Transformoprotekto por接地变压器保护: 110kV变电站中误操作的原因及对策 请允许我更正上述翻译，以符合要求的世界语翻译如下： Protektado de Transformiloj por Teroigo: Kialoj de Malĝusta Funkciado kaj Kontraŭmesuroj en Substacioj de 110 kV
En la ĉina elektra sistemo, la retoj de 6 kV, 10 kV kaj 35 kV ĝenerale adoptas operacian modon kun ne-terigita neutra punkto. La distribua voltado flanko de la ĉefa transformilo en la reto kutime estas konektita en triangula konfiguro, kiu ne provizas neutran punkton por konekti terigan rezistoron.
Kiam unufaza tera defekto okazas en sistema kun ne-terigita neutra punkto, la interlinia tensio triango restas simetria, kaŭzante minimuman efikon al la operacioj de la uzantoj. Plue, kiam la kapaca kuranta estas relative malgranda (malpli ol 10 A), iuj transejna tera defekto povas esti self-extinguished, kio estas tre efika por plibonori la fidon de la elektra provizo kaj redukti incidentojn de manko de energio.
Tamen, kun la daŭra vastiĝo kaj evoluo de la elektra industrio, tiu simpla metodo ne plu kontentigas la nunajn postulojn. En modernaj urbaj elektraj retoj, la pligrandigo de la uzo de kabla cirkvitoj havas kiel sekvencon signife pli grandan kapacan kuranton (super 10 A). Sub tiaj kondiĉoj, la tera arko ne povas esti fidinde extinguished, rezultigante la jenajn konsekvencojn:
Intermita extinction kaj relumaĵo de la unufaza tera arko generas ark-tera overvoltages kun amplitudoj atingantaj ĝis 4U (kie U estas la pinta faztensio) aŭ eĉ pli alta, daŭrigante longan tempon. Tio prezentiĝas serioza minaco al la izolado de elektra aparato, potencialigante breakdowns je malfortaj izolaj punktoj kaj kondukante al grandaj perdoj.
Daŭra arkado kaŭzas ionigon de la aero, degradante la izoladon de la ĉirkaŭa aero kaj pli verŝajne igante fazinter ligas kortkircuitojn.
Ferroresonancan overvoltages povas okazi, facile damaĝante potencialtransformilojn (PTs) kaj surge arresters, kaj en severaj kazoj, eĉ kaŭzante eksplozon de la arrester. Tiuj konsekvencoj serioze endanĝeras la izoladon de la retequipaĵo kaj minacas la sekuran operacion de la elektra sistemo.
Por preveni la suprajn accidentojn kaj provizi sufiĉan nul-sekvenca kuranton kaj tension por fidinda operacio de tera defekta protekto, artificala neutra punkto devas esti kreita, tiel ke teriga rezistoro povas esti konektita. Por solvi tiun bezonon, tertransformiloj (komune referitaj kiel "terunitecoj") estis disvolvitaj. Tertransformilo artificala kreitas neutran punkton kun teriga rezistoro, kutime kun tre malalta rezista valoro (ĝenerale malpli ol 5 ohmoj).
Plie, pro siaj elektromagnetaj karakterizoj, la tertransformilo prezentiĝas alta impedaĵo al pozitiva kaj negativa sekvenco kurantoj, permesante nur malgrandan eksitadkuranton fluigi tra siaj vindadoj. Sur ĉiu kernero, du vindado sekcioj estas vinditaj en kontraŭaj direktoj. Kiam egalaj nul-sekvencaj kurantoj fluigas tra tiuj vindadoj sur la sama kernero, ili prezentiĝas malalta impedaĵo, rezultigante minimuman tens-fal tra la vindadoj sub nul-sekvencaj kondiĉoj.
Dum tera defekto, pozitivaj, negativaj, kaj nul-sekvencaj kurantoj fluigas tra la vindadoj. La vindado montras altan impedaĵon al pozitivaj kaj negativaj sekvenco kurantoj, sed por nul-sekvenca kuranto, la du vindadoj sur la sama fazo estas konektitaj en serie kun kontraŭa polaritate. Iliaj indukitaj electromotive forces estas egalaj en grando sed kontraŭa en direkto, efektive canceling each other out, thus presenting low impedance.
En multaj aplikoj, tertransformiloj estas uzataj nur por provizi neutran punkton kun malgranda teriga rezistoro kaj ne provizas iun ajn ŝarĝon; do, multaj tertransformiloj estas dizajnitaj sen dua vindado. Dum normala reto operacio, la tertransformilo operacias esence en senŝarĝa kondiĉo. Tamen, dum defekto, ĝi portas defektan kuranton nur por mallongan tempon.
En sistema kun malalta rezistanca terigita neutra punkto, kiam unufaza tera defekto okazas, alt-sensibla nul-sekvenca protekto rapide identigas kaj tempore izolas la defektan feeder. La tertransformilo estas aktiva nur dum la mallonga intervalo inter la okazo de la tera defekto kaj la operacio de la nul-sekvenca protekto por klari la defekton. Dum tiu tempo, nul-sekvenca kuranto fluigas tra la neutra teriga rezistoro kaj la tertransformilo, donita per
kie U estas la sisteman faztensio, R1 estas la neutra teriga rezistoro, kaj R2 estas la aldona rezisto en la tera defekta cirkvito.
Surbaze de la supra analizo, la operaciaj karakterizoj de tertransformiloj estas: long-term no-load operation with short-term overload capability.
En resumo, tertransformilo artificala kreitas neutran punkton por konekti terigan rezistoron. Dum tera defekto, ĝi prezentiĝas alta impedaĵo al pozitivaj kaj negativaj sekvenco kurantoj sed malalta impedaĵo al nul-sekvenca kuranto, ebligante fidindan operacion de tera defekta protekto.
Aktuale, tertransformiloj instalitaj en substaro servas du celojn:
Provizi malalt-voltan AC-energion por substara auxilia uzo;
Krei artificalan neutran punkton flanko de 10 kV, kiu—kombinita kun ark-suprima spiralo—kompensas kapacan teran defektan kuranton dum 10 kV unufaza tera defekto, do extinguishing the arc at the fault point. The principle is as follows:
Laŭ la tuta longo de transmision linioj en tri-faza elektra reto, kapacitancos ekzistas inter fazoj kaj inter ĉiu fazo kaj tero. Kiam la reto neutralo ne estas solid-terigita, la faz-ter kapacitanco de la defecta fazo iĝas nul dum unufaza tera defekto, dum la faz-ter tensioj de la aliaj du fazoj pligrandigas al √3 fojojn la normala faztensio. Kvankam tiu pligrandigita tensio ne superas la izoladon fortan dezignitan por sekureco, ĝi pligrandigas ilian faz-ter kapacitancan.
Kapacita ebena eraro-akuzanta kuranto dum unufaza eraro estas proksimume trioble pli granda ol normala kapacita akuzanta kuranto por ĉiu fazo. Kiam tiu kuranto estas granda, ĝi facile kaŭzas intermitan arkadon, kondukante al supervoltoj en la LC resonanca cirkvito formita de reza induktanco kaj kapacitro, kun amplitudo atinganta 2,5 al 3 fojojn la fazvolton. La pli alta la reza volto, la pli granda la risko pro tiaj supervoltoj. Tial, nur sistemoj sub 60 kV povas funkcii kun nekondukita neutra punkto, ĉar iliaj unufaza kapacita ebena eraro-kuranto estas relative malgranda. Por pli altaj voltniveloj, oni devas uzi konduktan transformilon por konekti la neutralan punkton tra impedanco al la tero.
Kiam la 10 kV flanko de ĉefa transformilo de substacio estas konektita en triangulo aŭ stelo sen neutra punkto, kaj la unufaza kapacita ebena eraro-kuranto estas granda, oni bezonas konduktan transformilon por kreigi artifikan neutralan punkton, ebligante konekton al arkmalaperiga spiralo. Tio formas artifikan neutralan konduktan sistemon—la ĉefa funkcio de la konduka transformilo. Dum normala operacio, la konduka transformilo subtenas ekvilibritan rezan volton kaj portas nur malgrandan eksit-kuranton (senlasta kondiĉo).
La potenciala diferenco inter la neutra punkto kaj la tero estas nul (negligante malgrandan neutralan dislokigan volton de la arkmalaperiga spiralo), kaj neniu kuranto fluas tra la arkmalaperiga spiralo. Supozante ke okazas faz-C-al-ter ekscirko, la nulsekvenca volto rezulta de triofaza asimetrio fluas tra la arkmalaperiga spiralo al la tero. Simile al la arkmalaperiga spiralo mem, la induktita induktiva kuranto kompensas la kapacitan ebena eraro-kuranton, eliminante la arkon je la erara punkto.
En lastaj jaroj, okazis pluraj misoperacioj de protektado de konduka transformilo en 110 kV substacioj en certa regiono, severe afektantaj la stabilecon de la rezo. Por identigi la fundamentajn kaŭzojn, estis faritaj analizoj pri la kaŭzoj de tiuj misoperacioj, kaj laŭvoje estis realigitaj korrespondaj mezuroj por preveni ripozon kaj provizi referencon por aliaj regionoj.
Aktuale, 10 kV eldonlinioj en 110 kV substacioj pli kaj pli uzas kablosortajn eldonliniojn, signife pligrandigante la unufaza kapacita ebena eraro-kuranton en la 10 kV sistemo. Por suprimi la amplitudon de supervoltoj dum unufaza ebena eraro, 110 kV substacioj komencis instaladi konduktan transformilon por realigi malaltresistan konduktan skemon, starigante nulsekvencan kurantan vojon. Tio permesas selektivan nulsekvencan protektadon por izoligi ebena erarojn laŭ la loko de la eraro, prevenante arkrerigardon kaj supervoltojn, sekure garantianta elektronprovizadon al la reza equipamento.
Komencante en 2008, certa regiona rezo retrofiksis siajn 110 kV substaciajn 10 kV sistemojn al malaltresistan kondukan per instalado de konduka transformilo kaj rilataj protektaj aparatoj. Tio ebligis rapidan izoligon de iu ajn 10 kV eldonlinia ebena eraro, minimumigante la efikon sur la rezon. Tamen, lastatempe, kvin 110 kV substacioj en la regiono spertis ripetajn misoperaciojn de protektado de konduka transformilo, kaŭzante substacioklopodojn kaj severe perturbantaj la stabilecon de la rezo. Tial, identigi kaŭzojn kaj realigi korektajn mezurojn estas esence por teni la regionan rezan sekurecon.
1.Analizo de Kaŭzoj de Misoperacio de Protektado de Konduka Transformilo
Kiam 10 kV eldonlinio spertas ebena eraro, la nulsekvenca protektado de la defekta eldonlinio en la 110 kV substacio devus unue operi por izoligi la eraron. Se ĝi malsukcesas fari tion ĝuste, la nulsekvenca protektado de la konduka transformilo agos kiel rezerva, trancanta la bus-ligo-brikon kaj ambaŭ flankojn de la ĉefa transformilo por izoligi la eraron. Do, la ĝusta operacio de 10 kV eldonlinia protektado kaj briketoj estas esenca por la reza sekureco. Statistika analizo de misoperacioj en kvin 110 kV substacioj montras, ke la ĉefa kaŭzo estas la malsukceso de 10 kV eldonlinioj por ĝuste elimini ebena erarojn.
Principo de 10 kV eldonlinia nulsekvenca protektado:
Nulsekvenca CT-mostrado → Eldonlinia protektada aktivigo → Briktrancado.
El tiu principo, la nulsekvenca CT, eldonlinia protektada relajo, kaj briketo estas klavaj komponantoj por ĝusta operacio. Jen analizo de misoperaciaj kaŭzoj el tiuj aspektoj:
1.1 Nulsekvenca CT-eraro kaŭzanta misoperacion de protektado de konduka transformilo.
Dum 10 kV eldonlinia ebena eraro, la defekta eldonlinia nulsekvenca CT detektas erarakuranton, aktivegante sian protektadon por izoligi la eraron. Simultane, la nulsekvenca CT de la konduka transformilo ankaŭ sentas la erarakuranton kaj iniciigas protektadon. Por garanti selektecon, la 10 kV eldonlinia nulsekvenca protektado estas agordita kun malpli alta kuranto kaj pli mallonga tempo ol la protektado de la konduka transformilo. Kurantaj agordoj: konduka transformilo—75 A primara, 1.5 s por tranci 10 kV bus-ligo, 1.8 s por bloki 10 kV automatan transdonon, 2.0 s por tranci la malaltvoltan flankon de la transformilo, 2.5 s por tranci ambaŭ flankojn; 10 kV eldonlinio—60 A primara, 1.0 s por tranci briketon.
Tamen, CT-eraroj estas inevitindaj. Se la konduka transformila CT havas -10% eraron kaj la eldonlinia CT havas +10% eraron, la efektivaj operaciaj kurantoj iĝas 67.5 A kaj 66 A—preskaŭ egalaj. Relyante nur sur tempogradado, 10 kV eldonlinia ebena eraro povas facile kaŭzi, ke la nulsekvenca superkuranta protektado de la konduka transformilo trancas premature.
1.2 Malĝusta kabloskirmo kondukado kaŭzanta misoperacion.
110 kV substaciaj 10 kV eldonlinioj uzas skirmajn kablosortajn, kun skirmoj kondukitaj je ambaŭ fino—komuna prakto por redukti EMI. Nulsekvencaj CT-eroj estas toroidaj tipoj instalitaj ĉirkaŭ kablosortaj je eldonfinaj terminaloj. Dum ebena eraro, neekvilibritaj kurantoj induktas signalojn en la CT-eron por aktivigi protektadon. Tamen, kun duflanka skirmo kondukado, induktitaj kurantoj en la skirmo ankaŭ pasas tra la nulsekvenca CT-ero, kreigante falsajn signalojn. Sen ĝusta solvo, tio impedis la akuratecon de la eldonlinia nulsekvenca protektado, kondukante al rezerva trancado de la konduka transformilo.
1.3 10 kV eldonlinia protektada malsukceso kaŭzanta misoperacion.
Modernaj mikroprocesoraj relajoj ofertas plibonigitan performon, sed variaĵoj en fabrikmalfinaco kaj malbona varm-disvastado restas problemoj. Erarstatistikoj montras, ke la elektroprovizaj moduloj, mostraj tabloj, CPU-tabloj, kaj trancemaj eldon-moduloj en 10 kV eldonliniaj protektadoj estas plej prone al malsukceso. Nedetektitaj eraroj povas kaŭzi protektadan rifuzon, trigerebla konduka transformila misoperacio.
1.4 10 kV konduktora disĵetilo malsukceso kaŭzas malĝustan operacion.
Aĝigo, oftaj operacioj, aŭ ena kvalitoproblemoj kaŭzas pli multajn 10 kV ŝaltbordmalfunciojn—especialte en kontroloĉirkaŭoj. En malpli evoluigitaj montaj regionoj, malnovaj GG-1A ŝaltbordoj ankoraŭ estas en uzo kun pli alta rilato de terfektoj. Eĉ se la nulsekvenca protekto funkcias ĝuste, malsukceso de disĵetilo (ekzemple, brulita elŝuta spiro prezentas malfunkciadon) kaŭzas malĝustan operacion de la tertransformilo.
1.5 Alta impedanca terfekto sur du 10 kV konduktoroj (aŭ severa unuopa alta impedanca fakto) kaŭzas malĝustan operacion.
Kiam du konduktoroj subiras samfazan altimpedancan terfekton, individuaj nulsekvencaj kurantoj povus resti sub la 60 A elŝutlimo (ekzemple, 40 A kaj 50 A), do la konduktorprotekto nur alarmonas. Sed la sumigita kuranto (90 A) superas la 75 A agordon de la tertransformilo, kaŭzante prematuran elŝuton. Kun tute kabla 10 kV konduktoro, normalaj kapacitaj kurantoj povas atingi 12–15 A. Eĉ sola severa altimpedanca fakto (ekzemple, 58 A) pluse norma kapaca kuranto proksimiĝas al 75 A. Sistemoŝovoj povus tiam facile kaŭzi malĝustan operacion de la tertransformilo.
2.Mezuroj por Preventi Malĝustan Operacion de Tertransformila Protekto
Surbaze de la supre analizitaj, la jenaj mezuroj estas rekomenditaj:
2.1 Por preveni malĝustan operacion pro eraro de CT
Uzu alta-kvalitajn nulsekvencajn CT-ojn; rigore testu karakterizaĵojn de CT antaŭ instali kaj rifuzu ĉiujn kun >5% eraro; agordu protektan akceptvaloron bazitan sur unua kuranto; verifiku agordojn per unua injektotestado.
2.2 Por preveni malĝustan blindadon de kablo
Kabla blindada kondukilo devas iri malsupren tra la nulsekvenca CT kaj esti izolita de kablasteloj. Ne okazu blindadan kontaktan antaŭ transpaso tra la CT. Ekspozu metalajn finojn por unua injektotestado; fiabilige la reston per izolado.
Se la blindadpunkto estas sub la CT, la kondukilo ne devas pasi tra la CT. Evitu konduki la blindadkondukilon tra la mezo de la CT.
Enhancu teknikan instruadon tiel ke protektaj kaj kablagrupoj plene komprenu instalmetodojn de CT kaj blindado.
Fortigu akceptprocedurojn kun kunlabora inspektado de protektaj, operaciaj, kaj kablagrupoj.
2.3 Por preveni malsukceson de konduktorprotekto
Elekktu pruvitajn, fiablajn protektaparatojn; anstataŭigu malnovajn aŭ ofte defektajn unuojn; enhancu mantenan; instalu kondicionon kaj ventilon por preveni operacion je alta temperaturo.
2.4 Por preveni malsukceson de konduktorda disĵetilo
Uzu fiablajn, maturojn ŝaltbordojn; forigu malnovajn GG-1A kabinetojn favore al sigelitaj, spir-spring-chargitaj aŭ motor-chargitaj tipoj; mantenu kontrolcirkvitojn; uzu alta-kvalitajn elŝutspirilojn.
2.5 Por preveni malĝustan operacion pro alta impedanca fakto
Tuj patrolu kaj riparu konduktorojn post nulsekvenca alarmo; reduktu longojn de konduktoroj; balancu fazaloadojn por minimumigi normalajn kapacitajn kurantojn.
3. Konkludo
Kiel pli da regionaj retoj installas tertransformilojn kaj asociajn protektojn por plibonorigi strukturon kaj stabilecon, recurentaj malsukcesoj montras bezonon trakti nefavorajn efektojn. Ĉi artikolo analizas ĉefajn kaŭzojn de malsukceso de tertransformila protekto kaj proponas kontraŭmezurojn, donante gvidliniojn por regionoj kiuj jam instalis aŭ planas instali tian sistemon.
