Elektrik Şebekelerindeki Dönüştürücülerin Nötr-Nokta Bağlantı Modları ve Koruma Yöntemleri Nelerdir

Nötr Nokta Topraklama Modları ve Güç Ağlarındaki Dönüştürücülerin Korunması

110 kV ile 500 kV arasındaki sistemler için etkili bir topraklama yöntemi uygulanmalıdır. Özellikle, tüm çalışma koşullarında, sistemin sıfır-dizisel reaktansı ile pozitif-dizisel reaktansının oranı X₀/X₁ pozitif bir değer olmalı ve 3'ü aşmamalıdır. Ayrıca, sıfır-dizisel direnç ile pozitif-dizisel reaktansın oranı R₀/X₁ de pozitif bir değer olmalı ve 1'i aşmamalıdır.

330 kV ve 500 kV sistemlerinde dönüştürücülerin nötr noktaları doğrudan toprağa bağlanmıştır.

110 kV ve 220 kV güç ağlarında, çoğu dönüştürücünün nötr noktaları doğrudan toprağa bağlanır. Bazı dönüştürücülerin nötr noktaları ise boşluklar, şimşek tutucular veya boşluklarla şimşek tutucuların paralel kombinasyonu aracılığıyla toprağa bağlanır.

Güç ağındaki tek fazlı kısa devre akımını sınırlamak için, 110 kV ve üzeri dereceli dönüştürücülerin nötr noktalarına düşük reaktanslı topraklama uygulanabilir.

110 kV ve 220 kV Dönüştürücülerinin Nötr Noktasının Korunması

Tek fazlı topraklama kısa devre akımını sınırlamak, iletişim interferansını önlemek ve röle korumasının ayarlama ve yapılandırma gereksinimlerini karşılamak için, bir dönüştürücünün nötr noktası doğrudan toprağa bağlanır. Kalan dönüştürücülerin nötr noktaları şimşek tutucular, koruma boşlukları veya şimşek tutucuların ve koruma boşluklarının paralel bağlantısı aracılığıyla toprağa bağlanır.

Çoğu dönüştürücü, şimşek tutucuları ile salma boşluklarını birleştiren bir koruma şeması kullanır. Salma boşluğu genellikle çubuk-çubuk yapısını kullanır ve çoğunlukla şimşek tutucular oksit çinko şimşek tutucular olarak yapılandırılır.

Şimşek Tutucularla Paralel Boşlukların Koruma Bölümü

Boşluklar, güç frekansı ve anahtarlama aşırı gerilimlerini ele alırken, şimşek tutucular yıldırım ve geçici aşırı gerilimleri ele alır. Aynı zamanda, boşluklar, şimşek tutucularda meydana gelebilecek aşırı yüksek amplitudlu güç frekansı aşırı gerilimlerini ve aşırı yüksek kalan gerilimlerini sınırlamak için hizmet eder. Bu yaklaşım, hem dönüştürücünün nötr noktasını korur hem de karşılıklı korumayı sağlar.

Metal Oksit Şimşek Tutucularla Koruma

Tek fazlı topraklama ve toprak kaybı hatası olduğunda, oluşan aşırı gerilim şimşek tutucusunu hasarlandırmaya veya hatta patlamaya neden olabilir.

Çubuk-Çubuk Boşluklarla Koruma

Bu tür koruma bölünmüş bir montaj şekli kullanır. Pratikte, mesafe ayarı genellikle hassas değildir ve merkez uyumu genellikle zayıftır. Salma sonrası, oluşacak ark, elektrotları aşındırır. Yıldırım darbesi altında, kesilmiş dalga üretilir, bu da ekipmanların yalıtım güvenliğini tehdit eder. Koruma boşluğu, arki kendiliğinden söndüremez. Bunun yerine, arkı kesmek için röle koruması gerekir, bu da röle korumasının yanlış çalışmasına yol açabilir.

Şimşek Tutucular ve Boşlukların Paralel Koruma

Şimşek tutucusunun koruma seviyesi, çubuk boşluğun çalışma özellikleri ve dönüştürücünün nötr noktasının yalıtım seviyesi arasındaki koordinasyon gereksinimleri son derece serttir ve pratikte gerçekleştirmek zordur.

Karma Boşluklarla Koruma

Mekanik destek için karma yalıtıcılar kullanılır. Yüksek gerilimli ve düşük gerilimli elektrotlar, yalıtıcının her iki ucuna sabitlenir ve boşluk elektrotları keçi boynu şeklinde olur. Salma elektrotları ve arc-ignition elektrotları ayrılır. İyi merkez uyumu, hassas mesafe belirleme, kolay montaj ve komisyoning, güçlü aşındırma direnci ve istikrarlı salma gerilimi gibi avantajları sunar. Bölümlenmiş montajlı çubuk boşlukların doğal eksikliklerini aşar ve dönüştürücülerin nötr noktasının korunması için daha uygun olur.

Koruma İlkeleri

• Yıldırım aşırı gerilimi etkisi altında, boşluk, dönüştürücünün nötr noktasının yalıtımını korumak için bozulmalıdır. Onun yıldırım darbe salma gerilimi, dönüştürücünün nötr noktasının yıldırım darbe dayanım düzeyiyle koordineli olmalıdır.

• Sistemin tek fazlı topraklama hatası olduğunda, nötr-nokta yalıtımı, hatadan kaynaklanan aşırı gerilimi dayanabilmelidir ve boşluk, röle korumasının yanlış çalışmasını önlemek için bozulmamalıdır. Sistemde tek fazlı topraklama ve nötr-nokta toprak kaybı eşliğinde veya sistemde yarı-fazlı çalışma, rezonans hatası vb. nedeniyle güç frekansı aşırı gerilimin belirli bir amplitüdü aşması durumunda, boşluk, sistemin nötr noktasını sıkıştırarak ve dönüştürücünün nötr noktasındaki aşırı gerilimi sınırlayarak bozulmalıdır.

Kontrollü Boşluklarla Koruma

Kontrollü boşluk, sabit boşluk, kontrol boşluğu ve kondansatör gerilim dengeleyici devresinden oluşur. Keçi boynu boşluğu sabit boşluk olarak işlev görür ve kontrollü boşluğun otomatik bozulmasını kontrol etmek için vakum anahtarı kullanılır.

Kontrollü boşluk, şimşek tutucusuyla paralel olarak kullanılır. Yıldırım ve geçici aşırı gerilimler altında, şimşek tutucusu aşırı gerilimi sınırlamak için çalışırken, kontrollü boşluk aktif olmaz. Sistemin tek fazlı topraklama hatası olduğunda, bu aşırı gerilim, nötr-nokta yalıtımına zarar vermez, bu nedenle kontrollü boşluk çalışmaz.

Güç frekansı aşırı gerilimleri (örneğin, izole edilmiş toprağı olmayan sistemin tek fazlı topraklama ve toprak kaybı veya yarı-fazlı çalışma) olduğunda, kontrollü boşluk, dönüştürücünün nötr noktasının yalıtımını ve şimşek tutucusunu korumak için aktive edilir.

Kontrollü boşluk, boşluklar, şimşek tutucular ve çubuk boşlukların ve şimşek tutucuların paralel korumasında var olan sorunları etkili bir şekilde çözer. Kontrollü boşluğun ve şimşek tutucusunun paralel bağlantısı, dönüştürücünün nötr noktasını etkili bir şekilde koruyabilir.