پروتکل حفاظت دنباله صفر ترانسفورماتور ۱۱۰kV: مسائل و اقدامات بهبود

مشکلات حفاظت توالی صفر در ترانسفورماترهای ۱۱۰ کیلوولت

در سیستم‌های به طور موثر زمین‌دار شده، ولتاژ جابجایی نقطه میانی-زمین ترانسفورماتر به حد مشخصی محدود می‌شود و حفاظت فاصله‌ای نقطه میانی عمل نمی‌کند. هدف نصب حفاظت فاصله‌ای جلوگیری از خسارت به عایق ترانسفورماتر به دلیل بالا رفتن ولتاژ توالی صفر در سیستم‌های غیرموثر زمین‌دار شده است. تنها در صورت بروز خطا تک‌فازی، فاصله‌ای فقط در زمانی که تمام ترانسفورماترهای با نقطه میانی مستقیماً زمین‌دار شده خاموش می‌شوند و ترانسفورماترهای با نقطه میانی بدون زمین‌داری هنوز به شبکه خراب شده متصل می‌باشند، عمل می‌کند. در این حالت، فاصله‌ای آزاد می‌شود تا ولتاژ نقطه میانی-زمین کاهش یافته و خسارت به عایق جلوگیری شود.

با این حال، شکست فاصله‌ای موج‌های قطع شده را ایجاد می‌کند که برای عایق دورهای ترانسفورماتر ضارب هستند. بنابراین، وقتی ولتاژ توالی صفر به دلیل خطا تک‌فازی افزایش یابد، ترجیح می‌دهیم حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا—نه حفاظت از جریان فاصله‌ای—ترانسفورماتر را خاموش کند. در مقابل، حفاظت از جریان فاصله‌ای تصادفی بوده و ممکن است به دلایل مختلف عمل نکند. از این دیدگاه، برای حفاظت از عایق نقطه میانی ترانسفورماتر، حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا از حفاظت از جریان فاصله‌ای مهم‌تر است.

معمولاً حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا و حفاظت از جریان فاصله‌ای برای تشکیل یک طرح حفاظتی کامل از عایق نقطه میانی استفاده می‌شود. بنابراین، نصب تنها حفاظت از جریان فاصله‌ای بدون حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا کافی نیست—به خصوص در زمان شکست موقت فاصله‌ای، جریان آزاد شدن نمی‌تواند پایدار شود و حفاظت از جریان فاصله‌ای بی‌اثر می‌شود.

اغلب زیرстанیون‌های ۱۱۰ کیلوولت فعلی تنها با فاصله‌های نقطه میانی میله‌ای مجهز شده‌اند اما حفاظت ریلی مربوطه ندارند. این ترتیب نامطلوب است. وقتی ولتاژ توالی صفر شبکه به نزدیک ولتاژ فازی اسمی می‌رسد، تمام ترانسفورماترهای با نقطه میانی بدون زمین‌داری همزمان با ولتاژ توالی صفر بالا مواجه می‌شوند. اگر ترانسفورماتر پایانی بدون حفاظت از جریان فاصله‌ای، فاصله‌ای نقطه میانی آن موقتاً آزاد شود و جریان آزاد شدن نمی‌تواند پایدار شود، ترانسفورماتر با نقطه میانی بدون زمین‌داری هنوز به شبکه خراب شده متصل خواهد ماند.

بنابراین، برای ترانسفورماترهای پایانی بدون منبع تغذیه سمت فشار پایین، اگر حفاظت از جریان فاصله‌ای کامل و حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا نصب نشده باشد، فاصله‌ای نقطه میانی می‌بایست حذف شود یا فاصله آن عمداً افزایش یابد تا آزاد شدن موقت جلوگیری شود.

برای زیرستانیون‌های با اتصالات پل داخلی، رویکرد معمول استفاده از تنظیمات اولین زمان حفاظت از جریان توالی صفر ترانسفورماتر با نقطه میانی زمین‌دار شده برای خاموش کردن شnekretnine>900 و اتصال 100 بهینه نیست. وقتی سمت فشار پایین موازی کار می‌کند، خاموش کردن شnekretnine>900 باعث از دست دادن یک بخش از مجموعه می‌شود. در حالی که شnekretnine>سمت فشار پایین ترانسفورماتر بدون زمین‌داری هنوز بسته است.

در غیاب حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا، اگر منبع تغذیه موقت فشار پایین (مثلاً به دلیل انتقال انرژی ۱۰ کیلوولت) وجود داشته باشد، ترانسفورماتر بدون زمین‌داری در معرض خطر ولتاژ بالا قرار می‌گیرد. بنابراین، با توجه به اینکه ترانسفورماترهای ولتاژ سه‌فازی (VTs) در سمت ۱۱۰ کیلوولت نصب شده‌اند، اضافه کردن حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا یک تدابیر ایمنی ساده و مؤثر است.

کنترل روش‌های زمین‌داری نقطه میانی ترانسفورماتر و تدابیر بهبود حفاظت توالی صفر

ابتدا باید مطمئن شد که سیستم ۱۱۰ کیلوولت به عنوان یک سیستم به طور موثر زمین‌دار شده عمل می‌کند. جلوگیری از عملکرد نادرست مهم‌ترین رویکرد است—مطمئن شدن که نقطه میانی ۱۱۰ کیلوولت ترانسفورماتر سمت منبع به طور موثر زمین‌دار شده است. اگر تنظیمات هماهنگی حفاظت اجازه می‌دهد، هر دو ترانسفورماتر سمت منبع می‌توانند همزمان نقاط میانی آنها را زمین‌دار کنند.

اگر ترانسفورماتر تأمین‌کننده انرژی نقطه میانی زمین‌دار خود را از دست بدهد، سیستم ممکن است غیرموثر زمین‌دار شود. بنابراین، در مرحله طراحی، ترانسفورماترهای سمت منبع یا ترانسفورماترهایی که ممکن است در آینده انرژی تأمین کنند، باید با حفاظت فاصله‌ای کامل نقطه میانی مجهز شوند، شامل حفاظت از جریان توالی صفر نقطه میانی، حفاظت از جریان فاصله‌ای نقطه میانی و حفاظت از ولتاژ توالی صفر دلتا باز روی مجموعه.

در خطوط خروجی ۱۱۰ کیلوولت، صرف نظر از تعداد ترانسفورماترهای متصل شده به موازی، ترانسفورماترهای پایانی می‌توانند با نقاط میانی بدون زمین‌داری عمل کنند، به شرطی که نقطه میانی سمت منبع زمین‌دار شده باشد. در عمل، برای کاهش ریسک‌های بالقوه، می‌توان نقطه میانی یک ترانسفورماتر را زمین‌دار کرد. در انتخاب نقطه میانی کدام یک زمین‌دار شود، باید از ترتیب اولویت زیر استفاده کرد:

• ترانسفورماترهایی که سمت فشار پایین آنها موقتاً انرژی تأمین می‌کنند؛

• سپس، ترانسفورماترهایی که سمت فشار بالای آنها شnekretnine>ندارند؛

• در نهایت، ترانسفورماتر نزدیک‌ترین به منبع.

برای اکثر زیرستانیون‌های پایانی ۱۱۰ کیلوولت که فعلاً بدون حفاظت از ولتاژ توالی صفر دلتا باز (از VTs مجموعه) و حفاظت از جریان فاصله‌ای نقطه میانی مجهز شده‌اند، فاصله‌های نقطه میانی میله‌ای نصب شده باید حذف شوند یا فاصله آنها عمداً افزایش یابد تا آزاد شدن موقت جلوگیری شود.

برای طراحی‌های آینده زیرستانیون‌های ۱۱۰ کیلوولت، باید ترانسفورماترهای ولتاژ سه‌فازی در سمت فشار بالا را در نظر گرفت، همراه با حفاظت از ولتاژ توالی صفر بالا و حفاظت از جریان فاصله‌ای نقطه میانی ترانسفورماتر. این ترکیب امکان انعطاف‌پذیری عملیاتی و تطبیق با تغییرات آینده در ساختار شبکه را فراهم می‌کند.

برای زیرستانیون‌های با اتصالات پل داخلی، تنظیمات اولین زمان حفاظت از جریان توالی صفر نقطه میانی ترانسفورماتر اصلی باید ترانسفورماتر دیگر بدون زمین‌داری را خاموش کند تا محدوده خاموشی گسترش نیابد یا ولتاژ بالا در فشار تغذیه ایجاد نشود.