Што се најчестите грешки кои се сретнуваат во текот на работата на продолговито диференцијално заштитно реле на електрични трансформатори

Трансформаторска лонгитудинална диференцијална заштита: Често се среќаваат проблеми и решенија

Трансформаторската лонгитудинална диференцијална заштита е најкомплексната од сите компонентни диференцијални заштити. Понекогаш се случуваат погрешни операции во време на функционирање. Според статистиката од 1997 година за трансформаторите со напон од 220 кВ и повисоко во Јужно-Источната електропрометна мрежа, имало вкупно 18 погрешни операции, од кои 5 биле поради лонгитудинална диференцијална заштита—која чини околу една третина. Причините за погрешна или недостигнување на операција вклучуваат проблеми поврзани со функционирање, одржување и управување, како и проблеми во производството, инсталацијата и дизајнот. Овој чланок анализира чести полевски проблеми и предлага практични методи за намалување.

1. Небалансирана стрuja поради трансформаторска улазна стрuja

Во нормално функционирање, магнетизациска стрuja текне само на активнирачката страна и создава небалансирана стрuja во диференцијалната заштита. Обично, магнетизациската стрuja е 3%–8% од номиналната стрuja; за големите трансформатори, обично е под 1%. Во случај на надворешни повреди, падот на напонот ја намалува магнетизациската стрuja, минимизирајќи њената влијание. Меѓутоа, при активирање на празен трансформатор или враќање на напонот по изчистување на надворешна повреда, може да се случи голема улазна стрuja—до 6–8 пати од номиналната стрuja.

Оваа улазна стрuja содржи значајни не-периодички компоненти и високоредни хармоници, претставувани главно од втората хармоника, и покажува прекини во формата на стрujата (мртви агли).

Методи за намалување во лонгитудиналната диференцијална заштита:

(1) Релеа типа BCH со брзо насытувачки трансформатори на стрuja:
При надворешни повреди, високиот не-периодички компонент брзо го наситува језглото на брзо насытувачкиот трансформатор, што го спречува небалансираната стрuja да се пренесе на језглото на релеот—така се избегнува лажно активирање. При интерни повреди, иако почетно постојат не-периодички компоненти, тие затлакнуваат за ~2 циклуси. Тогаш текнува само периодична повредна стрuja, што овозможува чувствителна работа на релеот.

(2) Микропроцесорски релеа со блокирање на втората хармоника:
Најновите цифирски релеа користат блокирање на втората хармоника за разликување на улазна стрuja од интерни повреди. Ако се случи погрешна операција при изчистување на надворешна повреда:

• Преклопете го „AND“ моделот на фазна блокирање со „OR“ модел на максимална фаза.

• Намалете го односот на блокирање на втората хармоника до 10%–12%.

• Во системи со голема капацитет, каде што содржината на петата хармоника е исто така висока после изчистување на повреда, додадете блокирање на петата хармоника.

• За трансформатори со двојна диференцијална заштита, размислете за користење на принципите на симетрија на формата на стрujата за идентификација на улазна стрuja—оваа метода е почувствителна и надежна од само хармонично блокирање.

2. Погрешна поврзување во вторичните кола на CT

Честа причина за погрешна операција е обратена полярност на вторичните терминали на трансформаторот на стрuja (CT)—результат на недостаток на тренинзи, отклонување од проектните цртежи или недостаточни проверки при поставување.

Профилактичка практика:
Претходно на поставувањето на лонгитудиналната диференцијална заштита во употреба—после нова инсталација, периодични тестови или било каква модификација на вторичните кола—трансформаторот мора да биде награден, и следните проверки треба да се извршат:

• Мерете го небалансираната напон во диференцијалната петља со висок импедансни напономер; тој мора да одговара на ограничувањата на кодот.

• Мерете ги величината и аголот на вторичните стрujи на сите страни.

• Конструирајте шестоаголен векторски дијаграм за потврда дека збирот на векторите на исти фази е нула или близу до нула, потврдувајќи правилно поврзување.

Само по овие верификацији, заштитата треба да се формално постави.

3. Лош контакт или отворена петља во вторичните кола

Погрешни операции поради слаби поврзувања или отворени петли во вторичните кола на CT се случуваат секоја година.

Препораки:

• Јачање на реално време на мониторингот на диференцијалната стрuja во време на функционирање.

• После инсталација/поставување на релеот или големи преобразби на трансформаторот, проверете ги сите вторични поврзувања на CT.

• Зачедете ги винчиците на терминалите и користете ја пружинска прстенче или анти-вибрациони клипси.

• За критични применувања, користете две паралелни жице за вторичното поврзување на диференцијалната заштита за намалување на ризикот од отворена петља.

4. Проблеми со земање во вторичните кола на диференцијалната заштита

Некои локации го нарушуваат мерките против аварији со два точки на земање—еден во кабинетот за заштита и друг во кутијата за терминали во преводницата. Резултантната разлика во потенцијалот на земјата, особено при грмеж или блиски сварување, може да индуцира лажна диференцијална стрuja и да предизвика лажно активирање.

Решение:
Строго го исполнете едноточково земање. Единствената надежна точка на земање треба да се наоѓа внатре во кабинетот за заштита.

5. Деградација на изолацијата на вторичните кабели на CT

Повреда на изолацијата на вторичните кабели на CT—често поради лоши конструктивни практики—исто така доведува до погрешни операции. Чести причини вклучуваат:

• Повреда на обвивката на кабелот при поставување,

• Споење на два кабела кога должината е недостаточна,

• Сварување на канали за кабели со кабели внатре, што предизвика термичка повреда.

Овие создаваат скриени ризици за надежноста на заштитата.

Профилактичка мерки:

• Во време на големи технички обслужувања, периодично тестирајте го отпорот на изолацијата помеѓу секој жица-земја и жица-жица со 1000 В мегометар; вредностите мора да одговараат на ограничувањата на кодот.

• Држете ги изложени краевите на терминалите колку што е можно кратки за да се спречат случайни земања или меѓуфазни кратки повреди поради вибрации.

6. Избор на трансформатори на стрuja за лонгитудинална диференцијална заштита

Диференцијалната заштита вклучува CT-и на различни напонски нивоа, со различни односи и модели, што доведува до несоодветни транзиентни карактеристики—потенцијална извор на погрешни операции или недостигнување на операции.

• Сторана на 500 кВ: Користете TP-класа CT-и (класа на транзиентни перформанси), чијашто језгло со размакнување ограничува реманенцата до <10% од сатурацијата, што значително подобрува транзиентниот одговор.

• 220 кВ и подолу: Обично се користат P-класа CT-и, кои немаат воздушен размак, повисоки реманенци и лоши транзиентни перформанси.

Упатства за избор: Иако TP-класа CT-и нудат подобри технички перформанси, тие се скапи и громоздки—особено на ниски напонски нивоа, каде што инсталацијата во затворени шински каналите е тешка. Затоа, освен ако не постојат специјални системски барања, P-класа CT-и треба да се предпочитат ако задоволуваат реалните оперативни потреби—избегнувајќи ненужни трошоци и предизвици во инсталацијата.

Освен тоа, пресечната површина на вторичните кабели мора да биде одговарајќа:

• За долги кабели, користете ≥4 мм² кондуктор за намалување на оптерање и осигурување на точност.