Основная трансформаторная резервная защита: ключевые функции и руководство по обработке неисправностей
Резервная защита основного трансформатора
Цель резервной защиты основного трансформатора — предотвратить перегрузку обмоток трансформатора из-за внешних повреждений, служить резервной защитой для смежных компонентов (шин или линий) и, по возможности, выступать в качестве резервной защиты для основной защиты трансформатора при внутренних повреждениях. Резервная защита используется для изоляции повреждений, когда основная защита или выключатели не срабатывают.
Защита нулевой последовательности основного трансформатора является резервной защитой для трансформаторов в системах с прямым заземлением нейтрали. Она не применима в системах с непрямым заземлением нейтрали.
Общие резервные защиты от фазовых коротких замыканий для трансформаторов включают защиту от перегрузки по току, защиту от перегрузки по току, инициируемую пониженным напряжением, защиту от перегрузки по току, инициируемую составным напряжением, и защиту от перегрузки по току обратной последовательности. Иногда также используется защита по сопротивлению как резервная защита.
Анализ распространенных причин срабатывания резервной защиты основного трансформатора
Направленная защита от перегрузки по току с блокировкой составным напряжением
Направление к шине: Срабатывание обычно указывает на короткое замыкание на шине или линии питания, где защита не сработала.
Направление к трансформатору: Срабатывание обычно указывает на короткое замыкание на нижней шине или линии питания, где защита не сработала. Вероятность отказа основной защиты трансформатора крайне мала.
Ненаправленная защита от перегрузки по току с блокировкой составным напряжением
Сегмент I: Срабатывание обычно указывает на повреждение шины. Первый временной интервал отключает секционный выключатель, второй временной интервал отключает местную сторону.
Сегмент II: Координируется с защитой линии; срабатывание обычно указывает на отказ защиты линии.
Сегмент III: Выступает в качестве резервной защиты для сегмента II; срабатывание отключает все три стороны трансформатора.
Обычно служит резервной защитой для конечных подстанций.
На трансформаторах классом 330 кВ и выше, защита от перегрузки по току с блокировкой составным напряжением на высоковольтной и средневольтной сторонах действует как большая резервная защита, без направления и с большим временем задержки, так как дистанционная (импедансная) защита обеспечивает чувствительную резервную защиту (например, полное отключение на подстанции Йонденг, Ганьсу, на 330 кВ).
Если настройка направления на средневольтной стороне трансформатора указывает на систему, она служит резервной защитой, фактически становясь резервной защитой для средневольтной шины:
Когда резервная защита основного трансформатора срабатывает, чтобы отключить, а основная защита не срабатывает, это обычно следует рассматривать как внешнее повреждение — либо повреждение шины, либо линии, которое усугубилось, вызвав срабатывание резервной защиты основного трансформатора.
Защита нейтральной точки с разрядником: Срабатывание указывает на повреждение заземления системы.
Защита от перегрузки по току нулевой последовательности:
Сегмент I: Действует как резервная защита для повреждений заземления в трансформаторе и шине.
Сегмент II: Действует как резервная защита для повреждений заземления на выходных линиях.
Ток срабатывания и время задержки должны быть согласованы с резервными ступенями заземления смежных компонентов.
Проверка диапазона повреждений
После срабатывания резервной защиты основного трансформатора вероятность того, что повреждение линии вызовет более серьезное отключение, намного выше, чем повреждение шины. Поэтому после отключения следует сосредоточиться на проверке, сработала ли защита линии. Для линий выше 220 кВ следует также обратить особое внимание на то, не произошел ли отказ самого устройства защиты.
Если сигналы срабатывания защиты на линиях не обнаружены, есть две возможности: либо защита не сработала во время повреждения, либо произошло повреждение шины.
Если на питаемой линии присутствуют сигналы срабатывания защиты, отключите соответствующий выключатель линии. После подтверждения отсутствия аномалий на шине и выключателях трансформатора сосредоточьтесь на определении причины отказа выключателя линии.
Изоляция и устранение повреждений
На основе срабатывания защиты, сигналов, показаний приборов и т. д., определите диапазон повреждений и диапазон отключения. Распечатайте отчет о записи повреждений. Если потеряно питание станционного трансформатора, переключитесь на резервный станционный трансформатор и активируйте аварийное освещение.
Отключите все выключатели линий на обесточенной шине. Если какие-либо из них не открылись, отключите их вручную. После подтверждения отсутствия аномалий на шине и выключателях трансформатора зарядите обесточенную шину:
Если отключился выключатель высокого напряжения, используйте секционный выключатель для зарядки обесточенной шины (с включенной защитой заряда).
Если отключились выключатели среднего или низкого напряжения, используйте выключатель основного трансформатора для зарядки шины (обычно время задержки резервной защиты должно быть уменьшено).
На подстанциях с двухшинной конфигурацией, если произошло повреждение шины, используйте метод холодного переноса для перемещения выключателей, работающих на поврежденной шине, на здоровую шину, чтобы восстановить питание.
Если изоляция точки повреждения приводит к потере питания шинного ПТ, сначала изолируйте ПТ, затем зарядите обесточенную шину. После успешной зарядки закройте вторичный параллельный выключатель ПТ, а затем восстановите питание линий.
Если на обесточенной шине и линиях нет признаков повреждений или аномалий, со всеми выключателями линий отключенными, следуйте инструкциям диспетчера, чтобы закрыть выключатель основного трансформатора и секционный выключатель для зарядки шины. После нормальной зарядки отключите автоматическое повторное включение линий и последовательно тестировать каждую линию, чтобы определить выключатель, который не сработал.
После срабатывания защиты разрядника, если не обнаружено никаких аномалий оборудования, дождитесь инструкций диспетчера для дальнейших действий.
Описание случая
На подстанции 500 кВ два автотрансформатора работают параллельно, каждый оборудован двойной системой защиты. При повреждении одной секции шины 220 кВ или связанной линии, и если соответствующий выключатель шины или линии (и его устройство защиты) не сработал правильно, резервные защиты обоих трансформаторов, такие как импедансная защита, направленная защита от перегрузки по току с блокировкой составным напряжением и направленная защита от перегрузки по току нулевой последовательности, одновременно активируются и инициируют отключение. Сначала отключается секционный или секционирующий выключатель, обеспечивая продолжение нормальной работы неповрежденных секций шины, тем самым ограничивая зону отключения и минимизируя влияние перебоев в подаче электроэнергии.
Конкретные действия следующие:
При обнаружении повреждения на шине 220 кВ или линии в сочетании с отказом выключателя, система резервной защиты трансформатора немедленно реагирует.
Резервная защита сначала вызывает отключение секционного или секционирующего выключателя, чтобы изолировать поврежденную зону и предотвратить распространение повреждения на другие нормально работающие части системы.
Эта стратегия обеспечивает, что даже если основная защита не отреагирует своевременно, остальная часть системы остается защищенной и не затронутой, и зона отключения минимизирована.
Этот случай подчеркивает важную роль резервной защиты трансформатора в операциях энергетической сети, особенно в эффективном ограничении влияния непредвиденных повреждений и поддержании стабильности и надежности энергетической системы.
