Güç transformatorunun uzunluk diferensiyel koruması sırasında karşılaşılabilen yaygın hatalar nelerdir?

Transformer Longitudinal Differential Protection: Common Issues and Solutions

Transformer uzunluq diferensial korunması, bütün komponent diferensial korunmalar arasında ən mürəkkəb olanıdır. İşləmə zamanı ara sıra səhv işləmələr baş verir. 1997-ci ildə Çinin Şimal şərqindəki elektrik şəbəkəsinin statistikasına görə, 220 kV və yuxarı voltajlı transformatorlar üçün ümumi olaraq 18 səhv işləmə qeyd edilmişdir, bu səhvlərin 5-i uzunluq diferensial korunması ilə bağlıdır—yəni təxminən bir üç hissə. Səhv işləmə və ya işləmənin olmamasının səbəbləri, əməliyyat, inkişaf və idarəetmə ilə bağlı problemlər, həmçinin istehsal, quraşdırma və dizaynda olan problemlərlə bağlıdır. Bu məqalə sahədə müxtəlif məsələləri təhlil edir və praktiki həll yollarını təqdim edir.

1. Transformer Inrush Current Tərəfindən Yaradılan Dəqiqliksiz Cari

Normal işləmə zamanı, magnetlaşdırma cari yalnız enerjiyə cəlb edilmiş tərəfdən axır və diferensial korunmada dəqiqliksiz cari yaradır. Adətən, magnetlaşdırma cari nominal caridən 3%–8%-ə bərabərdir; böyük transformatorlar üçün bu deyər adətən 1%-dən azdır. Xarici arızalar zamanı, voltaj düşməsi magnetlaşdırma carini azaldır və onun təsiri minimala endirilir. Amma boş transformatorun enerjiyə cəlb olunması və ya xarici arızanın təkmilləşdirməsindən sonra voltajın bərpa olunduğu zaman, böyük inrush cari yarana bilər—bu, nominal caridən 6–8 dəfə çox ola bilər.

Bu inrush, nəzəriyəvi olmayan komponentlər və yüksək rəddi harmoniklərdən (ölkücülərən ikinci harmonika) çox mənbələrə malikdir və cari formasında diskontinualar (ölüm bucaqları) göstərir.

Uzunluq diferensial korunmasında həll yolları:

(1) Tez doymayan cari transformatordan ibarət BCH-növ rölelər:
Xarici arızalar zamanı, nəzəriyəvi olmayan komponent tez doymayan transformatordan keçirilən doymayı təmin edir, bu da dəqiqliksiz carinin röle bobinəsinə keçməsini önələyir—böylecə səhv triplənməsindən qorunulur. Daxili arızalar zamanı, ilk başda nəzəriyəvi olmayan komponentlər varsa, onlar təxminən 2 dövr ərzində zəifləyirlər. Sonra, sadəcə nəzəriyəvi ariza cari axır, bu da hassas röle işləməsini təmin edir.

(2) İkinci harmonikanın tənzimlənməsidən istifadə edən mikroprosessor bazlı rölelər:
Çoxsaylı modern riyazi rölelər ikinci harmonikanın bloklaşdırılmasını inrush və daxili arızalar arasındakı fərqləndirmək üçün istifadə edirlər. Xarici arızanın təkmilləşdirilməsi zamanı səhv işləmə baş verdirsə:

• Fazadan-faza ("AND") tənzimlənmə modundan maksimum fazaya ("OR") tənzimlənmə moduna keçin.

• İkinci harmonikanın tənzimlənmə nisbətini 10%–12%-ə azaldın.

• Ariza təkmilləşdirməsindən sonra beşinci harmonikanın miqdarı da yüksək olan sistemlərdə, beşinci harmonikanın tənzimlənməsini əlavə edin.

• Dvostronu diferensial korunmalara malik olan transformatorlar üçün, inrushun təsnifi üçün dalğalı simmetriya prinsiplerindən istifadə etməyi nəzərə alın—bu metod tənlik tənzimlənməsindən daha hassas və etibarlıdır.

2. CT İkinci Dairələrində Səhv Qoşulma

Səhv işləmənin bir daha tez təkrarlanan səbəbi, cari transformatordaki (CT) ikinci terminallarının polardan səhv qoşulmasıdır—bu, təlimin yetərsiz olması, dizayn şəkllərinə uymaması və ya ikinci dairələrin qoşulmasında yeterli yoxlamaların olmamasından qaynaqlanır.

Öncələr qorunmanın aktivləşdirilməsindən əvvəl—yeni quraşdırma, periodik testlər və ya hər hansı bir ikinci dairənin dəyişdirilməsindən sonra—transformator yüklənmiş olmalıdır və aşağıdakı yoxlamalar aparılmalıdır:

• Diferensial çevrədəki dəqiqliksiz voltajı yüksək impedanslı voltmetrlə ölçün; bu, normativ limitlərə uyğun olmalıdır.

• Bütün tərəflərdəki ikinci carilərin miqdarını və faz bucağını ölçün.

• Eyni faz carilərinin vektor cəmi sıfır və ya sıfıra yaxın olduğunu təsdiqləmək üçün altılıq vektor diaqramasını qurun, bu düzgün qoşulmayı təsdiqləyir.

Yalnız bu təsdiqləmələrden sonra qorunma resmi olaraq aktivləşdirilməlidir.

3. İkinci Dairələrdə Kötü Kontakt və ya Açığ Devr

CT ikinci dairələrindəki gevşek bağlantılar və açığ devrlər illik səhv işləmələrə səbep olurlar.

Tavsiyalar:

• İşləmə zamanı diferensial carinin real vaxtlı izlənməsini gücləndirin.

• Rölenin quraşdırılması/aktivləşdirilməsi və ya böyük transformatorların yenidən tikilməsindən sonra, bütün CT ikinci bağlantılarını yoxlayın.

• Terminal skrəplərini sıxlayın və yaylı skrəplər və ya titrəmə qarşıtı klipslərdən istifadə edin.

• Mühüm tətbiqlərdə, diferensial ikinci dairə kabloları üçün iki paralel kabel istifadə edin, bu açığ devr riskini azaldacaq.

4. Diferensial Korunma İkinci Dairələrindəki Zərərli Potensial Fərqləri

Bəzi yerlərdə, qorunma şkafında və anahtarlama terminal qutusunda iki zərərli potensial nöqtəsi var. Bu, xüsusən yıldırım və ya yaxın zəncirə zamanı, zərərli potensial fərqlərini yaradır və səhv diferensial cari yaradır və səhv triplənməyə səbep olur.

Həll:
Tək nöqtəli zərərli potensial tətbiq etməyin əngəllənən tətbiq edilməsinə diqqət edin. Yalnız qorunma şkafında təxminən zərərli potensial nöqtəsi olmalıdır.

5. CT İkinci Kablelərində Diklənləşmənin Azalması

CT ikinci kablelərindəki diklənləşmənin azalması—adətən yarımçıq tikinti amallarından qaynaqlanan—səhv işləmələrə səbep olur. Yaygın səbəblər aşağıdakılardır:

• Kabel zarflarının qoyulması zamanı zədələnməsi,

• Uzunluğu kifayətsiz olduğunda iki kabelin birgə qoşulması,

• Kabel borularının kabel içində olan halda qatarılması, bu termal zədələnməyə səbep olur.

Bu, qorunmanın etibarlılığına gizli risklər yaratır.

Öncələr qorunma tədbirləri:

• Böyük ekipman inkişafı zamanı, hər bir çekirdek və ya çekirdek arasındakı diklənləşmə direksiyasını 1000 V megohmmetr ilə periodik olaraq yoxlayın; dəyərlər normativ tələblərə uyğun olmalıdır.

• Terminaldakı açıq kənar telləri mümkün qədər qısalaraq saxlayın, bu titrəmə səbəbindən tesadüfi zərərli potensial və ya fazası arasındakı qısa dövrünü önələyir.

6. Uzunluq Diferensial Korunması Üçün Cari Transformatordan Seçimi

Diferensial korunma, fərqli voltaj səviyyələrindəki CT-lər, fərqli nisbətlər və model ilə əlaqədar olur, bu da geçici xüsusiyyətlərin uyğun olmayışına səbəb olur—bu, səhv işləmə və ya işləmənin olmamasının potensial mənbəsidir.

• 500 kV tərəfi: Geçici performans sinifində (TP-sinifi) CT-lərdən istifadə edin, bu CT-lərin boşluqdan ibarət çekirdekləri doymuşluxu <10%-dən asağı salır, bu da geçici cavaba böyük üstünlük verir.

• 220 kV və aşağısı: Adətən P-sinifi CT-lərdən istifadə edilir, bu CT-lərin boşluqdan ibarət olmayan, yüksək doymuşluxu və pis geçici performansı var.

Seçim təlimatları: TP-sinifi CT-lər üstünlük təmin edirlər, lakin çox bahalı və geniş yer tuturlar—xüsusən ki, aşağı voltaj tərəfində, burada kapalı avtomobil kanallarına quraşdırma çətinliklər yaradır. Buna görə, əgər xüsusi sistem tələbləri yoxdursa, P-sinifi CT-lər, əgər faktiki işləmə tələblərini ödəyirsə, istifadə edilməlidir—böylecə ləzimsiz xərclər və quraşdırma çətinliklərindən qurtulun.

Əlavə olaraq, ikinci kabel kesiti kifayət qədər olmalıdır:

• Uzun kabel marşrutları üçün, yükünü minimuma endirmək və dəqiqlik təmin etmək üçün ≥4 mm² kənar ölçüsü istifadə edin.