Опасные моменты в эксплуатации трансформаторов и меры их предотвращения

Основные опасные точки при эксплуатации трансформаторов:

• Переключательные перенапряжения, которые могут возникнуть при включении или отключении трансформаторов без нагрузки, представляющие угрозу изоляции трансформатора;

• Повышение напряжения холостого хода в трансформаторах, которое может повредить изоляцию трансформатора.

1. Меры предотвращения переключательных перенапряжений при переключении трансформаторов без нагрузки

Заземление нейтральной точки трансформатора в первую очередь направлено на предотвращение переключательных перенапряжений. В системах с большим заземляющим током на 110 кВ и выше некоторые нейтральные точки трансформаторов оставляют без заземления, чтобы ограничить ток однофазного замыкания на землю. Другими словами, количество и расположение заземленных нейтральных точек трансформаторов в сети определяются комплексными соображениями, включающими безопасность изоляции трансформатора, снижение короткозамкнутого тока и надежную работу реле защиты.

При переключении трансформаторов без нагрузки или выполнении операций разделения/параллельной работы системы, заземление нейтральной точки трансформатора может предотвратить аварии, вызванные перенапряжением при емкостном переносе или асинхронном перенапряжении промышленной частоты, которые могут возникнуть вследствие трехфазного несинхронного режима работы или асимметричного отключения выключателя. Поэтому предотвращение опасностей, связанных с переключательными перенапряжениями при работе трансформаторов без нагрузки, должно сосредоточиться на правильной работе выключателя заземления нейтральной точки трансформатора.

Операция выключателя заземления нейтральной точки трансформатора должна следовать следующим принципам:

(1) При параллельной работе нескольких трансформаторов на разных шинах, на каждой шине должна быть как минимум одна нейтральная точка трансформатора, подключенная к заземлению, чтобы предотвратить превращение шины в систему без заземления, если выключатель секционирования шины будет открыт.

(2) Если на низковольтной стороне трансформатора есть источник питания, нейтральная точка трансформатора должна быть подключена к заземлению, чтобы предотвратить превращение трансформатора в систему без заземления (с изолированной нейтральной точкой) при срабатывании выключателя высоковольтной стороны.

(3) При параллельной работе нескольких трансформаторов обычно разрешается заземление только одной нейтральной точки трансформатора. Во время операций переключения трансформаторов всегда необходимо поддерживать исходное количество непосредственно заземленных нейтральных точек. Например, если два трансформатора работают параллельно, нейтральная точка трансформатора №1 заземлена напрямую, а нейтральная точка трансформатора №2 заземлена через зазор, перед отключением трансформатора №1 необходимо закрыть выключатель заземления нейтральной точки трансформатора №2. Аналогично, только после успешного включения трансформатора №1 (с его нейтральной точкой, заземленной напрямую), можно открыть выключатель заземления нейтральной точки трансформатора №2.

(4) Перед отключением или включением трансформатора, чтобы предотвратить перенапряжения, вызванные трехфазным несинхронным режимом работы или неполным фазовым включением выключателя, нейтральная точка трансформатора должна быть подключена к заземлению до начала операции. После включения метод заземления должен быть скорректирован в соответствии с нормальным режимом работы, и настройки защиты нейтральной точки трансформатора должны быть изменены в зависимости от его конфигурации заземления.

2. Меры предотвращения повышения напряжения холостого хода в трансформаторах

Диспетчеры должны принимать меры во время операционных команд, чтобы избежать повышения напряжения холостого хода в трансформаторах, например, путем включения реакторов, работы синхронных компенсаторов с индуктивными нагрузками или регулирования отводов трансформаторов с плавной регулировкой напряжения для снижения напряжения на приемной стороне. Кроме того, напряжение на стороне отправителя также может быть соответствующим образом снижено. Если сторона отправителя является электростанцией, поставляющей электроэнергию только одному подстанции, напряжение на электростанции может быть значительно снижено в соответствии с требованиями оборудования. Если электростанция также поставляет электроэнергию другим потребителям, при допустимых условиях шина электростанции может быть разделена, чтобы часть источников генерации могла независимо регулировать напряжение в соответствии с требованиями оборудования.