Gevalanalise van die foute werking van die grondtransformator oorkorrentbeskermingsrelee

Die neutrale grondingmodus verwys na die verbinding tussen die neutrale punt van die kragstelsel en die grond. In China se 35 kV en onder stelsels is algemene metodes ongegronde neutraal, boogverdelingskoil gronding, en kleinweerstand gronding. Die ongegronde modus word wyd gebruik omdat dit korttermynbedryf tydens enkele-fase grondfout toelaat, terwyl kleinweerstand gronding hoofstroom geword het weens sy vinnige foutverwydering en oorvoltage beperking. Baie transformasies installeer grondtransformasors om neutrale gronding te herkonfigureer, maar veranderde foutkarakteristieke beïnvloed relaibehanding, wat foutieve bedryf of weieris kan veroorsaak.

Hierdie artikel stel grondtransformasor beginsels en eienskappe voor, verduidelik huidige beskermingskonfigurasie/instelling in kleinweerstandstelsels, analiseer oorsake van foutieve bedryf, en neem 'n enkele-fase grondgeval om beskermingsaksies en foute wortels te ontleden. Dit verskaf verwysings vir foutbehandeling/voorkoming, verdiep onderhoudspersoneel se begrip, verhoog probleemoplossingseffektiwiteit, en elimineer potensiële gevaarlike situasies.

Werkprinsipe van die Grondtransformasor

Tydens die transformering van 'n transformasie met 'n delta-verbonden, neutrale-ongrond stelsel na 'n kleinweerstand grondstelsel, om 'n neutrale punt in te voer, is die mees algemene praktyk om 'n grondtransformasor by die busbal te voeg. Tans word 'n Z-tipe grondtransformasor algemeen gekies om die grondpunt in te voer. Hierna sal die werkprinsipe van die Z-tipe grondtransformasor ontled word.

Die Z-tipe grondtransformasor is struktureel soortgelyk aan 'n gewone kragtransformasor. Echter, die winding op elke faseker is verdeel in twee dele met gelyke spoelomgangs, bo en onder, wat in 'n zig-zag vorm verbind is. Sy verbindingmetode word in Figuur 1 getoon.

Wanneer 'n grondkortsluiting plaasvind, vloei nulreeksstroom via die neutrale punt. Die Z-tipe grondtransformasor se zig-zag verbinding maak dat die bo en onder winding nulreeksstromme mekaar teenwerk, magneetvloeië elimineer, en nulreeksimpedansie minimeer om oorvoltage as gevolg van bogen-gronding te vermy. Vir positiewe/negatiewe reeksstrome, skep sy konvensionele transformatoragtige elektromagnetiese eienskappe hoë impedansie, wat hul vloei beperk.

Onder normale operasie, loop die grondtransformasor naby belastingloos (geen sekondêre belasting). Tydens 'n grondfout, gaan positiewe, negatiewe, en nulreeksfoutstrome deur dit. As gevolg van "hoë positiewe/negatiewe reeks, lae nulreeks impedansie", meet die beskermingsapparaat hoofsaaklik die net se nulreeksstroom.

2 Konfigurasie en Analise van Stroombeskerming vir Grondtransformasors

Grondtransformasor stroombeskerming gebruik tipies fase-tot-fase en nulreeksstroombeskerming. Hier is die afbreek:

2.1 Instelling van Fase-tot-Fase Stroombeskerming
2.1.1 Instellingsbeginsels

Hierdie beskerming sluit in onmiddellike uitslaan en oorstroombeskerming:

• Onmiddellike Uitslaan: Koördineer met die voorsieningstransformasor se reservoirstroombeskerming aan dieselfde kant. Verzeker sensitiwiteit tydens twee-fase kortsluitings (minimum operasie mode) en vermy inslaanstrome (7–10× grondtransformasor nommer stroom) en laevoltesyde foutstrome.

• Oorstroombeskerming: Stel om die grondtransformasor se nommer stroom en maksimum foutfase stroom tydens buite-enekele-fase gronding te vermy, wat betroubaarheid verseker.

• Operasie Logika: Onmiddellike uitslaan werk onmiddellik (geen vertraging); oorstroombeskerming (reservooir vir fase-tot-fase kortsluitings) het 'n kort vertraging en laer instellings vir gestapeld koördinering.

2.1.2 Uitslaan Modes

Gebaseer op die grondtransformasor se verbinding met die voorsieningstransformasor:

• Verbonden aan die laevoltbus: Onmiddellike uitslaan/oorstroombeskerming slaan dieselfde-kant skakelaar uit om foute vinnig te isoleer.

• Verbonden aan die laevoltlei: Beskerming slaan al-kant skakelaars uit om die foutpad te sny en verergaring te vermy.

2.2 Instelling van Nulreeksstroombeskerming vir Grondtransformasors
2.2.1 Instellingsbeginsels

• Die stroominstelling moet genoeg sensitiwiteit verseker wanneer 'n enkele-fase-na-grond fout plaasvind.

• Samewerk met die instelling van die langvertragingsbeskerming vir die volledige lyn sensitiviteit van die laer-nulreeksstroombeskerming.

• Vir die eerste tydlimiet van nulreeksstroom, moet daar rekening gehou word met die opeenvolgende optrede van enkele-fase-na-grond foute op twee lyne.

• Die werkingstyding moet langer wees as die maksimum werkingstyding van Afdeling II van nulreeksstroom van elke verbonden komponent van die bus.

Aangesien die nulreeksstroombeskerming van die grondtransformasor nie as die hoofbeskerming dien nie, is daar drie tydlimiete, wat as volg vertoon word:

In die formule: t0¹, t0², t0³ is onderskeidelik die 1ste, 2de, en 3de tydlimiete van die nulreeksstroombeskerming van die grondtransformasor; t_0I' is die tydinstelling van Afdeling I van die nulreeksstroom van die uitgaande lyn; t_0II' is die langste tydinstelling van Afdeling II van die nulreeksstroombeskerming van alle toerusting op die bus behalwe die grondtransformasor; Δt is ingestel as 0.2 - 0.5 s.

2.2.2 Uitslaan Modes

• Wanneer die grondtransformasor verbonden is aan die ooreenkomstige bus van die transformasie, werk die nulreeksstroombeskerming: die 1ste tydlimiet slaan die buskoppel skakelaar of afdeling skakelaar uit en blokkeer die outomatiese reservoirstroom invoer apparaat (vernoem as "outomatiese reservoirstroom invoer" kortweg); die 2de tydlimiet slaan die skakelaars aan dieselfde kant van die grondtransformasor en die voorsieningstransformasor uit.

• Wanneer die grondtransformasor verbonden is aan die ooreenkomstige lei van die voorsieningstransformasor, werk die nulreeksstroombeskerming: die 1ste tydlimiet slaan die buskoppel skakelaar of afdeling skakelaar uit en blokkeer die outomatiese reservoirstroom invoer; die 2de tydlimiet slaan die skakelaar aan dieselfde kant van die voorsieningstransformasor uit; die 3de tydlimiet slaan die skakelaars aan al die kante van die voorsieningstransformasor uit.

2.3 Analise van Stroombeskerming Operasie vir Grondtransformasors

Analise van die grondtransformasor beskermingskonfigurasie wys beduidende verskille in uitslaan modes tussen fase-tot-fase en nulreeksstroombeskermings: nulreeksbeskerming blokkeer outomatiese reservoirstroom invoer tydens operasie, terwyl fase-tot-fase beskerming nie doen nie.

As die nulreeksstroom gemete deur die beskermingsapparaat die operasiewaarde bereik en 'n grondfout plaasvind (met die grondtransformasor as die enigste nulreeksstroom pad in 'n kleinweerstand grondstelsel), dan detecteer die toestel die fout, maar kan die plek nie vind nie. As die fout op die uitgaande lyn is, nadat die beskerming die grondtransformasor uitslaan, switser die outomatiese reservoirstroom invoer na die reservoibus. As die reservoibus weer op die foutiewe lyn gesluit word, detecteer die grondtransformasor daarop steeds nulreeksstroom, wat 'n tweede uitslaan veroorsaak. Omdat die outomatiese reservoirstroom invoer nog nie klaar gelaa is nie, kan die uitvalarea uitbrei. Dus, moet nulreeksbeskerming die outomatiese reservoirstroom invoer blokkeer.

Wanneer fase-tot-fase beskerming werk (maar nulreeksbeskerming nie), beoordeel die toestel 'n fase-tot-fase kortsluiting in die grondtransformasor self. Dit slaan die grondtransformasor uit, parallel-uitslaan die voorsieningstransformasor se dieselfde-kant skakelaar, en die outomatiese reservoirstroom invoer switser na die reservoibus. Aangesien die fout op die uitslaan grondtransformasor is, herstel die reservoibus die krag op die normale lyn.

Opsom, fase-tot-fase en nulreeksstroombeskermings van grondtransformasors verskil grootliks in foutoorzaak en plek beoordeling, wat onderskeidelike instellings en konfigurasies benodig. Echter, tydens 'n grondkortsluiting, kan fase-tot-fase beskerming as gevolg van gemete nulreekskomponente foutief werk. Gegewe hul verskillende outomatiese reservoirstroom invoer logika, kan foutieve bedryf die foutarea uitbrei of selfs 'n vol-transformasie kragverlies veroorsaak.

3 Geval Analise
3.1 Foutproses

Die primêre bedraadingsdiagram van 'n 110 kV transformasie word in Figuur 2 getoon. Vóór die fout, was die laevoltkant 018 skakelaar van Transformasor 1 toe, die laevoltkant 032 skakelaar van Transformasor 2 toe, en die 034 skakelaar in die toetsposisie.

Op 06:14 op 30 Julie 2023, aktiveerde die oorstroom I afdeling beskerming van die No. 2 grondtransformasor, wat die No. 2 grondtransformasor 022 skakelaar uitslaan. Tegelykertyd het dit interligting verwek om die laevoltkant 032 skakelaar van Transformasor 2 uit te slaan, wat die 10 kV Afdeling II en III busse kragverlies laat ervaar. Die outomatiese reservoirstroom (outomatiese reservoirstroom) toestel het gewerk om die 10 kV Afdeling I/II buskoppel 020 skakelaar toe te sluit.

Op 06:36, aktiveerde die oorstroom I afdeling beskerming van die No. 1 grondtransformasor, wat die No. 1 grondtransformasor 015 skakelaar uitslaan en interligting verwek om die laevoltkant 018 skakelaar van Transformasor 1 uit te slaan, wat kragverlies in al die 10 kV Afdeling I, II, en III busse veroorsaak het. Die outomatiese reservoirstroom toestel het toe die laevoltkant 032 skakelaar van Transformasor 2 en die No. 2 grondtransformasor 022 skakelaar toe gesluit. Echter, die fout het voortgeduur, wat die oorstroom I afdeling beskerming van die No. 2 grondtransformasor weer aktiveer. Die 022 skakelaar het uitslaan en interligting verwek om die 032 skakelaar uit te slaan, wat uiteindelik 'n volledige kragverlies in die transformasie se 10 kV stelsel veroorsaak het.

3.2 Terplaatse Toerusting Inspeksieresultate
Primêre toerusting inspeksie bevindings:

• Grondtransformasor liggaam: Geen abnormaalhede is gevind in No.1 en No.2 grondtransformasors, sonder duidelike foutspore in windings of kerne.

• 10 kV Afdeling III bus PT interval (040 skakelpaneel):

• Duidelike watervegte op die bo deksel van die skakelpaneel, wat regenwater infiltrasie aandui.

• Swaar ablasie by die C-fase posisie van die handkar komberscherm, met twee doorgange op die boonste komber.

• Die C-fase boonste kontakdoos en statiese kontak was verbrand en beskadig, met vloeistofwater opgebou binne die doos.

• Boog brand spore op die C-fase boonste/onderste beweeglike kontakte van die arrester handkar, annealeerde veere, en beskadigde kontak arm isolerende silinders.

• Die buite isolerende mou van die C-fase bus in die bus komber was verbrand en gebreek. Waterveg infiltrasie is waargeneem in die C-fase area van die bus komber agterplank, en waterdruppels was op die lewende vertoon sensor gecondenseer.

• 'n Klein hoeveelheid water was opgebou aan die onderkant van die spanningsverwerker komber, terwyl die drie-fase PTs geen duidelike buite abnormaalhede het nie.

Regenwater lekkage van die staal steun bo die 10 kV Afdeling III bus PT komber het die skakelpaneel ingedring, wat isolasie verwerp en 'n C-fase uitslag veroorsaak het wat in 'n metaallose grondfout evolueer het. In die lae-weerstand grondstelsel, het die No. 2 grondtransformasor nulreeksstrome van ~4.3 A/fase gedetecteer (oorskry die 2.5 A oorstroom I afdeling instelling), wat uitslaan veroorsaak het. Die oorstroombeskerming blokkeer nie die 10 kV outomatiese reservoirstroom nie, wat herhaalde operasies veroorsaak het. Die finale uitslaan het die outomatiese reservoirstroom ongelaa gelaat, wat 'n volledige 10 kV kragverlies veroorsaak het.

Kern bydraende faktor: Die "fase stroom nulreeks kansellasie" beheerwoord is uitgeskakel (ingestel op "0"), wat sagteware filtrering van nulreekskomponente in fase stroom verhinder het. Met 'n 13 A nulreeksstroom, het die oorstroombeskerming foutief gewerk. Indien regtig ingeskakel, sou hierdie beheer die fout verhoed het. In plaas daarvan, het die nulreeks oorstroombeskerming I afdeling (ingestel op 1.4 A) gewerk: 1ste tydlimiet het die buskoppel uitslaan en die outomatiese reservoirstroom geblokkeer; 2de tydlimiet het die grond- en hooftransformasor skakelaars uitslaan, wat Afdeling II/III geïsoleer het terwyl Afdeling I gekrag bly.

Worteloorzaak: Uitgeskakelde nulreeks kansellasie beheerwoord het fase stroom misinterpretasie toegelaat.

4 Gevolgtrekking

Hierdie artikel stel grondtransformasor beskermingsinstellings voor, analiseer foutieve bedryfriske onder hoë nulreeksstrome, en presenteer 'n gevalsstudie. Om herhalings te vermy:

• Skakel sagteware gebaseerde nulreeks kansellasie kenmerke in (bv. "fase stroom nulreeks kansellasie" beheerwoord) in lae-weerstand grondstelsels in.

• Indien sulke kenmerke nie beskikbaar is nie, optimaliseer die koördinering tussen oorstroom- en nulreeksbeskermingsinstellings.

Kernpunt: Proaktiewe konfigurasie van beskermingsagteware is krities om foutieve bedryf tydens grondfoute te verhoed.