Mitkä ovat muuntamoiden neutraalipisteen maayhdistämismenetelmät ja suojaukset sähköverkoissa

Neutraalipisteen maanveto -asetukset ja muuntimien suojaus sähköverkoissa

Järjestelmille, joiden pitoisuus on 110 kV:sta 500 kV:hen, on käytettävä tehokasta maanvetomuotoa. Tarkemmin sanottuna kaikissa toimintatilanteissa järjestelmän nollajärjestysreaktanssin ja positiivijärjestysreaktanssin suhde X₀/X₁ tulisi olla positiivinen arvo eikä ylitä lukua 3. Samalla nollajärjestysvastuksen ja positiivijärjestysreaktanssin suhde R₀/X₁ tulisi myös olla positiivinen arvo eikä ylitä lukua 1.

330 kV:n ja 500 kV:n järjestelmissä muuntimien neutraalipisteet on maanjätetty suoraan.

110 kV:n ja 220 kV:n sähköverkoissa useimpien muuntimien neutraalipisteet on maanjätetty suoraan. Jotkut muuntimet taas maanjätetään välityksellä väliaikaisia kuiluja, kuljettajia tai niiden yhdistelmää käyttäen.

Yksifazisen lyhytkatkaisusuuntauksen rajoittamiseksi sähköverkossa 110 kV:sta ylöspäin suunnitelluille muuntimille voidaan soveltaa matalareaktanssin maanveto neutraalipisteeseen.

110 kV:n ja 220 kV:n muuntimien neutraalipisteen suojaus

Yksifazisen maanveto-lyhytkatkaisusuuntauksen rajoittamiseksi, kommunikaation häiriöiden välttämiseksi sekä relaissuojauksen asetusten ja konfiguraatioiden vaatimusten täyttämiseksi yhden muuntimen neutraalipiste maanjätetään suoraan. Muille muuntimille heidän neutraalipisteensä maanjätetään kuljettajien, suojakuilujen tai niiden yhdessä yhdistelmän avulla.

Useimmat muuntimet käyttävät suojauksenaan kuljettajien ja purkauskuijuiden yhdistelmää. Purkauskuijuilla on tyypillisesti sauva-sauvan rakenne, ja suurin osa kuljettajista on sinkkioksidikuljettajia.

Suojajako sulautetuille kuiluille ja kuljettajille

Verkkovaihe- ja kytkentäyläjännitteet käsitellään kuilujen kautta, kun taas salama- ja tilapäisyläjännitteet kuljettajien kautta. Samanaikaisesti kuilut rajavat liian korkeita verkkovaihe-yläjännitteitä ja liian korkeita jäännösjännitteitä, jotka saattavat ilmetä kuljettajissa. Tämä lähestymistapa ei ainoastaan suojele muuntimen neutraalipistettä, vaan myös tarjoaa keskinäistä suojaa.

Suojaus sinkkioksidikuljettajilla

Kun tapahtuu yksifazinen maanveto ja maanveto-lyhytkatkaisu, aiheutuva yläjännite voi vahingoittaa tai jopa räjäyttää kuljettajan.

Suojaus sauva-sauvan kuilulla

Tämäntyyppinen suojaus perustuu jakautuneeseen asennukseen. Käytännössä etäisyysmääritys on usein epätarkka, ja samankeskeytyminen on usein huono. Purtuaan arkku syövyttää elektrodeja. Salamanimpulssin aikana syntyy leikkaantuvia aaltoja, jotka uhkaavat laitteen eristyskykyä. Suojakuilu ei pysty sammuttamaan arkkua itsestään, vaan se vaatii relaissuojauksen toimivan arkun katkaisemiseksi, mikä saattaa johtaa relaissuojauksen virheelliseen toimintaan.

Yhdensuuntaiset kuljettaja- ja kuilusuojaukset

Kuljettajan suojatasan, sauva-kuilun toiminnallisten ominaisuuksien ja muuntimen neutraalipisteen eristystason väliset yhteistyövaatimukset ovat erittäin tiukat ja vaikeasti toteutettavissa käytännössä.

Suojaus kompositikuiluilla

Kompositieristeet käytetään mekaaniseen tueksi. Korkean- ja alijänniteelektrot kiinnitetään eristeen molempiin päihin, ja kuiluelektrot ovat vuohisorkan muotoisia. Sen purkaus- ja arkkipaloitus-elektrot on eroteltu. Sillä on etuja, kuten hyvä samankeskeytyminen, tarkka etäisyysmääritys, helposti asennettava ja kalibroitu, vahva syövytyshäiriyksikkö ja vakaa purkausjännite. Se ylittää puollettuina asennettujen sauva-kuilujen luontaiset haitat ja on paremmin sovellettavissa muuntimen neutraalipisteen suojaamiseen.

Suojauksen periaatteet

• Salamanyläjännitteen vaikutuksessa kuilu pitäisi rikkoutua suojatakseen muuntimen neutraalipisteen eristystasoa. Sen salamanpurkausjännite tulisi olla koordinoitu muuntimen neutraalipisteen salamankestävyyden kanssa.

• Jos järjestelmässä tapahtuu yksifazinen maanveto-lyhytkatkaisu, neutraalipisteen eristys tulisi kestää lyhytkatkaisun aiheuttaman yläjänniten, ja kuilu ei pitäisi rikkoutua estääkseen relaissuojauksen virheellistä toimintaa. Kun järjestelmässä tapahtuu yksifazinen maanveto-lyhytkatkaisu yhdessä neutraalipisteen maanveton kadotuksen kanssa, tai kun järjestelmässä tapahtuu epätäydellinen vaihe-toiminta, resonanssihäiriöt jne., jotka aiheuttavat verkkovaihe-yläjännitteen ylittämään tietyt rajat, kuilu pitäisi rikkoutua rajoittaakseen järjestelmän neutraalipisteen ja muuntimen neutraalipisteen yläjännitteen.

Suojaus ohjattavilla kuiluilla

Ohjattava kuilu koostuu pääasiassa vakioituneesta kuilusta, ohjauskuilusta ja kondensaattorin jännitejakoluulesta. Vuohisorkan kuilu toimii vakioituneena kuiluna, ja vakuumivalssi ohjaa ohjattavan kuilun automaattista purkaumista.

Ohjattava kuilu käytetään yhdessä kuljettajan kanssa. Salaman- ja tilapäisyläjännitteen aikana kuljettaja toimii rajoittaakseen yläjännitettä, ja ohjattava kuilu pysyy passiivisena. Kun järjestelmässä tapahtuu yksifazinen maanveto-lyhytkatkaisu, tämä yläjännite ei ole uhka neutraalipisteen eristystasolle, joten ohjattava kuilu ei toimi.

Kun tapahtuu verkkovaihe-yläjännite (kuten yksifazinen maanveto ja maanveton kadotus eristettyssä maanjättämättömässä järjestelmässä tai epätäydellinen vaihe-toiminta), ohjattava kuilu aktivoituu suojatakseen muuntimen neutraalipisteen eristystasoa ja kuljettajaa.

Ohjattava kuilu ratkaisee tehokkaasti kuilujen, kuljettajien ja yhdessä asennettujen sauva-kuilujen ja kuljettajien väliset ongelmat. Ohjattavan kuilun ja kuljettajan yhdensuuntainen asennus voi suojata tehokkaasti muuntimen neutraalipistettä.