Основна трансформаторна резервна защита: Ключови функции и ръководство за обработка на аварии

Основна защита на трансформатора

Целта на основната резервна защита на трансформатора е да предотврати прекомерен ток в обмотките на трансформатора, причинен от външни дефекти, да служи като резервна защита за съседни компоненти (шинове или линии) и, където е възможно, да действа като резервна защита за основната защита на трансформатора при вътрешни дефекти. Резервната защита се използва за изолиране на дефектите, когато основната защита или автоматичните щепселни ключове не функционират.

Нулевата последователност на основния трансформатор е резервна защита за трансформатори в системи с директно заземена нейтрална точка. Тя не е приложима в системи с недиректно заземени нейтрални точки.

Общоприети фазни-междински коротки замыкания резервни защиты за трансформатори включват защита срещу прекомерен ток, защита срещу прекомерен ток, инициирана от ниско напрежение, защита срещу прекомерен ток, инициирана от комплексно напрежение, и защита срещу прекомерен ток на отрицателна последователност. Защитата с импеданса понякога се използва и като резервна защита.

Анализ на общите причини за активиране на основната резервна защита на трансформатора

• Дирекционна защита срещу прекомерен ток с блокиращо комплексно напрежение

• Посока към шиновете: Операцията обикновено указва коротко замыкание на шиновете или питащата линия, където защитата не е функционирала.

• Посока към трансформатора: Операцията обикновено указва коротко замыкание на долнопоточните шинове или питащата линия, където защитата не е функционирала. Вероятността основната защита на трансформатора да не функционира е много малка.

• Недирекционна защита срещу прекомерен ток с блокиращо комплексно напрежение

• Сегмент I: Операцията обикновено указва дефект на шиновете. Първата времева забава разключва свързващата шина, а втората времева забава разключва местната страна.

• Сегмент II: Координирана с защитата на линията; операцията обикновено указва нефункциониране на защитата на линията.

• Сегмент III: Функционира като резервна защита за Сегмент II; операцията разключва трите страни на трансформатора.

• Обикновено функционира като резервна защита за терминални подстанции.

• На трансформатори с напрежение 330кВ и по-високо, комплексната напрегнатост блокираща защита срещу прекомерен ток на високонапрегнатата и средненапрегнатата страна функционира като голяма резервна защита, без направление и с по-дълга времева забава, тъй като защитата с импеданс (разстояние) предоставя чувствителна резервна защита (например, случаят с пълното спиране на подстанцията Йонгден, Гансу, на 330кВ).

• Ако настройката за посока на средненапрегнатата страна на трансформатора сочи към системата, тя функционира като резервна защита, ставайки фактически резервна защита за защитата на средненапрегнатите шинове:

• Когато основната резервна защита на трансформатора активира и основната защита не функционира, обикновено трябва да се счита, че е външен дефект – либо дефект на шиновете, либо на линията – който е эскалирал, причинявайки активирането на основната резервна защита на трансформатора.

• Защита на нейтралната точка с разтвор: Операцията указва дефект на заземяването на системата.

• Защита срещу нулева последователност на прекомерен ток:

• Сегмент I: Функционира като резервна защита за дефекти на заземяването на трансформатора и шиновете.

• Сегмент II: Функционира като резервна защита за дефекти на заземяването на изходящите линии.

• Операционният ток и времевата забава трябва да бъдат координирани с етапите на резервната защита на съседните компоненти.

Инспекция на диапазона на дефекта

• След активирането на основната резервна защита на трансформатора, вероятността дефект на линията да причини ескалирано разключване е много по-голяма от дефект на шиновете. Следователно, след разключването, акцентът трябва да бъде насочен към проверка дали защитата на линията е функционирала. За линии над 220кВ специално внимание трябва да бъде обърнато и на възможното нефункциониране на самото устройство за защита.

• Ако не са открити сигнали за функциониране на защитата на линията, има две възможности: или защитата не е функционирала по време на дефекта, или е имало дефект на шиновете.

• Ако са налични сигнали за функциониране на защитата на питащата линия, разключете съответния ключ на линията. След потвърждаване, че няма аномалии в шиновете и ключовете за разключване на трансформатора, се съсредоточете върху определянето на причината за нефункциониране на ключа на линията.

Изолиране и обработка на дефекта

• На основата на функционирането на защитата, сигнали, показания на инструменти и т.н., определете диапазона на дефекта и зоната на изключване. Отпечатайте доклада за запис на дефекта. Ако станционният трансформатор е изгубен, преминете към резервния станционен трансформатор и активирайте аварийното осветление.

• Разключете всички ключове на питащи линии на изключената шина. Ако се установи, че някой от тях не се е отворил, разключете го ръчно. След потвърждаване, че няма аномалии в ключовете на шиновете и трансформатора, заредете изключената шина:

• Ако ключът на високонапрегнатата страна се е разключил, използвайте ключа за свързване на шиновете, за да заредите изключената шина (с включена защита при зареждане).

• Ако ключовете на средненапрегнатата или нисконапрегнатата страна се са разключили, използвайте ключа на главния трансформатор, за да заредите шината (общо, времевата забава на резервната защита трябва да бъде намалена).

• В подстанции с двойна шина, ако се случи дефект на шината, използвайте метода за хладен пренос на ключовете, работещи на дефектната шина, към здравата шина, за да възстановите електроенергията.

• Ако изолирането на точката на дефекта причини загуба на напрежение на PT на шината, първо изолирайте PT, а после заредете изключената шина. След успешното зареждане затворете вторичния паралелен ключ на PT, а после възстановете електроенергията на линиите.

• Ако няма признаци на дефект или аномалии на изключената шина и линиите, с всички ключове на питащите линии разключени, следете инструкциите на диспечера, за да затворите ключа на главния трансформатор и ключа за свързване на шиновете, за да заредите шината. След нормалното зареждане, деактивирайте автоматичното повторно включване на линиите и последователно тестовете на всяка линия, за да идентифицирате ключа, който не е функционирал.

• След активирането на защитата на разтвора, ако не са открити аномалии на оборудването, чакайте инструкции от диспечера за обработка.

Описание на случая

В 500кВ подстанция, две автотрансформатори функционират паралелно, всяка с две системи за защита. Когато се случи дефект на един отдел на 220кВ шината или на свързаната линия, и съответният ключ на шината или линията (и устройството за защита) не функционира правилно, резервните защиты на двата трансформатора – такива като защита с импеданс, дирекционна защита срещу прекомерен ток с блокиращо комплексно напрежение и дирекционна защита срещу прекомерен ток на нулева последователност – ще активират едновременно и инициират разключването. Първо се разключва ключът за свързване на шиновете или разделителният ключ, гарантирайки продължаващата нормална работа на незделимите отдефектни части на шината, ограничавайки зоната на изключване и минимизирайки въздействието на прекъсването на електроенергията.

Специфичната операция е както следва:

• При обнаружаване на дефект на 220кВ шината или линията, комбиниран с нефункциониране на ключа, системата за резервна защита на трансформатора реагира незабавно.

• Резервната защита първо инициира разключването на ключа за свързване на шиновете или разделителния ключ, за да изолира зоната на дефекта и да предотврати разпространението му към другите нормално функциониращи части на системата.

• Тази стратегия гарантира, че дори ако основната защита не отговори навреме, останалата част от системата остава защитена и незасегната, а зоната на изключване е минимизирана.

Този случай подчертава ключовата роля на резервната защита на трансформатора в операциите на електроразпределителната мрежа, особено в ефективното ограничаване на въздействието на неочаквани дефекти и поддържане на стабилността и надеждността на електроенергийната система.