110kV trafo nolljärjestuskindlustus: probleemid ja parandusmeetmed

Probleemid 110 kV transformatorkaitse nulljärjestiku kaitsega

Efektiivselt maandatud süsteemis on transformatori neutraalne-pinnase ümberpaigutuspinge piiratud teatud tasemeni ja neutraalpunkti vahe kaitse ei tööta. Vahekaitse paigaldamise eesmärk on vältida transformatori eristuse kahjustust tõusnud nulljärjestiku pingena mitteefektiivselt maandatud süsteemides. Väljavoolava vahe töötab ainult siis, kui esineb ühefaasi maaühenduslik viga, kõik otse maadatud neutraalpunktiga transformatord on välja lülitatud ja energias olevad mittemaadatud neutraalpunktiga transformatord jäävad ühendatuks vigastunud võrgu. Sellisel juhul vähendab vahe neutraalne-pinnase pinget ja vältib eristuskahjustust.

Kuid vahe läbimineerumine toob kaasa lõigatud lainekuju, mis on haitlik transformatori spiraalide eristusele. Seega, kui nulljärjestiku pinge tõuseb ühefaasi maaühendusliku viga tõttu, on soovitatav, et nulljärjestiku ülepingekaitse – mitte vahevoogekaitse – lülitaks transformatori välja. Vastupidises olukorras sisaldab vahevoogekaitse mingit juhuslikkust ja võib mitme põhjuse tõttu mitte töötada. Selle perspektiivi järgi on transformatori neutraalpunkti eristuse kaitseks nulljärjestiku ülepingekaitse olulisem kui vahevoogekaitse.

Tavaliselt kasutatakse nulljärjestiku ülepingekaitset ja vahevoogekaitset koos, et moodustada täielik neutraalpunkti eristuse kaitse. Seega on ainult vahevoogekaitse paigaldamine ilma nulljärjestiku ülepingekaitsega ebasobiv – eriti ajutiste vahe läbimineerumiste korral, kus väljavoolava voogu ei saa püsivalt säilitada, muutes vahevoogekaitse tõhusamaks.

Enamus praegu kasutuses olevaid 110 kV alamvõrkudel on varustatud ainult neutraalpunkti vahestikkade ja puuduvad vastavad kaitserelood. See konfiguratsioon on ebasoodne. Kui võrgu nulljärjestiku pinge tõuseb lähedale niminaalse faasipingeni, kogevad kõik mittemaadatud neutraalpunktiga transformatord samaaegselt nulljärjestiku ülepinget. Kui terminaaltransformatooriga, millel puudub vaheülevoogekaitse, sattub neutraalpunkti vahe väga vara väljavoolama – ja väljavoolamist ei saa püsivalt säilitada – jääb energias olev mittemaadatud neutraalpunktiga transformatort ühendatuks vigastunud võrgu.

Seega, terminaaltransformatorite jaoks, millel puudub madala pingeni poolt pärit energiaallikas, peaksid, kui täielik vahevoogekaitse ja nulljärjestiku ülepingekaitse pole paigaldatud, neutraalpunkti vahestikkad eitama või nende vahemaad suurendama, et vältida vara väljavoolamist.

Sisesildiga alamvõrkude puhul ei ole optimaalne tavapärane praktiline meetod, kus neutraalmaadatud transformatori nulljärjestiku voogekaitse esimese seadmisajaga lülitatakse välja katkised 900 ja 100 ühendussilma. Kui madalpingelised tahked on paralleelselt töös, viib katkise 900 väljalülitamine ebatähtsa bussi osa kaotuse. Samal ajal jääb madalpingelise katkise neutraalmaadatud transformatoril suletud.

Nulljärjestiku ülepingekaitse puudumisel, kui eksisteerib ajutine madala pingeni allikas (nt 10 kV energiakaardistamise tõttu), on mittemaadatud transformator ülepingu riski all. Seetõttu, kuna kolmekordsed pingeandurid (VT) on juba paigaldatud 110 kV poolel, on nulljärjestiku ülepingekaitse lisamine lihtne ja tõhus ohutusmeetod.

Transformatori neutraalpunkti maandumismeetodite kontroll ja nulljärjestiku kaitse parandusmeetmed

Esiteks on vaja tagada, et 110 kV süsteem töötab efektiivselt maadatud süsteemina. Vigase töövihke vältimine on kõige põhimõttlikum lähenemine – tagades, et allikapoole transformatori 110 kV neutraalpunkt on efektiivselt maadatud. Kui seda lubab kaitsekoordineerimisseadmine, võivad mõlemad paralleelsed allikapoole transformatord oma neutraalpunktid maadata.

Kui energiaallikana toimiv transformator kaotab oma maadatud neutraalpunkt, võib süsteem muutuda mitteefektiivselt maadatuks. Seetõttu peaksid disainifases allikapoole transformatord või need, mis võivad tulevikus energia allikana toimida, olema varustatud täieliku neutraalpunkti vahekaitsega, sealhulgas neutraalpunkti nulljärjestiku ülevoogekaitse, neutraalpunkti vahevoogekaitse ja avatud delta nulljärjestiku ülepingekaitsega bussidel.

110 kV väljuvate joontega, olenemata sellest, kui palju transformatoreid on paralleelselt ühendatud, võivad terminaaltransformatord töötada mittemaadatud neutraalpunktiga, kui allikapoole neutraalpunkt on maadatud. Tegelikus töös, et vähendada potentsiaalset ohtu, võib ühe transformatori neutraalpunkt maadata. Valides, millise neutraalpunkt maadata, tuleks järgida järgmist prioriteedijärjestust:

• Eelistada transformatoreid, mille madalpingeline poolt pärit energiaallikas on ajutine;

• Järgmiseks kaaluda transformatoreid, millel kõrgepingeline poolt puudub katkis;

• Lõpuks valida transformatoreid, mis asuvad lähedal energiaallikale.

Suurema osa juba kasutuses olevate 110 kV terminaalalamvõrkude puhul, millel puudub avatud delta nulljärjestiku ülepingekaitse (bussi VT-st) ja neutraalpunkti vahevoogekaitse, peaksid algseid neutraalpunkti vahestikke eitama või nende vahemaad suurendama, et vältida vara väljavoolamist.

Tulevaste 110 kV alamvõrkude disainimisel tuleks kõrgepingelise poolel kaaluda kolmekordsi pingeandurid, koos nulljärjestiku ülepingekaitse ja transformatori neutraalpunkti vahevoogekaitsega. See konfiguratsioon annab operatsioonilist paindlikkust ja sobib tulevaste võrgustruktuuride muutustega.

Sisesildiga alamvõrkude puhul peaks peamise transformatori neutraalpunkti nulljärjestiku voogekaitse esimene seadmisaja katkise 900 väljalülitama, et vältida väljaspoolt laienevat katkestust või võrgusageduse ülepingu.