Koji su načini zemljanja neutralne tačke i metode zaštite transformatora u elektroenergetske mreže

Neutral - Point Grounding Modes and Protection of Transformers in Power Grids

Za sisteme od 110 kV do 500 kV, treba usvojiti efikasan način zemljanja. Konkretno, pod svim uslovima rada, odnos nulte sekvencijske reaktivne impedancije i pozitivne sekvencijske reaktivne impedancije X₀/X₁ sistema treba da bude pozitivan broj i ne premaši vrednost 3. Takođe, odnos nulte sekvencijske otpornosti i pozitivne sekvencijske reaktivne impedancije R₀/X₁ takođe treba da bude pozitivan broj i ne premaši vrednost 1.

U sistemima od 330 kV i 500 kV, neutralni tačke transformatora su direktno zemljene.

U mrežama od 110 kV i 220 kV, neutralne tačke većine transformatora su direktno zemljene. Za neke transformatore, njihove neutralne tačke su zemljene preko razmaka, zaštita od strujnih udara ili paralelnom kombinacijom razmaka i zaštite od strujnih udara.

Da bi se ograničila jednofazna strujna kriza u mreži, može se primeniti niskoreaktivno zemljanje neutralnih tačaka transformatora od 110 kV i više.

Neutral - Point Protection of 110 kV and 220 kV Transformers

Da bi se ograničila jednofazna strujna kriza, izbegao komunikacioni interferencija i ispunili zahtevi za podešavanje i konfiguraciju relejnog zaštita, neutralna tačka jednog transformatora je direktno zemljena. Za preostale transformatore, njihove neutralne tačke su zemljene preko zaštita od strujnih udara, zaštitnih razmaka ili paralelne veze zaštita od strujnih udara i zaštitnih razmaka.

Većina transformatora koristi shemu zaštite koja kombinuje zaštite od strujnih udara sa razmacima za ispaljivanje. Razmak za ispaljivanje obično koristi strukturu štap-štap, a većina zaštita od strujnih udara je konfigurisana kao cink-oksidske zaštite od strujnih udara.

Protection Division for Parallel Gaps with Surge Arresters

Strujni frekvencijski i prekidni prekomjerne napone obrađuju se preko razmaka, dok strujni udari i prekomjerne prekidne napone nose zaštite od strujnih udara. Istovremeno, razmaci služe za ograničavanje prekomerno visokih amplituda strujnih frekvencijskih prekomernih napona i prekomerno visokih ostatak napona koji mogu nastati na zaštiti od strujnih udara. Ovaj pristup ne samo što štiti neutralnu tačku transformatora, već postiže i međusobnu zaštitu.

Protection by Metal Oxide Surge Arresters

Kada dođe do jednofazne strujne krize i gubitka zemljanja, rezultirajući prekomerni napon može oštetiti ili čak izazvati eksploziju zaštite od strujnih udara.

Protection by Rod - Rod Gaps

Ovaj tip zaštite koristi montažu sa dva dela. U praksi, podešavanje razmaka često nije tačno, a koncentričnost često nije dobra. Nakon ispaljivanja, generisan luk će erozirati elektrode. Pod uticajem strujnih udara, nastaju presečeni talasi, koji predstavljaju pretnju za bezbednost izolacije opreme. Zaštitni razmak ne može samodejno ugasi luk. Umesto toga, potrebno je da relejni zaštitni prekidač prekine luk, što može dovesti do pogrešnog radnog stanja relejnog zaštita.

Parallel Protection by Surge Arresters and Gaps

Zahteve za koordinaciju između nivoa zaštite zaštite od strujnih udara, karakteristika rada štap-štap razmaka i nivoa izolacije neutralne tačke transformatora su izuzetno strogi i teški za ostvarivanje u praksi.

Protection by Composite Gaps

Kompozitne izolatori se koriste za mehaničku podršku. Visokonaponske i niskonaponske elektrode su fiksirane na oba kraja izolatora, a elektrode razmaka imaju oblik bikovih rogova. Njegove elektrode za ispaljivanje i zapaljivanje luka su odvojene. Pruža prednosti poput dobre koncentričnosti, tačnog određivanja razmaka, praktične instalacije i komisijalizacije, jakosti protiv ablacije i stabilnosti ispaljivanja napona. Premašio je prirodne nedostatke razmaka sa dva dela i bolje je prilagođen zaštitu neutralne tačke transformatora.

Principi zaštite

• Pod dejstvom strujnih udara, razmak treba da se ispalji kako bi zaštitio izolaciju neutralne tačke transformatora. Njegov ispaljivanje napona strujnih udara treba da bude koordinirano sa nivoom otpornosti na strujne udare neutralne tačke transformatora.

• Kada dođe do jednofazne strujne krize u sistemu, izolacija neutralne tačke treba da može da izdrži prekomerne napone nastale zbog greške, a razmak ne treba da se ispalji kako bi se sprečilo pogrešno radno stanje relejnog zaštita. Kada dođe do jednofazne strujne krize u sistemu uz gubitak zemljanja neutralne tačke, ili kada sistem doživi rad sa nekompletnim fazama, rezonančne greške itd., što dovodi do prekomernih strujnih frekvencijskih napona koji premašuju određenu amplitudu, razmak treba da se ispalji kako bi ograničio neutralnu tačku sistema i ograničio prekomerne napone na neutralnoj tački transformatora.

Protection by Controllable Gaps

Kontrolisani razmak se sastoji uglavnom od fiksnog razmaka, kontrolisanog razmaka i kondenzatorske kola za ravnomeran napon. Bikovi rogov razmak funkcioniše kao fiksan razmak, a vakumski prekidač se koristi za kontrolu automatskog ispaljivanja kontrolisanog razmaka.

Kontrolisani razmak se koristi paralelno sa zaštitom od strujnih udara. Pod dejstvom strujnih udara i prekomernih prekidnih napona, zaštita od strujnih udara radi da ograniči prekomerne napone, dok kontrolisani razmak ostaje neaktivan. Kada dođe do jednofazne strujne krize u sistemu, ovaj prekomerni napon ne predstavlja pretnju za izolaciju neutralne tačke, pa kontrolisani razmak ne radi.

Kada dođe do prekomernih strujnih frekvencijskih napona (poput jednofazne strujne krize i gubitka zemljanja u izolovanom nezemljenom sistemu ili rada sa nekompletnim fazama), kontrolisani razmak aktivira kako bi zaštitio izolaciju neutralne tačke transformatora i zaštitu od strujnih udara.

Kontrolisani razmak efikasno rešava probleme koje imaju razmaci, zaštite od strujnih udara i paralelna zaštita štap-štap razmaka i zaštita od strujnih udara. Paralelna veza kontrolisanog razmaka i zaštite od strujnih udara može efikasno zaštititi neutralnu tačku transformatora.