Preliminarne studije o konfiguraciji zaštite transformatora na distribuciji od 10kV

1. Sheme vezanja Prstena - Glavne jedinice
1.1 Sastav Prstena - Glavne jedinice

Prsten - Glavna jedinica (RMU) sastoji se od odeljaka. Obično ima najmanje tri odeljka, uključujući dva odeljka za ulaz i izlaz prstenskog kabela i jedan odeljak za transformatorsku vezu.

1.2 Konfiguracija režima zaštite za Prsten - Glavnu jedinicu

Odeljci za prenos prstenskog kabela i odeljci za prenos transformatorskog kabela koriste prekidnike opterećenja, obično trostrane prekidnike opterećenja sa funkcijama zatvaranja, prekidanja i zemljenja. Odeljci za prenos transformatorskog kabela su takođe opremljeni visokoprekinutim rezervnim ograničavajućim prekidnicima za zaštitu. Praktična upotreba je pokazala da je ovo jednostavan, pouzdan i ekonomičan način raspodele struje.

1.3 Karakteristike konfiguracije zaštite za Prsten - Glavnu jedinicu

Prekidnik opterećenja koristi se za prebacivanje nominalnih struja opterećenja. Ima karakteristike kao što su jednostavna struktura i niska cena, ali ne može prekinuti struje kratkog spoja. Visokoprekinuti rezervni ograničavajući prekidnik služi kao zaštitni element i može prekinuti struje kratkog spoja. Organizovano kombinovanje ova dva elementa može zadovoljiti zahteve za radom i zaštitom sistema raspodele struje pod različitim normalnim i greškovitim režimima rada. Određivanje parametara prekidnika i dizajniranje i proizvodnja njegove strukture vrše se u strogoj skladnosti sa standardima.

Ima funkcije za rukovanje i zaštitu, tako da je njegova struktura složena i njegova cena visoka, čime se praktična velika upotreba isključuje. U prsten - glavnim jedinicama koristi se veliki broj kombinovanih uređaja prekidnika opterećenja i visokoprekinutih rezervnih prekidnika. Funkcije rukovanja i zaštite električne opreme, koje nisu potpuno iste, ostvaruju se pomoću dva jednostavna i jeftina komponenta. To znači da se prekidnik opterećenja koristi za izvršenje velikog broja operacija prebacivanja opterećenja, dok se visokoprekinuti rezervni ograničavajući prekidnik koristi za zaštitu opreme gde rijetko dolazi do kratak spojeva. Ovo dobro rešava problem, izbegavajući upotrebu složenih i skupih prekidnika, dok istovremeno zadovoljava stvarne zahteve za radom.

• Prekidnici imaju sve funkcije zaštite i rukovanja, ali su skupi.

• Prekidnici opterećenja imaju gotovo iste performanse kao prekidnici, ali ne mogu prekinuti struje kratkog spoja.

• Kombinacija prekidnika opterećenja i visokoprekinutog rezervnog ograničavajućeg prekidnika može prekinuti struje kratkog spoja. Prekinutna sposobnost nekih prekidnika čak je veća od one prekidnika. Stoga, upotreba ove kombinacije nije manje efikasna nego upotreba prekidnika, ali se može znatno smanjiti cena.

1.4 Prednosti kombinacije prekidnika opterećenja i visokoprekinutog rezervnog prekidnika

Kombinacija prekidnika opterećenja i visokoprekinutog prekidnika ima sledeće prednosti:

1.4.1 Dobra performansa pri prebacivanju transformatora bez opterećenja

Većina opterećenja u prsten - glavnim jedinicama su distribucijski transformatori. Obično kapacitet ne prelazi 1250 KVA, a u retkim slučajevima doseže 1600 KVA. Struja bez opterećenja distribucijskog transformatora obično iznosi oko 2% nominalne struje, a struja bez opterećenja većeg distribucijskog transformatora je manja. Kada prsten - glavna jedinica prebaci mali strujni tok transformatora bez opterećenja, pokazuje dobru performansu i ne generiše visoku pretensionu napona.

1.4.2 Efikasna zaštita distribucijskih transformatora

Naročito za masno uronjene transformatore, upotreba prekidnika opterećenja sa visokoprekinutom rezervnom ograničavajućom prekidnicom je efikasnija od upotrebe prekidnika. Ponekad, ovaj poslednji čak i ne može pružiti efikasnu zaštitu. Relevantne informacije pokazuju da, kada masno uronjeni transformator ima grešku kratkog spoja, pritisak generisan lukom raste, a mehurići formirani vapnenjem masne mase zauzmu prostor koji je inače bio zauzet masnom mases. Masna masa će preneti pritisak na bušnu bočicu transformatora. Dok se kratak spoj nastavi, pritisak dalje raste, uzrokujući deformaciju i pucanje bušne bočice.

Da bi se izbegla oštećenja bušne bočice, greška mora biti ispravljena unutar 20 ms. Ako se koristi prekidnik, zbog prisustva relejnog zaštita, plus vremena rada i vremena gasenja luka, ukupno vreme otvaranja obično nije manje od 60 ms, što ne može efikasno zaštititi transformator. Međutim, visokoprekinuti rezervni ograničavajući prekidnik ima brzu funkciju prekida. U kombinaciji sa svojom funkcijom ograničenja struje, može ispraviti grešku i ograničiti struju kratkog spoja unutar 10 ms, efikasno zaštitivši transformator. Zato treba koristiti visokoprekinute rezervne ograničavajuće prekidnike za zaštitu električne opreme onoliko koliko je moguće umesto prekidnika. Čak i ako je opterećenje suhi transformator, zaštita prekidnika deluje brzo i bolje od upotrebe prekidnika.

1.4.3 U pogledu koordinacije relejnog zaštita

U većini slučajeva, nema potrebe da se u prsten - glavnoj jedinici koristi prekidnik. To je zato što su postavke zaštite prekidnika na početku prstenske mreže raspodele (tj. 10KV prenosni prekidnik u 110KV ili 220KV podstanici) obično sledeće: vreme za hitnu zaštitu je 0s, vreme za prekomernu struju je 0.5s, a vreme za nultu sekvencu je 0.5s. Ako se u prsten - glavnoj jedinici koristi prekidnik, čak i ako je postavljeno vreme 0s za rad, zbog disperzije vlastitog vremena rada prekidnika, teško je osigurati da će prekidnik u prsten - glavnoj jedinici, a ne viši prekidnik, prvi reagovati.

1.4.4 Visokoprekinuti rezervni ograničavajući prekidnik može pružiti zaštitu za donju opremu

Poput transformatora struje, kabela itd. Opseg zaštite visokoprekinutog rezervnog ograničavajućeg prekidnika može biti od minimalne taložne struje (obično 2-3 puta nominalna struja prekidnika) do maksimalne prekinutne sposobnosti. Strujno-vremenska karakteristika ograničavajućeg prekidnika obično je uspijena obrnuta vremenska kriva. Nakon što se desi kratki spoj, može se taložiti i ispraviti grešku u veoma kratkom vremenu. Ako se koristi prekidnik za zaštitu, to neizbežno značajno povećava termalne stabilne zahteve drugih električnih komponenti poput kabela, transformatora struje i bušnih bočica transformatora, povećavajući cenu električne opreme i troškove projekta. Ovde treba naglasiti da, kada se koristi kombinacija prekidnika opterećenja i visokoprekinutog rezervnog prekidnika, dva elementa treba dobro koordinirati. Kada prekidnik ne taloži u tri faze, udarac prekidnika treba odmah prekinuti prekidnik opterećenja kako bi se sprecila jednofazna operacija.

2. Sheme vezanja visokonaponskih komora za krajnjeg korisnika

Standard GB14285 - 1993 "Tehnički kodeks za relejnog zaštita i sigurnosne automatske uređaje" navodi da, kada se bira zaštitni uređaj za distribucijski transformator, kada je kapacitet jednak ili veći od 800 KVA, treba odabrati prekidnik sa relejnog zaštitom. Ova regulativa se može shvatiti iz dva aspekta potreba:

• Kada kapacitet distribucijskog transformatora dostigne 800 KVA i više, u prošlosti, većina njih su bili masno uronjeni transformatori i opremljeni su gasnim relejima. Upotreba prekidnika može se kombinovati sa gasnim relejom kako bi se efikasno zaštitio transformator.

• Za korisnike sa kapacitetom opreme većim od 800 KVA, zbog različitih razloga, jednofazna greška na zemlji može dovesti do aktivacije nulte sekvence, što dovodi do isključivanja prekidnika i izolacije greške, kako ne bi uticalo na rad prenosnog prekidnika glavne podstanice i uticalo na normalnu snabdevanje strujom drugih korisnika. Takođe, standard jasno navodi da, čak i ako jedan transformator ne dostigne ovaj kapacitet, ali ako ukupna kapacitet distribucijskih transformatora korisnika dostigne 800 KVA, ovaj zahtev takođe treba da bude ispunjen. Trenutno, šema vezanja većine visokonaponskih kabina korisnika je osnovna metoda vezanja, i na temelju toga, mogu se izvesti metode vezanja poput jedne glavne i jedne rezervne linije ili duple linije sa odsečkom busbar-a.

3. Zaključak

Konfiguracije zaštite za 10kV distribucijske transformatore uglavnom uključuju prekidnike, prekidnike opterećenja ili prekidnike opterećenja sa prekidnicima. Uzimajući u obzir tehničke, ekonomske performanse i faktore upravljanja, bilo u 10kV prsten - glavnoj jedinici ili visokonaponskoj jedinici za raspodelu struje za krajnjeg korisnika, konfiguracija prekidnika opterećenja kombinovana sa visokoprekinutom rezervnom ograničavajućom prekidnicom može ne samo da pruži nominalnu struju opterećenja, već i da prekine struje kratkog spoja i ima performanse prebacivanja transformatora bez opterećenja, što može efikasno zaštititi distribucijske transformatore. Stoga se preporučuje konfiguracija prekidnika opterećenja kombinovana sa visokoprekinutom rezervnom ograničavajućom prekidnicom kao način zaštite za zaštitu distribucijskih transformatora.