Haupttransformator-Sicherungsschutz: Hauptfunktionen und Leitfaden zur Störungsbehandlung

Sicherungsschutz des Hauptspeisetransformators

Der Zweck des Sicherungsschutzes des Hauptspeisetransformators besteht darin, Überströme in den Transformatorenwicklungen aufgrund externer Störungen zu verhindern, als Sicherungsschutz für benachbarte Komponenten (Busleitern oder Leitungen) zu dienen und, soweit möglich, als Sicherungsschutz für den Primärschutz des Transformators bei internen Störungen. Der Sicherungsschutz wird verwendet, um Störungen abzutrennen, wenn der Primärschutz oder die Schaltgeräte versagen.

Der Nullfolgeschutz des Hauptspeisetransformators ist ein Sicherungsschutz für Transformatoren in Systemen mit direkt geerdeter Neutralleitung. Er ist nicht anwendbar in Systemen mit nicht direkt geerdeter Neutralleitung.

Gängige Phasen-zu-Phasen-Kurzschluss-Sicherungsschütze für Transformatoren umfassen Überstromschutz, überstromschutz mit Spannungsunterbrechung, überstromschutz mit kombinierter Spannung und Negativfolgenüberstromschutz. Impedanzschutz wird manchmal auch als Sicherungsschutz verwendet.

Analyse gängiger Ursachen für das Auslösen des Sicherungsschutzes des Hauptspeisetransformators

• Gerichteter Überstromschutz mit kombinierter Spannungsblockierung

• Richtung zum Busleiter: Das Auslösen deutet in der Regel auf einen Kurzschluss am Busleiter oder der Speiseleitung hin, wo der Schutz nicht funktioniert hat.

• Richtung zum Transformator: Das Auslösen deutet in der Regel auf einen Kurzschluss an einem nachgeschalteten Busleiter oder einer Speiseleitung hin, wo der Schutz nicht funktioniert hat. Ein Versagen des Haupt-Schutzes des Transformators ist sehr unwahrscheinlich.

• Nicht gerichteter Überstromschutz mit kombinierter Spannungsblockierung

• Abschnitt I: Das Auslösen deutet in der Regel auf eine Busstörung hin. Die erste Zeitverzögerung schaltet den Buskupplungsschalter aus, und die zweite Zeitverzögerung schaltet die lokale Seite aus.

• Abschnitt II: Abgestimmt mit der Leitungsschutzeinrichtung; das Auslösen deutet in der Regel auf ein Versagen der Leitungsschutzeinrichtung hin.

• Abschnitt III: Dient als Ersatz für Abschnitt II; das Auslösen schaltet alle drei Seiten des Transformators aus.

• Dient in der Regel als Sicherungsschutz für Endstationen.

• Bei Transformatorn mit einer Spannung von 330 kV und darüber dient der kombinierte Spannungsblock-Überstromschutz an der Hoch- und Mittelspannungsseite als großer Ersatzer, ohne Richtung und mit längerer Zeitverzögerung, da der Entfernungsschutz (Impedanzschutz) empfindliche Sicherung bietet (z.B. der vollständige Stillstandsvorfall im Umspannwerk Yongdeng, Gansu, bei 330 kV).

• Wenn die Richtungseinstellung an der Mittelspannungsseite des Transformators zur Systemseite zeigt, dient sie als Sicherungsschutz und wird effektiv zum Sicherungsschutz der Mittelspannungsbusleiter:

• Wenn der Sicherungsschutz des Hauptspeisetransformators ausgelöst wird und der Primärschutz nicht reagiert, sollte dies in der Regel als externe Störung betrachtet werden - entweder eine Bus- oder Leitungsschädigung - die eskaliert ist und den Sicherungsschutz des Hauptspeisetransformators ausgelöst hat.

• Schutz des Neutralpunktes mit Lücke: Das Auslösen deutet auf eine Erdungsschädigung im System hin.

• Nullfolgen-Überstromschutz:

• Abschnitt I: Dient als Sicherungsschutz für Erdungsfehler im Transformator und am Busleiter.

• Abschnitt II: Dient als Sicherungsschutz für Erdungsfehler an ausgehenden Leitungen.

• Die Betriebsstromstärke und die Zeitverzögerung müssen mit den Erdungssicherungsstufen benachbarter Komponenten abgestimmt sein.

Störfallbereichsuntersuchung

• Nach dem Auslösen des Sicherungsschutzes des Hauptspeisetransformators ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Leitungsschädigung zu einem eskalierten Auslösen führt, viel höher als eine Busleiterschädigung. Daher sollte der Fokus nach dem Auslösen darauf liegen, zu prüfen, ob der Leitungsschutz ausgelöst wurde. Bei Leitungen über 220 kV sollte auch besondere Aufmerksamkeit darauf gelegt werden, ob das Schutzeinrichtung selbst versagt hat.

• Wenn keine Schutzbetriebssignale an den Leitungen gefunden werden, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder hat der Schutz während der Störung nicht funktioniert, oder es gab eine Busleiterschädigung.

• Wenn Schutzbetriebssignale an einer Speiseleitung vorhanden sind, trennen Sie den entsprechenden Leitungsschalter. Nach Bestätigung, dass keine Auffälligkeiten an den Busleitern und Transformatorauslösern vorhanden sind, konzentrieren Sie sich darauf, die Ursache für das Nicht-Auslösen des Leitungsschalters zu identifizieren.

Störungsabtrennung und -behebung

• Basierend auf Schutzbetrieb, Signalen, Instrumentenanzeigen usw. bestimmen Sie den Störungsbereich und den Ausfallbereich. Drucken Sie den Störfallprotokollbericht aus. Wenn der Stationstransformator verloren geht, wechseln Sie zunächst zum Ersatzstationstransformator und aktivieren Sie die Notbeleuchtung.

• Trennen Sie alle Speiseschalter am deenergisierten Busleiter. Falls welche nicht geöffnet wurden, schalten Sie diese manuell aus. Nach Bestätigung, dass keine Auffälligkeiten an den Busleitern und Transformator-Schaltern vorhanden sind, laden Sie den deenergisierten Busleiter auf:

• Wenn der Hochspannungsschalter ausgeschaltet wurde, verwenden Sie den Buskupplungsschalter, um den deenergisierten Busleiter zu laden (mit Ladungsschutz eingeschaltet).

• Wenn die Mittel- oder Niederspannungsschalter ausgeschaltet wurden, verwenden Sie den Hauptspeisetransformator-Schalter, um den Busleiter zu laden (in der Regel sollte die Sicherungsschutz-Zeitverzögerung reduziert werden).

• In Umspannwerken mit Doppelbusleiterkonfiguration, falls eine Busleiterstörung auftritt, verwenden Sie die kalte Busschaltungsmethode, um die an dem defekten Busleiter betriebenen Schalter auf den gesunden Busleiter zu verschieben, um die Stromversorgung wiederherzustellen.

• Falls die Abtrennung des Störpunkts dazu führt, dass der Busleiter-PT die Spannung verliert, isolieren Sie den PT zuerst, dann laden Sie den deenergisierten Busleiter auf. Nach erfolgreicher Beladung schließen Sie den PT-Sekundärparallelschalter und stellen anschließend die Stromversorgung der Leitungen wieder her.

• Falls keine Anzeichen für Störungen oder Auffälligkeiten am deenergisierten Busleiter und den Leitungen vorliegen, mit allen Speiseschaltern getrennt, folgen Sie den Anweisungen des Dispatchers, um den Hauptspeisetransformator-Schalter und den Buskupplungsschalter zu schließen, um den Busleiter zu laden. Sobald die Beladung normal ist, deaktivieren Sie die automatische Wiederzuschaltung der Leitung und testen Sie nacheinander jede Leitung, um den Schalter zu identifizieren, der nicht ausgelöst hat.

• Nach dem Auslösen des Lückenschutzes, falls keine Geräteanomalien festgestellt werden, warten Sie auf Anweisungen des Dispatchers für die Behandlung.

Fallbeschreibung

In einem 500-kV-Umspannwerk arbeiten zwei Autotransformatoren parallel, jeder mit doppelten Schutzsystemen ausgestattet. Wenn eine Störung an einem Abschnitt des 220-kV-Busleiters oder an einer verbundenen Leitung auftritt und der entsprechende Busleiter- oder Leitungsschalter (und seine Schutzeinrichtung) nicht korrekt reagiert, werden die Sicherungsschütze beider Transformatoren - wie Impedanzschutz, gerichteter Überstromschutz mit kombinierter Spannungsblockierung und gerichteter Nullfolgen-Überstromschutz - gleichzeitig aktiviert und lösen das Auslösen aus. Zuerst wird der Buskupplungs- oder Abschnittsschalter getrennt, um den fortlaufenden normalen Betrieb der nicht defekten Busleiterabschnitte sicherzustellen, was den Ausfallbereich einschränkt und den Einfluss der Stromunterbrechung minimiert.

Die spezifische Vorgehensweise ist wie folgt:

• Beim Erkennen einer Störung am 220-kV-Busleiter oder an der Leitung in Kombination mit einem Versagen des Schalters reagiert das Sicherungsschutzsystem des Transformators sofort.

• Der Sicherungsschutz löst zuerst die Trennung des Buskupplungs- oder Abschnittsschalters aus, um den defekten Bereich abzutrennen und das Ausbreiten der Störung auf andere normal betriebene Teile des Systems zu verhindern.

• Diese Strategie stellt sicher, dass, selbst wenn der Primärschutz nicht schnell genug reagiert, der Rest des Systems geschützt und unbeeinträchtigt bleibt und der Umfang des Ausfalls minimiert wird.

Dieser Fall unterstreicht die entscheidende Rolle des Sicherungsschutzes des Transformators in den Netzbetriebsvorgängen, insbesondere bei der effektiven Begrenzung der Auswirkungen unerwarteter Störungen und der Aufrechterhaltung der Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromsystems.