Backup Protection sa Main Transformer
Ang layunin ng backup protection sa main transformer ay upang iwasan ang overcurrent sa mga winding ng transformer na dulot ng external faults, maging backup protection para sa mga adjacent components (busbars o lines), at kung posible, maglingkod bilang backup para sa primary protection ng transformer sa pagdating ng internal faults. Ang backup protection ay ginagamit upang i-isolate ang mga fault kapag ang primary protection o circuit breakers ay nabigo.
Ang zero-sequence protection sa main transformer ay isang backup protection para sa mga transformer sa mga direktang grounded neutral systems. Ito ay hindi applicable sa mga sistema na may non-directly grounded neutrals.
Ang karaniwang phase-to-phase short-circuit backup protections para sa mga transformer ay kinabibilangan ng overcurrent protection, low-voltage initiated overcurrent protection, composite-voltage initiated overcurrent protection, at negative-sequence overcurrent protection. Ginagamit din ang impedance protection minsan bilang backup protection.
Pagsusuri ng Karaniwang Dahilan para sa Paggana ng Backup Protection sa Main Transformer
Directional Overcurrent Protection with Composite Voltage Blocking
Papunta sa busbar: Ang operasyon ay karaniwang nagpapahiwatig ng short circuit sa busbar o feeder line kung saan ang protection ay nabigo.
Papunta sa transformer: Ang operasyon ay karaniwang nagpapahiwatig ng short circuit sa downstream busbar o feeder line kung saan ang protection ay nabigo. Malamang na hindi nabigo ang pangunahing protection ng transformer.
Non-Directional Overcurrent Protection with Composite Voltage Blocking
Segment I: Ang operasyon ay karaniwang nagpapahiwatig ng busbar fault. Ang unang time delay ay nag-trip sa bus tie, at ang ikalawang time delay ay nag-trip sa local side.
Segment II: Nakaka-coordinate sa line protection; ang operasyon ay karaniwang nagpapahiwatig ng failure ng line protection.
Segment III: Naglilingkod bilang backup para sa Segment II; ang operasyon ay nag-trip sa tatlong bahagi ng transformer.
Karaniwang naglilingkod bilang backup protection para sa terminal substations.
Sa mga transformer na may rating na 330kV at higit pa, ang high at medium-voltage side composite voltage blocked overcurrent protection ay naglilingkod bilang malaking backup, walang direksyon at may mahabang time delay, dahil ang distance (impedance) protection ay nagbibigay ng sensitive backup (halimbawa, ang complete shutdown incident sa Yongdeng Substation, Gansu, sa 330kV).
Kung ang directional setting sa medium-voltage side ng transformer ay tumuturo sa system, ito ay naglilingkod bilang backup protection, naging backup sa medium-voltage busbar protection:
Kapag ang backup protection ng main transformer ay nag-operate upang mag-trip at ang primary protection ay hindi nag-operate, ito ay dapat karaniwang ituring na external fault—busbar o line fault—na umabot sa escalation, nagdulot ng trip sa backup protection ng main transformer.
Neutral Point Gap Protection: Ang operasyon ay nagpapahiwatig ng system ground fault.
Zero-Sequence Overcurrent Protection:
Segment I: Naglilingkod bilang backup protection para sa grounding faults sa transformer at busbar.
Segment II: Naglilingkod bilang backup protection para sa grounding faults sa outgoing lines.
Ang operating current at time delay ay dapat ma-coordinate sa mga grounding backup stages ng adjacent components.
Inspeksyon ng Saklaw ng Fault
Pagkatapos ng trip ng backup protection ng main transformer, mas mataas ang posibilidad na ang line fault ang nagdulot ng escalation kaysa sa busbar fault. Kaya, ang focus pagkatapos ng trip ay dapat mag-check kung ang line protection ay nag-operate. Para sa mga linya na 220kV pataas, dapat rin bigyan ng espesyal na pansin kung ang protection device mismo ay nabigo.
Kung walang protection operation signals na natagpuan sa mga linya, may dalawang posibilidad: nabigo ang protection sa panahon ng fault, o may busbar fault.
Kung may protection operation signals sa isang feeder, idisconnect ang corresponding line circuit breaker. Pagkatapos kumpirmahin na walang abnormalidad sa busbar at transformer trip switches, mag-focus sa pag-identify ng dahilan kung bakit hindi nag-trip ang line breaker.
Isolation at Handling ng Fault
Batay sa protection operation, signals, instrument indications, atbp., tukuyin ang saklaw ng fault at outage. I-print ang fault recording report. Kung nawalan ng power ang station service transformer, switch muna sa backup station service transformer at i-activate ang emergency lighting.
Idisconnect lahat ng feeder switches sa de-energized busbar. Kung mayroong hindi nagbukas, manually trip sila. Pagkatapos kumpirmahin na walang abnormalidad sa busbar at transformer switches, charge ang de-energized busbar:
Kung ang high-voltage side switch ang nag-trip, gamitin ang bus tie switch upang charge ang de-energized busbar (with charging protection engaged).
Kung ang medium o low-voltage side switches ang nag-trip, gamitin ang main transformer switch upang charge ang busbar (karaniwan, ang backup protection time delay ay dapat bawasan).
Sa mga substation na may double-busbar configuration, kung may busbar fault, gamitin ang cold bus transfer method upang ilipat ang mga circuit breakers na gumagana sa faulty busbar sa healthy busbar upang mabalik ang power.
Kung ang isolation ng fault point ay nagdulot ng pagkawala ng power sa busbar PT, i-isolate muna ang PT, pagkatapos charge ang de-energized busbar. Pagkatapos ng successful charging, i-close ang PT secondary paralleling switch, at pagkatapos ay ibalik ang power sa mga linya.
Kung walang signs ng fault o abnormality sa de-energized busbar at linya, at lahat ng feeder switches ay idisconnect, sundin ang dispatch instructions upang iclose ang main transformer switch at bus tie switch upang charge ang busbar. Kapag normal na ang charging, i-disable ang line auto-reclose at sequential test-energize ang bawat linya upang matukoy ang breaker na hindi nag-operate.
Pagkatapos ng gap protection operation, kung walang equipment abnormalities na natagpuan, hintayin ang dispatch instructions para sa handling.
Case Description
Sa isang 500kV substation, dalawang autotransformers ang gumagana in parallel, bawat isa ay may dual protection systems. Kapag may fault sa isang seksyon ng 220kV busbar o sa isang connected line, at ang corresponding busbar o line circuit breaker (at ang kanyang protection device) ay nabigo, ang backup protections ng parehong transformers—tulad ng impedance protection, directional overcurrent protection with composite voltage blocking, at directional zero-sequence overcurrent protection—ay mag-operate nang sabay at simulan ang tripping. Ang bus tie o sectionalizing switch ay ididisconnect muna, sinisigurado ang patuloy na normal operation ng non-faulted busbar sections, limitado ang saklaw ng outage at pinakamaliit ang impact ng power interruption.
Ang specific operation ay kasunod:
Kapag natukoy ang fault sa 220kV busbar o line kasama ang failure ng circuit breaker, ang backup protection system ng transformer ay agad sumasagot.
Ang backup protection una ay nag-trigger ng disconnection ng bus tie o sectionalizing switch upang i-isolate ang faulted zone at iwasan ang pagkalat ng fault sa ibang normal na gumagana na bahagi ng sistema.
Ang strategy na ito ay nagse-siguro na, kahit ang primary protection ay nabigo, ang natitirang bahagi ng sistema ay protektado at hindi naapektuhan, at limited ang saklaw ng outage.
Ang case na ito ay nagpapakita ng mahalagang papel ng backup protection sa main transformer sa operations ng power grid, partikular sa effective containment ng impact ng unexpected faults at maintenance ng stability at reliability ng power system.
