Apakah kesalahan umum yang dijumpai semasa operasi pelindung perbezaan longitudinal transformator kuasa?

Perlindungan Beza Longitudinal Transformator: Isu-Isu Biasa dan Penyelesaian

Perlindungan beza longitudinal transformator adalah yang paling kompleks di antara semua perlindungan beza komponen. Kadangkala berlaku kesalahan operasi semasa operasi. Menurut statistik tahun 1997 dari Grid Elektrik Utara China untuk transformator berperingkat 220 kV dan ke atas, terdapat 18 operasi tidak betul secara keseluruhan, di mana 5 daripadanya disebabkan oleh perlindungan beza longitudinal—mewakili kira-kira sepertiga. Sebab-sebab kesalahan operasi atau gagal beroperasi termasuk isu-isu berkaitan operasi, penyelenggaraan, dan pengurusan, serta masalah dalam pembuatan, pemasangan, dan reka bentuk. Artikel ini menganalisis isu-isu lapangan yang biasa dan menyajikan kaedah mitigasi praktikal.

1. Arus Tidak Seimbang Disebabkan oleh Arus Inrush Transformator

Semasa operasi normal, arus magnetis hanya mengalir pada sisi yang dibekalkan dan mencipta arus tidak seimbang dalam perlindungan beza. Secara umumnya, arus magnetis adalah 3%–8% daripada arus berperingkat; bagi transformator besar, ia biasanya kurang daripada 1%. Semasa gangguan luar, penurunan voltan mengurangkan arus magnetis, meminimumkan kesannya. Walau bagaimanapun, semasa pembebanan transformator yang tidak dibebani atau pemulihan voltan selepas penyelesaian gangguan luar, arus inrush yang besar boleh berlaku—mencapai 6–8 kali arus berperingkat.

Inrush ini mengandungi komponen tidak berperiode yang signifikan dan harmonik tinggi, terutamanya harmonik kedua, dan menunjukkan ketidaksinambungan gelombang arus (sudut mati).

Kaedah mitigasi dalam perlindungan beza longitudinal:

(1) Relay jenis BCH dengan transformator arus yang cepat jemu:
Semasa gangguan luar, komponen tidak berperiode yang tinggi dengan cepat menjemu inti transformator arus yang cepat jemu, mencegah arus tidak seimbang dipindahkan ke koil relay—mengelakkan trip palsu. Semasa gangguan dalaman, walaupun komponen tidak berperiode wujud pada awalnya, ia merosot dalam ~2 siklus. Selepas itu, hanya arus gangguan berperiode mengalir, membolehkan operasi relay sensitif.

(2) Relay berasaskan mikroprosesor menggunakan penahanan harmonik kedua:
Sebahagian besar relay digital moden menggunakan penahanan harmonik kedua untuk membezakan inrush daripada gangguan dalaman. Jika berlaku kesalahan operasi semasa penyelesaian gangguan luar:

• Tukar dari mod penahanan "AND" fasa demi fasa kepada mod penahanan "OR" maksimum fasa.

• Kurangkan nisbah penahanan harmonik kedua kepada 10%–12%.

• Dalam sistem dengan kapasiti besar di mana kandungan harmonik kelima juga tinggi selepas penyelesaian gangguan, tambah penahanan harmonik kelima.

• Untuk transformator yang dilengkapi dengan perlindungan beza ganda, pertimbangkan penggunaan prinsip simetri gelombang untuk mengenal pasti inrush—kaedah ini lebih sensitif dan dapat dipercayai daripada penahanan harmonik sahaja.

2. Penghubungan Salah dalam Litar Sekunder CT

Sebab berulang kali kesalahan operasi adalah polariti terminal sekunder transformator arus (CT) yang dibalik—sebagai hasil latihan yang tidak mencukupi, penyimpangan daripada gambaran reka bentuk, atau pemeriksaan komisioning yang tidak mencukupi.

Amalan pencegahan:
Sebelum meletakkan perlindungan beza longitudinal ke dalam perkhidmatan—setelah pemasangan baru, ujian berkala, atau sebarang modifikasi litar sekunder—transformator mesti dibebani, dan pemeriksaan berikut dilakukan:

• Ukur voltan tidak seimbang dalam gelung beza menggunakan voltmeter impedans tinggi; ia mesti mematuhi had kod.

• Ukur magnitud dan sudut fasa arus sekunder pada semua sisi.

• Bina diagram vektor heksagonal untuk mengesahkan bahawa jumlah vektor arus fasa yang sama adalah sifar atau hampir sifar, mengesahkan penghubungan yang betul.

Hanya selepas pengesahan ini perlindungan boleh ditauliahkan secara formal.

3. Hubungan Lemah atau Sirkuit Terbuka dalam Litar Sekunder

Kesalahan operasi akibat hubungan longgar atau sirkuit terbuka dalam litar sekunder CT berlaku setiap tahun.

Cadangan:

• Kukuhkan pemantauan masa nyata arus beza semasa operasi.

• Selepas pemasangan/komisioning relay atau perbaikan besar-besaran transformator, semak semua hubungan sekunder CT.

• Kencangkan skru terminal dan gunakan cincin pegas atau klip anti-getaran.

• Untuk aplikasi penting, gunakan dua kabel selari untuk penghubungan sekunder beza untuk mengurangkan risiko sirkuit terbuka.

4. Isu Pembumian dalam Litar Sekunder Perlindungan Beza

Beberapa tapak melanggar langkah-langkah anti-kecelakaan dengan memiliki dua titik pembumian—satu di dalam kabinet perlindungan dan satu lagi di dalam kotak terminal padang pemadam. Perbezaan potensi bumian yang dihasilkan, terutamanya semasa petir atau penyambungan dekat, boleh membangkitkan arus beza palsu dan menyebabkan trip palsu.

Penyelesaian:
Tegakkan pembumian satu titik. Titik bumian yang sah sahaja harus berada di dalam kabinet perlindungan.

5. Penurunan Insulasi Kabel Sekunder CT

Kegagal insulasi kabel sekunder CT—sering disebabkan oleh amalan pembinaan yang buruk—juga menyebabkan kesalahan operasi. Sebab-sebab biasa termasuk:

• Kerosakan selubung kabel semasa pemasangan,

• Menyambung dua kabel apabila panjang tidak mencukupi,

• Menyambung las konduktor kabel dengan kabel di dalam, menyebabkan kerosakan haba.

Ini mencipta risiko tersembunyi kepada kebolehpercayaan perlindungan.

Langkah-langkah pencegahan:

• Semasa penyelenggaraan peralatan utama, uji rintangan insulasi secara berkala antara setiap inti ke tanah dan inti ke inti menggunakan megohmmeter 1000 V; nilai mesti memenuhi keperluan kod.

• Simpan ujung wayar yang terdedah di terminal sependek mungkin untuk mencegah pembumian tidak sengaja atau pendek selaan fasa akibat getaran.

6. Pilihan Transformator Arus untuk Perlindungan Beza Longitudinal

Perlindungan beza melibatkan CT di pelbagai tahap voltan, dengan nisbah dan model yang berbeza, menyebabkan ciri-ciri transien tidak sepadan—sumber potensial kesalahan operasi atau gagal beroperasi.

• Sisi 500 kV: Gunakan CT kelas TP (kelas prestasi transien), yang inti berjenayah membatasi remanen kepada <10% fluks jemu, sangat meningkatkan respons transien.

• 220 kV dan ke bawah: Secara umumnya gunakan CT kelas P, yang tiada ruang udara, remanen lebih tinggi, dan prestasi transien lebih buruk.

Panduan pilihan: Walaupun CT kelas TP menawarkan prestasi teknikal yang lebih baik, mereka mahal dan besar—terutamanya di sisi voltan rendah, di mana pemasangan dalam saluran bus tertutup sukar. Oleh itu, kecuali ada keperluan sistem khas, CT kelas P harus dipilih jika mereka memenuhi keperluan operasi sebenar—mengelakkan kos dan cabaran pemasangan yang tidak perlu.

Selain itu, keratan rentas kabel sekunder mesti mencukupi:

• Untuk jalur kabel yang panjang, gunakan saiz konduktor ≥4 mm² untuk meminimumkan beban dan memastikan ketepatan.