Protecció de reserva del transformador principal: Funcions clau i guia de gestió d'incidències

Protecció de suport del transformador principal

L'objectiu de la protecció de suport del transformador principal és prevenir la sobrecorrent a les bobines del transformador causada per faults externes, servir com a protecció de suport per a components adjacents (barres o línies) i, sempre que sigui possible, actuar com a suport per a la protecció primària del transformador en cas de faults internes. La protecció de suport s'utilitza per aïllar faults quan la protecció primària o els interruptors fallin.

La protecció de seqüència zero del transformador principal és una protecció de suport per a transformadors en sistemes amb neutre directament connectat. No és aplicable en sistemes amb neutre no directament connectat.

Les proteccions de suport d'interfase comuns per a transformadors inclouen la protecció de sobrecorrent, la protecció de sobrecorrent iniciada per baixa tensió, la protecció de sobrecorrent iniciada per tensió composta i la protecció de sobrecorrent de seqüència negativa. També es fa servir sovint la protecció d'impedància com a protecció de suport.

Anàlisi de les causes comunes de l'operació de la protecció de suport del transformador principal

• Protecció de sobrecorrent direccional amb blocatge de tensió composta

• Direcció cap a la barra: L'operació indica generalment un curtcircuí a la barra o línia de alimentació on la protecció no ha funcionat.

• Direcció cap al transformador: L'operació indica generalment un curtcircuí a una barra o línia de alimentació a valer, on la protecció no ha funcionat. És molt improbable que la protecció principal del transformador hagi fallat.

• Protecció de sobrecorrent no direccional amb blocatge de tensió composta

• Segment I: L'operació indica generalment un fault a la barra. El primer retard dispara el pont de barres, i el segon retard dispara el costat local.

• Segment II: Coordinat amb la protecció de línies; l'operació indica generalment un fallo de la protecció de línies.

• Segment III: Serveix com a suport per al Segment II; l'operació dispara tots tres costats del transformador.

• Generalment serveix com a protecció de suport per a subestacions terminal.

• En transformadors de 330kV i superior, la protecció de sobrecorrent amb blocatge de tensió composta als costats d'alta i mitjana tensió actua com a gran suport, sense direcció i amb un retard més llarg, ja que la protecció d'impedància (distància) proporciona suport sensible (per exemple, l'incident de tancament total a la Subestació Yongdeng, Gansu, a 330kV).

• Si la configuració direccional al costat de mitjana tensió del transformador apunta cap al sistema, serveix com a protecció de suport, efectivament convertint-se en el suport per a la protecció de la barra de mitjana tensió:

• Quan la protecció de suport del transformador principal opera per a disparar i la protecció principal no ho fa, generalment s'ha de considerar un fault extern -ya sea en la barra o en la línea- que se ha escalado, provocando que la protección de respaldo del transformador principal opere.

• Protecció de la fenda del punt neutre: L'operació indica un fault a terra del sistema.

• Protecció de sobrecorrent de seqüència zero:

• Segment I: Actua com a protecció de suport per a faults a terra en el transformador i la barra.

• Segment II: Actua com a protecció de suport per a faults a terra en les línies de sortida.

• La corrent d'operació i el retard han de coordinar-se amb les etapes de suport a terra de les components adjacents.

Inspecció de l'àmbit de la fault

• Després d'un disparig de la protecció de suport del transformador principal, la probabilitat que un fault a la línia provoqui un disparig escalat és molt més alta que un fault a la barra. Per tant, després d'un disparig, l'enfocament hauria de ser comprovar si la protecció de la línia ha operat. Per a línies superiors a 220kV, també s'ha de prestar atenció especial a si el dispositiu de protecció mateix ha fallat.

• Si no es troben senyals d'operació de protecció en les línies, hi ha dues possibilitats: o bé la protecció no ha operat durant el fault, o bé hi ha hagut un fault a la barra.

• Si hi ha senyals d'operació de protecció en una línia de sortida, desconnecteu el correspondent interruptor de línia. Després de confirmar que no hi ha irregularitats en la barra i els interruptors de disparig del transformador, centreu-vos en identificar la causa del fallo del interruptor de la línia per a disparar.

Aïllament i gestió de la fault

• Basant-se en l'operació de la protecció, els senyals, les indicacions dels instruments, etc., determineu l'àmbit de la fault i l'àmbit de la interrupció. Imprimeixi el informe de registre de faults. Si el transformador de servei de la estació s'ha perdut, canvia a primer a l'alternatiu de servei de la estació i activa l'il·luminació d'emergència.

• Desconnecteu tots els interruptors de línies en la barra desenergitzada. Si es troben alguns que no s'han obert, trius-los manualment. Després de confirmar que no hi ha irregularitats en la barra i els interruptors del transformador, carregueu la barra desenergitzada:

• Si l'interruptor del costat d'alta tensió ha disparat, utilitzeu l'interruptor de pont de barres per a carregar la barra desenergitzada (amb la protecció de càrrega enganxada).

• Si els interruptors del costat de mitjana o baixa tensió han disparat, utilitzeu l'interruptor del transformador principal per a carregar la barra (generalment, el retard de la protecció de suport s'hauria de reduir).

• En subestacions amb configuració de doble barra, si es produeix un fault a la barra, utilitzeu el mètode de transferència de barra freda per a moure els interruptors que operen en la barra defectuosa a la barra sana per a restablir el subministrament.

• Si aïllar el punt de fault provoca que el PT de la barra perdi potència, aïlleu primer el PT, després carregueu la barra desenergitzada. Un cop carregada correctament, tanqueu l'interruptor secundari de paral·lelisme del PT, i després restabiliu el subministrament a les línies.

• Si no hi ha signes de fault o irregularitats en la barra i les línies desenergitzades, amb tots els interruptors de línies desconnectats, segueixi les instruccions de control per a tanqueu l'interruptor del transformador principal i l'interruptor de pont de barres per a carregar la barra. Un cop carregada normalment, inhabiliteu el recobriment automàtic de línies i testeu sequencialment cada línia per a identificar el interruptor que no ha operat.

• Després de l'operació de la protecció de la fenda, si no es troben irregularitats en l'equipament, espereu les instruccions de control per a gestionar-ho.

Descripció del cas

En una subestació de 500kV, dos autotransformadors operen en paral·lel, cadascun equipat amb sistemes de doble protecció. Quan es produeix un fault en una secció de la barra de 220kV o en una línia connectada, i l'interruptor de la barra o la línia corresponent (i el seu dispositiu de protecció) no opera correctament, les proteccions de suport de tots dos transformadors, com ara la protecció d'impedància, la protecció de sobrecorrent direccional amb blocatge de tensió composta i la protecció de sobrecorrent de seqüència zero direccional, actuen simultàniament i inician el disparig. El pont o l'interruptor de seccionament es desconnecta primer, assegurant la continuïtat de l'operació normal de les seccions de barra sense fault, limitant així l'àrea de la interrupció i minimitzant l'impacte de la interrupció de subministrament.

L'operació específica és la següent:

• Al detectar un fault a la barra o línia de 220kV combinat amb un fallo de l'interruptor, el sistema de protecció de suport del transformador respon immediatament.

• La protecció de suport primer dispara la desconnexió del pont o l'interruptor de seccionament per a aïllar la zona defectuosa i evitar que el fault es propage a altres parts del sistema que operen normalment.

• Aquesta estratègia assegura que, fins i tot si la protecció primària no respon prontament, la resta del sistema roman protegida i no afectada, i l'extensió de la interrupció es minimitza.

Aquest cas destaca el paper crític de la protecció de suport del transformador en les operacions de la xarxa elèctrica, especialment en contenir eficaçment l'impacte de faults inesperats i mantenir la estabilitat i fiabilitat del sistema elèctric.