Hovedtransformator reservebeskyttelse: Nøglefunktioner og fejlhåndteringsguide

Hovedtransformator reservebeskyttelse

Formålet med hovedtransformator reservebeskyttelse er at forhindre overstrøm i transformatorvindinger på grund af eksterne fejl, fungere som reservebeskyttelse for nabo-komponenter (busbarer eller linjer), og hvor det er muligt, fungere som reserve for transformatorens primære beskyttelse i tilfælde af interne fejl. Reservebeskyttelse bruges til at isolere fejl, når primær beskyttelse eller kredsløbsbrydere mislykkes.

Hovedtransformator nullsekvensbeskyttelse er en reservebeskyttelse for transformatorer i systemer med direkte jordet neutral. Den er ikke anvendelig i systemer med ikke-direkte jordet neutral.

Almindelige fasesammenkoblings-reservebeskyttelser for transformatorer inkluderer overstrøm-beskyttelse, lavspændingsaktiveret overstrøm-beskyttelse, sammensat-spændingsaktiveret overstrøm-beskyttelse og negativ sekvens-overstrøm-beskyttelse. Impedansbeskyttelse bruges også nogle gange som reservebeskyttelse.

Analyse af almindelige årsager til operation af hovedtransformator reservebeskyttelse

• Retningsbestemt overstrøm-beskyttelse med sammensat spændingsblokering

• Retning mod busbar: Operation indikerer typisk kortslutning på busbaren eller føderlinjen, hvor beskyttelsen mislykkedes.

• Retning mod transformator: Operation indikerer normalt kortslutning på en nedstrøms busbar eller føderlinje, hvor beskyttelsen mislykkedes. Det er meget usandsynligt, at transformatorens primære beskyttelse mislykkes.

• Iretningsoverstrøm-beskyttelse med sammensat spændingsblokering

• Segment I: Operation indikerer typisk en busbarfejl. Den første tidsforsinkelse udløser busforbindelsen, og den anden tidsforsinkelse udløser den lokale side.

• Segment II: Koordineret med linjebeskyttelse; operation indikerer normalt en fejl i linjebeskyttelsen.

• Segment III: Fungerer som reserve for Segment II; operation udløser alle tre sider af transformator.

• Generelt fungerer som reservebeskyttelse for terminal-understationer.

• På transformatorer på 330kV og over, aktiverer høj- og mediumspændingsside sammensat spændingsblokeret overstrøm-beskyttelse som en stor reserve, uden retning og med længere tidsforsinkelse, da afstandsbegrænsning (impedans) beskyttelse giver sensitiv reserve (fx den fuldstændige nedbrudshændelse ved Yongdeng Understation, Gansu, på 330kV).

• Hvis retningstilladelsen på transformatorens mediumspændingsside peger mod systemet, fungerer den som reservebeskyttelse, effektivt bliver den reserve for mediumspændings busbarbeskyttelse:

• Når hovedtransformator reservebeskyttelse opererer for at udløse og primær beskyttelse ikke opererer, bør det generelt betragtes som en ekstern fejl - enten en busbar- eller linjefejl - der har eskaleret, hvilket fører til, at hovedtransformator reservebeskyttelsen udløses.

• Nulpunktsgap-beskyttelse: Operation indikerer et system jordfejl.

• Nullsekvens-overstrøm-beskyttelse:

• Segment I: Fungerer som reservebeskyttelse for jordfejl i transformator og busbar.

• Segment II: Fungerer som reservebeskyttelse for jordfejl på udgående linjer.

• Opereringsstrømmen og tidsforsinkelsen skal koordineres med jordreservefaserne af nabo-komponenter.

Fejlområde-inspektion

• Efter en hovedtransformator reservebeskyttelse udløsning, er sandsynligheden for, at en linjefejl forårsager en eskaleret udløsning, meget højere end en busbarfejl. Derfor bør fokuset efter en udløsning være på at kontrollere, om linjebeskyttelsen har opereret. For linjer over 220kV bør der også særlig opmærksomhed gives til, om selve beskyttelsesenheden har mislykkedes.

• Hvis ingen beskyttelsesopererings signaler findes på linjerne, er der to muligheder: enten mislykkedes beskyttelsen under fejlen, eller der var en busbarfejl.

• Hvis beskyttelsesopererings signaler er til stede på en føder, afkopling den relevante linjekredsløbsbryder. Efter bekræftelse af ingen anormaliteter i busbar og transformator udløsningsbrydere, fokus på at identificere årsagen til, at linjekredsløbsbryderen ikke udløste.

Fejlisolering og håndtering

• Baseret på beskyttelsesoperation, signaler, instrumentindikationer osv., bestem fejlområde og strømafbrydelsesområde. Udskriv fejlregistreringsrapport. Hvis stations-transformator er tabt, skift til reserve-stations-transformator først og aktiver nødoplysning.

• Afslut alle føderbrydere på deenergetiseret busbar. Hvis nogen ikke er åbnet, udløs dem manuelt. Efter bekræftelse af ingen anormaliteter i busbar og transformator brydere, oplad deenergetiseret busbar:

• Hvis højspændingsside bryder udløst, brug busforbindelsesbryder til at oplade deenergetiseret busbar (med opladbingsbeskyttelse aktiveret).

• Hvis medium- eller lavspændingsside brydere udløst, brug hovedtransformator bryder til at oplade busbar (generelt bør reservetimeforsinkelsen reduceres).

• I understationer med dobbelt busbar konfiguration, hvis en busbarfejl forekommer, brug den kolde busbaroverførselsmetode til at flytte kredsløbsbryderne, der opererer på den defekte busbar, til den sunde busbar for at genoprette strøm.

• Hvis isolering af fejlpunktet forårsager, at busbar PT mister strøm, isoler PT først, derefter oplad deenergetiseret busbar. Efter vellykket opladning, luk PT sekundært parallelleringsswitch, og derefter genopret strøm til linjerne.

• Hvis der ikke er tegn på fejl eller anormaliteter på deenergetiseret busbar og linjer, med alle føderbrydere afsluttet, følg dispatchinstruktioner til at lukke hovedtransformator bryder og busforbindelsesbryder for at oplade busbar. Når opladningen er normal, deaktivér linjeautomatisk genstart og test-energiser hver linje i rækkefølge for at identificere den bryder, der mislykkedes.

• Efter gap-beskyttelse opererer, hvis ingen udstyr-anormaliteter findes, vent på dispatchinstruktioner for håndtering.

Sagbeskrivelse

I en 500kV understation opererer to autotransformatorer parallelle, hver udstyret med dobbelt beskyttelsessystem. Når en fejl forekommer på et segment af 220kV busbar eller på en forbundet linje, og den tilsvarende busbar- eller linjekredsløbsbryder (og dens beskyttelsesenhed) mislykkes for at operere korrekt, vil begge transformators reservebeskyttelser - såsom impedansbeskyttelse, retningsbestemt overstrøm-beskyttelse med sammensat spændingsblokering, og retningsbestemt nullsekvens-overstrøm-beskyttelse - samtidig aktiveres og initierer udløsning. Busforbindelses- eller sektioneringsbryderen afkoples først, hvilket sikrer fortsat normal drift af de ikke-defekte busbar-segmenter, dermed begrænser nedbrudsområdet og minimere virkningen af strømafbrydelsen.

Den specifikke operation er som følger:

• Ved registrering af en fejl på 220kV busbar eller linje sammen med en fejl i kredsløbsbryderen, responserer transformator reservebeskyttelsessystemet umiddelbart.

• Reservebeskyttelsen udløser først afkopling af busforbindelses- eller sektioneringsbryder for at isolere det defekte område og forhindre, at fejlen spreder sig til andre normalt opererende dele af systemet.

• Denne strategi sikrer, at selvom primær beskyttelse mislykkes for at reagere hurtigt, forbliver resten af systemet beskyttet og upåvirket, og udstrækningen af nedbruddet er minimaliseret.

Dette eksempel fremhæver den kritiske rolle, som transformator reservebeskyttelse spiller i strømnets drift, især i effektivt at begrænse virkningen af uventede fejl og at opretholde stabiliteten og pålideligheden af strømsystemet.