Unsa ang mga kasagaran nga mga sayop nga nahitabo samtang operasyon sa longitudinal differential protection sa power transformer?

Proteksyon sa Diperensyal Longitudinal sa Transformer: Karaniwang mga Problema ug Solusyon

Ang proteksyon sa diperensyal longitudinal sa transformer mao ang labing komplikado sa tanang proteksyon sa diperensyal sa mga komponente. Adunay bisan unsa nga mga pagkamaloperasyon nga mahitabo samtang nagoperasyon. Batasan sa estadistika gikan sa North China Power Grid sa tuig 1997 alang sa mga transformer naa sa 220 kV o hinaut pa, adunay 18 ka mga sayop nga operasyon sa total, diin 5 niini gikan sa proteksyon sa diperensyal longitudinal—naglakip sa humoltong tibuok bahin. Ang mga dahon sa pagkamaloperasyon o pagkawala sa operasyon kinahanglan ipasabot ang mga isyu kaugalingon sa operasyon, pagmantala, ug pagbuhat, sama sa mga problema sa pagbutang, pagpasabot, ug pagdisenyo. Kini nga artikulo gi-analisa ang karaniwang mga isyu sa field ug gibuto ang praktikal nga mga paraan sa pagpakita.

1. Unbalanced Current Gikan sa Inrush Current sa Transformer

Sa normal nga operasyon, ang magnetizing current naglihi lamang sa energized nga bahin ug nag-usbong og unbalanced current sa proteksyon sa diperensyal. Kasagaran, ang magnetizing current mao ang 3%–8% sa rated current; para sa dako nga mga transformer, kasagaran gamay sa 1%. Sa panahon sa eksternal nga mga sayop, ang pagbaba sa voltage nagligo sa magnetizing current, minimisando ang iyang impluwensya. Apan, sa panahon sa energization sa usa ka unloaded nga transformer o recovery sa voltage human sa pag-klaro sa eksternal nga sayop, mahimong makit-an ang dako nga inrush current—mahimong maabot ang 6–8 ka beses sa rated current.

Kini nga inrush naglakip og significant nga non-periodic components ug high-order harmonics, madaghan ang second harmonic, ug nagpakita og discontinuities sa waveform sa current (dead angles).

Mga paraan sa pag-remedyar sa proteksyon sa diperensyal longitudinal:

(1) BCH-type relays uban sa fast-saturating current transformers:
Sa panahon sa eksternal nga mga sayop, ang dako nga non-periodic component nagligo sa core sa fast-saturating transformer, nagpreventa sa unbalanced current nga matransfer sa relay coil—busa nag-iwas sa false tripping. Sa panahon sa internal nga mga sayop, bagama adunay initial nga non-periodic components, sila magdili sa ~2 cycles. Human niining panahon, ang periodic fault current lang ang naglihi, nag-enable sa sensitive nga operasyon sa relay.

(2) Microprocessor-based relays gamiton ang second-harmonic restraint:
Ang kadaghanan sa modernong digital relays gigamit ang second-harmonic blocking aron makilala ang inrush gikan sa internal nga mga sayop. Kon may pagkamaloperasyon sa panahon sa pag-klaro sa eksternal nga sayop:

• Bagsakon ang phase-by-phase ("AND") restraint ngadto sa maximum-phase ("OR") restraint mode.

• Pangutaon ang second-harmonic restraint ratio ngadto sa 10%–12%.

• Sa mga sistema nga may dako nga kapasidad diin ang fifth-harmonic content usab dako human sa pag-klaro sa sayop, idugang ang fifth-harmonic restraint.

• Para sa mga transformer nga may dual differential protections, isipon ang paggamit sa waveform symmetry principles aron makilala ang inrush—kini nga paraan mas sensitive ug reliable kaysa sa harmonic restraint alone.

2. Sayop sa Wiring sa CT Secondary Circuits

Ang recurring nga dahon sa pagkamaloperasyon mao ang reversed polarity sa secondary terminals sa current transformer (CT)—resulta sa insuficiente nga training, pagbag-o sa design drawings, o insuficiente nga commissioning checks.

Preventive practice:
Bago ilisan ang longitudinal differential protection sa serbisyo—human sa bag-ong installation, periodic testing, o anumang modification sa secondary circuit—ang transformer kinahanglan nga loaded, ug ang sumala nga mga check ginawa:

• Suksuron ang unbalanced voltage sa differential loop gamit ang high-impedance voltmeter; kini kinahanglan mosunod sa code limits.

• Suksuron ang magnitude ug phase angle sa secondary currents sa tanang bahin.

• Gibuno ang hexagonal vector diagram aron makumpirma nga ang vector sum sa same-phase currents zero o near-zero, konfirmante sa correct wiring.

Human sa kini nga mga verification, ang proteksyon dapat formal nga icommission.

3. Poor Contact o Open Circuit sa Secondary Circuits

Ang mga pagkamaloperasyon gikan sa loose connections o open circuits sa CT secondary loops mahitabo tuig-tuigan.

Recommendations:

• Palig-onon ang real-time monitoring sa differential current sa panahon sa operasyon.

• Human sa relay installation/commissioning o major transformer overhauls, suksuron ang tanang CT secondary connections.

• Tighten ang terminal screws ug gamiton ang spring washers o anti-vibration clips.

• Para sa critical nga aplikasyon, gamiton ang two parallel cables alang sa differential secondary wiring aron mapasabot ang open-circuit risk.

4. Mga Isyu sa Grounding sa Differential Protection Secondary Circuits

Ang pipila ka mga site naggamit og duha ka grounding points—isip usa sa protection cabinet ug usa sa switchyard terminal box. Ang resulta nga ground potential difference, lalo na sa panahon sa lightning o nearby welding, mahimong mag-induce og spurious differential current ug mag-cause og false tripping.

Solution:
Striktong ipatuman ang single-point grounding. Ang tanging reliable ground point dapat nahimutang sa sulod sa protection cabinet.

5. Insulation Degradation sa CT Secondary Cables

Ang insulation failure sa CT secondary cables—kasagaran gikan sa poor construction practices—usab nag-usbong og pagkamaloperasyon. Ang common nga mga dahon kinahanglan ipasabot ang:

• Cable sheath damage sa panahon sa laying,

• Splicing og duha ka cables kon ang length wala maabot,

• Welding cable conduits uban sa cables sa sulod, nag-cause og thermal damage.

Kini nag-usbong og hidden risks sa reliability sa proteksyon.

Preventive measures:

• Sa panahon sa major equipment maintenance, periodic test sa insulation resistance sa bawat core-to-ground ug core-to-core gamit ang 1000 V megohmmeter; ang values kinahanglan mosunod sa code requirements.

• Keep exposed wire ends sa terminals as short as possible aron i-prevent ang accidental grounding o phase-to-phase short circuits gikan sa vibration.

6. Selection of Current Transformers for Longitudinal Differential Protection

Ang proteksyon sa diperensyal involbe ang CTs sa iba't ibang voltage levels, uban sa iba't ibang ratios ug models, nag-usbong og mismatched transient characteristics—usa ka potensyal nga source sa pagkamaloperasyon o pagkawala sa operasyon.

• 500 kV side: Gamiton ang TP-class CTs (transient-performance class), diin ang gapped cores limita ang remanence ngadto sa <10% sa saturation flux, nag-improve sa transient response.

• 220 kV ug below: Kasagaran gamiton ang P-class CTs, diin walay air gap, mas taas nga remanence, ug mas dili maayo nga transient performance.

Selection guidance: Bisag ang TP-class CTs naghatag og superior nga technical performance, sila expensive ug bulky—espesyal sa low-voltage side, diin ang pag-install sa enclosed bus ducts dili easy. Busa, kon wala special system requirements, ang P-class CTs dapat preferido kon sila mosatisfy sa actual operational needs—iwas sa unnecessary cost ug installation challenges.

Busa, ang secondary cable cross-section kinahanglan adequate:

• Para sa long cable runs, gamiton ang ≥4 mm² conductor size aron minimize ang burden ug ensure accuracy.