110kV Transformer Zero-Sequence Protection: Isyu ug mga Pamaagi sa Pagpabag-o

Mga Problema sa Proteksyon ng Zero-Sequence sa 110 kV Transformers

Sa isang epektibong grounded na sistema, ang displacement voltage mula sa neutral hanggang sa lupa ng transformer ay limitado sa isang tiyak na antas, at ang gap protection sa neutral-point ay hindi gumagana. Ang layunin ng pag-install ng gap protection ay upang iwasan ang pinsala sa insulasyon ng transformer dahil sa taas na zero-sequence voltage sa mga non-epektibong grounded na sistema. Ang discharge gap ay gumagana lamang kapag may nangyaring single-phase ground fault, lahat ng direktang grounded na neutral-point transformers ay inaalis, at ang mga na-energize na transformers na may ungrounded neutral points ay nananatiling konektado sa grid na may fault. Sa kasong ito, ang gap ay nag-discharge upang bawasan ang neutral-to-ground voltage at iwasan ang pinsala sa insulasyon.

Gayunpaman, ang breakdown ng gap ay nag-generate ng chopped waves, na masama para sa turn-to-turn insulation ng transformer. Kaya, kapag tumaas ang zero-sequence voltage dahil sa single-phase ground fault, mas pinapaboran ang zero-sequence overvoltage protection—hindi ang gap current protection—upang i-trip ang transformer. Sa kabaligtaran, ang gap current protection ay may kaunting randomness at maaaring hindi gumana sa iba't ibang kadahilan. Mula sa perspektivong ito, para sa proteksyon ng neutral-point insulation ng transformer, mas mahalaga ang zero-sequence overvoltage protection kaysa sa gap current protection.

Karaniwan, ang zero-sequence overvoltage protection at gap current protection ay ginagamit pagsama-sama upang bumuo ng isang kompleto na neutral-point insulation protection scheme. Kaya, ang pag-install ng gap current protection lamang nang walang zero-sequence overvoltage protection ay hindi sapat—lalo na sa panahon ng intermittent gap breakdown, kung saan ang discharge current ay hindi maaaring ipagpatuloy, na nagreresulta sa hindi epektibong gap current protection.

Karamihan sa kasalukuyang commissioned na 110 kV substations ay mayroon lamang ng neutral-point rod gaps ngunit walang corresponding protective relaying. Ang configuration na ito ay hindi maganda. Kapag tumaas ang zero-sequence voltage ng grid malapit sa rated phase voltage, lahat ng ungrounded-neutral transformers ay parehong nakakaranas ng zero-sequence overvoltage. Kung may terminal transformer na walang gap overcurrent protection at maaga ang discharge ng neutral-point gap—na hindi maaaring ipagpatuloy ang discharge—ang na-energize na ungrounded-neutral transformer ay mananatili na konektado sa grid na may fault.

Kaya, para sa mga terminal transformers na walang low-voltage-side power sources, kung walang complete gap current protection at zero-sequence overvoltage protection, ang neutral-point rod gap ay dapat alisin o palakihin ang distansya nito upang iwasan ang maagang discharge.

Para sa mga substation na may internal bridge connections, ang karaniwang praktis ng paggamit ng unang time setting ng zero-sequence current protection ng neutral-grounded transformer upang i-trip ang breakers 900 at ang 100 bus tie ay hindi optimal. Kapag ang low-voltage sides ay gumagana nang parallel, ang pag-i-trip ng breaker 900 ay nagreresulta sa hindi kinakailangang pagkawala ng isang bahagi ng bus. Samantalang, ang low-voltage-side breaker ng ungrounded transformer ay mananatili na sarado.

Sa kakulangan ng zero-sequence overvoltage protection, kung may temporary low-voltage power source (halimbawa, dahil sa 10 kV power transfer), ang ungrounded transformer ay nasa panganib ng overvoltage. Kaya, bilang may three-phase voltage transformers (VTs) na na-install sa 110 kV side, ang pagdaragdag ng zero-sequence overvoltage protection ay isang simple at epektibong safety measure.

Paggamot ng Mga Paraan ng Neutral Grounding ng Transformer at Pagpapabuti ng Zero-Sequence Protection

Una, mahalaga na siguruhin na ang 110 kV system ay gumagana bilang isang epektibong grounded na sistema. Ang pag-iwas sa misoperation ay ang pinakamahalagang pamamaraan—siguraduhin na ang 110 kV neutral point ng source-end transformer ay epektibong grounded. Kung pinapayagan ng protection coordination settings, ang parehong paralleled source-side transformers ay maaaring grounded ang kanilang neutral points nang parehas.

Kung nawalan ang power-supplying transformer ng grounded neutral point, maaaring maging non-epektibong grounded ang sistema. Kaya, sa panahon ng disenyo, ang source-end transformers—or those that may supply power in the future—dapat na mayroong complete neutral-point gap protection, kasama ang neutral-point zero-sequence overcurrent protection, neutral-point gap current protection, at open-delta zero-sequence voltage protection sa busbar.

Sa 110 kV outgoing feeders, anuman ang bilang ng transformers na konektado nang parallel, ang mga terminal transformers ay maaaring gumana nang may ungrounded neutral points basta grounded ang source-side neutral point. Sa aktwal na operasyon, upang mabawasan ang potensyal na mga panganib, maaaring grounded ang isang transformer neutral point. Sa pagpili kung alin ang grounded, sundin ang sumusunod na priority order:

• Ibigay ang prayoridad sa mga transformers na may temporary power supply sa low-voltage side;

• Pagkatapos, isama ang mga transformers na walang circuit breaker sa high-voltage side;

• Huli, pumili ng transformer na pinakamalapit sa power source.

Para sa karamihan ng already-commissioned 110 kV terminal substations na kasalukuyang walang open-delta zero-sequence voltage protection (mula sa bus VTs) at neutral-point gap current protection, ang orihinal na installed na neutral-point rod gaps ay dapat alisin o palakihin ang distansya nito upang iwasan ang maagang discharge.

Para sa mga susunod na 110 kV substation designs, dapat isapalaran ang three-phase voltage transformers sa high-voltage side, kasama ang zero-sequence overvoltage protection at transformer neutral-point gap current protection. Ang configuration na ito ay nagbibigay ng operational flexibility at nag-aadapt sa mga pagbabago sa grid structure sa hinaharap.

Para sa mga substation na may internal bridge connections, ang unang time setting ng neutral-point zero-sequence current protection ng main transformer ay dapat i-trip ang ibang ungrounded transformer upang iwasan ang paglaki ng outage area o ang pag-cause ng power-frequency overvoltage.