Hoofdtransformatoren reservebeveiliging: Belangrijke functies en foutafhandelingsgids

Reservebeveiliging Hoofdtransformator

Het doel van de reservebeveiliging van de hoofdtransformator is om overstroming in de transformatorwindingen veroorzaakt door externe fouten te voorkomen, als reservebeveiliging voor aangrenzende componenten (busbars of lijnen) te fungeren, en indien mogelijk als reservebeveiliging voor de primaire beveiliging van de transformator bij interne fouten. Reservebeveiliging wordt gebruikt om fouten te isoleren wanneer de primaire beveiliging of schakelaars falen.

De nulreeksbeveiliging van de hoofdtransformator is een reservebeveiliging voor transformators in systemen met direct aangesloten neutraal. Het is niet van toepassing in systemen met niet-direct aangesloten neutralen.

Gemeenschappelijke fase-tot-fase kortsluitingsreservebeveiligingen voor transformators omvatten overstromingsbeveiliging, laagspanningsgeïnitialiseerde overstromingsbeveiliging, samengestelde-spanningsgeïnitialiseerde overstromingsbeveiliging en negatieve-reeks overstromingsbeveiliging. Impedantiebeveiliging wordt soms ook gebruikt als reservebeveiliging.

Analyse van Gewone Oorzaken voor het Functioneren van de Reservebeveiliging van de Hoofdtransformator

• Richting-overstromingsbeveiliging met Samengestelde Spanningsblokkering

• Richting naar de busbar: Functie wijst meestal op een kortsluiting op de busbar of voederlijn waarbij de beveiliging niet heeft gewerkt.

• Richting naar de transformator: Functie wijst meestal op een kortsluiting op een downstream busbar of voederlijn waarbij de beveiliging heeft gefaald. Het is zeer onwaarschijnlijk dat de primaire beveiliging van de transformator heeft gefaald.

• Niet-richting-overstromingsbeveiliging met Samengestelde Spanningsblokkering

• Segment I: Functie wijst meestal op een busbarfout. De eerste tijdsvertraging activeert de buskoppeling, en de tweede tijdsvertraging activeert de lokale kant.

• Segment II: Gecoördineerd met lijnbeveiliging; functie wijst meestal op een falen van lijnbeveiliging.

• Segment III: Dient als reserve voor Segment II; functie activeert alle drie zijden van de transformator.

• Dient algemeen als reservebeveiliging voor eindstations.

• Bij transformators van 330kV en hoger, werkt de hoge- en middenspanningsside samengestelde spanningsgeblokkeerde overstromingsbeveiliging als een grote reserve, zonder richting en met een langere tijdsvertraging, omdat afstands- (impedantie-) beveiliging gevoelige reserve biedt (bijvoorbeeld, het volledige stilleggen van het incident bij Yongdeng Substation, Gansu, op 330kV).

• Als de richtinginstelling aan de middenspanningszijde van de transformator naar het systeem wijst, dient het als reservebeveiliging, wat effectief de reserve voor de middenspanningsbusbarbeveiliging wordt:

• Wanneer de reservebeveiliging van de hoofdtransformator functioneert om te trippen en de primaire beveiliging niet functioneert, moet dit over het algemeen worden beschouwd als een externe fout - ofwel een busbar- of lijnfout - die is verergerd, waardoor de reservebeveiliging van de hoofdtransformator wordt getripped.

• Neutrale Punt Spatie Beveiliging: Functie wijst op een systeem grondfout.

• Nulreeks Overstromingsbeveiliging:

• Segment I: Dient als reservebeveiliging voor grondfouten in de transformator en busbar.

• Segment II: Dient als reservebeveiliging voor grondfouten op uitgaande lijnen.

• De werkingstroom en tijdsvertraging moeten worden gecoördineerd met de grondreservefasen van naburige componenten.

Foutbereik Inspectie

• Na een trip van de reservebeveiliging van de hoofdtransformator, is de kans op een lijnfout die leidt tot een verhoogde trip veel groter dan een busbarfout. Daarom moet na een trip de focus liggen op het controleren of de lijnbeveiliging heeft gewerkt. Voor lijnen boven 220kV moet er ook speciale aandacht zijn voor het falen van het beveiligingsapparaat zelf.

• Als geen beveiligingsfunctiesignalen op de lijnen worden gevonden, zijn er twee mogelijkheden: ofwel de beveiliging heeft tijdens de fout niet gewerkt, ofwel er was een busbarfout.

• Als er beveiligingsfunctiesignalen aanwezig zijn op een voederlijn, ontkoppel dan de corresponderende lijnschakelaar. Na bevestiging van geen abnormaliteiten in de busbar en transformator tripschakelaars, concentreer je op het identificeren van de oorzaak van het falen van de lijnschakelaar om te trippen.

Foutisolatie en Afhandeling

• Op basis van beveiligingsfuncties, signalen, instrumentwijzingen, etc., bepaal het foutbereik en stroomonderbrekingbereik. Print het foutopnameverslag. Als de stationsdiensttransformator is verloren, schakel dan eerst over naar de back-up stationsdiensttransformator en activeer noodverlichting.

• Ontkoppel alle voederknoppen op de gedesactiveerde busbar. Als er enkele niet open zijn, trippen ze handmatig. Na bevestiging van geen abnormaliteiten in de busbar en transformatorschakelaars, laad de gedesactiveerde busbar op:

• Als de hoogspanningszijdeschakelaar is getripped, gebruik dan de buskoppelschakelaar om de gedesactiveerde busbar op te laden (met ladingbeveiliging ingeschakeld).

• Als de middenspannings- of laagspanningszijdeschakelaars zijn getripped, gebruik dan de hoofdtransformatorschakelaar om de busbar op te laden (meestal moet de reservebeveiligingstijdsvertraging worden verminderd).

• In onderstations met een dubbel-busbarconfiguratie, als er een busbarfout optreedt, gebruik dan de koude busoverdrachtmethode om de schakelaars die op de defecte busbar werken over te brengen naar de gezonde busbar om de stroom te herstellen.

• Als het isoleren van het foutpunt de busbar PT van stroom berooft, isoleer dan eerst de PT, en laad vervolgens de gedesactiveerde busbar op. Na succesvol opladen, sluit de PT secundaire parallelschakelaar, en herstel vervolgens de stroom op de lijnen.

• Als er geen tekenen van fout of abnormaliteiten op de gedesactiveerde busbar en lijnen zijn, met alle voederknoppen ontkoppeld, volg dan de dispatchinstructies om de hoofdtransformatorschakelaar en buskoppelschakelaar te sluiten om de busbar op te laden. Zodra het opladen normaal is, schakel de lijnautoherstart uit en test-energieer elke lijn sequentieel om de schakelaar te identificeren die niet heeft getripped.

• Na het functioneren van de spatiebeveiliging, als er geen apparaatabnormaliteiten worden gevonden, wacht dan op dispatchinstructies voor afhandeling.

Casusbeschrijving

In een 500kV onderstation werken twee autotransformators parallel, elk uitgerust met dubbele beveiligingssystemen. Wanneer er een fout optreedt op een sectie van de 220kV busbar of op een aangesloten lijn, en de overeenkomstige busbar of lijnschakelaar (en het beveiligingsapparaat) correct niet functioneert, zullen de reservebeveiligingen van beide transformators - zoals impedantiebeveiliging, richting-overstromingsbeveiliging met samengestelde spanningsblokkering, en richting-nulreeks overstromingsbeveiliging - gelijktijdig activeren en initiëren trippen. De buskoppeling of sectieschakelaar wordt eerst losgekoppeld, waarmee het normale functioneren van de niet-defecte busbarsecties wordt gegarandeerd, waardoor het uitvalgebied wordt beperkt en de impact van de stroomonderbreking wordt geminimaliseerd.

De specifieke werking is als volgt:

• Bij het detecteren van een fout op de 220kV busbar of lijn in combinatie met een falen van de schakelaar om te functioneren, reageert het reservebeveiligingssysteem van de transformator onmiddellijk.

• De reservebeveiliging activeert eerst het ontkoppelen van de buskoppeling of sectieschakelaar om de defecte zone te isoleren en te voorkomen dat de fout zich verspreidt naar andere normaal functionerende delen van het systeem.

• Deze strategie zorgt ervoor dat, zelfs als de primaire beveiliging niet snel genoeg reageert, de rest van het systeem beschermd blijft en onaangetast, en de omvang van de stroomonderbreking wordt geminimaliseerd.

Deze casus benadrukt de cruciale rol van de reservebeveiliging van de transformator in de operaties van het elektriciteitsnet, met name in het effectief beperken van de impact van onverwachte fouten en het behoud van de stabiliteit en betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet.