Dingen die u moet weten bij het bedienen van spanningstransformatoren: Procedures voor het ontkoppelen en koppelen van de energie

Q: Wat zijn de bedrijfsvolgorde-regels voor de secundaire miniatuurkraan en de hoogspanningsvoeding tijdens het ontkoppelen en koppelen van de spanningstransformator?

A: Voor busbargespantingstransformators is het principe voor het bedienen van de secundaire miniatuurkraan tijdens ontkoppelen en koppelen als volgt:

• Ontkoppelen: Eerst de secundaire miniatuurkraan openen, dan de hoogspanningsvoeding van de spanningstransformator (VT) uitschakelen.

• Koppelen: Eerst de hoogspanningszijde van de VT inschakelen, dan de secundaire miniatuurkraan sluiten.

Deze volgorde voorkomt voornamelijk terugvoeding van de ontkoppelde VT vanaf de lage spanningzijde via het secundaire circuit. Dit geldt voor bedradingsschema's zoals dubbele busbar of enkele busbar met sectieaansluiting, waarbij parallelle VT's kunnen optreden. Om terugvoeding door zeldzame verkeerde bedrading te voorkomen en om de operatieprocedures te standaardiseren, dient deze volgorde voor alle VT-configuraties te worden gevolgd.

Kritiek risico in dubbele busbar- of gedeelde enkele busbarsystemen

Bij het ontkoppelen van een busbar VT terwijl de secundaire circuits van beide busbar VT's parallel zijn, kan, als de hoogspanningsbron eerst wordt uitgeschakeld (door het busverbindingsschakelaar of sectieaansluitingsschakelaar te openen) of de hoogspanningsuitschakelaar wordt geopend (vooral als het hulpcontact faalt), de secundaire stroom van de ingeschakelde VT terugvoeden en de spanning op de hoogspanningszijde van de ontkoppelde VT verhogen. De capacitive oplaadstroom naar de aarde aan de ontkoppelde zijde kan ertoe leiden dat de secundaire miniatuurkraan van de ingeschakelde VT uitvalt. Als de bus verbonden apparatuur draagt, is deze stroom groter, waardoor beschermrelais of automatische apparaten op de ingeschakelde bus AC-spanning kunnen verliezen. Dit kan leiden tot foute werking en uitschakeling, wat resulteert in apparatuur- of netwerkongevallen.

Wereldwijde incidenten

Dergelijke ongelukken zijn voorgekomen. In één geval werd de secundaire miniatuurkraan van de VT niet eerst geopend, waardoor de secundaire spanning kon terugvoeden via een contact van een spanningswisselrelais in een transformatorbeschermingsrelais (dat had moeten openen maar bleef gesloten), waardoor de ontkoppelde bus werd ingeschakeld. Dit veroorzaakte dat het spanningswisselrelais in de transformatorbescherming oververhit raakte, wat leidde tot een ongeplande transformatoruitval.

Twee algemene VT-operatiescenario's

• Onafhankelijke VT-ontkoppeling/koppeling:

• Ontkoppeling: Eerst de secundaire miniatuurkraan van de VT openen, dan de hoogspanningsuitschakelaar openen.

• Koppeling: De volgorde omkeren.

• VT-ontkoppeling/koppeling met de bus:

• Ontkoppeling: Met de bus al ontkoppeld, de secundaire miniatuurkraan van de VT openen, de busverbindingsschakelaar of sectieaansluitingsschakelaar openen om de bus te ontkoppelen, dan de hoogspanningsuitschakelaar van de VT openen.

• Koppeling: De volgorde omkeren.

500 kV lijn VT-operaties

500 kV lijnen zijn uitgerust met lijnzijde VT's die direct aan de lijn zijn aangesloten, zonder andere secundaire bronnen. Tijdens lijnonderbreking voor onderhoud:

• De lijnschakelaars en -uitschakelaars aan beide einden ontkoppelen.

• Controleer de afwezigheid van secundaire spanning van de lijn VT (indirecte spanningdetectie, gebruikelijk voor 500 kV-systemen).

• Sluit de aardingsschakelaar aan de lijnzijde.

• Open tenslotte de secundaire miniatuurkraan van de lijn VT.

• Koppeling volgt de omgekeerde volgorde.

Inbedrijfstelling van nieuwe apparatuur

Tijdens de initiële inschakeling van nieuwe apparatuur is terugvoeding meestal geen zorg. Aangezien de primaire zijden van twee bussen niet parallel zijn tijdens het laden, kunnen de secundaire VT's niet parallel zijn. Daarom hoeft de regel "eerst hoogspanning, dan lage spanning" niet toegepast te worden. In plaats daarvan kan de secundaire miniatuurkraan eerst gesloten worden, gevolgd door het inschakelen van de hoogspanningszijde.

Voor nieuwe busbar VT's wordt het laden meestal samen met de bus gedaan:

• Met de bus ontkoppeld, de hoogspanningsuitschakelaar van de VT sluiten.

• De secundaire miniatuurkraan van de VT sluiten.

• De bus en VT samen inschakelen met behulp van een schakelaar (lijn, busverbinding of sectieaansluiting).

Deze volgorde stelt onmiddellijk verificatie van de spanning aan de secundaire zijde van de VT mogelijk om een succesvolle operatie te bevestigen. Het uitstellen van het sluiten van de secundaire kraan tot na het inschakelen zou de verificatie vertragen en personeel blootstellen aan risico's bij het controleren van een pas ingeschakeld systeem.

Moderne ontwikkelingen

Met technologische vorderingen worden nu optische-signalen VT's gebruikt in onderstations, waardoor het risico van secundaire terugvoeding wordt geëlimineerd. In slimme onderstations worden VT-signalen via netwerken overgebracht, waardoor directe secundaire bedrading wordt vermeden. In deze gevallen zijn strikte operationele volgorde-regels tussen de hoog- en laagspanningszijden niet langer technisch noodzakelijk. Procedés kunnen gebaseerd zijn op operationele conventies.

Een aanbevolen benadering is

• Inschakeling: Eerst de lage spanning (secundaire) zijde sluiten, dan de hoogspanningszijde.

• Uitschakeling: Eerst de hoogspanningszijde openen, dan de lage spanningzijde.

Dit stelt directe spanningaanwezigheidsverificatie aan de secundaire zijde mogelijk, waardoor operatiecontroles intuïtiever en gemakkelijker worden.

Conclusie

Bij schakeloperaties moet het principe "het kleinste van twee voordelen en het minste van twee schade" worden gevolgd. Stel de operatievolgorde veilig en logisch in op basis van de feitelijke siteomstandigheden om een veilige en soepele uitvoering te bereiken.