การป้องกันลำดับที่ศูนย์ของหม้อแปลง 110kV: ปัญหาและมาตรการปรับปรุง

ปัญหาเกี่ยวกับการป้องกันลำดับศูนย์ของหม้อแปลงแรงดัน 110 กิโลโวลต์

ในระบบที่มีการเชื่อมต่อกราวน์อย่างมีประสิทธิภาพ แรงดันระหว่างกลางและกราวน์ของหม้อแปลงถูกจำกัดให้อยู่ในระดับหนึ่ง และการป้องกันช่องว่างที่จุดกลางไม่ทำงาน การติดตั้งการป้องกันช่องว่างมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันความเสียหายของฉนวนหม้อแปลงที่เกิดจากแรงดันลำดับศูนย์ที่สูงขึ้นในระบบที่ไม่ได้เชื่อมต่อกราวน์อย่างมีประสิทธิภาพ ช่องว่างจะทำงานเฉพาะเมื่อเกิดความผิดพลาดเฟสเดียว มีการตัดวงจรหม้อแปลงที่มีจุดกลางเชื่อมต่อกราวน์โดยตรง และหม้อแปลงที่มีจุดกลางไม่เชื่อมต่อกราวน์ยังคงเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าที่มีความผิดพลาด ในกรณีนี้ ช่องว่างจะปล่อยประจุเพื่อลดแรงดันระหว่างกลางและกราวน์และป้องกันความเสียหายของฉนวน

อย่างไรก็ตาม การแตกของช่องว่างสร้างคลื่นตัดที่เป็นอันตรายต่อฉนวนระหว่างรอบของหม้อแปลง ดังนั้น เมื่อแรงดันลำดับศูนย์เพิ่มขึ้นเนื่องจากความผิดพลาดเฟสเดียว จะควรให้การป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกินมาตัดวงจรหม้อแปลงแทนการป้องกันกระแสช่องว่าง เพราะการป้องกันกระแสช่องว่างมีความไม่แน่นอนและอาจไม่ทำงานได้ด้วยเหตุผลต่าง ๆ จากมุมมองนี้ การป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกินมีความสำคัญมากกว่าการป้องกันกระแสช่องว่างในการป้องกันฉนวนจุดกลางของหม้อแปลง

โดยทั่วไป การป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกินและการป้องกันกระแสช่องว่างใช้ร่วมกันเพื่อสร้างแผนการป้องกันฉนวนจุดกลางที่สมบูรณ์ ดังนั้น การติดตั้งเฉพาะการป้องกันกระแสช่องว่างโดยไม่มีการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกินไม่เพียงพอ โดยเฉพาะในกรณีที่ช่องว่างแตกแบบกระโดดๆ ที่กระแสปล่อยไม่สามารถคงที่ได้ ทำให้การป้องกันกระแสช่องว่างไม่ทำงาน

ส่วนใหญ่สถานีไฟฟ้าแรงดัน 110 กิโลโวลต์ที่กำลังดำเนินการอยู่มีเพียงช่องว่างที่จุดกลางแต่ขาดการป้องกันวงจรเชื่อมต่อที่เหมาะสม การกำหนดค่านี้ไม่เป็นประโยชน์ เมื่อแรงดันลำดับศูนย์ของระบบเพิ่มขึ้นใกล้เคียงกับแรงดันเฟสที่กำหนด หม้อแปลงที่มีจุดกลางไม่เชื่อมต่อทั้งหมดจะประสบกับแรงดันลำดับศูนย์เกินพร้อมกัน หากหม้อแปลงปลายทางที่ไม่มีแหล่งพลังงานด้านแรงดันต่ำทำการปล่อยประจุช่องว่างที่จุดกลางก่อนเวลาและกระแสปล่อยไม่สามารถคงที่ได้ หม้อแปลงที่มีจุดกลางไม่เชื่อมต่อจะยังคงเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าที่มีความผิดพลาด

ดังนั้น สำหรับหม้อแปลงปลายทางที่ไม่มีแหล่งพลังงานด้านแรงดันต่ำ หากไม่มีการป้องกันกระแสช่องว่างครบถ้วนและการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกิน ช่องว่างที่จุดกลางควรถอดออกหรือเพิ่มระยะห่างเพื่อป้องกันการปล่อยประจุก่อนเวลา

สำหรับสถานีไฟฟ้าที่มีการเชื่อมต่อภายในแบบสะพาน การปฏิบัติที่ใช้การตั้งเวลาครั้งแรกของการป้องกันกระแสลำดับศูนย์ของหม้อแปลงที่มีจุดกลางเชื่อมต่อเพื่อตัดวงจรเบรกเกอร์ 900 และเบรกเกอร์สายเชื่อม 100 ไม่เหมาะสม เมื่อด้านแรงดันต่ำทำงานแบบขนาน การตัดวงจรเบรกเกอร์ 900 จะทำให้สูญเสียส่วนหนึ่งของบัส ขณะที่เบรกเกอร์ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงที่ไม่เชื่อมต่อกราวน์ยังคงปิดอยู่

หากไม่มีการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกิน และมีแหล่งพลังงานด้านแรงดันต่ำชั่วคราว (เช่น เนื่องจากการโอนพลังงาน 10 กิโลโวลต์) หม้อแปลงที่ไม่เชื่อมต่อกราวน์มีความเสี่ยงต่อแรงดันเกิน ดังนั้น เนื่องจากมีการติดตั้งเครื่องแปลงแรงดันสามเฟสบนด้านแรงดัน 110 กิโลโวลต์แล้ว การเพิ่มการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกินเป็นมาตรการความปลอดภัยที่ง่ายและมีประสิทธิภาพ

การควบคุมวิธีการเชื่อมต่อกราวน์ของหม้อแปลงและการปรับปรุงมาตรการป้องกันลำดับศูนย์

ประการแรก จำเป็นต้องรับประกันว่าระบบ 110 กิโลโวลต์ทำงานเป็นระบบที่มีการเชื่อมต่อกราวน์อย่างมีประสิทธิภาพ การป้องกันการทำงานผิดพลาดเป็นแนวทางที่สำคัญที่สุด คือ รับประกันว่าจุดกลาง 110 กิโลโวลต์ของหม้อแปลงที่เป็นแหล่งกำเนิดได้รับการเชื่อมต่อกราวน์อย่างมีประสิทธิภาพ หากได้รับอนุญาตจากการตั้งค่าการประสานงานการป้องกัน ทั้งสองหม้อแปลงที่เชื่อมต่อขนานด้านแหล่งกำเนิดสามารถมีจุดกลางเชื่อมต่อกราวน์พร้อมกันได้

หากหม้อแปลงที่จ่ายพลังงานสูญเสียจุดกลางที่เชื่อมต่อกราวน์ ระบบอาจกลายเป็นระบบที่ไม่ได้เชื่อมต่อกราวน์อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น ในระยะออกแบบ หม้อแปลงที่เป็นแหล่งกำเนิด หรือที่อาจจ่ายพลังงานในอนาคต ควรมีการป้องกันช่องว่างที่จุดกลางอย่างครบถ้วน รวมถึงการป้องกันกระแสลำดับศูนย์ที่จุดกลาง การป้องกันกระแสช่องว่างที่จุดกลาง และการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์แบบโอเพ่นเดลตาบนบัสบาร์

บนสายส่งออก 110 กิโลโวลต์ ไม่ว่าจะมีหม้อแปลงเชื่อมต่อขนานกี่ตัว หม้อแปลงปลายทางอาจทำงานโดยมีจุดกลางไม่เชื่อมต่อกราวน์ตราบเท่าที่จุดกลางด้านแหล่งกำเนิดเชื่อมต่อกราวน์ ในทางปฏิบัติ เพื่อลดความเสี่ยง จุดกลางของหม้อแปลงหนึ่งตัวอาจเชื่อมต่อกราวน์ เมื่อเลือกว่าจุดกลางใดควรเชื่อมต่อ กรุณาใช้ลำดับความสำคัญดังนี้:

• เลือกหม้อแปลงที่ด้านแรงดันต่ำจ่ายพลังงานชั่วคราว;

• ต่อไป คือ หม้อแปลงที่ด้านแรงดันสูงไม่มีเบรกเกอร์;

• สุดท้าย คือ หม้อแปลงที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิดที่สุด

สำหรับสถานีไฟฟ้าปลายทาง 110 กิโลโวลต์ส่วนใหญ่ที่ได้รับการดำเนินการแล้วและไม่มีการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์แบบโอเพ่นเดลตา (จาก VT ของบัส) และการป้องกันกระแสช่องว่างที่จุดกลาง ช่องว่างที่จุดกลางที่ติดตั้งไว้เดิมควรถอดออกหรือเพิ่มระยะห่างเพื่อป้องกันการปล่อยประจุก่อนเวลา

สำหรับการออกแบบสถานีไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์ในอนาคต ควรพิจารณาติดตั้งเครื่องแปลงแรงดันสามเฟสด้านแรงดันสูง พร้อมการป้องกันแรงดันลำดับศูนย์เกินและการป้องกันกระแสช่องว่างที่จุดกลางของหม้อแปลง การกำหนดค่านี้ให้ความยืดหยุ่นในการดำเนินการและปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระบบไฟฟ้าในอนาคต

สำหรับสถานีไฟฟ้าที่มีการเชื่อมต่อภายในแบบสะพาน การตั้งเวลาครั้งแรกของการป้องกันกระแสลำดับศูนย์ที่จุดกลางของหม้อแปลงหลักควรตัดวงจรหม้อแปลงที่ไม่เชื่อมต่อกราวน์อีกตัวหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงการขยายพื้นที่การตัดวงจรหรือการเกิดแรงดันเกินที่ความถี่ของระบบไฟฟ้า