110kV pārveidotāja nulles sekvenču aizsardzība: problēmas un uzlabojumu pasākumi

Problēmas ar nultritā skaita aizsardzību 110 kV transformatoriem

Efektīvi uz zemi slodinātajā sistēmā transformatora neitrālais punkts pret zemi ir ierobežots noteiktā līmenī, un neitrālā punkta atvilktnes aizsardzība nedarbojas. Atvilktnes aizsardzības instalēšanas mērķis ir novērst transformatora izolācijas bojājumus, ko izraisa paaugstināta nultritā skaita spriegums neefektīvi uz zemi slodinātajos sistēmās. Atvilktnes aizsardzība darbojas tikai tad, kad notiek vienfazu piezemējais traucs, visi tiekstiešie neitrālo punktu transformatori tiek atslēgti, bet apjoztie transformatori ar neatvilktnēto neitrālo punktu paliek savienot ar defektēto tīklu. Šajā gadījumā atvilktnes izplūde samazina neitrālā punkta pret zemi spriegumu, lai novērstu izolācijas bojājumus.

Tomēr, atvilktnes sabojājums rada sadalītus vilnus, kas kaitē transformatora vitiņu izolācijai. Tādēļ, kad paaugstinās nultritā skaita spriegums vienfazu piezemējā traucā, labāk būtu, lai transformatoru atslēgtu nultritā skaita pārsprieguma aizsardzība, nevis atvilktnes strāvas aizsardzība. Savukārt atvilktnes strāvas aizsardzība ietver noteikta veida nejaušumu un var nedarboties dažādos iemeslu dēļ. No šī perspektīva, lai aizsargātu transformatora neitrālā punkta izolāciju, nultritā skaita pārsprieguma aizsardzība ir svarīgāka par atvilktnes strāvas aizsardzību.

Parasti nultritā skaita pārsprieguma aizsardzība un atvilktnes strāvas aizsardzība tiek izmantotas kopā, lai veidotu pilnīgu neitrālā punkta izolācijas aizsardzības shēmu. Tādēļ, ja tiek instalēta tikai atvilktnes strāvas aizsardzība bez nultritā skaita pārsprieguma aizsardzības, tas nav pietiekami - īpaši pārtrauktiem atvilktnes sabojājumiem, kad izplūdes strāva nevar turpināties, padarot atvilktnes strāvas aizsardzību neefektīvu.

Lielākajā daļā pašlaik ekspluatējamās 110 kV apgaudu stacijas ir aprīkotas tikai ar neitrālā punkta atvilktnes atstarpi, bet trūkst atbilstošas aizsardzības reles. Šī konfigurācija ir nepārdroša. Kad tīkla nultritā skaita spriegums paaugstinās tuvāks nominalajam fāzes spriegumam, visi neatvilktnētie neitrālo punktu transformatori vienlaikus pieredz nultritā skaita pārspriegumu. Ja terminālais transformators bez atvilktnes pārsprieguma aizsardzības neitrālā punkta atvilktnes izplūde notiek agrāk un izplūde nevar turpināties, apjoztais neatvilktnētais neitrālo punktu transformators paliek savienots ar defektēto tīklu.

Tādēļ, termināliem transformatoriem bez zemu sprieguma puses enerģijas avota, ja netiek instalēta pilnīga atvilktnes strāvas aizsardzība un nultritā skaita pārsprieguma aizsardzība, neitrālā punkta atvilktnes atstarpe jānoņem vai tās attālums jāpalielina, lai novērstu agrīnu izplūdi.

Iekšēji bridžu savienojuma apgaudu stacijās parastā prakse, kas izmanto pirmo laika iestatījumu neitrālā punkta slodinātā transformatora nultritā skaita strāvas aizsardzībai, lai atslēgtu iesprāves 900 un 100 bus tie, nav optimāla. Kad zemu sprieguma puses darbojas paralēli, iesprāves 900 atslēgšana rezultē nevajadzīgā bus sekcijas zudumā. Tomēr, neatvilktnēta transformatora zemu sprieguma puses iesprāve paliek aizvērta.

Bez nultritā skaita pārsprieguma aizsardzības, ja pastāv īstermiņa zemu sprieguma enerģijas avots (piemēram, 10 kV enerģijas pārnesīšana), neatvilktnētam transformatoram draud pārspriegums. Tādēļ, ņemot vērā, ka 110 kV pusē jau ir instalētas trīsfāzes sprieguma transformatoru (VT) aparāti, nultritā skaita pārsprieguma aizsardzības pievienošana ir vienkārša un efektīva drošības pasākums.

Transformatoru neitrālā punkta uz zemes slodināšanas metožu kontrola un nultritā skaita aizsardzības uzlabošanas pasākumi

Pirmkārt, ir jānodrošina, ka 110 kV sistēma darbojas kā efektīvi uz zemes slodināta sistēma. Nelemtā darbība ir viselementārākā pieeja - nodrošinot, ka 110 kV neitrālais punkts avota beigu transformatorā tiek efektīvi uz zemes slodināts. Ja to atļauj aizsardzības koordinācijas iestatījumi, abiem paralēli savienotiem avota puses transformatoriem var tikt uz zemes slodināti vienlaikus abi neitrālie punkti.

Ja enerģijas piegādes transformatoram zaudēts uz zemes slodināts neitrālais punkts, sistēma var kļūt par neefektīvi uz zemes slodināta. Tādēļ, plānošanas posmā avota beigu transformatoriem vai tiem, kas varētu nākotnē nodrošināt enerģiju, jāpievieno pilnīga neitrālā punkta atvilktnes aizsardzība, ieskaitot neitrālā punkta nultritā skaita pārspriedzes aizsardzību, neitrālā punkta atvilktnes strāvas aizsardzību un atvilktnes nultritā skaita sprieguma aizsardzību busbarā.

110 kV izlaidumos, neatkarīgi no tā, cik transformatori ir savienoti paralēli, terminālie transformatori var darboties ar neatvilktnētiem neitrālajiem punktiem, ja avota puses neitrālais punkts ir uz zemes slodināts. Reālajā darbībā, lai mazinātu potenciālos riskus, viena transformatora neitrālais punkts var tikt uz zemes slodināts. Izvēloties, kura neitrālais punkts tiks uz zemes slodināts, jāpielieto šāda prioritāšu secība:

• Pirmo priekšroku dod transformatoriem, kuru zemu sprieguma puse īstermiņā nodrošina enerģiju;

• Nākamais, apsvērt transformatorus, kuru augstu sprieguma pusē nav iesprāves;

• Visbeidzot, izvēlieties transformatoru, kas atrodas tuvāk enerģijas avotam.

Lielākajai daļai jau ekspluatējamām 110 kV terminālajām apgaudu stacijām, kurām pašlaik trūkst atvilktnes nultritā skaita sprieguma aizsardzības (no bus VT) un neitrālā punkta atvilktnes strāvas aizsardzības, jānoņem vai jāpalielina sākotnēji instalētās neitrālā punkta atvilktnes atstarpes, lai novērstu agrīnu izplūdi.

Nākotnes 110 kV apgaudu staciju dizainā jāapsver trīsfāzes sprieguma transformatori augstu sprieguma pusē, kā arī nultritā skaita pārsprieguma aizsardzība un transformatoru neitrālā punkta atvilktnes strāvas aizsardzība. Šī konfigurācija sniedz operatīvu elastību un pielāgojas nākotnes tīkla struktūras maiņai.

Iekšēji bridžu savienojuma apgaudu stacijās galvenā transformatora neitrālā punkta nultritā skaita strāvas aizsardzības pirmā laika iestatījuma atslēgšanai jāatvieglo otra neatvilktnēta transformatora atslēgšana, lai izvairītos no izbeidzuma apgabala paplašināšanos vai enerģijas daļgājuma pārsprieguma radīšanu.