Jaké jsou módové připojení středního vedení a ochranné metody transformátorů v elektrických sítích

Režimy zemlení neutrálního bodu a ochrana transformátorů v elektrických sítích

Pro systémy od 110 kV do 500 kV by měl být použit efektivní zemnící postup. Konkrétně, za všech provozních podmínek by mělo být poměr nulové sekvence reaktance k pozitivní sekvenci reaktance X₀/X₁ systému kladné číslo a nesmí překročit 3. Současně by měl být poměr nulové sekvence odporu k pozitivní sekvenci reaktance R₀/X₁ kladné číslo a nesmí překročit 1.

V systémech 330 kV a 500 kV jsou neutrální body transformátorů přímo zazemleny.

V elektrických sítích 110 kV a 220 kV jsou neutrální body většiny transformátorů přímo zazemleny. U některých transformátorů jsou neutrální body zazemleny přes mezery, ochranné prvky nebo paralelní kombinaci mezer a ochranných prvků.

Chcete-li omezit jednofázový krátkozavěrový proud v elektrické síti, lze na neutrální body transformátorů s nominálním napětím 110 kV a vyšším použít zemnici s nízkou reaktancí.

Ochrana neutrálního bodu transformátorů 110 kV a 220 kV

Chcete-li omezit jednofázový krátkozavěrový proud, zabránit rušení komunikace a splnit požadavky na nastavení a konfiguraci reléové ochrany, je neutrální bod jednoho transformátoru přímo zazemlen. Pro zbývající transformátory jsou jejich neutrální body zazemleny přes ochranné prvky, ochranné mezery nebo paralelní spojení ochranných prvků a ochranných mezer.

Většina transformátorů používá ochranný systém, který kombinuje ochranné prvky s propouštěcími mezerami. Propouštěcí mezera obvykle používá strukturu s dvěma tyčemi, a většina ochranných prvků je nakonfigurována jako oxid cévní ochranný prvek.

Dělení ochrany pro paralelní mezery s ochrannými prvky

Při pracovním frekvenci a přepínacích přetlaku se starají mezery, zatímco při bleskových a přechodných přetlakích se starají ochranné prvky. Zároveň mezery slouží k omezení příliš vysokých amplitud pracovního frekvenčního přetlaku a příliš vysokých reziduálních napětí, které by mohly vzniknout na ochranných prvcích. Tento přístup nejen chrání neutrální bod transformátoru, ale také dosahuje vzájemné ochrany.

Ochrana oxidem cínovým ochranným prvkem

Při výskytu jednofázového zemnění a ztráty zemnice může vzniklý přetlak poškodit nebo dokonce způsobit výbuch ochranného prvku.

Ochrana mezerami s dvěma tyčemi

Tento typ ochrany používá dělenou instalaci. V praxi se často stává, že úprava vzdálenosti není přesná a soustřednost je často špatná. Po propouštění se vygeneruje oblouk, který eroduje elektrody. Při bleskovém impulzu se vygenerují useknuté vlny, které hrozí bezpečnosti izolace zařízení. Ochranná mezera nemůže samovolně uhasit oblouk, místo toho je potřeba, aby reléová ochrana přerušila oblouk, což může vést k nesprávnému chování reléové ochrany.

Paralelní ochrana ochrannými prvky a mezerami

Požadavky na koordinaci mezi ochrannou úrovní ochranného prvku, pracovními charakteristikami mezery s dvěma tyčemi a izolační úrovní neutrálního bodu transformátoru jsou extrémně přísné a v praxi těžko dosažitelné.

Ochrana složenými mezerami

Složené izolátory se používají pro mechanickou podporu. Vysokonapěťové a níkonapěťové elektrody jsou pevně umístěny na obou koncích izolátoru a elektrody mezery mají tvar kožíšků. Jego propouštěcí elektrody a zapalovací elektrody jsou odděleny. Nabízí výhody jako dobrá soustřednost, přesné určení vzdálenosti, snadná instalace a nastavení, silná odolnost proti erozi a stabilní propouštěcí napětí. Překonává vrozené nedostatky dělené instalace mezery s dvěma tyčemi a je více vhodná pro ochranu neutrálního bodu transformátoru.

Zásady ochrany

• Při působení bleskového přetlaku by měla mezera propustit, aby chránila izolaci neutrálního bodu transformátoru. Jeho bleskový impulzní propustný proud by měl být koordinován s bleskovou impulzní odolností neutrálního bodu transformátoru.

• Při výskytu jednofázového zemnění v systému by měla izolace neutrálního bodu být schopna snést přetlak vygenerovaný touto poruchou a mezera by neměla propustit, aby se zabránilo nesprávnému chování reléové ochrany. Při výskytu jednofázového zemnění v systému spolu s ztrátou zemnice nebo při výskytu nesoustředného provozu, rezonančních poruchách atd., které vedou k přetlaku pracovní frekvence přes určitou amplitudu, by měla mezera propustit, aby omezila přetlak na neutrálním bodu transformátoru.

Ochrana řiditelnými mezerami

Řiditelná mezera se skládá hlavně z pevné mezery, řídící mezery a kondenzátorového okruhu rovnoměrného rozdělení napětí. Mezera s tvarem kožíšků funguje jako pevná mezera a vakuumový přepínač se používá k řízení automatického propouštění řiditelné mezeře.

Řiditelná mezera se používá paralelně s ochranným prvkem. Při bleskových a přechodných přetlacích operuje ochranný prvek k omezení přetlaku a řiditelná mezera zůstává neaktivní. Při výskytu jednofázového zemnění v systému tento přetlak nepředstavuje žádnou hrozbu pro izolaci neutrálního bodu, takže řiditelná mezera neoperuje.

Při výskytu přetlaku pracovní frekvence (např. jednofázové zemnění a ztráta zemnice v izolovaném nezemněném systému nebo nesoustředný provoz) aktivuje řiditelná mezera ochranu izolace neutrálního bodu transformátoru a ochranného prvku.

Řiditelná mezera efektivně řeší problémy existující u mezer, ochranných prvků a paralelní ochrany mezery s dvěma tyčemi a ochranného prvku. Paralelní spojení řiditelné mezeře a ochranného prvku může efektivně chránit neutrální bod transformátoru.