V&A küsimused mikroarvutikaitse ja automaatseadmete kohta: selgitatakse põhifunktsioone ja rakenduse olulisi aspekte

Mis on mikroarvutikaitse seade?

Vastus: Mikroarvutikaitse seade on automaatne seade, mis suudab tuvastada vigu või ebatavalisi töötingimusi elektriseadmetes elektrienergia süsteemis ning tegutseda lülitajate väljalülitamiseks või hoiatustehingu edastamiseks.

Mis on mikroarvutikaitse põhifunktsioonid?

Vastus:

• Tuvastab automaatselt, kiiresti ja valikuliselt vigu süsteemis, väljalülitab lülitajaid, et viga sisaldav varustus jääks välja, tagades nii mittevigalist varustust kiiret taasalustamist ja takistades viga sisaldava varustuse täiendavat kahjustumist.

• Tuvastab elektriseadmete ebatavalised töötingimused ja alustab hoiatuste või seadmete väljalülitamist, mis võivad kahjustuda või muutuda vigadeks jätkusuhtel. Relva kaitse, mis reageerib ebatavalistele tingimustele, ei nõua tavaliselt kohe toimingut ja võib sisaldada ajalisi viivitusi.

Mis on mikroarvutikaitse põhineeldmised?

Vastus: Mikroarvutikaitse mängib olulist rolli elektrienergia süsteemi ohutu, stabiilse ja usaldusväärse töö käigus ning viga kiire korralduses. Seega peab relvakaitse rahuldama järgmisi nõudeid:

• Valikulisus: Kui süsteemis esineb viga, peaks kaitse seade ainult välja jääma vigane varustus, säilitades nii mittevigalist varustust töös, vähendades nimekirjapäraselt väljaspool oleva piirkonna ja saavutades valikulise toimimise.

• Kiirus: Pärast süsteemi viga, kui see ei ole kiiresti korraldatud, võib see kasvada. Näiteks lühikese ühenduse ajal langab pinget oluliselt, mille tulemuseks on, et viga punkti lähedased mootorid aeglustavad või peatavad, häiritsevad normaalset tootmist. Lisaks ei saa geneeritoojate energia edastada viga korral, mis võib viia süsteemi ebastabiilsusele. Viga sisaldav varustus kannatab suure vigase voolu tõttu tugevat mehaanilist ja soojenemise kahjustust. Mida pikemalt vigase vool kestab, seda tõsisemad on kahjud. Seega peaks kaitse süsteem pärast viga toimima võimalikult kiiresti, et sellest välja jääda.

• Tundlikkus: Kaitse seade peab kindlalt tuvastama vigu ja ebatavalisi tingimusi oma kaitsta piirkonnas. See tähendab, et see peaks tundlikult toimima nii kolmefaasi metalliliste lühikute juures maksimaalsete töötingimustega kui ka kahete faasi lühikutega kõrge üleminekupinge juures minimaalsete töötingimustega, säilitades piisava tundlikkuse ja usaldusväärse toimimise.

• Usaldusväärsus: Kaitse süsteemi usaldusväärsus on kriitiline. See ei tohi ehitada, kui tema kaitsta piirkonnas esineb viga, ega tohi ehitada, kui viga ei eksisteeri. Usaldusväärsuseta kaitse seade, kui see on kasutuses, võib ise muutuda laieneva või isegi otseste õnnetuste allikaks.

Kirjelda lühidalt transformatorite jaoks kasutatavaid mikroarvutipõhiseid kaitseid ning nende vastavaid funktsioone.

Vastus: Transformatorid on elektrienergia süsteemides olulised seadmed. Nende vigadest on tugev mõju elektrienergia tarbimise usaldusväärsusele ja süsteemi normaalsele tööle. Suurkapasitilised transformatorid on ka väga väärtuslikud, nii et transformatori kapasitile ja tähtsusele vastavatel kaitse seadmetel peab olema hea toimimisvõime ja usaldusväärsus.

Transformatori vigade saab jagada tanki siseseks ja välimiseks vigadeks.

• Tanki sisesed vigad: Faaaside vaheline lühikute, spiraalide vaheline lühikute ja ühefaasi maapind. Lühikuvede vool genereerib plasmas, mis võivad põletada spiraale, eristust ja tuuma, ja võivad tekitada tugeva transformaatoriliivi vaporiseerimise, mis võib viia tanki plahvatamiseni.

• Tanki välimised vigad: Faaaside vaheline ja ühefaasi maapind sulanditel ja väljuvates joontel.

• Ebatavalised töötingimused: Üleliikmine, mis tekib välise lühikuve tõttu, ülevaatega, mis tekib mitmetest põhjustest, ja madal liivitasem tankis.

Nendele vigatüüpidele ja ebatavalistele tingimustele vastavalt tuleks installida järgmised kaitse seadmed:

• Gaas (Buchholz) kaitse tanki siseseks lühikuteks ja madala liivitaseme jaoks.

• Pikk diferentsiaalkaitse või kiirvoolukaitse mitme faasi lühikuteks spiraalides ja joontes, spiraalide ja joontega maapindade lühikuteks suure vooluga maapindade süsteemides ja spiraalide vahelisteks lühikuteks.

• Üleliikmiskaitse (või üleliikmiskaitse kompleksse algusega või negatiivse järjekorra voolukaitsega) väliseks faaside vaheliseks lühikuteks, teenides gaasi ja diferentsiaali (või kiirvoolu) kaitse varukoormana.

• Null-järjekorra voolukaitse väliseks maapindade lühikuteks suure vooluga maapindade süsteemides.

• Ülekoormuskaitse simmetriliste ülekoormuste jaoks jne.

Millised kaitseid on installitud 600 MW geneerija-transformaator (geneerija-transformaator) ühikule?

Vastus:

• Geneerija-transformaator ühiku diferentsiaalkaitse

• Geneerija pikk diferentsiaalkaitse

• Peamise transformaatori diferentsiaalkaitse

• Geneerija magnetiseerimisvõimu kadumise kaitse

• Geneerija sammuvõtke kaitse

• Geneerija vastupidi voolu kaitse

• Geneerija madala sageduse kaitse

• Üle-magnetiseerimise kaitse

• Geneerija statori maapinna kaitse

• Geneerija üleliikmiskaitse

• Geneerija negatiivse järjekorra voolu inversioonikaitse

• Geneerija statori ülekoormuskaitse

• Geneerija vedelu kaitse

• Peamise transformaatori neutraalpunktide null-järjekorra voolukaitse

• Peamise transformaatori gaas (Buchholz) kaitse

• Peamise transformaatori surve lahendamise kaitse

Mida eristab peamise transformaatori diferentsiaal- ja gaaskaitse? Kas mõlemad kaitseid suudavad tuvastada transformaatori sisesed vigad?

Vastus: Diferentsiaalkaitse on transformaatorite põhikaitse; gaaskaitse on transformaatori sisesete vigade põhikaitse.
Diferentsiaalkaitse kaitseala hõlmab kõigi peamise transformaatori pooltel asuvate voolutransformaatorite vahel asuvaid peamisi elektriseadmeid, sealhulgas:

• Mitme faasi lühikut transformaatori joontes ja spiraalides

• Raske spiraalide vaheline lühikute

• Spiraalide joonte maapind suure vooluga maapindade süsteemides

• Gaaskaitse kaitseala hõlmab:

• Transformaatori sisesed mitme faasi lühikut

• Spiraalide vaheline lühikute ja spiraalide vaheline lühikute tuumaga või välise kuju vastu

• Tuumaviga (nt ülekuumenemine ja kahjustus)

• Madal liivitasem või liivi väljunemine

• Heleda kontakt sulandite regulaatorites või joonte voolujoondite defektne lämmastamine

Diferentsiaalkaitset saab installida transformaatorite, geneerijate, buside ja transmiissiooniliinidele, samas kui gaaskaitse on unikaalne transformaatoritele.
Transformaatori sisesed vigad (välja arvatud väikesed spiraalide vahelised lühikut) võivad reageerida mõlemal diferentsiaal- ja gaaskaitse. Sisemised vigad tekitavad liivi liikumist ja suuremat primäärvoolu, mis võivad mõlemat kaitset aktiveerida. Mis kaitse aktiveerub esimesena, sõltub vigaliigist.

Milliseid vigu kaitseb peamise transformaatori neutraalpunktide null-järjekorra üleliikmiskaitse, vahega üleliikmiskaitse ja null-järjekorra ülepingekaitse? Mis on seadmise printsiibid?
Vastus: Peamise transformaatori neutraalpunktide null-järjekorra üleliikmiskaitse, vahega üleliikmiskaitse ja null-järjekorra ülepingekaitse on mõeldud seadme enda väljuvate joontede maapindade vigade kaitseks. Need mängivad tavaliselt varukaitse rolli 110–220 kV süsteemi maapindade vigade korral transformaatori kõrgepinge poolel. Null-järjekorra voolukaitse kasutatakse, kui transformaatori neutraalpunkt on maapind; null-järjekorra ülepingekaitse kasutatakse, kui neutraalpunkt on ilma maapindata; ja vahega üleliikmiskaitse kasutatakse, kui transformaatori neutraalpunkt on maapind katkeseega.

Null-järjekorra üleliikmiskaitse algustoo on väike, tavaliselt umbes 100 A, toimimisaeg on umbes 0,2 sekundit. Null-järjekorra ülepingekaitse on tavaliselt seatud kaks korda niminaalse faasispinge. Ebatavaliste ülepingete vältimiseks ühefaasilise maapinnaga toimimisel on ajaviivitus tavaliselt seatud 0,1–0,2 sekundit. Transformaatori 220 kV poole neutraalpunkti katkese pikkus on tavaliselt 325 mm, katkese RMS pingeväärtus on 127,3 kV. Kui neutraalpunkti pinge ületab katkese pingeväärtuse, katkeb katkese, lubades null-järjekorra voolu voolata neutraalpunkt kaudu. Kaitse aeg on seatud 0,2 sekundit.

Mida on põhikaitse ja varukaitse?

Vastus: Põhikaitse tähendab kaitset, mis lühikute vigade korral rahuldab süsteemi stabiilsuse ja varustuse ohutuse nõudeid, valikuliselt väljalülitades kaitsta varustust ja kogu liini.
Varukaitse tähendab kaitset, mis korraldab vigu, kui põhikaitse või lülitaja ei toimi.

Mis on geneerija sunnitud magnetiseerimise funktsioon?

Vastus:

• Parandab elektrienergia süsteemi stabiilsust.

• Lubab kiiret pingeväärtuse taastumist pärast viga korraldamist.

• Parandab ajalise üleliikmiskaitse toimimise usaldusväärsust.

• Parandab mootorite omastartimistingimusi süsteemi vigade korral.