Kādi ir transformatoru neitrālā punkta zemeslīdzināšanas režīmi un aizsardzības metodes elektrotīklos

Neutrālā punkta zemesanas režīmi un transformatoru aizsardzība elektrotīklos

Sistēmām no 110 kV līdz 500 kV jāpieņem efektīva zemesanas metode. Konkrēti, visos darbības apstākļos sistēmas nulles sekvenču reaktancijas un pozitīvās sekvenču reaktancijas attiecība X₀/X₁ jābūt pozitīvai vērtībai, kas nepārsniedz 3. Tāpat nulles sekvenču rezistances un pozitīvās sekvenču reaktancijas attiecība R₀/X₁ arī jābūt pozitīvai vērtībai, kas nepārsniedz 1.

330 kV un 500 kV sistēmās transformatoru neutrālie punkti tiek tieši uz zemes.

110 kV un 220 kV elektrotīklos lielākā daļa transformatoru neutrālie punkti tiek tieši uz zemes. Dažiem transformatoriem to neutrālie punkti tiek uz zemes caur atstarpi, pārklājietājiem vai paralēli savienotiem atstarpēm un pārklājietājiem.

Lai ierobežotu vienfasejo īsāko strāvas plūsmu elektrotīklā, transformatoru neutrālie punkti no 110 kV un augstākiem var tikt uz zemes ar zemu reaktanciju.

110 kV un 220 kV transformatoru neutrālo punktu aizsardzība

Lai ierobežotu vienfasejo īsāko strāvas plūsmu, izvairītos no komunikācijas traucējumiem un apmierinātu releja aizsardzības iestatīšanas un konfigurēšanas prasības, viena transformatora neutrālais punkts tiek tieši uz zemes. Pārējiem transformatoriem to neutrālie punkti tiek uz zemes caur pārklājietājiem, aizsardzības atstarpēm vai paralēli savienotiem pārklājietājiem un aizsardzības atstarpēm.

Lielākā daļa transformatoru izmanto aizsardzības shēmu, kas kombinē pārklājietājus ar izlaides atstarpēm. Izlaides atstarpes parasti izmanto stabi-stabu struktūru, un lielākā daļa pārklājietāju ir konfigurēti kā cinka oksīda pārklājietāji.

Aizsardzības sadalījums paralēlās atstarpes ar pārklājietājiem

Elektrotīkla frekvences un pārslēguma pārslikuma spriegumu apstrādā atstarpes, bet vaļa un tranzīta pārslikuma spriegumu apstrādā pārklājietāji. Tāpat atstarpes ierobežo pārāk augstu amplitūdas elektrotīkla frekvences pārslikuma spriegumu un pārāk augstu atlikuso spriegumu, kas var rasties pārklājietājos. Šis pieejas ne tikai aizsargā transformatora neutrālo punktu, bet arī sasniedz savstarpēju aizsardzību.

Aizsardzība ar metāla oksīda pārklājietājiem

Ja notiek vienfasejs uz zemes slieksnis un zemes zaudēšana, radītais pārslikuma spriegums var bojāt vai pat izraisīt pārklājietāja eksplodēšanu.

Aizsardzība ar stabu-stabu atstarpēm

Šis aizsardzības veids izmanto sadalīto montāžu. Praksē, attālumu pielāgošana bieži ir neprecīza, un koncentriskums bieži ir slikts. Pēc izlaides, izveidotais loks iznīcinās elektrodus. Vaļas impulsā tiek izveidoti salīdzinoši mazāki impulsu veidi, kas rada draudus iekārtu izolācijas drošībai. Aizsardzības atstarpes nevar automātiski iznīcināt loku. Tā vietā ir nepieciešama releja aizsardzība, lai pārtrauktu loku, kas var izraisīt releja aizsardzības nepareizu darbību.

Paralēla aizsardzība ar pārklājietājiem un atstarpēm

Pārklājietāju aizsardzības līmenim, stabu atstarpes darbības raksturojumam un transformatora neutrālā punkta izolācijas līmenim starpniecības prasības ir ļoti stingras un praksē ir grūti sasniedzamas.

Aizsardzība ar savienoto atstarpēm

Mekhāniskajai atbalstīšanai tiek izmantotas savienotās izolātori. Augstsprieguma un zemsprieguma elektrodi ir fiksētas izolātora abās gultnēs, un atstarpes elektrodas ir formā kā kozīšu rokas. Tās izlaides elektrodas un lokā izraisošās elektrodas ir atdalītas. Tas piedāvā priekšrocības, piemēram, labu koncentriskumu, precīzu attāluma noteikšanu, vieglu instalēšanu un uzsākšanu, stipru iznīcināšanas atbalstīšanu un stabilu izlaides spriegumu. Tā pārvar šķērsojamās atstarpes inhe rentās trūkumus un ir labāk piemērota transformatoru neutrālā punkta aizsardzībai.

Aizsardzības principi

• Vaļas pārslikuma sprieguma darbībā atstarpes jāsadurs, lai aizsargātu transformatora neutrālā punkta izolāciju. Tās vaļas impulsu izlaides spriegums jākoordinē ar transformatora neutrālā punkta vaļas impulsu izturēšanas līmeni.

• Ja sistēmā notiek vienfasejs uz zemes slieksnis, transformatora neutrālā punkta izolācija jāspēj izturēt radīto pārslikuma spriegumu, un atstarpes nedrīkst sadurties, lai novērstu releja aizsardzības nepareizo darbību. Ja sistēmā notiek vienfasejs uz zemes slieksnis kopā ar zemes zaudēšanu vai ja sistēma piedzīvo nepilno fāzes darbību, rezonanses kļūdas utt., kas rada elektrotīkla frekvences pārslikumu, kas pārsniedz noteiktu amplitūdu, atstarpes jāsadurs, lai ierobežotu pārslikuma spriegumu transformatora neutrālajā punktā.

Aizsardzība ar kontrolierāmajām atstarpēm

Kontrolierāmā atstarpē galvenokārt sastopamas fiksētā atstarpē, kontroles atstarpē un kondensatora sprieguma vienlīdzināšanas shēma. Kozīšu roku atstarpes funkcija ir fiksētā atstarpē, un vakuuma pārslēgumu izmanto, lai kontrolētu kontrolierāmās atstarpes automātisko sadursmi.

Kontrolierāmā atstarpē tiek izmantota paralēli ar pārklājietājiem. Vaļas un tranzīta pārslikuma sprieguma gadījumā pārklājietājs darbojas, lai ierobežotu pārslikumu, un kontrolierāmā atstarpes paliek neaktīva. Ja sistēmā notiek vienfasejs uz zemes slieksnis, šis pārslikuma spriegums neatrada draudu transformatora neutrālā punkta izolācijai, tāpēc kontrolierāmā atstarpes nedarbojas.

Ja notiek elektrotīkla frekvences pārslikums (piemēram, vienfasejs uz zemes slieksnis un zemes zaudēšana izolētā neuz zemes sistēmā vai nepilna fāzes darbība), kontrolierāmā atstarpes aktivizējas, lai aizsargātu transformatora neutrālā punkta izolāciju un pārklājietājus.

Kontrolierāmās atstarpes efektīvi risina problēmas, kas pastāv atstarpēs, pārklājietājos un paralēlā aizsardzībā ar stabu atstarpēm un pārklājietājiem. Kontrolierāmās atstarpes un pārklājietāju paralēlā savienojuma var efektīvi aizsargāt transformatoru neutrālo punktu.