Gevaarlijke punten in de werking van transformatoren en hun voorkomende maatregelen

De belangrijkste gevaarlijke punten bij het bedrijf van transformatoren zijn:

• Schakeloverbelastingen die kunnen optreden tijdens het inschakelen of uitschakelen van lege transformatoren, waardoor de isolatie van de transformatoren in gevaar wordt gebracht;

• Stijging van de lege spanning in transformatoren, wat de isolatie van de transformatoren kan beschadigen.

1. Preventieve maatregelen tegen schakeloverbelastingen tijdens het schakelen van lege transformatoren

Het aarden van het neutrale punt van de transformator is voornamelijk gericht op het voorkomen van schakeloverbelastingen. In 110 kV en hogere stroomsystemen met groot vermogen worden sommige neutrale punten van transformatoren niet aangesloten om de stroom van eenfasige grondfouten te beperken. Met andere woorden, het aantal en de locatie van de aangesloten neutrale punten van transformatoren in het netwerk worden bepaald door overwegingen zoals de veiligheid van de isolatie van de transformatoren, de vermindering van kortsluitstroom en de betrouwbare werking van relaisbescherming.

Bij het schakelen van lege transformatoren of het uitvoeren van systeemscheiding/parallellisatie-operaties, kan het aarden van het neutrale punt van de transformator ongelukken voorkomen die worden veroorzaakt door capacitaire overbrengingsoverbelasting of uit-de-stap frequentie-overbelasting die kunnen ontstaan door driefase asynchrone werking of asymmetrische onderbreking van de schakelaar. Daarom moet de preventie van gevaren die worden veroorzaakt door schakeloverbelastingen tijdens het bedrijf van lege transformatoren zich richten op de juiste werking van de neutrale aardingsschakelaar van de transformator.

De werking van de neutrale aardingsschakelaar van de transformator moet volgen naar de volgende principes:

(1) Wanneer meerdere transformatoren parallel lopen op verschillende buskasten, moet minstens één neutraal punt van een transformator op elke buskast direct worden aangesloten om te voorkomen dat de buskast een onaangesloten systeem wordt als de buskoppelingsschakelaar open gaat.

(2) Als aan de laagspanningszijde van de transformator een energiebron is, moet het neutrale punt van de transformator direct worden aangesloten om te voorkomen dat de hoogspanningsschakelaar trips en de transformator als een onaangesloten (geïsoleerde neutrale) systeem achterlaat.

(3) Wanneer meerdere transformatoren parallel lopen, is normaal gesproken slechts één neutraal punt toegestaan om direct te worden aangesloten. Tijdens transformatorschakeloperaties moet altijd het oorspronkelijke aantal direct aangesloten neutrale punten worden behouden. Bijvoorbeeld, als twee transformatoren parallel lopen - waarbij de neutrale van Transformatornummer 1 direct is aangesloten en de neutrale van Transformatornummer 2 via een luchtspeling is aangesloten - dan moet de neutrale aardingsschakelaar van Transformatornummer 2 eerst worden gesloten voordat Transformatornummer 1 wordt afgesloten. Op dezelfde manier mag de neutrale aardingsschakelaar van Transformatornummer 2 pas worden geopend nadat Transformatornummer 1 (met zijn neutrale direct aangesloten) succesvol is ingeschakeld.

(4) Voordat een transformator wordt uitgeschakeld of ingeschakeld, moet het neutrale punt van de transformator om te voorkomen dat overbelastingen veroorzaakt door driefase asynchrone werking of onvolledige faseafsluiting van de schakelaar de isolatie van de transformator beïnvloeden, vóór de operatie direct worden aangesloten. Na inschakeling moet de neutrale aardingsmethode worden aangepast volgens de normale bedrijfsmodus, en de instellingen van de neutrale bescherming van de transformator moeten worden aangepast op basis van de aardingsconfiguratie.

2. Preventieve maatregelen tegen stijging van de lege spanning in transformatoren

Dispatchers moeten tijdens operationele commando's maatregelen nemen om de stijging van de lege spanning in transformatoren te voorkomen, bijvoorbeeld door reactors in te schakelen, synchrone condensatoren met inductieve belasting te bedienen, of de tap-changers van onder belasting tap-wisseltransformatoren (OLTC) te verstellen om de ontvangende spanning te verlagen. Bovendien kan de zendspanning ook gepast worden verlaagd. Als de zendside een energiecentrale is die slechts één substation bevoorraadt, kan de spanning van de centrale aanzienlijk worden verlaagd volgens de eisen van de apparatuur. Als de energiecentrale ook andere belastingen bevoorraadt, kan de busbar van de centrale indien mogelijk worden gesplitst, zodat een deel van de generatiebronnen onafhankelijk de spanning kan aanpassen volgens de eisen van de apparatuur.