Hvad er nulpunktsjordningsmetoder og beskyttelsesmetoder for transformatorer i kraftnet？

Nøjagtige punkt til jord forbindelsesmodi og beskyttelse af transformatorer i kraftnet

For systemer mellem 110 kV og 500 kV skal en effektiv jordforbindelsesmetode anvendes. Specifikt bør forholdet mellem nulrække reaktance og positivrække reaktance X₀/X₁ under alle driftsforhold være et positivt tal og ikke overstige 3. Samtidig bør forholdet mellem nulrække resistens og positivrække reaktance R₀/X₁ oogså være et positivt tal og ikke overstige 1.

I 330 kV- og 500 kV-systemer er de neutrale punkter på transformatorerne direkte jordede.

I 110 kV- og 220 kV-kraftnet er de neutrale punkter på de fleste transformatorer direkte jordede. For nogle transformatorer er deres neutrale punkter jordede gennem spalter, lynudlignere eller parallelle kombinationer af spalter og lynudlignere.

For at begrænse den enefasede kortslutningsstrøm i kraftnettet kan lavreaktans jordforbindelse anvendes på de neutrale punkter af transformatorer med en strømføring på 110 kV og over.

Beskyttelse af neutrale punkter på 110 kV- og 220 kV-transformatorer

For at begrænse den enefasede jordkortslutningsstrøm, undgå kommunikationsstøj, og opfylde kravene til indstilling og konfiguration af relæbeskyttelse, er det neutrale punkt på en transformator direkte jordet. For de øvrige transformatorer er deres neutrale punkter jordede gennem lynudlignere, beskyttelsesspalter, eller parallelle forbindelser af lynudlignere og beskyttelsesspalter.

De fleste transformatorer bruger en beskyttelseskonstruktion, der kombinerer lynudlignere med udladningsspalter. Udladningsspaltet anvender typisk en stav-stav struktur, og de fleste lynudlignere er konfigureret som zincoxid lynudlignere.

Beskyttelsesfordeling for parallelle spalter med lynudlignere

Netfrekvens og skiftoverspændinger håndteres af spalterne, mens lyn- og transiente overspændinger tages af lynudlignerne. Samtidigt begrænser spalterne meget høje netfrekvensoverspændinger og for høje restspændinger, der kan forekomme på lynudlignerne. Dette tilgang ikke kun beskytter det neutrale punkt på transformatoren, men sikrer også gensidig beskyttelse.

Beskyttelse ved metaloksid lynudlignere

Når der opstår en enefased jordkortslutning og tab af jordforbindelse, kan den resulterende overspænding skade eller endda forårsage eksplosion af lynudligneren.

Beskyttelse ved stav-stav spalter

Denne type beskyttelse anvender en delt installation. I praksis er afstandjustering ofte upræcis, og centriciteten er ofte dårlig. Efter udladning vil den genererede bue erosionere elektroderne. Under lynimpuls produceres klippebølger, hvilket udgør en trussel mod isolations Sikkerhed på udstyr. Beskyttelsesspalten kan ikke selv slukke buen. I stedet er relæbeskyttelse nødvendig for at afbryde buen, hvilket kan føre til fejlagtig aktivering af relæbeskyttelsen.

Parallel beskyttelse ved lynudlignere og spalter

Koordinationskravene mellem lynudlignernes beskyttelsesniveau, stavspaltens driftsegenskaber, og transformatorens neutrale punkts isolationsniveau er yderst strenge og vanskelige at opfylde i praksis.

Beskyttelse ved sammensatte spalter

Kompositisolatoren anvendes til mekanisk støtte. Højspændings- og lavspændingselektroder er fastgjorte i begge ender af isolatoren, og spalteelektroderne har form som gejhorne. Dets udladningselektroder og buendannelselektroder er adskilt. Det byder på fordele såsom god centricitet, præcis afstandsbestemmelse, nem installation og justering, stærk erosionstålighed, og stabil udladningsspænding. Det overkommer de indbyrdes ulemper ved delt installeret stavspalter og er mere egnet til at beskytte det neutrale punkt på transformatorer.

Beskyttelsesprincipper

• Under virkningen af lynoverspænding, bør spalten breakdown for at beskytte isoleringen af transformatorens neutrale punkt. Dens lynimpuls udladningsspænding bør koordineres med lynimpuls standse niveauet for transformatorens neutrale punkt.

• Når der opstår en enefased jordfejl i systemet, bør neutralpunktets isolering kunne modstå den overspænding, der dannes af fejlen, og spalten bør ikke breakdown for at undgå fejlagtig aktivering af relæbeskyttelse. Når der opstår en enefased jordfejl i systemet sammen med tab af jordforbindelse, eller når systemet oplever ikke-fuld fase drift, resonansfejl osv., der fører til netfrekvensoverspændinger, der overstiger en bestemt amplitude, bør spalten breakdown for at klemme systemets neutrale punkt og begrænse overspændingen ved transformatorens neutrale punkt.

Beskyttelse ved kontrollerbare spalter

En kontrollerbar spalte består hovedsageligt af en fast spalte, en kontrolspalte, og en kondensator spændingsjævningskredsløb. Gejhorns spalten fungerer som den faste spalte, og en vakuumsvitsch anvendes til at kontrollere den automatiske breakdown af den kontrollerbare spalte.

Den kontrollerbare spalte anvendes parallelt med lynudligneren. Under lyn- og transiente overspændinger opererer lynudligneren for at begrænse overspændingen, og den kontrollerbare spalte forbliver inaktiv. Når der opstår en enefased jordfejl i systemet, danner denne overspænding ingen trussel mod neutralpunktets isolering, så den kontrollerbare spalte aktiveres ikke.

Når der opstår netfrekvensoverspændinger (som enefased jordforbindelse og tab af jordforbindelse i et isoleret ujordet system eller ikke-fuld fase drift), aktiverer den kontrollerbare spalte for at beskytte isoleringen af transformatorens neutrale punkt og lynudligneren.

Den kontrollerbare spalte løser effektivt problemerne, der findes i spalter, lynudlignere, og parallel beskyttelse af stavspalter og lynudlignere. Parallel forbindelse af den kontrollerbare spalte og lynudligner kan effektivt beskytte det neutrale punkt på transformatoren.