Cúlscannán Cosanta: Cúrsaí Meabhairshaothair & Uchtáin in Ionaid 110kV

Sa chuid an tsíste reatha in China, gnách atá modh oibriú gan bonn bainne ag gréasáin 6 kV, 10 kV, agus 35 kV. Tá an taobh réamhaíleach an príomhtránfóirmeáire sa chóras ceangailte go coibhneasta trína chéile, rud nach díolann bonn bainne leis an ngnéasaitheoir gréaduithe a cheangal.

Nuair a tharlaíonn tionscadal talún aonfhaisnéise i gcóras gan bonn bainne, fanann triantán volt idir línte cothrom, ag déanamh tionchar íontach beag ar oibriú na ndaoine. Mar sin féin, nuair atá an currachta caipitéach beag (níos lú ná 10 A), is féidir roinnt tionscadál talún sealadacha éadú sámh, rud atá go hiontach chun cruinneas soláthraithe reatha a fheabhsú agus imeachtaí cúplaíochta a laghdú.

Fiú mar sin, le forbairt leanúnach na teicneolaíochta reatha, níl an modh shimplí seo níos mó inmholta. I gcoirí reatha cathrach, tá úsáid níos mó á dhéanamh de chiorcail cabhlacha, rud atá ag cur go mór ar an gcurrachta caipitéach (os cionn 10 A). Faoin gcóras seo, ní féidir an arc talún a mhúchadh go dílis, ag tarlú na rudaí seo a leanas:

• Tarlann an arc talún aonfhaisnéise sealadach agus a athláidh, ag cruthú millteoireachtí overvoltages talún-arc le meastacháin ag éirí go 4U (áit a bhfuil U an t-ucht pic fhisice) nó níos airde, ag fanacht ar feadh tréimhsí fhada. Tugann sé seo dúshlán mór don insuláid uirlisí reatha, ag creidmheas briseadh a dhéanamh ag pointe insuláide anaithnid agus ag tarlú tuilleadh míbhuntáisteacha mór.

• Creidmheas ionú ar aer, ag cur go mór ar an insuláid timpeallúin agus ag déanamh comhrac idir phásanna níos mó dóchasach.

• D'fhéadfadh overvoltages ferroresonance tarlú, ag damáiste a dhéanamh go héasca do transformaithe potensial (PTs) agus aistritheoirí srath, agus i gcásanna cáiliúla, ag déanamh spriocspáladh aistritheoirí. Tá na conséimsí seo go hiontach chun insuláid uirlisí gréasáin a chur i ngéarchéim agus chun oibriú sábháilte an chórais reatha a chur i ngéarchéim.

Chun na haontraimh a sheachaint agus chun currachta zero-sequence agus voltaga leor a thabhairt chun oibriú cosanta tionscadail talún, ní mian leis an nbonn bainne réamhchruinn a chruthú iontaofa chun go mbeadh seans ag gnéasaitheoir gréaduithe a cheangal. Chun freastal ar an riachtanas seo, cuireadh transformaithe gréaduithe (go forleathan a dtugtar orthu "grúpaí gréaduithe") ar bun. Cruthaíonn an transformaire gréaduithe bonn bainne réamhchruinn le gnéasaitheoir gréaduithe, go minic le huimhir íontach íseal (go minic níos lú ná 5 ohms).

I bhfad uaire, mar gheall ar a chuid carachtaracht eilecmhargach, tá an transformaire gréaduithe ag léiriú ímpedance ard do churrachta positive- agus negative-sequence, ag cheadú currachta spreagadh beag amháin a rith trína chuid windings. Ar gach liombóil croí, tá dhá cuid windings clúdaithe in aisceart, agus nuair a rith currachta zero-sequence cothrom trína chuid windings ar an gcroí céanna, léiríonn siad ímpedance íseal, ag tarlú laghad lagmhilleadh ar fud na windings faoi chondúid zero-sequence.

Ag tionscadal talún, rith currachta positive-, negative-, agus zero-sequence trína chuid windings. Léiríonn an winding ímpedance ard do churrachta positive- agus negative-sequence, ach do churracht zero-sequence, tá na dhuine windings ar an gcéad fhisice ceangailte ina sraith le polaithe contrártha. Is cothrom iad a n-electromotive forces ach contrártha i dtreo, ag éirí go díolann siad isteach a chéile, ag léiriú ímpedance íseal.

I go leor úsáid, úsáidtear transformaithe gréaduithe go simplí chun bonn bainne a thabhairt le gnéasaitheoir gréaduithe beag agus ní thugann siad aon locht; mar sin, cruthaítear go leor transformaithe gréaduithe gan winding dearaid. Le linn oibriú normálach an chórais, oibríonn an transformaire gréaduithe go hanamhach i staid gan locht. Ach le linn tionscadail, rith sé curracht tionscadail ar feadh tréimhse ghearr.

In a neutral-point low-resistance grounded system, when a single-phase ground fault occurs, highly sensitive zero-sequence protection quickly identifies and temporarily isolates the faulty feeder. The grounding transformer is active only during the brief interval between the occurrence of the ground fault and the operation of the zero-sequence protection to clear the fault. During this time, zero-sequence current flows through the neutral grounding resistor and the grounding transformer, given by

áit a bhfuil U an t-ucht fisice, R1 an gnéasaitheoir gréaduithe bonn bainne, agus R2 an gnéas breise sa chiorcal tionscadail talún.

Ar bhonn anailíse thuas, tá carachtar oibre transformaithe gréaduithe: oibriú fadtéarmach gan locht agus scileanna anlocht ghearrthéarmacha.

I gcomhréiteach, cruthaíonn an transformaire gréaduithe bonn bainne réamhchruinn chun gnéasaitheoir gréaduithe a cheangal. Ag tionscadal talún, léiríonn sé ímpedance ard do churrachta positive- agus negative-sequence ach ímpedance íseal do churracht zero-sequence, ag cheadú oibriú dílis cosanta tionscadail talún.

Faoi láthair, tá dhá chinntí ag transformaithe gréaduithe a chuirtear i substations:

• Soláthar acmhainne reatha íseal-volt d'úsáid cabhrach substations;

• Cruthú bonn bainne réamhchruinn ar an taobh 10 kV, rud a bhíonn—nuair a chomhbhunú le coil smólach—compensation a dhéanamh ar churrachta talún caipitéach le linn tionscadail talún aonfhaisnéise 10 kV, ag múchadh an arc ag an bpunct tionscadail. Is é an prionsabal seo:

Ar fud an chiorcal slíochta trí-fhaisnéise, tá capacitances ann idir phásanna agus idir gach phás agus an talamh. Nuair nach bhfuil an bonn bainne córas gréasáin go daingean, tar éis tionscadail talún aonfhaisnéise, tar éis an capacitance fisice-talamh den phás tionscadail a bhíonn níos neamhghníomhach, agus tar éis an voltaíocht fisice-talamh den dá phás eile a éirí go √3 uaireadh an voltaíocht fisice normálach. Cé nach mbíonn an voltas ard seo os cionn cumas insuláide sábháilte, méadaíonn sé a n-capacitance fisice-talamh.

Is iontrachtaíomh an fhóidse gréasáin le linn deifir shingil-phhaiseach faoi bhreis trí uaire ar an gcaomhnuis fóidse chondansaithe ginearálta. Nuair is mór an t-iontrachtaíomh seo, is éasca é a dhéanamh go dtarlaíonn arcadh idirbhearta, ag cur chuig mhéadú ar vóltaí i gciorcal réonach LC atá bunaithe ar inductance na gréasáine agus capacitance, le méideanna atá idir 2.5 go 3 uair an chéad vólta phhaise. Is minic níos mó an t-riachtanas ón bhforbairt seo nuair is airde an tionscal gréasáin. Mar sin, d'fhéadfadh córais amháin faoi 60 kV oibriú gan bhrúchán gréasáin, mar tána iontrachtaíomh fóidse chondansaithe singil-phhaiseach níos ísle acu. Do thionscáil níos airde, caithfear úsáid a bhaint as transformadóir grúdaithe chun an pointe neodrach a nascadh trí imeachas leis an talamh.

Nuair atá taobh 10 kV príomhtransformadóir stáisiún trasmhaire ceangailte trí dheilbh triantán nó wye gan pointe neodrach, agus nuair is mór an t-iontrachtaíomh fóidse chondansaithe singil-phhaiseach, is gá transformadóir grúdaithe a úsáid chun pointe neodrach artificiúil a chruthú, ag cuir go mianach nasc le coil smúcháin arcadh. Seo forbraíonn córas grúdaithe neodrach artificiúil - is é an ról príomha den transformadóir grúdaithe. Le linn oibriú normálta, tolgann an transformadóir grúdaithe vóltaí comhthomhasacha gréasáin agus níl ach seans beag cointín (stádas gan locht) aige.

Is nialas an difríocht pótinsial idir an neodrach agus an talamh (gan achoimre ar vóltaí neodrach bheaga sna coil smúcháin arcadh), agus ní thiteann aon choinním a thrasnaíonn an coil smúcháin arcadh. Má tharla deifir singil-phhaiseach C-talamh, teannás zero-sequence a thagann ó neamhchomhordú tríphhaiseach trasníonn trí an coil smúcháin arcadh go dtí an talamh. Mar an coil smúcháin arcadh féin, coinneálann an t-inductance indéanta an t-iontrachtaíomh fóidse chondansaithe, ag déanamh dearcadh den arcadh ag an áit deifir.

I roinnt blianta, tarlaíonn roinnt mí-oibríochtaí cosanta transformadóir grúdaithe i stáisiúin 110 kV i réigiún áirithe, ag cur go mór isteach ar staid gréasáin. Chun an fáidh bheatha a aimsiú, rinneadh anailís ar chúrsaí na mí-oibríochtaí seo, agus cuireadh beartais cothroime i bhfeidhm chun éalú ó athtarlach agus chun tuairisc a thabhairt do réigiúin eile.

Faoi láthair, tá líon níos mó línte 10 kV saoráin cabhlach ag úsáid stáisiúin 110 kV, ag cur go mór isteach ar an t-iontrachtaíomh fóidse chondansaithe singil-phhaiseach sa chóras 10 kV. Chun an tionscal vóltaí a chosc le linn deifirí singil-phhaiseach, thosaigh stáisiúin 110 kV ag suíomh transformadóirí grúdaithe chun scéim grúdaithe íseal-impeachais a chur i bhfeidhm, ag bunú cosán cointín zero-sequence. Seo a chuir cosaint zero-sequence roghnach chun deifirí grúdaithe a aisíomh bunaithe ar áit deifir, ag cosc ar athtarlach arcadh agus tionscal, ag cosaint ar sheirbhís slán saoil gréasáin.

Ó 2008, d'oibrigh réigiún gréasáin áirithe leis an gcóras 10 kV a athshonrú go grúdaithe íseal-impeachais trí transformadóirí grúdaithe agus úsáideoireachtaí cosanta a sholáthar. D'éifeachtaí sé seo aistriú luath ar aon deifir grúdaithe 10 kV, ag cur go mionach ar an tionscal gréasáin. Ach, le déanaí, tharla go rabhadar cúig stáisiún 110 kV sa réigiún múltach mí-oibríochtaí cosanta transformadóir grúdaithe, ag cur go mór isteach ar staid gréasáin. Mar sin, is é an rud is tábhachtaí ná an fáidh bheatha a aimsiú agus bearta cothroime a chur i bhfeidhm chun slánú gréasáin réigiúnach.

1.Anailís ar Fáidh Bheatha Mí-Oibríochta Cosanta Transformadóir Grúdaithe

Nuair a tharlaíonn deifir grúdaithe singil-phhaiseach ar líne 10 kV, ba chóir don chosaint zero-sequence ar an líne deifir sa stáisiún 110 kV a oibriú chun an deifir a aisíomh. Má níl sé ag oibriú go cruinn, bíonn an cosaint zero-sequence transformadóir grúdaithe mar chosaint iarrachta, ag triopadh an bus tie breaker agus an dá thaobh den phríomhtransformadóir chun an deifir a aisíomh. Mar sin, is é an t-oibriú cruinn cosanta agus circuit breakers 10 kV an rud is tábhachtaí don slánú gréasáin. Anailís ar an t-eolas faoi mhí-oibríochtaí i cúig stáisiún 110 kV léiríonn go bhfuil an fáidh bheatha príomha ná an t-iarracht nach raibh línte 10 kV in ann deifir grúdaithe a aisíomh go cruinn.

Príomhbhunús an chosaint zero-sequence 10 kV:

Sampling CT zero-sequence → gníomhú cosanta líne → triopadh circuit breaker.
De réir an phríomhbhunais seo, is iad an CT zero-sequence, relay cosanta líne, agus an circuit breaker na príomhchuidí don oibriú cruinn. Anailís ar an t-eolas faoi mhí-oibríochtaí ó na háitiúil seo:

1.1 Earráid CT zero-sequence a chuir síos ar an gcosaint transformadóir grúdaithe.
Le linn deifir grúdaithe 10 kV, an CT zero-sequence ar an líne deifir a fheiceann an t-iontrachtaíomh deifir, ag triopadh a chosaint chun an deifir a aisíomh. Ag an am céanna, an CT zero-sequence transformadóir grúdaithe a fheiceann freisin an t-iontrachtaíomh deifir agus tosaíonn a chosaint. Chun selectivity a chinntiú, tá an cosaint zero-sequence 10 kV suite le hiontrachtaí níos ísle agus am níos giorra ná an cosaint transformadóir grúdaithe. Iontrachtaí suite: transformadóir grúdaithe - 75 A primary, 1.5 s chun triopadh bus 10 kV, 1.8 s chun block 10 kV auto-transfer, 2.0 s chun triopadh taobh íseal transformadóir, 2.5 s chun triopadh an dá thaobh; 10 kV feeder - 60 A primary, 1.0 s chun triopadh breaker.

Ach, earráidí CT is é atá tar éis. Má tá an CT transformadóir grúdaithe le -10% earráid agus an CT feeder le +10% earráid, níos mó an t-iontrachtaíomh a bhíonn 67.5 A agus 66 A - níos gaire a chéile. Tá brón orthu am grading, a deifir singil-phhaiseach 10 kV d'fhéadfadh go héasta an t-iontrachtaíomh overcurrent zero-sequence transformadóir grúdaithe a triopadh roimh ré.

1.2 Grúdú scríos cable mícheart a chuir síos ar an gcosaint.
Úsáideann stáisiúin 110 kV línte 10 kV cables shielded, agus tá na shields grúdaithe ag an dá thaobh - an modh choitianta chun EMI a laghdú. Tá CTs zero-sequence toroidal suite timpeall cables ag terminal outgoing switchgear. Le linn deifirí grúdaithe, an t-iontrachtaíomh neamhchomhordaithe a spreagann signals in the CT to activate protection. Ach, le grúdú scríos ar an dá thaobh, an t-iontrachtaíomh induced in the shield also passes through the zero-sequence CT, creating false signals. Without proper mitigation, this impairs feeder zero-sequence protection accuracy, leading to grounding transformer backup tripping.

1.3 10 kV feeder protection failure causing misoperation.

Modern microprocessor-based relays offer improved performance, but varying manufacturer quality and poor heat dissipation remain issues. Fault statistics show that power supply modules, sampling boards, CPU boards, and trip output modules in 10 kV feeder protections are most prone to failure. Undetected faults can cause protection refusal, triggering grounding transformer misoperation.

1.4 Teacsaigh briseadh feeder 10 kV agus easaimh oibre.
Le haois, oibríochtaí minic, nó ceist ar cháilíocht ina bhfuil siad féin, tá méadú ar bhriseadh gearrthachóirí 10 kV—go háirithe i gciorcluití smacht—ar siúl. I réigiúin sliabhraigh níos lú forbairte, fanann gearrthachóirí sean-GG-1A ar siúl le rátaí níos airde malartachta. Fiú amháin má oibríonn cosc ord-mhéid neodrach i gceart, leads to grounding transformer misoperation.

1.5 Malartachtaí ard-inmheána ar dhá fheidir 10 kV (nó malartacht aonair mhór-inmheána) agus easaimh oibre á gcaoiú.
Nuair a tharlaíonn malartachtaí ard-inmheána ar an bhfásacha céanna ar dhá fheidir, d’fhéadfadh gur faoi bharr an traispéala 60 A atá ann a fanann sruthanna aonair ord-mhéid neodrach (mar shampla, 40 A agus 50 A), mar sin ní osclaíonn cosc feidir ach alarmaí. Ach is os cionn suíomh an traispéala 75 A den transcríobha malartachta an t-iomlán (90 A), agus cuireann sé seo triopadáil roimhe seo i gcrích. Le fheidir 10 kV gabelacha go léir, is féidir le sruthanna caipilteacha gnáthcha reacht a bheith suas le 12–15 A. Fiú amháin amháin malartacht ard-inmheána trom (mar shampla, 58 A) chomh maith le sruth caipilteach gnáthcha théann tuillim chuig 75 A. D’fhéadfadh galbóidí córas ansin easaimh oibre an transcríobha malartachta a chuir i gcrích go héasca.

2. Tomhais chun Easaimh Oibre Cosc Transcríobha Malartachta a Sheachaint

Bunaithe ar anailís thuas, molannar na tomhais seo a leanas:

2.1 Chun easaimh oibre a ghabháil ó earráid CT a sheachaint
Bain úsáid as CTanna ard-cháilíochta ord-mhéid neodrach; déan tástálacha géarchéime ar ghnéithe CT sula suiteáiltear iad agus diúltú do aon cheann lenár níos mó ná 5% earráid; socraigh luachanna pickup cosc bunaithe ar an sruth bunúsach; dearbhaigh na socruithe trí thástáil iontrála bunúsach.

2.2 Chun malartú croise cábla mícheart a sheachaint

• Caithfidh coinníollaithe malartú croise cábla dul síos tríd an CT ord-mhéid neodrach agus a bheith inslithe ó bhogsaí cábla. Níor cheart aon teagmháil le malartú a bheith ann sula ndéantar dul tríd an CT. D’fhéadfadh galbóidí córas ansin easaimh oibre an transcríobha malartachta a chuir i gcrích go héasca.

• Má tá an pointe malartú croise faoi bhun an CT, níor cheart don choinníollach dul tríd an CT. Coinnigh amach ó shiúlú an choinníollach malartú croise tríd an meán de CT.

• Laghdaigh fheidhmchláir chun trealamh a sheachaint; laghdaigh fad na bhfeidir; cothromaigh lucht fásacha chun sruthanna caipilteacha gnáthcha a laghdú go min.

• Laghdaigh fheidhmchláir chun trealamh a sheachaint; laghdaigh fad na bhfeidir; cothromaigh lucht fásacha chun sruthanna caipilteacha gnáthcha a laghdú go min.

2.3 Chun easaimh cosc feidir a sheachaint
Roghnaigh gluaisteáin cosc cruthaithe, iontaofa; cuir gluaisteáin sean nó minic-easnamh in ionad; láimhseáil níos fearr; suiteáil aeráil chóilíneachta agus tréidliú chun oibriú ar ard-teochta a sheachaint.

2.4 Chun briseadh briseadh feidir a sheachaint
Bain úsáid as gearrthachóirí iontaofa, fásta; cuir clúidí sean-GG-1A as seachas cineálacha sealaithe, spréid nó cumhacht-chuardaithe; láimhseáil ciorcluití smacht; bain úsáid as coilí trip ard-cháilíochta.

2.5 Chun easaimh oibre ó mhalartachtaí ard-inmheána a sheachaint
Déan patról agus deisiú ar na fheidir láithreach tar éis alarma ord-mhéid neodrach; laghdaigh fad na bhfeidir; cothromaigh lucht na bhfásacha chun sruthanna caipilteacha gnáthcha a laghdú go min.

3. Críochnú

Mar a shuiteálann níos mó líonraí réigiúnacha transcríobhálaithe malartachta agus cosc gaolmhara chun struchtúr agus stadlacht a fheabhsú, léiríonn eachtraí easaimh oibre atá ar siúl arís agus arís eile gur gá dóchlaíochtaí a sheachaint. Anailíseann an pháipéar seo na cúiseanna príomha easaimh oibre cosc transcríobha malartachta agus molann tomhais chun iad a sheachaint, ag soláthar treorach do réigiúin a shuiteálann nó a bhfuil intinn acu cosc den sórt sin a shuiteáil.