ตัวแปลงหลักสำรอง: ฟังก์ชันหลักและการจัดการข้อผิดพลาด

การป้องกันสำรองของหม้อแปลงหลัก

วัตถุประสงค์ของการป้องกันสำรองของหม้อแปลงหลักคือเพื่อป้องกันกระแสเกินในขดลวดหม้อแปลงที่เกิดจากความผิดปกติภายนอก ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองให้แก่ส่วนประกอบใกล้เคียง (บัสบาร์หรือสายส่ง) และเมื่อสามารถทำได้ ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองให้แก่การป้องกันหลักของหม้อแปลงในกรณีที่เกิดความผิดปกติภายใน การป้องกันสำรองใช้เพื่อแยกความผิดปกติเมื่อการป้องกันหลักหรือวงจรตัดกระแสล้มเหลว

การป้องกันลำดับศูนย์ของหม้อแปลงหลักเป็นการป้องกันสำรองสำหรับหม้อแปลงในระบบที่มีจุดกลางเชื่อมต่อโดยตรง ไม่สามารถใช้ได้ในระบบที่มีจุดกลางไม่เชื่อมต่อโดยตรง

การป้องกันสำรองแบบช่วงระหว่างเฟสทั่วไปสำหรับหม้อแปลงรวมถึงการป้องกันกระแสเกิน การป้องกันกระแสเกินที่เริ่มทำงานด้วยแรงดันต่ำ การป้องกันกระแสเกินที่เริ่มทำงานด้วยแรงดันผสม และการป้องกันกระแสเกินลำดับลบ การป้องกันความต้านทานบางครั้งก็ใช้เป็นการป้องกันสำรอง

การวิเคราะห์สาเหตุทั่วไปของการทำงานของระบบป้องกันสำรองหม้อแปลงหลัก

• การป้องกันกระแสเกินตามทิศทางพร้อมการป้องกันแรงดันผสม

• ทิศทางไปยังบัสบาร์: การทำงานทั่วไปบ่งบอกถึงความผิดปกติระยะสั้นบนบัสบาร์หรือสายส่งที่การป้องกันล้มเหลว

• ทิศทางไปยังหม้อแปลง: การทำงานทั่วไปบ่งบอกถึงความผิดปกติระยะสั้นบนบัสบาร์หรือสายส่งที่อยู่ใต้ทิศทางที่การป้องกันล้มเหลว โอกาสที่การป้องกันหลักของหม้อแปลงจะล้มเหลวน้อยมาก

• การป้องกันกระแสเกินไม่มีทิศทางพร้อมการป้องกันแรงดันผสม

• ส่วนที่ I: การทำงานทั่วไปบ่งบอกถึงความผิดปกติบนบัสบาร์ ระยะเวลาล่าช้าครั้งแรกจะทำให้วงจรตัดกระแสบัสบาร์ทำงาน และระยะเวลาล่าช้าครั้งที่สองจะทำให้วงจรตัดกระแสฝั่งท้องถิ่นทำงาน

• ส่วนที่ II: ประสานงานกับการป้องกันสายส่ง การทำงานทั่วไปบ่งบอกถึงความล้มเหลวของการป้องกันสายส่ง

• ส่วนที่ III: ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองให้แก่ส่วนที่ II การทำงานจะทำให้วงจรตัดกระแสสามด้านของหม้อแปลงทำงาน

• โดยทั่วไปทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองสำหรับสถานีปลายทาง

• ในหม้อแปลงขนาด 330kV ขึ้นไป การป้องกันกระแสเกินที่ถูกบล็อกด้วยแรงดันผสมบนด้านแรงดันสูงและกลางทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองขนาดใหญ่ โดยไม่มีทิศทางและมีระยะเวลาล่าช้านาน เนื่องจากการป้องกันระยะทาง (ความต้านทาน) ให้การป้องกันสำรองที่ไว (เช่น กรณีหยุดการทำงานทั้งหมดที่สถานี Yongdeng ประเทศจีน 330kV)

• หากการตั้งค่าทิศทางบนด้านแรงดันกลางของหม้อแปลงชี้ไปยังระบบ จะทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรอง กลายเป็นการป้องกันสำรองสำหรับการป้องกันบัสบาร์แรงดันกลาง:

• เมื่อการป้องกันสำรองของหม้อแปลงหลักทำงานและป้องกันหลักไม่ทำงาน ควรพิจารณาเป็นความผิดปกติภายนอก ซึ่งอาจเป็นความผิดปกติบนบัสบาร์หรือสายส่งที่ขยายผล ทำให้การป้องกันสำรองของหม้อแปลงหลักทำงาน

• การป้องกันช่องว่างจุดกลาง: การทำงานบ่งบอกถึงความผิดปกติภาคพื้นดินในระบบ

• การป้องกันกระแสเกินลำดับศูนย์:

• ส่วนที่ I: ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองสำหรับความผิดปกติภาคพื้นดินในหม้อแปลงและบัสบาร์

• ส่วนที่ II: ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองสำหรับความผิดปกติภาคพื้นดินบนสายส่งขาออก

• กระแสและระยะเวลาล่าช้าในการทำงานต้องประสานงานกับขั้นตอนการป้องกันภาคพื้นดินของส่วนประกอบใกล้เคียง

การตรวจสอบขอบเขตความผิดปกติ

• หลังจากการป้องกันสำรองของหม้อแปลงหลักทำงาน โอกาสที่ความผิดปกติบนสายส่งจะทำให้เกิดการขยายผลมากกว่าความผิดปกติบนบัสบาร์ ดังนั้นหลังจากการทำงานควรมุ่งเน้นในการตรวจสอบว่าการป้องกันสายส่งทำงานหรือไม่ สำหรับสายส่งเหนือ 220kV ควรระวังเป็นพิเศษว่าอุปกรณ์ป้องกันเองล้มเหลวหรือไม่

• หากไม่พบสัญญาณการทำงานของป้องกันบนสายส่ง มีสองความเป็นไปได้ คือ การป้องกันไม่ทำงานในระหว่างความผิดปกติ หรือเกิดความผิดปกติบนบัสบาร์

• หากมีสัญญาณการทำงานของป้องกันบนสายส่งขาออก ให้ตัดวงจรตัดกระแสสายส่งที่เกี่ยวข้อง หลังจากยืนยันว่าไม่มีความผิดปกติบนบัสบาร์และสวิตช์ทริปของหม้อแปลง ให้เน้นในการระบุสาเหตุที่ทำให้วงจรตัดกระแสสายส่งไม่ทำงาน

การแยกและการจัดการความผิดปกติ

• ตามการทำงานของป้องกัน สัญญาณ คำแนะนำของเครื่องมือ ฯลฯ กำหนดขอบเขตความผิดปกติและขอบเขตการขาดไฟ พิมพ์รายงานการบันทึกความผิดปกติ หากหม้อแปลงสถานีบริการหาย ให้เปลี่ยนไปใช้หม้อแปลงสถานีบริการสำรองก่อนและเปิดไฟฉุกเฉิน

• ตัดสวิตช์ทุกสวิตช์บนบัสบาร์ที่ขาดไฟ หากพบว่ายังไม่เปิด ให้เปิดด้วยมือ หลังจากยืนยันว่าไม่มีความผิดปกติบนสวิตช์บัสบาร์และหม้อแปลง ให้ชาร์จบัสบาร์ที่ขาดไฟ:

• หากสวิตช์ด้านแรงดันสูงทริป ให้ใช้สวิตช์บัสบาร์เชื่อมโยงเพื่อชาร์จบัสบาร์ที่ขาดไฟ (พร้อมการป้องกันชาร์จ)

• หากสวิตช์ด้านแรงดันกลางหรือต่ำทริป ให้ใช้สวิตช์หม้อแปลงหลักเพื่อชาร์จบัสบาร์ (โดยทั่วไปเวลาล่าช้าของการป้องกันสำรองควรลดลง)

• ในสถานีที่มีระบบบัสบาร์คู่ หากเกิดความผิดปกติบนบัสบาร์ ให้ใช้วิธีการโอนสวิตช์แบบเย็นเพื่อย้ายสวิตช์ที่ทำงานบนบัสบาร์ที่ผิดปกติไปยังบัสบาร์ที่แข็งแรงเพื่อฟื้นฟูพลังงาน

• หากการแยกจุดความผิดปกติทำให้ PT บัสบาร์ขาดไฟ ให้แยก PT ก่อน แล้วชาร์จบัสบาร์ที่ขาดไฟ หลังจากชาร์จสำเร็จ ให้ปิดสวิตช์ขนาน PT รอง และฟื้นฟูพลังงานให้กับสายส่ง

• หากไม่พบสัญญาณความผิดปกติหรือความผิดปกติบนบัสบาร์และสายส่งที่ขาดไฟ หลังจากตัดสวิตช์ทุกสวิตช์ขาออก ให้ปฏิบัติตามคำสั่งการควบคุมเพื่อปิดสวิตช์หม้อแปลงหลักและสวิตช์บัสบาร์เชื่อมโยงเพื่อชาร์จบัสบาร์ หลังจากชาร์จเป็นปกติ ให้ปิดการรีเซ็ตอัตโนมัติของสายส่ง และทดสอบการจ่ายไฟให้แต่ละสายส่งเพื่อระบุสวิตช์ที่ไม่ทำงาน

• หลังจากการป้องกันช่องว่างทำงาน ถ้าไม่พบความผิดปกติของอุปกรณ์ รอคำสั่งการควบคุมเพื่อจัดการ

คำอธิบายกรณีศึกษา

ในสถานี 500kV ที่มีหม้อแปลงออโต้สองเครื่องทำงานแบบขนาน แต่ละเครื่องมีระบบป้องกันคู่ เมื่อเกิดความผิดปกติบนบัสบาร์ 220kV หรือบนสายส่งที่เชื่อมต่อ และสวิตช์บัสบาร์หรือสายส่ง (และอุปกรณ์ป้องกัน) ไม่ทำงานอย่างถูกต้อง การป้องกันสำรองของทั้งสองหม้อแปลง เช่น การป้องกันความต้านทาน การป้องกันกระแสเกินตามทิศทางพร้อมการป้องกันแรงดันผสม และการป้องกันกระแสเกินลำดับศูนย์ตามทิศทาง จะทำงานพร้อมกันและเริ่มการทริป สวิตช์บัสบาร์เชื่อมโยงหรือสวิตช์แบ่งส่วนจะถูกตัดก่อน เพื่อรักษาการดำเนินงานปกติของส่วนบัสบาร์ที่ไม่มีความผิดปกติ จำกัดพื้นที่การขาดไฟ และลดผลกระทบจากการขาดไฟ

การดำเนินการเฉพาะเจาะจงคือ:

• เมื่อตรวจพบความผิดปกติบนบัสบาร์ 220kV หรือสายส่งที่เชื่อมต่อร่วมกับความล้มเหลวของสวิตช์ ระบบป้องกันสำรองของหม้อแปลงตอบสนองทันที

• การป้องกันสำรองจะทำให้สวิตช์บัสบาร์เชื่อมโยงหรือสวิตช์แบ่งส่วนตัดก่อน เพื่อแยกพื้นที่ความผิดปกติและป้องกันไม่ให้ความผิดปกติแพร่กระจายไปยังส่วนอื่น ๆ ของระบบที่ทำงานปกติ

• กลยุทธ์นี้จะรับประกันว่า แม้การป้องกันหลักจะไม่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว ระบบส่วนที่เหลือก็ยังคงได้รับการป้องกันและไม่ได้รับผลกระทบ และพื้นที่การขาดไฟจะถูกจำกัด

กรณีศึกษานี้แสดงถึงบทบาทสำคัญของการป้องกันสำรองหม้อแปลงในการดำเนินงานของระบบไฟฟ้า โดยเฉพาะในการควบคุมผลกระทบที่ไม่คาดคิดและรักษาความมั่นคงและความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้า