Небезпечні точки в експлуатації трансформатора та їх запобіжні заходи

Основні точки ризику при експлуатації трансформаторів:

• Перехідні перенапруги, які можуть виникнути під час запитування або відключення безнавантажених трансформаторів, що загрожує ізоляції трансформатора;

• Підвищення напруги без навантаження у трансформаторах, що може пошкодити ізоляцію трансформатора.

1. Профілактичні заходи проти перехідних перенапруг під час переключення безнавантажених трансформаторів

Заземлення нейтральної точки трансформатора здійснюється головним чином для запобігання перехідним перенапругам. У системах з великим струмом заземлення на 110 кВ і вище деякі нейтральні точки трансформаторів залишаються без заземлення, щоб обмежити струм однофазного заземлення. Іншими словами, кількість та розташування заземлених нейтральних точок трансформаторів у мережі визначаються комплексними розглядами, які враховують безпеку ізоляції трансформатора, зменшення короткозамкненого струму та надійну роботу реле захисту.

При переключенні безнавантажених трансформаторів або виконанні операцій розділення/паралелювання систем, заземлення нейтральної точки трансформатора може запобігти аваріям, спричиненим перенапругами через капацитивний перенос або несинхронну перенапругу промислової частоти, які можуть виникнути внаслідок трифазної асинхронної роботи або асиметричного переривання випливаючих преривачів. Тому профілактика шкід, спричинених перехідними перенапругами під час операцій з безнавантаженими трансформаторами, повинна бути зосереджена на правильному виконанні операцій з відключувачем заземлення нейтральної точки трансформатора.

Операції з відключувачем заземлення нейтральної точки трансформатора повинні відповідати наступним принципам:

(1) Коли декілька трансформаторів працюють паралельно на різних шинах, принаймні одна нейтральна точка трансформатора на кожній шині повинна бути прямо заземлена, щоб запобігти тому, щоб шина стала не заземленою системою, якщо відкривається преривач з'єднання шин.

(2) Якщо на нижньому напрузі трансформатора є джерело живлення, нейтральна точка трансформатора повинна бути прямо заземлена, щоб запобігти відлученню преривача верхнього напруги та залишанню трансформатора як не заземленої (ізольованої нейтральної) системи.

(3) Коли декілька трансформаторів працюють паралельно, зазвичай дозволяється пряме заземлення лише однієї нейтральної точки трансформатора. Під час операцій з переключенням трансформаторів повинна завжди підтримуватися початкова кількість прямо заземлених нейтральних точок. Наприклад, якщо два трансформатори працюють паралельно — нейтральна точка трансформатора №1 прямо заземлена, а нейтральна точка трансформатора №2 заземлена через зазор — перед відключенням трансформатора №1, спочатку повинен бути закритий відключувач заземлення нейтральної точки трансформатора №2. Аналогічно, тільки після успішного запитування трансформатора №1 (з прямо заземленою нейтральною точкою) може бути відкритий відключувач заземлення нейтральної точки трансформатора №2.

(4) Перед відключенням або запитуванням трансформатора, щоб запобігти перенапругам, спричиненим трифазною асинхронною роботою або неповним замиканням фаз преривача, які можуть вплинути на ізоляцію трансформатора, нейтральна точка трансформатора повинна бути прямо заземлена перед операцією. Після запитування метод заземлення нейтральної точки повинен бути налаштований відповідно до нормального режиму роботи, а налаштування захисту нейтральної точки трансформатора повинні бути відповідно змінені залежно від конфігурації заземлення.

2. Профілактичні заходи проти підвищення напруги без навантаження у трансформаторах

Диспетчери повинні приймати заходи під час оперативних команд, щоб уникнути підвищення напруги без навантаження у трансформаторах — наприклад, за допомогою запитування реакторів, операцій синхронних компенсаторів з індуктивними навантаженнями або налаштування вилучувачів кроків трансформаторів з налаштуванням під навантаженням, щоб знизити напругу на стороні приймання. Додатково, може бути відповідно знижено напругу на стороні відправлення. Якщо сторона відправлення є електростанцією, яка забезпечує лише одну підстанцію, напруга станції може бути значно знижена відповідно до вимог обладнання. Якщо електростанція також забезпечує інші навантаження, за можливості, шина станції може бути розділена, щоб частина джерел генерації могла незалежно регулювати напругу відповідно до вимог обладнання.