110kV transformatorjeva varnostni nizki red: Težave in ukrepi za izboljšanje

Težave z neničelno zaščito transformatorjev na 110 kV

V učinkovito zazemljenem sistemu je napetost med neutralom in zemlji transformatorja omejena na določeno raven, zato ne deluje zaščita s praznimi presledki. Nameščanje zaščite s praznimi presledki je namenjeno preprečevanju poškodbe izolacije transformatorja zaradi povišane neničelne napetosti v ne-učinkovito zazemljenih sistemih. Prazni presledek deluje le ob enofaznem površinsko vzpodbujenem krivu, ko so odstranjene vsi transformatorji z neposredno zazemljenim neutralom, ostali podnapetostni transformatorji z nezazemljenim neutralom pa ostanejo priključeni kromljeno mreži. V tem primeru se prazni presledek razpali, da zniža napetost med neutralom in zemlji in prepreči poškodbo izolacije.

Razpali se praznih presledkov generira prekinjene valovanje, ki škodijo mehurčno izolaciji transformatorja. Zato, ko se zaradi enofaznega površinsko vzpodbujenega kriva poveča neničelna napetost, je bolje, da transformator odpali zaradi neničelne prepogojitve - ne zaradi zaščite s strmi tokovi. Na drugo stran, zaščita s strmi tokovi vključuje stopnjo naključnosti in zaradi različnih razlogov morda ne bo delovala. S to perspektive je za zaščito izolacije neutrala transformatorja neničelna prepogojitev pomembnejša kot zaščita s strmi tokovi.

Običajno se uporabljata neničelna prepogojitev in zaščita s strmi tokovi skupaj, da se ustvari kompletna shema zaščite izolacije neutrala. Torej, namestitev samo zaščite s strmi tokovi brez neničelne prepogojitve ni dovolj, še posebej med intermitentnim razpali se praznih presledkov, kjer se strmi tok ne more ohranjati, kar zaščiti s strmi tokovi postane neučinkovita.

Večina trenutno v operaciji 110 kV pretvorilnic je opremljena samo s čepi praznih presledkov, vendar nimajo ustrezne reljejske zaščite. Ta konfiguracija je v nesporazumu. Ko se neničelna napetost mreže približa imenovani fazni napetosti, hkrati doživijo neničelno prepogojitev vsi transformatorji z nezazemljenim neutralom. Če ima terminalni transformator brez zaščite s strmi tokovi predčasno razpali se prazni presledek in ta razpali se ne more ohranjati, ostane podnapetostni transformator z nezazemljenim neutralom priključen kromljeno mreži.

Zato, za terminalne transformatorje brez viru nizko-napetostne strani, če ni nameščena kompletne zaščite s strmi tokovi in neničelna prepogojitev, bi morali biti čepi praznih presledkov odstranjeni ali njihova razdalja namerno povečana, da se prepreči predčasno razpali.

Za pretvorilnice z notranjimi mostastimi vezavami ni optimalno, da se z prvotnim časovnim nastavljanjem neničelne strmi tokove zaščite zazemljenega transformatorja odpali vezave 900 in vezava 100. Ko se nizko-napetostne strani delujejo vzporedno, odpalitev vezave 900 povzroči nepotreben izgubljen enega člena vezave. Medtem ostaja zaprta vezava nizko-napetostne strani nezazemljenega transformatorja.

V odsotnosti neničelne prepogojitve, če obstaja začasni vir nizko-napetostne strani (npr. zaradi prenašanja 10 kV), je nezazemljeni transformator tvegan za prepogojitev. Zato, ker so že nameščeni tri-fazni napetostni transformatorji (VT) na 110 kV strani, dodajanje neničelne prepogojitve predstavlja preprosto in učinkovito varnostno ukrep.

Krmiljenje metode zazemljenja neutrala transformatorja in ukrepi za izboljšanje neničelne zaščite

Prvi, je ključno zagotoviti, da 110 kV sistem deluje kot učinkovito zazemljeni sistem. Preprečevanje napačnega delovanja je najosnovnejši pristop - zagotoviti, da je 110 kV neutral vira efektivno zazemljen. Če to dopuščajo koordinacijska nastavila zaščite, lahko hkrati zazemljene neutrala imata oba paralelno povezana vira.

Če virski transformator izgubi zazemljeni neutral, lahko postane sistem ne-učinkovito zazemljen. Zato bi morali v fazi načrtovanja virski transformatorji ali ti, ki bodo v prihodnosti morda zagotovili vir, biti opremljeni z kompletno zaščito s praznimi presledki, vključno s neničelno strmi tokove zaščito neutrala, zaščito s strmi tokovi praznega presledka in neničelno voltazna zaščita na busu.

Na 110 kV izstopnih linijah, ne glede na to, koliko transformatorjev je povezanih vzporedno, terminalni transformatorji lahko delujejo z nezazemljenimi neutrali, če je virski neutral zazemljen. V dejanskem delovanju, da se zmanjšajo potencialni tveganja, se lahko zazemljeni en neutral. Pri izbiri, katerega neutrala se zazemlji, bi se morala uporabiti naslednja prioriteta:

• Prednost dajte transformatorjem, ki začasno zagotavljajo vir nizko-napetostne strani;

• Nato upoštevajte transformatorje, ki nimajo vezave visoko-napetostne strani;

• Nazadnje, izberite transformator, najbližji viru.

Za večino že v operaciji 110 kV terminalnih pretvorilnic, ki trenutno nima neničelne voltazne zaščite (iz VT busa) in zaščite s strmi tokovi praznega presledka, bi morali biti prvotno nameščeni čepi praznih presledkov odstranjeni ali njihova razdalja namerno povečana, da se prepreči predčasno razpali.

Pri načrtovanju prihodnjih 110 kV pretvorilnic bi se morali upoštevati tri-fazni napetostni transformatorji na visoko-napetostni strani, skupaj s neničelno prepogojitveno zaščito in zaščito s strmi tokovi praznega presledka neutrala transformatorja. Ta konfiguracija ponuja operativna prilagodljivost in se prilagaja prihodnjim spremembam strukture mreže.

Za pretvorilnice z notranjimi mostastimi vezavami bi moralo prvo časovno nastavitev neničelne strmi tokove zaščite glavnega transformatorja odpaliti drug nezazemljeni transformator, da se prepreči razširitev območja odpiranja ali povzročitev omrežne prepogojitve.