تبدیل کننده ۱۱۰kV حفاظت دنباله صفر: مشکلات و اقدامات بهبود
مشکلات حفاظت صفری ترانسفورهای ۱۱۰ کیلوولت
در سیستمهای زمینبندی مؤثر، ولتاژ جابجایی نوترو به زمین ترانسفور محدود شده و محافظ فاصلهای نوترو عملیات نمیکند. هدف نصب محافظ فاصلهای جلوگیری از خسارت عایق ترانسفور ناشی از بالا رفتن ولتاژ صفری در سیستمهای غیرزمینبندی مؤثر است. فاصلهای فقط در صورت وقوع خطا در یک فاز عملیات میکند، وقتی تمام ترانسفورهای با نوترو زمینشده قطع میشوند و ترانسفورهای با نوترو غیرزمینشده همچنان به شبکه خطا دار متصل میمانند. در این حالت، فاصلهای تخلیه میشود تا ولتاژ نوترو به زمین کاهش یابد و خسارت عایق را جلوگیری کند.
با این حال، تخریب فاصلهای موجهای برشی ایجاد میکند که برای عایق پیچه به پیچه ترانسفور مضر است. بنابراین، هنگامی که ولتاژ صفری به دلیل خطا در یک فاز افزایش مییابد، بهتر است محافظ ولتاژ صفری بیش از حد—نه محافظ جریان فاصلهای—ترانسفور را قطع کند. در مقابل، محافظ جریان فاصلهای به نوعی تصادفی است و ممکن است به دلایل مختلف عمل نکند. از این منظر، برای محافظت از عایق نوتروی ترانسفور، محافظ ولتاژ صفری بیش از حد مهمتر از محافظ جریان فاصلهای است.
معمولاً محافظ ولتاژ صفری بیش از حد و محافظ جریان فاصلهای به طور همزمان برای تشکیل یک طرح محافظت کامل از عایق نوترو استفاده میشوند. بنابراین، نصب فقط محافظ جریان فاصلهای بدون محافظ ولتاژ صفری بیش از حد کافی نیست—به ویژه در زمان تخریب فاصلهای متناوب، که جریان تخلیه نمیتواند حفظ شود و محافظ جریان فاصلهای بیاثر میشود.
بیشتر زیراستانیونهای ۱۱۰ کیلوولت کمیسیون شده فقط با فاصلهای نوترویی مجهز شدهاند اما محافظ رلهای متناظر ندارند. این پیکربندی مضر است. هنگامی که ولتاژ صفری شبکه به ولتاژ فاز اسمی نزدیک میشود، تمام ترانسفورهای با نوترو غیرزمینشده همزمان ولتاژ صفری بیش از حد تجربه میکنند. اگر ترانسفور پایانهای بدون محافظ جریان فاصلهای دارای تخلیه فاصلهای نوترویی زودرس باشد—و تخلیه نتواند حفظ شود—ترانسفور با نوترو غیرزمینشده همچنان به شبکه خطا دار متصل میماند.
بنابراین، برای ترانسفورهای پایانهای بدون منبع تغذیه سمت کمولتا، اگر محافظ جریان فاصلهای کامل و محافظ ولتاژ صفری بیش از حد نصب نشود، فاصلهای نوترویی باید یا حذف شود یا فاصله آن به طور عمدی افزایش یابد تا تخلیه زودرس را جلوگیری کند.
برای زیراستانیونهای با اتصال داخلی پلی، روش معمول استفاده از تنظیم اولین زمان محافظ جریان صفری ترانسفور با نوترو زمینشده برای قطع کردن برشها ۹۰۰ و برش ۱۰۰ پلی بهینه نیست. هنگامی که سمت کمولتا به صورت موازی عمل میکند، قطع کردن برش ۹۰۰ باعث از دست دادن بخشی از میلههای برق میشود. در حالی که برش سمت کمولتا ترانسفور با نوترو غیرزمینشده باز میماند.
در غیاب محافظ ولتاژ صفری بیش از حد، اگر منبع تغذیه کوتاهمدت وجود داشته باشد (مثلاً به دلیل انتقال برق ۱۰ کیلوولت)، ترانسفور با نوترو غیرزمینشده در معرض ولتاژ بیش از حد قرار میگیرد. بنابراین، با توجه به اینکه ترانسفورهای ولتاژ سهفازی (VT) در سمت ۱۱۰ کیلوولت نصب شدهاند، افزودن محافظ ولتاژ صفری بیش از حد یک اقدام ایمنی ساده و موثر است.
کنترل روشهای زمینبندی نوتروی ترانسفور و اقدامات بهبود حفاظت صفری
اول، ضروری است که سیستم ۱۱۰ کیلوولت به عنوان یک سیستم زمینبندی مؤثر عمل کند. جلوگیری از عملیات اشتباه روش اساسی است—اطمینان از اینکه نقطه نوتروی ۱۱۰ کیلوولت ترانسفور سمت منبع به طور مؤثر زمینشده باشد. اگر تنظیمات هماهنگی محافظ اجازه دهد، هر دو ترانسفور سمت منبع میتوانند به طور همزمان نوتروی خود را زمینکنند.
اگر ترانسفور تأمین برق نوتروی زمینشده خود را از دست بدهد، سیستم ممکن است به یک سیستم غیرزمینبندی مؤثر تبدیل شود. بنابراین، در مرحله طراحی، ترانسفورهای سمت منبع یا آنهایی که در آینده ممکن است تأمین برق کنند باید با محافظ فاصلهای کامل نوترویی مجهز شوند، شامل محافظ جریان صفری نوترویی، محافظ جریان فاصلهای نوترویی و محافظ ولتاژ صفری بازهای روی میلههای برق.
در خطوط خروجی ۱۱۰ کیلوولت، بسته به تعداد ترانسفورهای متصل به صورت موازی، ترانسفورهای پایانهای ممکن است با نوتروی غیرزمینشده عمل کنند به شرطی که نوتروی سمت منبع زمینشده باشد. در عمل، برای کاهش ریسکهای ممکن، نوتروی یک ترانسفور میتواند زمین شود. هنگام انتخاب کدام نوترو زمین شود، ترتیب اولویت زیر باید رعایت شود:
ترانسفورهایی که سمت کمولتا آنها به طور موقت تغذیه میکنند؛
سپس، ترانسفورهایی که سمت بالاولتا آنها برش ندارند؛
در نهایت، ترانسفور نزدیکترین به منبع برق.
برای بیشتر زیراستانیونهای پایانهای ۱۱۰ کیلوولت کمیسیون شده که در حال حاضر محافظ ولتاژ صفری بازهای (از VTهای میلههای برق) و محافظ جریان فاصلهای نوترویی ندارند، فاصلهای نوترویی اولیه نصب شده باید یا حذف شود یا فاصله آن به طور عمدی افزایش یابد تا تخلیه زودرس را جلوگیری کند.
برای طراحیهای آینده زیراستانیونهای ۱۱۰ کیلوولت، باید ترانسفورهای ولتاژ سهفازی در سمت بالاولتا در نظر گرفته شود، همراه با محافظ ولتاژ صفری بیش از حد و محافظ جریان فاصلهای نوترویی ترانسفور. این پیکربندی انعطافپذیری عملیاتی را فراهم میکند و با تغییرات آینده در ساختار شبکه سازگار است.
برای زیراستانیونهای با اتصال داخلی پلی، تنظیم اولین زمان محافظ جریان صفری نوترویی ترانسفور اصلی باید برشهای دیگر ترانسفور با نوترو غیرزمینشده را قطع کند تا از گسترش محدوده قطع برق یا ایجاد ولتاژ بیش از حد فرکانس قدرت جلوگیری شود.
