Frågor och svar om mikrodatorskydd och automatiserade enheter: Förklaring av kärnfunktioner och tillämpningsgrundläggande

Vad är en mikrodatorskyddsenhet?

Svar: En mikrodatorskyddsenhet är en automatisk enhet som kan upptäcka fel eller ovanliga drifttillstånd i elektriska utrustningar inom ett elkraftsystem och agera för att avbryta strömavbrott eller ge larmsignaler.

Vilka är de grundläggande funktionerna hos mikrodatorskydd?

Svar:

• Automatiskt, snabbt och selektivt isolerar defekta enheter från systemet genom att avbryta strömavbrott, vilket säkerställer att icke-defekta enheter snabbt återgår till normal drift och förhindrar ytterligare skador på den defekta enheten.

• Upptäcker ovanliga drifttillstånd för elektriska utrustningar, och baserat på drifts- och underhållskrav, utlöser larmsignaler eller kopplar bort utrustning som kan skadas eller utvecklas till fel om den fortsätter i drift. Reläskydd som reagerar på ovanliga tillstånd kräver vanligtvis inte omedelbara åtgärder och kan inkludera tidsfördröjning.

Vilka är de grundläggande kraven för mikrodatorskydd?

Svar: Mikrodatorskydd spelar en kritisk roll för att säkerställa säker, stabil och tillförlitlig drift av elkraftsystem och för att snabbt klara felen. Därför måste reläskydd uppfylla följande krav:

• Selektivitet: När ett systemfel uppstår bör skyddsenheten endast isolera den defekta utrustningen, vilket säkerställer att icke-defekta enheter fortsätter att fungera, vilket minimerar nedsättningens område och uppnår selektiv operation.

• Hastighet: Efter ett systemfel, om felet inte snabbt rätts ut, kan det eskalera. Till exempel vid kortslutning sjunker spänningen betydligt, vilket orsakar att motorer nära felet bromsar ner eller stannar, vilket stör normal produktion. Dessutom kan generatorer inte leverera energi under ett fel, vilket kan leda till systeminstabilitet. Vidare bärs höga felströmmar av felaktig utrustning, vilket leder till allvarliga mekaniska och termiska skador. Ju längre felströmmen pågår, desto allvarligare blir skadan. Därför bör skyddssystemet så snabbt som möjligt agera för att isolera felet efter dess inträffande.

• Känslighet: Skyddsenheten måste pålitligt upptäcka fel och ovanliga tillstånd inom sitt skyddade område. Det innebär att den ska agera känsligt inte bara vid trefasiga metalliska kortslutningar vid maximala driftvillkor, utan också vid tvåfasiga kortslutningar med hög övergångsresistans vid minimala driftvillkor, samtidigt som den behåller tillräcklig känslighet och pålitlig drift.

• Pålitlighet: Pålitligheten hos ett skyddssystem är avgörande. Det får inte misslyckas med att agera när ett fel uppstår inom dess skyddsområde, och det får heller inte agera felaktigt när inget fel finns. Ett opålitligt skyddsinstrument, när det väl är i drift, kan självt bli en källa till utökade eller till och med direkta olyckor.

Beskriv kortfattat de datorbaserade skydden som används för transformatorer och deras respektive funktioner.

Svar: Transformatorer är viktiga utrustningar i elkraftsystem. Deras fel har en allvarlig inverkan på elleveransens tillförlitlighet och det normala systemets drift. Stora kapacitativa transformatorer är också extremt värdefulla, så skyddsinstrument med utmärkt prestanda och hög pålitlighet måste installeras baserat på transformatorns kapacitet och vikt.

Transformatorfel kan delas in i interna och externa fel inuti tanken.

• Interna tankfel inkluderar främst: Fas-till-fas kortslutningar, varv-till-varv kortslutningar och enfasjordningsfel. Kortslutningsströmmar genererar bågar som kan bränna vindingsar, isoleringar och kärnan, och kan orsaka intensiv fordampning av transformatorolja, vilket potentiellt kan leda till tankexplosioner.

• Externa tankfel inkluderar:Fas-till-fas och enfasjordningsfel på busshöljen och utgående ledningar.

• Ovanliga drifttillstånd inkluderar:Överströmning på grund av externa kortslutningar, överbelastning på grund av olika orsaker och låg oljanivå inuti tanken.

Baserat på dessa feltyper och ovanliga tillstånd bör följande skyddsinstrument installeras:

• Gasskydd (Buchholz) för interna tankkortslutningar och låg oljanivå.

• Longitudinellt differentiellt skydd eller ögonblickligt överströmskydd för flerasfasiga kortslutningar i vindingsar och ledningar, jordningsfel på vindingsar och ledningar i högströmsjordningsystem, samt varv-till-varv kortslutningar.

• Överströmskydd (eller överströmskydd med kompositspänningsstart eller negativ-sekvensströmskydd) för externa fas-till-fas kortslutningar, som fungerar som reserv för gasskydd och differentiellt (eller ögonblickligt överströmskydd).

• Nollsekvensströmskydd för externa jordningsfel i högströmsjordningsystem.

• Överbelastningsskydd för symmetriska överbelastningar, etc.

Vilka skydd är installerade för en 600MW-generator-transformator (gen-transformator)-enhet?

Svar:

• Generator-transformator-enhet differentiellt skydd

• Generator longitudinellt differentiellt skydd

• Huvudtransformator differentiellt skydd

• Generator förlust av magnetiseringsskydd

• Generator urstegsskydd

• Generator motsatt effektskydd

• Generator lågfrekvensskydd

• Övermagnetiseringsskydd

• Generator stator jordningsfelsskydd

• Generator överströmskydd

• Generator invers tid negativ sekvens överströmskydd

• Generator stator överbelastningsskydd

• Generator vattenförlustskydd

• Huvudtransformator neutralpunkt nollsekvensströmskydd

• Huvudtransformator gas (Buchholz) skydd

• Huvudtransformator tryckreläskydd

Vad är skillnaden mellan huvudtransformator differentiellt och gasskydd? Kan båda skydd upptäcka interna transformatorfel?

Svar: Differentiellt skydd är det primära skyddet för transformatorer; gasskydd är det huvudsakliga skyddet för interna transformatorfel.
Skyddsområdet för differentiellt skydd täcker den primära elektriska utrustningen mellan strömmätarna på alla sidor av huvudtransformatorn, inklusive:

• Flerasfasiga kortslutningar på transformatorledningar och vindingsar

• Allvarliga varv-till-varv kortslutningar

• Jordningsfel på vindingsledningar i högströmsjordningsystem

• Skyddsområdet för gasskydd inkluderar:

• Intern flerasfasig kortslutning i transformatorn

• Varv-till-varv kortslutningar, och kortslutningar mellan varv och kärna eller yttre skal

• Kärnfel (t.ex. överhettning och skada)

• Låg oljanivå eller oljeleckage

• Dålig kontakt i tapppositioneringskontakter eller defekt svetsning av ledare

Differentiellt skydd kan installeras på transformatorer, generatorer, bussektioner och förbindelseledningar, medan gasskydd är unikt för transformatorer.
För interna transformatorfel (förutom mindre varv-till-varv kortslutningar) kan både differentiellt och gasskydd reagera. Eftersom interna fel orsakar oljerörelse och ökad primärström, kan båda skydd aktiveras. Vilket som agerar först beror på felets natur.

Vilka typer av fel skyddar huvudtransformator neutralpunkt nollsekvens överström, gap överström och nollsekvens överspänning mot? Vad är inställningsprinciperna?
Svar: Huvudtransformator neutralpunkt nollsekvens överström, gap överström och nollsekvens överspänningsskydd är utformade för att skydda mot jordningsfel på utrustningens egna utgående linjer. De fungerar vanligtvis som reservskydd för jordningsfel i 110–220 kV-systemet på transformatorns högspänningssida. Nollsekvensströmskydd används när transformatorns neutralpunkt är jordad; nollsekvensspänningsskydd används när neutralpunkten är obelagd; och gap överströmskydd används när transformatorns neutralpunkt är jordad genom en gnistgap.

Nollsekvens överströmskydd har en liten startström, vanligtvis runt 100 A, med en drifttid på cirka 0,2 sekunder. Nollsekvens överspänningsskydd är vanligtvis inställt på två gånger den nominella fasvoltspänningen. För att undvika transitoriska överspänningar vid enfasig jordning, är tidsfördröjningen vanligtvis inställd på 0,1–0,2 sekunder. Gaplängden vid 220 kV-sidan neutralpunkt av en transformator är vanligtvis 325 mm, med ett nedbrytningsvoltages RMS på 127,3 kV. När neutralspänningen överskrider nedbrytningsvoltaget bryts gapet, vilket tillåter nollsekvensström att flöda genom neutralpunkten. Skyddstiden är inställd på 0,2 sekunder.

Vad är primärt skydd och reservskydd?

Svar: Primärt skydd refererar till skydd som, vid ett kortslutningsfel, uppfyller systemets stabilitet och utrustningens säkerhetskrav, och selektivt avbryter för att klara fel på skyddad utrustning och hela linjen.
Reservskydd refererar till skydd som klarar fel när primärt skydd eller strömbrytare inte fungerar.

Vad är funktionen av generator tvingad anspänning?

Svar:

• Förbättrar elkraftsystemets stabilitet.

• Tillåter snabb spänningstillbakagång efter felklaring.

• Förbättrar pålitligheten för tidsfördröjd överströmskyddsfunktion.

• Förbättrar motorernas självstartsvillkor under systemfel.