حماية التتابع الصفري لمحول 110 كيلوفولت: المشاكل وتدابير التحسين

مشكلات في حماية التسلسل الصفرية لمحولات 110 كيلوفولت

في النظام المحمي بكفاءة، يتم تقييد فرق الجهد بين المحايد والأرضية لمحول إلى مستوى معين، ولا تعمل حماية الفجوة في نقطة المحايد. الغرض من تركيب حماية الفجوة هو منع تلف عزل المحول بسبب ارتفاع الجهد التسلسلي الصفر في الأنظمة غير المحمية بكفاءة. تعمل الفجوة فقط عند حدوث عطل أحادي الطور، حيث يتم قطع جميع المحولات ذات النقطة المحايدة المتصالحة بشكل مباشر، وتظل المحولات المجهزة بنقطة محايد غير متصالح متصلة بالشبكة المعطوبة. في هذه الحالة، تقوم الفجوة بإطلاق شرارة لتقليل الجهد بين المحايد والأرضية وتتجنب تلف العزل.

ومع ذلك، يؤدي انهيار الفجوة إلى إنتاج موجات مقطوعة، والتي تكون ضارة بعزل اللفائف للمحول. لذلك، عندما يرتفع الجهد التسلسلي الصفر بسبب عطل أحادي الطور، من الأفضل أن تقوم حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر وليس حماية تيار الفجوة بقطع المحول. من ناحية أخرى، تتضمن حماية تيار الفجوة درجة من العشوائية وقد تفشل في العمل لعدة أسباب. من هذا المنظور، تعتبر حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر أكثر أهمية من حماية تيار الفجوة لحماية عزل نقطة المحايد للمحول.

عادة ما تستخدم حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر وحماية تيار الفجوة معًا لتشكيل نظام حماية كامل لعزل نقطة المحايد. وبالتالي، فإن تركيب حماية تيار الفجوة فقط دون حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر غير كافٍ - خاصة خلال الانهيار المتقطع للفجوة، حيث لا يمكن استمرار تيار الإفراز مما يجعل حماية تيار الفجوة غير فعالة.

معظم محطات 110 كيلوفولت المُشغلة حاليًا مجهزة فقط بفجوات قضيبية في نقطة المحايد ولكنها تفتقر إلى الأجهزة الحامية المناسبة. هذه التكوينة غير مواتية. عندما يرتفع جهد التسلسل الصفر في الشبكة ليقترب من الجهد الفازية المقنن، تتعرض جميع المحولات ذات النقطة المحايد غير المتصالح لنفس الجهد الزائد التسلسلي الصفر. إذا تم إطلاق شرارة الفجوة في محول نهائي بدون حماية تيار الفجوة قبل الأوان، ولا يمكن استمرار تيار الإفراز، سيبقى المحول النهائي ذو النقطة المحايد غير المتصالح متصلًا بالشبكة المعطوبة.

لذلك، بالنسبة للمحولات النهائية التي ليس لديها مصدر طاقة على الجانب ذو الجهد المنخفض، إذا لم يتم تركيب حماية تيار الفجوة الكاملة وحماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر، يجب إما إزالة الفجوة القضيبية أو زيادة المسافة بينها لمنع الإفراز المبكر.

بالنسبة للمحطات ذات الوصلات الجسرية الداخلية، فإن الممارسة التقليدية لاستخدام الإعداد الأولي لحماية تيار التسلسل الصفر للمحول المتصالح مع الأرض لقطع الدائرة 900 والوصلة 100 ليست الأمثل. عندما يعمل الجانب ذو الجهد المنخفض بالتوازي، يؤدي قطع الدائرة 900 إلى فقدان قسم من الخطوط بشكل غير ضروري. بينما تظل الدائرة الجانبية ذات الجهد المنخفض للمحول غير المتصالح مع الأرض مغلقة.

في غياب حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر، إذا كان هناك مصدر طاقة مؤقت ذو جهد منخفض (مثل نقل الطاقة 10 كيلوفولت)، يكون المحول غير المتصالح مع الأرض عرضة للجهد الزائد. لذلك، بما أن المحولات الفولتية ثلاثية الأطوار موجودة بالفعل على الجانب ذو 110 كيلوفولت، يعد إضافة حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر خطوة بسيطة وفعالة للسلامة.

تحكم في طرق توصيل نقطة المحايد للمحولات وإجراءات تحسين حماية التسلسل الصفر

أولاً، من الضروري ضمان تشغيل نظام 110 كيلوفولت كنظام محمي بكفاءة. منع التشغيل الخاطئ هو الأسلوب الأكثر أساسية - وهو ضمان توصيل نقطة المحايد لمحول نهاية المصدر بكفاءة. إذا سمحت إعدادات التنسيق الحامي، يمكن توصيل نقاط المحايد لكلا المحولين الجانبين المزودين بالطاقة بشكل مباشر في نفس الوقت.

إذا فقد محول الإمداد نقطة المحايد المتصالحة مع الأرض، قد يصبح النظام غير محمي بكفاءة. لذلك، أثناء مرحلة التصميم، يجب تجهيز المحولات الجانبية المصدر - أو تلك التي قد توفر الطاقة في المستقبل - بحماية فجوة نقطة المحايد الكاملة، بما في ذلك حماية تيار التسلسل الصفر لنقطة المحايد، وحماية تيار الفجوة لنقطة المحايد، وحماية الجهد التسلسلي الصفر المفتوح للخط.

على خطوط التغذية الخارجة 110 كيلوفولت، بغض النظر عن عدد المحولات المتصلة بالتوازي، قد تعمل المحولات النهائية بنقطة محايد غير متصالح طالما أن نقطة المحايد الجانبية المصدر متصالحة مع الأرض. في الواقع، لتخفيف المخاطر المحتملة، يمكن توصيل نقطة محايد واحدة بالأرض. عند اختيار أي نقطة محايد لتوصيلها بالأرض، يجب تطبيق الأولوية التالية:

• أولاً، المحولات التي توفر الطاقة مؤقتًا على الجانب ذو الجهد المنخفض؛

• ثانيًا، المحولات التي لا تحتوي على دائرة قطع على الجانب ذو الجهد العالي؛

• أخيرًا، المحول الأقرب إلى مصدر الطاقة.

بالنسبة لمعظم محطات 110 كيلوفولت النهائية التي تم تشغيلها حاليًا والتي تفتقد حماية الجهد التسلسلي الصفر المفتوح (من المحولات الفولتية للخط) وحماية تيار الفجوة لنقطة المحايد، يجب إما إزالة الفجوات القضيبية الأصلية المثبتة أو زيادة المسافة بينها لتجنب الإفراز المبكر.

بالنسبة لتصميم محطات 110 كيلوفولت المستقبلية، يجب النظر في تركيب محولات فولتية ثلاثية الأطوار على الجانب ذو الجهد العالي، بالإضافة إلى حماية الجهد الزائد التسلسلي الصفر وحماية تيار الفجوة لنقطة المحايد للمحول. هذه التكوينة توفر مرونة تشغيلية وتتكيف مع التغييرات المستقبلية في هيكل الشبكة.

بالنسبة للمحطات ذات الوصلات الجسرية الداخلية، يجب أن يؤدي الإعداد الأولي لحماية تيار التسلسل الصفر لنقطة المحايد للمحول الرئيسي إلى قطع الدائرة للمحول الآخر غير المتصالح مع الأرض لتجنب توسع منطقة القطع أو حدوث جهد زائد ترددي.