גלאי הסדרה האפס של הממרח 110kV: בעיות וצעדי שיפור

בעיות עם הגנה על סדר אפס של טרנספורמציות ב-110 ק"ו

במערכת מונע יעילה, מתח ההעתקה בין נקודה ניטרלית לקרקע של טרנספורמציה מוגבל לרמה מסוימת, והגנה על הפער בנקודה הניטרלית אינה פועלת. מטרת התקנת הגנה על הפער היא למנוע נזק לבודד הטרנספורמציה שנגרם על ידי עלייה במתח סדר אפס במערכות לא מונעות יעילות. הפער מתפוצץ רק כאשר מתרחשת תקלה חד-פאזה, כל הטרנספורמציות עם נקודה ניטרלית מונעת מופסקות, וטרנספורמציות מחוברות ללא נקודה ניטרלית מונעת נשארות מחוברות לרשת המוטרדת. במקרה זה, הפער מתפוצץ כדי להפחית את מתח הנקודה הניטרלית לקרקע ולהימנע מנזק לבודד.

עם זאת, התפרקות הפער יוצרת גלים חתוכים, שמזיקים לבידוד הפניה-לפניה של הטרנספורמציה. לכן, כאשר מתח סדר אפס עולה עקב תקלה חד-פאזה, עדיף שהגנה על מתח סדר אפס מופרז - ולא הגנה על זרם הפער - תפסיק את הטרנספורמציה. לעומת זאת, הגנה על זרם הפער כוללת מידה של אקראיות ואולי לא תפעל מסיבות שונות. מהפרספקטיבה הזו, להגנה על בידוד נקודת ניטרלית של הטרנספורמציה, הגנה על מתח סדר אפס מופרז חשובה יותר מגנה על זרם הפער.

בדרך כלל, הגנה על מתח סדר אפס מופרז וגנה על זרם הפער משמשות יחד כדי ליצור תוכנית הגנה מלאה על בידוד נקודת ניטרלית. לכן, התקנת רק הגנה על זרם הפער ללא הגנה על מתח סדר אפס מופרז היא בלתי מספקת - במיוחד במהלך התפרקות פער אינטרמיטנטית, שבה זרם ההפרדה אינו יכול להתמיד, מה שגורם להגנה על זרם הפער להיות בלתי יעיל.

רוב תחנות ה-110 ק"ו הנמצאות בשימוש כיום מצוידות רק בפערים נקודת ניטרלית אך חסרות רלוי הגנה מתאימה. תצורה זו היא חסרת יתרון. כאשר מתח סדר אפס של הרשת עולה לסמוך למתח פאזה מרומז, כל הטרנספורמציות ללא נקודה ניטרלית מונעת חווים מתח סדר אפס מופרז בו זמנית. אם טרנספורמציה קצה ללא הגנה על זרם פער מתפוצצת לפני הזמן - וההפרדה אינה יכולה להתמיד - הטרנספורמציה המחוברת ללא נקודה ניטרלית מונעת תישאר מחוברת לרשת המוטרדת.

לכן, עבור טרנספורמציות קצה ללא מקורות כוח צד נמוך, אם לא מותקנים הגנה על זרם פער מלאה והגנה על מתח סדר אפס מופרז, צריך להסיר את הפער הנקודתי או להגדיל את המרחק שלו כדי למנוע התפרקות מוקדמת.

תחנות עם חיבורים פנימיים, המנהג הקונבנציונלי להשתמש בהגנה על זרם סדר אפס של הטרנספורמציה המונעת ראשונה כדי להפסיק את המפסקים 900 והחיבור 100 אינו אופטימלי. כשהצד הנמוך מופעל באופן מקביל, הפסקת המפסק 900 גורמת לאובדן מיותר של חלק אחד של הסבך. בינתיים, המפסק הצד הנמוך של הטרנספורמציה ללא נקודה ניטרלית מונעת נשאר סגור.

בabsence של הגנה על מתח סדר אפס, אם קיים מקור כוח נמוך זמני (למשל, עקב העברת כוח 10 kV), הטרנספורמציה ללא נקודה ניטרלית בסיכון למתח מופרז. לכן, בהינתן שכל הטרנספורמציות של מתח שלושה פאזה (VTs) כבר מותקנות בצד ה-110 kV, להוסיף הגנה על מתח סדר אפס הוא אמצעי בטיחות פשוט ויעיל.

בקרה של שיטות מונע נקודה ניטרלית של טרנספורמציות והצעות לשיפור הגנה על סדר אפס

ראשית, חשוב להבטיח שהמערכת ב-110 kV פועלת כמערכת מונעת יעילת. מניעה של פעולה שגויה היא cậnישה בסיסית - להבטיח שהנקודה הניטרלית של הטרנספורמציה בקצה המקור מונעת יעילת. אם אפשר על פי הגדרות התיאום של ההגנה, ניתן להמם את הנקודות הניטרליות של שתי הטרנספורמציות במקביל.

אם טרנספורמציה מספקת כוח מאבדת את הנקודה הניטרלית המונעת, המערכת יכולה להפוך למערכת לא מונעת יעילת. לכן, בשלבי התכנון, על הטרנספורמציות בקצה המקור - או אלו שיכולות לספק כוח בעתיד - להיות מצוידות בהגנה על הפער נקודה ניטרלית מלאה, כולל הגנה על זרם סדר אפס נקודה ניטרלית, הגנה על זרם הפער נקודה ניטרלית והגנה על מתח סדר אפס פתוח-דלתא על הסבך.

במחיצות היציאה של 110 kV, ללא קשר לכמה טרנספורמציות מופעלות במקביל, טרנספורמציות קצה יכולות לפעול ללא נקודה ניטרלית מונעתตราם הנקודה הניטרלית בקצה המקור מונעת. בפועל, כדי להפחית סיכונים פוטנציאליים, ניתן להמם נקודה ניטרלית אחת. בבחירת הנקודה הניטרלית להמם, יש ליישם את סדר החשיבות הבא:

• עדיף טרנספורמציות שצד נמוך שלהן מספק כוח באופן זמני;

• לאחר מכן, להתחשב בטרנספורמציות שאין להם מפסק בצד גבוה;

• לבסוף, לבחור את הטרנספורמציה הקרובה ביותר למקור הכוח.

עבור רוב תחנות ה-110 kV שכבר בשימוש ומחסירות הגנה על מתח סדר אפס פתוח-דלתא (מסבך VTs) והגנה על זרם הפער נקודה ניטרלית, הפערים הנקודתיים המקוריים צריכים להיות מסולקים או המרחק שלהם צריך להגדיל כדי למנוע התפרקות מוקדמת.

לתכנון תחנות 110 kV עתידיים, יש לשקול טרנספורמציות מתח שלושה פאזה בצד גבוה, עם הגנה על מתח סדר אפס מופרז והגנה על זרם הפער נקודה ניטרלית. תצורה זו מספקת גמישות תפעולית ומתאימה לשינויים עתידיים במבנה הרשת.

תחנות עם חיבורים פנימיים, ההגדרה הראשונה של הגנה על זרם סדר אפס נקודה ניטרלית של הטרנספורמציה הראשית צריכה להפסיק את הטרנספורמציה השנייה ללא נקודה ניטרלית כדי למנוע הרחבת אזור האוטאז' או לגרום למתח מופרז בתדר כוח.