В отношении координации релейной защиты

В большинстве случаев нет необходимости использовать выключатель в главном блоке кольца. Это связано с тем, что настройки защиты выключателя на головном конце кольцевой сети распределения (то есть 10-киловольтный выключатель подачи питания в 110-киловольтной или 220-киловольтной подстанции) обычно следующие: время действия мгновенной защиты 0 секунд, время действия защиты от перегрузки 0,5 секунды, и время действия защиты от нулевой последовательности 0,5 секунды. Если в главном блоке кольца используется выключатель, даже если установленное время действия равно 0 секунд, из-за рассеяния внутреннего времени срабатывания выключателя трудно гарантировать, что выключатель в главном блоке кольца, а не выключатель верхнего уровня, сработает первым.

1.4.4 Высокопрочный запасной ограничивающий предохранитель может обеспечить защиту оборудования нижнего уровня

Таких как трансформаторы тока, кабели и т.д. Диапазон защиты высокопрочного запасного ограничивающего предохранителя может составлять от минимального тока плавления (обычно 2-3 раза больше номинального тока предохранителя) до максимальной пропускной способности. Характеристика тока-времени ограничивающего предохранителя обычно представляет собой крутую обратную временнУю кривую. После возникновения короткого замыкания он может плавиться и устранять неисправность в очень короткое время. Если для защиты используется выключатель, это неизбежно значительно увеличит тепловые требования к другим электрическим компонентам, таким как кабели, трансформаторы тока и вводы трансформаторов, увеличивая стоимость электрического оборудования и проектные затраты. Здесь следует отметить, что при использовании комбинации нагрузочного выключателя и высокопрочного запасного предохранителя, эти два устройства должны хорошо согласовываться. Когда предохранитель не плавится в трех фазах, ударник предохранителя должен немедленно отключить нагрузочный выключатель, чтобы предотвратить одиночную фазную работу.

2. Схемы подключения высоковольтных камер для конечных пользователей

Стандарт GB14285-1993 "Технический кодекс релейной защиты и устройств безопасности" предписывает, что при выборе защитного коммутационного оборудования для распределительного трансформатора, когда мощность равна или превышает 800 кВА, следует выбирать выключатель с устройством релейной защиты. Это правило можно понять с учетом следующих двух аспектов потребностей:

• Когда мощность распределительного трансформатора достигает 800 кВА и выше, в прошлом большинство из них были маслонаполненными трансформаторами и оснащались газовыми реле. Использование выключателя может эффективно защищать трансформатор в сочетании с газовым реле.

• Для пользователей с мощностью оборудования более 800 кВА, по различным причинам, однофазное замыкание на землю может вызвать срабатывание защиты нулевой последовательности, что приведет к срабатыванию выключателя и изоляции неисправности, чтобы не вызывать срабатывание выключателя питания основной подстанции и не влиять на нормальное питание других пользователей. Кроме того, стандарт также明确规定了在选择配电变压器的保护开关设备时，当容量等于或大于800 KVA时，应选择带有继电保护装置的断路器。这一规定可以从以下两个方面的需求来理解： - 当配电变压器的容量达到800 KVA及以上时，过去大多数是油浸式变压器，并配备了气体继电器。使用断路器可以与气体继电器配合，有效保护变压器。 - 对于设备容量大于800 KVA的用户，由于各种原因，单相接地故障可能导致零序保护动作，使断路器跳闸并隔离故障，以免主变电站的馈线断路器动作，影响其他用户的正常供电。此外，标准还明确规定，即使单个变压器未达到此容量，但如果用户的配电变压器总容量达到800 KVA，也应满足这一要求。目前，大多数用户的高压开关室接线方案是一种基本接线方式，在此基础上可以衍生出一主一备进线或双进线带母联等多种接线方式。 ### 3. 结论 10kV配电变压器的保护配置主要包括断路器、负荷开关或负荷开关与熔断器组合。综合考虑技术、经济性能及运行管理因素，无论是在10kV环网单元还是终端用户的高压配电单元中，负荷开关与高分断能力后备限流熔断器组合的保护配置不仅能够提供额定负荷电流，还能切断短路电流，并具有切换空载变压器的能力，能有效保护配电变压器。因此，建议将负荷开关与高分断能力后备限流熔断器组合作为配电变压器保护的模式。 以下是翻译成哈萨克语的结果：

  2. Ақырғы пайдаланушылар үшін жоғары напруга камерлерінің қосылу формалары

  GB14285-1993 "Релейдік қорғау және қауіпсіздік автоматтық құрылғыларының техникалық кодексі" стандарты таратылған трансформатор үшін қорғаулы коммутациялық құрылғын таңдау кезінде, қабілеті 800 KVA-ға тең немесе өзгөткен кезде, релейдік қорғау құрылғысы бар автоматты коммутаторды таңдауы тиіс. Бұл ережені төмендегі екі маңызды ұсыныстағы талаптарға сай түсіну мүмкін:

  • Таратылған трансформатордың қабілеті 800 KVA-ға жеткен кезде, мұнда өткенде көптеген олар масла толтырылған трансформаторлар болып, газды релелермен жабдықталған. Автоматты коммутаторды қолдану газды релелермен бірге трансформаторды әрекеттеуге қолданылады.

  • Құрылғы қабілеті 800 KVA-нан астам қолданушылар үшін, әртүрлі себептерден, бір фаза земгеге жылуы мүмкін нөлдік тәртіп қорғауына әсер етеді, бұл автоматты коммутаторды қозғауына және қате қолдануына әкеледі, сонымен қатар негізгі подстанцияның пайдаланушы коммутаторы қолданылмайды және басқа қолданушылардың нормалды қуатты қолдануына әсер етеді. Ескертуге қойылады, егер бір трансформатор бұл қабілетке жетпесе де, қолданушының таратылған трансформаторларының жалпы қабілеті 800 KVA-ға жетсе, бұл талап қанағаттандырылуы керек. Азықта, көптеген қолданушылардың жоғары напруга коммутациялық құрылғыларының қосылу схемасы - негізгі қосылу ықтималдығы, бұл ықтималдығына қарай бір негізгі, бір резервтік кіріс же екі кіріс және автобус қосылу ықтималдығына өту мүмкін.

  

  3. Нәтиже

  10кВ таратылған трансформаторлардың қорғау конфигурациялары негізінен автоматты коммутаторлар, жүк коммутаторлары же жүк коммутаторлары мен ақыршақтарының комбинациясын қамтиды. Техникалық, экономикалық және әрекеттеу және қорғау үшін қолданылатын факторларды ескере отырып, 10кВ айналыс-басты модулде немесе ақырғы пайдаланушылар үшін жоғары напруга қуатты үлестіру модулінде, жүк коммутаторы және жоғары қорыту қабілетінің ақыршақтарының комбинациясын қолдану не только обеспечивает номинальный ток нагрузки, но и прерывает короткое замыкание, а также имеет характеристики переключения без нагрузки трансформаторов, что эффективно защищает распределительные трансформаторы. Поэтому рекомендуется использовать комбинацию нагрузочного выключателя и высокопрочного запасного ограничивающего предохранителя в качестве режима защиты распределительных трансформаторов.