Kateri so načini zazemljevanja neutralne točke in metode zaščite transformatorjev v električnih omrežjih
Neutralna točka - načini zazemljenja in zaščita transformatorjev v električnih omrežjih
Za sisteme od 110 kV do 500 kV je treba uporabiti učinkovito metodo zazemljanja. Specifično, pri vseh delovalnih pogoji bi moralo biti razmerje neničelne reaktivne impedancije do pozitivne sekvence reaktivne impedancije X0/X1 sistema pozitivna vrednost in ne presegati 3. Hkrati bi moralo tudi razmerje neničelne upornosti do pozitivne sekvence reaktivne impedancije R0/X1 biti pozitivna vrednost in ne presegati 1.
V sistemih 330 kV in 500 kV so neutralne točke transformatorjev neposredno zazemljene.
V elektroenergetskih omrežjih 110 kV in 220 kV so neutralne točke večine transformatorjev neposredno zazemljene. Za nekatere transformatorje so njihove neutralne točke zazemljene preko koridorov, varilnih naprav ali vzporednega povezovanja koridorov in varilnih naprav.
Za omejevanje enofaznega strmicega toka v elektroenergetskem omrežju se lahko na neutralnih točkah transformatorjev z nadaljškom 110 kV in višjim uporabi nizkonaporna reaktivna zazemljava.
Zaščita neutralne točke transformatorjev 110 kV in 220 kV
Za omejevanje enofaznega strmičnega toka, izogibanje motnjam v komunikaciji in zadostanje zahtev glede postavljanja in konfiguracije relejske zaščite je neutralna točka enega transformatorja neposredno zazemljena. Za preostale transformatorje so njihove neutralne točke zazemljene preko varilnih naprav, zaščitnih koridorov ali vzporednega povezovanja varilnih naprav in zaščitnih koridorov.
Večina transformatorjev uporablja shemo zaščite, ki kombinira varilne naprave s prosto propustnimi koridori. Prost propustni koridor običajno uporablja strukturo palica-palica, in večina varilnih naprav je opremljena s cink-oxidnimi varilnimi napravami.
Razdelitev zaščite za vzporedne koritore z varilnimi napravami
Napetosti s frekvenco strma in preklopne previsoke napetosti obravnavajo koritori, medtem ko breme od grelnih in prehodnih previsokih napetosti prevzamejo varilne naprave. Hkrati koritori omejujejo previsoko amplitudo napetosti s frekvenco strma in previsoko ostanek napetosti, ki bi se lahko pojavila na varilnih napravah. Ta pristop ne le varuje neutralno točko transformatorja, ampak doseže tudi vzporedno zaščito.
Zaščita s cink-oxidnimi varilnimi napravami
Ob enofaznem zazemljanju in izgubi zazemljanja lahko nastala previsoka napetost poškoduje ali celo povzroči eksplozijo varilne naprave.
Zaščita s koritori tipa palica-palica
Ta vrsta zaščite uporablja razdeljeno namestitev. V praksi je prilagoditev razdalje pogosto netočna, in koncentričnost je pogosto slaba. Po prostranskem proizvedenemu luku bo erozija elektrod. Pod grelnim impulzom se ustvarijo presekane valovne oblike, ki so nevarne za varnost izolacije opreme. Zaščitni koridor ne more samodejno ugasiti luka, temveč je potrebno, da relne zaščite prekineta luk, kar lahko vodi v nesporazum relne zaščite.
Vzporedna zaščita s varilnimi napravami in koritori
Skladnost med zaščitnim nivojem varilne naprave, delovnimi karakteristikami koritorja tipa palica in izolacijskim nivojem neutralne točke transformatorja je izredno stroga in težko dosegljiva v praksi.
Zaščita s kombiniranimi koritori
Kombinirani izolatori se uporabljajo za mehansko podporo. Visokonaponski in nizkonaponski elektrodi so fiksirani na obeh koncih izolatorja, in elektrodi koritorja imajo obliko koze. Njegovi prostranski elektrodi in elektrodi za zapaljanje luka so ločeni. Ponuja prednosti, kot so dobra koncentričnost, točno določanje razdalje, enostavna namestitev in regulacija, močna odpornost proti eroziji in stabilna prostranska napetost. Preprečuje nedostatke razdeljene namestitve koritorjev tipa palica in je bolj primeren za zaščito neutralne točke transformatorja.
Načela zaščite
Pod dejstvom grelnih previsokih napetosti bi morali koritori prekiniti za varovanje izolacije neutralne točke transformatorja. Njihova grelna impulzna prostranska napetost bi morala biti skladna s stopnjo trpljenja grelnih impulznih napetosti neutralne točke transformatorja.
Ob nastanku enofaznega strmičnega okvare v sistemu bi morala izolacija neutralne točke zmožna prenašati previsoke napetosti, ki jih okvarata generirata, in koritori ne bi smeli prekiniti, da bi se preprečili nesporazumi relne zaščite. Ob nastanku enofaznega zazemljanja v sistemu, spremljanega z izgubo zazemljanja na neutralni točki, ali ob nastanku stanja nenapolnega faznega delovanja, resonančnih okvar itd., ki vodi do previsokih napetosti s frekvenco strma, presegajočih določeno amplitudo, bi morali koritori prekiniti, da bi ograničili previsoko napetost na neutralni točki transformatorja.
Zaščita s kontroliranimi koritori
Kontroliran koridor se glavno sestoji iz fiksiranega koridorja, kontroliranega koridorja in kondenzatorskega napetostnega izenačevalnega obkolja. Koridor tipa koza deluje kot fiksiran koridor, in vakuumski vročnik se uporablja za avtomatsko prekid fiksiranega koridorja.
Kontroliran koridor se uporablja vzporedno s varilnimi napravami. Pod grelnimi in prehodnimi previsokimi napetostmi operira varilna naprava za omejevanje previsokih napetosti, medtem ko kontroliran koridor ostane neaktiviran. Ko v sistemu pride do enofaznega strmičnega okvare, ta previsoka napetost ni nevarna za izolacijo neutralne točke, zato kontroliran koridor ne deluje.
Ob nastanku previsokih napetosti s frekvenco strma (na primer, enofazno zazemljanje in izguba zazemljanja v izoliranem nezazemljenem sistemu ali nenapolno fazno delovanje) aktivira kontroliran koridor za zaščito izolacije neutralne točke transformatorja in varilne naprave.
Kontroliran koridor učinkovito reši probleme, ki obstajajo pri koritorjih, varilnih napravah in vzporedni zaščiti koritorjev tipa palica in varilnih naprav. Vzporedno povezovanje kontroliranega koridorja in varilne naprave lahko učinkovito zaščiti neutralno točko transformatorja.
