Predhodna študija o konfiguraciji zaščite distribucijskega transformatorja na 10 kV

1. Povezovanje kolobar - glavne enote
1.1 Sestava kolobar - glavne enote

Kolobar - glavna enota (RMU) je sestavljena iz odsjekov. Običajno ima vsaj tri odsjeka, vključno z dvema odsjekoma za vhod in izhod kolobarnega kabelja in enim odsjekom za preoblikovalni krug.

1.2 Konfiguracija načinov zaščite za kolobar - glavno enoto

Obe odsjeki za podajanje kolobarnega kabelja in odsjek za podajanje preoblikovalnika uporabljata preklopnike naložbe, običajno tripostavne preklopnike naložbe z funkcijami za vklapljanje, izklopljanje in potisk. Odsjeki za podajanje preoblikovalnika so opremljeni tudi z visokoproizvodnimi rezervnimi omejevalnimi varnostnimi prekidi za zaščito. Praksa je pokazala, da je to preprost, zanesljiv in ekonomičen način porazdelitve električne energije.

1.3 Značilnosti konfiguracije zaščite za kolobar - glavno enoto

Preklopnik naložbe se uporablja za preklopanje naložb z določeno nominalno tokovno obremenitvijo. Ima značilnosti, kot so preprosta struktura in nizka cena, toda ne more prekiniti kratkih krožnic. Visokoproizvodni rezervni omejevalni varnostni prekidel služi kot zaščitni element in lahko prekine kratke krožnice. Organično združevanje teh dveh elementov lahko zadosti zahtevam za delovanje in zaščito sistemov porazdelitve električne energije v različnih normalnih in napastnih operativnih načinih. Določitev parametrov preklopnika in njegova konstrukcijska in proizvodna izvedba potekata strogo skladno s standardi.

Ima funkcije za delovanje in zaščito, zato je njegova struktura kompleksna in cena visoka, kar omogoča le omejeno uporabo. V kolobar - glavnih enotah se uporablja veliko kombinacij preklopnikov naložbe in visokoproizvodnih rezervnih omejevalnih varnostnih prekidov. Funkcije za delovanje in zaščito električne opreme, ki niso popolnoma enake, se dosežejo z dvema preprostima in poceni komponentama. To pomeni, da se preklopnik naložbe uporablja za veliko število operacij preklopa naložb, medtem ko se visokoproizvodni rezervni omejevalni varnostni prekidel uporablja za zaščito opreme, kjer se redko pojavijo kratke krožnice. To učinkovito reši problem, izogibajoč se uporabi kompleksnih in dragih preklopnikov, hkrati pa se ustrezno izpolnjujejo dejanske operativne zahteve.

• Preklopniki imajo vse funkcije zaščite in delovanja, toda so dragi.

• Preklopniki naložbe imajo skoraj enako zmogljivost kot preklopniki, toda ne morejo prekiniti kratkih krožnic.

• Kombinacija preklopnika naložbe in visokoproizvodnega rezervnega omejevalnega varnostnega prekida lahko prekine kratke krožnice. Prekidna zmogljivost nekaterih varnostnih prekidov je celo višja od preklopnikov. Zato je uporaba te kombinacije ni manj učinkovita od uporabe preklopnika, toda cene močno zmanjša.

1.4 Prednosti kombinacije preklopnika naložbe in visokoproizvodnega rezervnega varnostnega prekida

Kombinacija preklopnika naložbe in visokoproizvodnega varnostnega prekida ima naslednje prednosti:

1.4.1 Dobro delovanje pri preklopu brez naložbe preoblikovalnikov

Večina naložb v kolobar - glavnih enotah so distribucijski preoblikovalniki. Običajno njihova kapaciteta ne presega 1250 KVA, v redkih primerih pa doseže 1600 KVA. Tok brez naložbe distribucijskega preoblikovalnika je običajno okoli 2 % nominalnega toka, medtem ko je tok brez naložbe večjih distribucijskih preoblikovalnikov manjši. Ko kolobar - glavna enota preklopi majhen tok brez naložbe preoblikovalnika, deluje dobro in ne povzroča visokih pretokov.

1.4.2 Učinkovita zaščita distribucijskih preoblikovalnikov

Zlasti za mazne preoblikovalnike je uporaba preklopnika naložbe z visokoproizvodnim rezervnim omejevalnim varnostnim prekidom bolj učinkovita kot uporaba preklopnika. Nekatere informacije kažejo, da preklopnik ne more zagotoviti učinkovite zaščite. Povezane informacije kažejo, da ob kratki krožnici v maznem preoblikovalniku pritisk, ki ga generira luk, narašča, in mehurčki, nastali zaradi paralizacije olja, zasedejo prostor, ki je bil prej zaseden z oljem. Olje bo preneslo pritisk na tanko preoblikovalnika. S tem, da se kratka krožnica nadaljuje, pritisk še dodatno narašča, kar povzroči deformacijo in razdiranje tanke preoblikovalnika.

Za izogibanje poškodbe tanke preoblikovalnika mora biti napaka odstranjena v 20 ms. Če se uporablja preklopnik, zaradi prisotnosti relacijske zaščite, plus njegov čas delovanja in čas za ugasnitje luka, je skupni čas odpiranja običajno ni manjši od 60 ms, kar ne more učinkovito zaščititi preoblikovalnika. Visokoproizvodni rezervni omejevalni varnostni prekidel pa ima hitro preklopno funkcijo. Skupaj s svojo funkcijo omejevanja toka lahko odstrani napako in omeji tok kratke krožnice v 10 ms, učinkovito zaščitijo preoblikovalnik. Zato bi morali biti visokoproizvodni rezervni omejevalni varnostni prekidi uporabljeni za zaščito električne opreme, namesto preklopnikov. Tudi če je naložba suha preoblikovalnika, hitra dejanja varnostnega prekida ostaja boljša od uporabe preklopnika.

1.4.3 V smislu uskladitve relacijske zaščite

V večini primerov ni potrebno uporabiti preklopnika v kolobar - glavni enoti. To je zato, ker so postavitve zaščite preklopnika na začetku kolobarnega distribucijskega omrežja (to je 10KV prenosni preklopnik v 110KV ali 220KV podstanici) običajno naslednje: čas za trenutno zaščito je 0s, čas za prekomerni tok je 0,5s, in čas za nulti zaporedni tok je 0,5s. Če se v kolobar - glavni enoti uporablja preklopnik, celo če je postavljen na 0s za delovanje, zaradi disperzije notranjega časa delovanja preklopnika, je težko zagotoviti, da bo preklopnik v kolobar - glavni enoti, namesto zgornjega preklopnika, deloval prvi.

1.4.4 Visokoproizvodni rezervni omejevalni varnostni prekidel lahko zagotovi zaščito za spodnje opremo

Tako kot transformatorji toka, kabeli itd. Obseg zaščite visokoproizvodnega rezervnega omejevalnega varnostnega prekida lahko sega od najmanjše topilne vrednosti (običajno 2 - 3-krat nominalna vrednost varnostnega prekida) do največje prekidne zmogljivosti. Tok - čas karakteristika omejevalnega varnostnega prekida je običajno strm obrnjeni časovni graf. Po nastanku kratke krožnice lahko topi in odstrani napako v zelo kratkem času. Če se za zaščito uporablja preklopnik, to neizbežno poveča termosprejemne zahteve drugih električnih komponent, kot so kabeli, transformatorji toka in trubične izhode preoblikovalnikov, kar poveča ceno električne opreme in projektnih stroškov. Tu je treba poudariti, da pri uporabi kombinacije preklopnika naložbe in visokoproizvodnega rezervnega varnostnega prekida, morata biti dobro usklajena. Ko varnostni prekidel ne topi v treh fazah, bi moralo udarno telo varnostnega prekida takoj odpustiti preklopnik naložbe, da se prepreči enofazno delovanje.

2. Povezovanje visokonapetostnih odsjekov za končne uporabnike

Standard GB14285 - 1993 "Tehnični kodeks za relacijsko zaščito in avtomatske varnostne naprave" določa, da pri izbiri zaščitne naprave za distribucijski preoblikovalnik, ko je kapaciteta enaka ali večja od 800 KVA, naj se izbere preklopnik s relacijsko zaščitno napravo. Ta predpis se lahko razume glede na naslednje dva vidika potreb:

• Ko doseže kapaciteta distribucijskega preoblikovalnika 800 KVA ali več, so v preteklosti bili večinoma mazni preoblikovalniki in opremljeni z plinskim relajem. Uporaba preklopnika lahko sodeluje z plinskim relajem, da učinkovito zaščiti preoblikovalnik.

• Za uporabnike z kapaciteto naprave večjo od 800 KVA, zaradi različnih razlogov, lahko enofazna zemljenja povzročijo, da nulti zaporedni zaščitni sistem deluje, preklopnik se odpne in izloči napako, tako da ne vpliva na normalno oskrbo z električno energijo drugih uporabnikov. Poleg tega standard tudi jasno določa, da tudi, če en preoblikovalnik ne doseže to kapaciteto, ampak skupna kapaciteta distribucijskih preoblikovalnikov uporabnika doseže 800 KVA, mora biti ta zahteva izpolnjena. Trenutno je shema povezovanja večine visokonapetostnih ohišij uporabnikov osnovna shema povezovanja, iz katere se lahko izpeljejo sheme povezovanja, kot so ena glavna in ena rezervna vhodna linija ali dvojni vhodni liniji z razdelitvijo busa.

3. Zaključek

Konfiguracije zaščite za 10kV distribucijske preoblikovalnike vključujejo predvsem preklopnike, preklopnike naložbe ali kombinacije preklopnikov naložbe s varnostnimi prekidi. Ob upoštevanju tehničnih, ekonomskih in operativnih faktorjev, ali v 10kV kolobar - glavni enoti ali v visokonapetostnih distribucijskih enotah za končne uporabnike, konfiguracija preklopnika naložbe s kombinacijo visokoproizvodnega rezervnega omejevalnega varnostnega prekida lahko ne le zagotovi nominalni tok naložbe, ampak tudi prekine kratke krožnice in ima zmogljivost preklopa brez naložbe preoblikovalnikov, ki lahko učinkovito zaščiti distribucijske preoblikovalnike. Zato se priporoča, da se konfiguracija preklopnika naložbe s kombinacijo visokoproizvodnega rezervnega omejevalnega varnostnega prekida uporablja kot način zaščite za distribucijske preoblikovalnike.