En foreløpig studie på beskyttelseskonfigurasjonen for 10KV distribusjonstransformator

1. Kablingformer for Ring - Main Unit
1.1 Sammensetning av Ring - Main Unit

Ring - Main Unit (RMU) består av kammer. Generelt har den minst tre kammer, inkludert to kammer for ringkabelinngang og -utgang, samt ett kammer for transformator-sirkuitet.

1.2 Konfigurasjon av beskyttelsesmoduser for Ring - Main Unit

Både ringkabelføderkammer og transformatorføderkammer bruker lastskruer, vanligvis treposisjonslastskruer med funksjoner for å slå på, slå av og jorde. Transformatorføderkammer er også utstyrt med høy-brytningsevne reserve-strømbegrensede sikringer for beskyttelse. Praktisk operasjon har vist at dette er en enkel, pålitelig og økonomisk strømforsyningsmetode.

1.3 Karakteristika av beskyttelseskonfigurasjon for Ring - Main Unit

Lastskruen brukes til å skifte nominell laststrøm. Den har karakteristika som enkel konstruksjon og lav kostnad, men den kan ikke bryte kortslutningsstrøm. Høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering fungerer som et beskyttende element og kan bryte kortslutningsstrøm. Ved å kombinere disse to elementene organisk, kan operasjons- og beskyttelseskravene for strømforsyningssystemet under ulike normale og feiloperasjonsmoduser oppfylles. Fastsetting av bryterparametre og design og produksjon av dens konstruksjon utføres i streng overensstemmelse med standarder.

Den har både operasjons- og beskyttelsesfunksjoner, så dens konstruksjon er kompleks og koster mye, noe som gjør stor skala bruk uaktuelt. I ring-hovedenheter brukes det mange kombinasjoner av lastskruer og høy-brytningsevne reservesikring. Operasjons- og beskyttelsesfunksjoner for elektriske anlegg, som ikke er nøyaktig like, blir realisert ved hjelp av to enkle og billige komponenter. Det vil si, at lastskruen brukes til å fullføre en rekke lastskiftsoperasjoner, mens høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering brukes til å beskytte utstyr der kortslutninger sjelden forekommer. Dette løser problemet godt, unngår bruk av komplekse og dyre brytere, samtidig som de faktiske operasjonskravene blir oppfylt.

• Brytere har alle beskyttelses- og operasjonsfunksjoner, men de er dyre.

• Lastskruer har nesten samme ytelse som brytere, men de kan ikke bryte kortslutningsstrøm.

• Kombinasjonen av en lastskrue og en høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering kan bryte kortslutningsstrøm. Noen sikringer har endda høyere brytningsevne enn brytere. Derfor er det ikke mindre effektivt å bruke denne kombinasjonen enn å bruke en bryter, men kostnaden kan reduseres betydelig.

1.4 Fordeler med kombinasjonen av lastskrue og høy-brytningsevne reservesikring

Kombinasjonen av en lastskrue og en høy-brytningsevne sikring har følgende fordeler:

1.4.1 God ytelse ved skifte av tomme transformatorer

De fleste belastningene i ring-hovedenheter er distribusjonstransformatorer. Generelt er kapasiteten ikke mer enn 1250 KVA, og i sjeldne tilfeller når den 1600 KVA. Tomstrømmen til en distribusjonstransformator er generelt omtrent 2% av nominellstrømmen, og tomstrømmen til en større distribusjonstransformator er mindre. Når ring-hovedenheten skifter småstrømmer fra tomme transformatorer, utfører den seg godt og genererer ikke høy overvoltage.

1.4.2 Effektiv beskyttelse av distribusjonstransformatorer

Spesielt for oljeimpregnerede transformatorer, er bruken av en lastskrue med høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering mer effektiv enn bruk av en bryter. Noen ganger kan den sistnevnte ikke engang gi effektiv beskyttelse. Relevant informasjon viser at når en oljeimpregneret transformator har en kortslutningsfeil, stiger trykket generert av bua, og boblene dannet av oljestamning vil ta plass i rommet som tidligere tilhørte oljen. Oljen vil overføre trykket til transformatoroljetanken. Som kortslutningen fortsetter, øker presset yderligere, som fører til deformering og sprøting av oljetanken.

For å unngå skade på oljetanken, må feilen fjernes innen 20 ms. Hvis en bryter brukes, på grunn av tilstedeværelsen av relébeskyttelse, pluss sin egen driftstid og bueutslukningstid, er total åpentid generelt ikke mindre enn 60 ms, som ikke kan gi effektiv beskyttelse av transformator. Imidlertid har høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering en rask brytingsfunksjon. Kombinert med sin strømbegrensende funksjon, kan den fjerne feilen og begrense kortslutningsstrømmen innen 10 ms, og effektivt beskytte transformator. Derfor bør høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikringer brukes til å beskytte elektriske anlegg så mye som mulig istedenfor brytere. Selv om belastningen er en tørtransformator, handler sikkering raskt og er bedre enn å bruke en bryter.

1.4.3 I henseende til koordinering av relébeskyttelse

I de fleste tilfeller, er det ikke nødvendig å bruke en bryter i ring-hovedenheten. Dette skyldes at beskyttelsesinnstillinger for bryteren i den første ende av ringdistribusjonsnettverket (altså 10KV-føderbryteren i en 110KV eller 220KV-understasjon) generelt er som følger: tiden for øyeblikkelig beskyttelse er 0s, tiden for overstrømningssikring er 0,5s, og tiden for nullsekvensbeskyttelse er 0,5s. Hvis en bryter brukes i ring-hovedenheten, selv om innstillingsperioden er 0s for drift, er det vanskelig å sikre at bryteren i ring-hovedenheten, snarere enn den overordnede bryteren, reagerer først, på grunn av spredningen av den innebygde driftstiden til bryteren.

1.4.4 Høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering kan gi beskyttelse for nedstrømsutstyr

Som strømtransformatorer, kabler, etc. Beskyttelsesområdet for høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering kan være fra minimum smeltestrøm (vanligvis 2-3 ganger sikkeringens nominellstrøm) til maksimal brytningsevne. Strøm-tidskarakteristikken for strømbegrensende sikkering er generelt en bratt invers tidkurve. Etter at en kortslutning inntreffer, kan den smelte og fjerne feilen på kort tid. Hvis en bryter brukes for beskyttelse, vil det oundgjelgelig øke varmestabilitetskravene for andre elektriske komponenter som kabler, strømtransformatorer og transformatorbusser, og øke kostnaden for elektriske anlegg og prosjektkostnader. Her bør det poengteres at når man bruker kombinasjonen av en lastskrue og en høy-brytningsevne reservesikring, skal de to være godt koordinert. Når sikkeringen ikke smelter i tre faser, bør slagverket til sikkeringen umiddelbart utløse lastskrue for å unngå enfasdrift.

2. Kablingformer for høyspanskamre for sluttkunder

Standard GB14285 - 1993 "Teknisk kode for relébeskyttelse og sikkerhetsautonome enheter" fastsetter at når man velger beskyttelsesswitchgear for en distribusjonstransformator, og kapasiteten er lik eller større enn 800 KVA, skal en bryter med relébeskyttelsesutstyr velges. Denne regelen kan forstås basert på følgende to behov:

• Når kapasiteten til distribusjonstransformatoren når 800 KVA og over, var de fleste i det forrige oljeimpregnerede transformatorer og var utstyrt med gassreléer. Bruk av en bryter kan samarbeide med gassreléen for å effektivt beskytte transformator.

• For kunder med en enhetskapasitet større enn 800 KVA, kan en enefase jordfeil på grunn av ulike grunner føre til at nullsekvensbeskyttelsen reagerer, som får bryteren til å springe og isolere feilen, slik at den ikke får hovedunderstasjonens føderbryter til å reagere og påvirke normal strømforsyning til andre kunder. I tillegg fastsetter standarden også klart at selv om en enkelt transformator ikke når denne kapasiteten, men hvis kundens totalkapasitet for distribusjonstransformatorer når 800 KVA, skal dette kravet også oppfylles. For øyeblikket er kablingsoppsättningen for de fleste kunders høyspanskabine en grunnleggende kablingsmetode, og basert på dette, kan kablingsmetoder som en hoved-en reservelinje eller dobbel linje med busbar-inndeling utledes.

3. Konklusjon

Beskyttelseskonfigurasjonene for 10kV-distribusjonstransformatorer inkluderer hovedsakelig brytere, lastskruer, eller lastskruer med sikringer. Med tanke på tekniske, økonomiske egenskaper og operasjonsforvaltningsfaktorer, enten i en 10kV-ring-hovedenhet eller en høyspansk-distribusjonsenhet for sluttkunder, kan beskyttelseskonfigurasjonen av en lastskrue kombinert med en høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering ikke bare levere nominell laststrøm, men også bryte kortslutningsstrøm og ha ytelsen til å skifte tomme transformatorer, hvilket kan effektivt beskytte distribusjonstransformatorer. Derfor anbefales kombinasjonen av en lastskrue med en høy-brytningsevne reserve-strømbegrensende sikkering som beskyttelsesmodus for distribusjonstransformatorbeskyttelse.