Protección de Reserva do Transformador Principal: Funcións Clave e Guía para a Xestión de Fallos

Protección de Reserva do Transformador Principal

O obxectivo da protección de reserva do transformador principal é prevenir a sobrecorrente nas bobinas do transformador causada por fallos externos, servir como protección de reserva para compoñentes adxacentes (barras ou liñas) e, onde sexa posible, actuar como reserva para a protección primaria do transformador en caso de fallos internos. A protección de reserva emprega para isolar os fallos cando a protección primaria ou os interruptores fallan.

A protección de secuencia cero do transformador principal é unha protección de reserva para transformadores en sistemas con neutro directamente aterrado. Non se aplica en sistemas con neutros non directamente aterrados.

As protecções de reserva comúns contra cortocircuitos entre fases nos transformadores inclúen a protección de sobrecorrente, a protección de sobrecorrente iniciada por baixa tensión, a protección de sobrecorrente iniciada por tensión composta e a protección de sobrecorrente de secuencia negativa. A protección de impedancia tamén se usa ocasionalmente como protección de reserva.

Análise das Causas Comúns de Operación da Protección de Reserva do Transformador Principal

• Protección de Sobrecorrente Direccional con Bloqueo de Tensión Composta

• Dirección cara á barra: A operación indica xeralmente un cortocircuito na barra ou na liña de alimentación onde a protección non funcionou.

• Dirección cara ao transformador: A operación indica xeralmente un cortocircuito nunha barra ou liña de alimentación downstream onde a protección non funcionou. A falla da protección principal do transformador é moi pouco probable.

• Protección de Sobrecorrente Non-Direccional con Bloqueo de Tensión Composta

• Segmento I: A operación indica xeralmente un fallo na barra. O primeiro retardo dispara o interruptor de unión da barra, e o segundo retardo dispara o lado local.

• Segmento II: Coordinado coa protección da liña; a operación indica xeralmente unha falla da protección da liña.

• Segmento III: Serve como reserva para o Segmento II; a operación dispara os tres lados do transformador.

• Xeralmente serve como protección de reserva para subestacións terminais.

• En transformadores de 330kV ou superior, a protección de sobrecorrente bloqueada por tensión composta dos lados de alta e media tensión actúa como unha gran reserva, sen dirección e cun retardo máis longo, xa que a protección de distancia (impedancia) proporciona unha reserva sensible (por exemplo, o incidente de corte total na Subestación Yongdeng, Gansu, a 330kV).

• Se a configuración direccional no lado de media tensión do transformador apunta cara ao sistema, actúa como protección de reserva, efetivamente converténdose na reserva para a protección da barra de media tensión:

• Cando a protección de reserva do transformador principal opera para disparar e a protección principal non opera, xeralmente debe considerarse un fallo externo, ou un fallo na barra ou na liña, que escalou, provocando que a protección de reserva do transformador principal opere.

• Protección do Espazo do Punto Neutro: A operación indica un fallo de aterramento no sistema.

• Protección de Sobrecorrente de Secuencia Cero:

• Segmento I: Actúa como protección de reserva para fallos de aterramento no transformador e na barra.

• Segmento II: Actúa como protección de reserva para fallos de aterramento nas liñas de saída.

• A corrente de operación e o retardo deben coordinarse coas etapas de reserva de aterramento dos compoñentes adxacentes.

Inspección do Alcance do Fallo

• Despois dunha operación de protección de reserva do transformador principal, a probabilidade de que un fallo na liña cause un disparo escalado é moito maior que un fallo na barra. Polo tanto, o foco despois dun disparo debe ser comprobar se a protección da liña operou. Para liñas superiores a 220kV, tamén se debe prestar atención especial a se o propio dispositivo de protección fallou.

• Se non se atopan señales de operación de protección nas liñas, hai dúas posibilidades: ou a protección non operou durante o fallo, ou houbo un fallo na barra.

• Se hai señales de operación de protección nunha liña de alimentación, desconecte o correspondente interruptor de liña. Despois de confirmar que non hai anormalidades nos interruptores de barras e transformadores, centrase en identificar a causa do fallo do interruptor de liña para disparar.

Isolamento e Manejo do Fallo

• Baseándose na operación de protección, señales, indicacións de instrumentos, etc., determinar o alcance do fallo e o alcance do corte. Imprimir o informe de rexistro de fallos. Se se perde o transformador de servizo da estación, cambiar ao transformador de servizo de reserva primeiro e activar a iluminación de emergencia.

• Desconectar todos os interruptores de liña na barra desenerxizada. Se alguno non abriu, disparalo manualmente. Despois de confirmar que non hai anormalidades nos interruptores de barras e transformadores, cargar a barra desenerxizada:

• Se o interruptor do lado de alta tensión disparou, usar o interruptor de unión da barra para cargar a barra desenerxizada (con protección de carga engadida).

• Se os interruptores do lado de media ou baixa tensión dispararon, usar o interruptor do transformador principal para cargar a barra (xeralmente, o retardo de protección de reserva debe reducirse).

• En subestacións con configuración de dobre barra, se ocorre un fallo na barra, usar o método de transferencia de barra fría para mover os interruptores que operan na barra defectuosa á barra sana para restaurar a enerxía.

• Se o punto de fallo está isolado e a PT da barra perde enerxía, aislar primeiro a PT, e logo cargar a barra desenerxizada. Despois de cargar correctamente, pechar o interruptor paralelo secundario da PT, e logo restaurar a enerxía ás liñas.

• Se non hai sinais de fallo ou anormalidades na barra e liñas desenerxizadas, con todos os interruptores de liña desconectados, seguir as instrucións de despacho para pechar o interruptor do transformador principal e o interruptor de unión da barra para cargar a barra. Unha vez que a carga é normal, desactivar a recierre automático da liña e energizar secuencialmente cada liña para identificar o interruptor que non operou.

• Despois de que a protección do espazo opere, se non se atopan anormalidades no equipo, agardar as instrucións de despacho para o manejo.

Descrición do Caso

Nunha subestación de 500kV, dous autotransformadores operan en paralelo, cada un equipado con dous sistemas de protección. Cando ocorre un fallo nunha sección da barra de 220kV ou nunha liña conectada, e o correspondente interruptor de barra ou liña (e o seu dispositivo de protección) non funciona correctamente, as protecções de reserva de ambos os transformadores, como a protección de impedancia, a protección de sobrecorrente direccional con bloqueo de tensión composta e a protección de sobrecorrente de secuencia cero direccional, actuarán simultaneamente e iniciarán o disparo. Primeiro, o interruptor de unión ou seccionador é desconectado, asegurando a continuación da operación normal das seccións de barras non defectuosas, limitando así a área de corte e minimizando o impacto da interrupción de enerxía.

A operación específica é a seguinte:

• Ao detectar un fallo na barra de 220kV ou liña combinado cunha falla do interruptor, o sistema de protección de reserva do transformador responde inmediatamente.

• A protección de reserva dispara primeiro a desconexión do interruptor de unión ou seccionador para isolar a zona defectuosa e evitar que o fallo se propague a outras partes do sistema que operan normalmente.

• Esta estratexia asegura que, incluso se a protección primaria non responde rapidamente, o resto do sistema permanece protexido e non afectado, e a extensión do corte é minimizada.

Este caso destaca o papel crítico da protección de reserva do transformador nas operacións da rede eléctrica, especialmente en contener eficazmente o impacto de fallos inesperados e manter a estabilidade e fiabilidade do sistema eléctrico.