110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруу ыкмаларын тандоо жана коргоо конфигурациясын оптималдаштыруу

Киришүү

Жогорку чыңалуудагы электр системаларында трансформатордун нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруу ыкмасы системанын коопсуздугуна, ишенимдүүлүгүнө жана туруктуулугуна таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат. 110 кВ электр системалары үчүн нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруу ыкмасын тандоо жабдуулардын изоляция деңгээлине, ашыкча чыңалуудан коргоого, релелик коргоо конфигурациясына жана электр менен камсыздоонун ишенимдүүлүгүнө түздөн-түз таасир этет. Кытайда 110 кВ системалары, адатта, ... колдонот. жарым-жартылай натыйжалуу жерге туташтыруу ыкмасы, мында трансформатордун айрым нейтралдуу чекиттери түз жерге туташтырылган, ал эми башкалары жерге туташтырылбаган бойдон калууда, бул бир фазалуу кыска туташуу токторун чектөө жана ашыкча чыңалуу коркунучтарынын алдын алуу максатында колдонулат.

Бул макалада 110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруу ыкмаларынын мүнөздөмөлөрү, артыкчылыктары жана чектөөлөрү талданат, оптималдуу коргоо конфигурациясынын стратегиялары изилденет жана келечектеги өнүгүү тенденциялары сунушталат.

110 кВ трансформаторлор үчүн нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруунун негизги ыкмалары

1.1 Түз жерге туташтыруу

Түз жерге туташтыруутрансформатордун нейтралдуу чекитин жерге түз туташтырууну билдирет. Бул ыкма нейтралдуу чекиттин потенциалын натыйжалуу аныктайт, бир фазалуу жерге туташуу учурунда, кемчиликсиз фазалык чыңалуунун жогорулашы фазалык чыңалуунун 1,4 эсесинен ашпашы керек. Бул жабдуулардын изоляция талаптарын төмөндөтүүгө жана чыгымдарды азайтууга жардам берет.

Бирок, олуттуу кемчилиги - бул абдан жогорку бир фазалуу жерге туташуу тогу(бир нече миң амперге чейин), бул автоматтык өчүргүчтүн үзгүлтүккө учуроо кубаттуулугуна жана системанын туруктуулугуна таасир этиши мүмкүн. Ошондуктан, түз жерге туташтыруу, адатта, 110 кВ жана андан жогорку чыңалуудагы системаларда колдонулат, мында бузулууларды тез арада жок кылуу зарыл.

1.2 Жерге туташтырылбаган нейтралдуу

бир жерге орнотулбаган система, трансформатордун нейтралдуу чекити жерден изоляцияланган. Бир фазалуу жерге туташуу бузулганда, бузулуу тогу өтө аз болот (негизинен системанын сыйымдуулук тогу), бул системанын кыска убакытка (адатта 2 саатка чейин) иштешин камсыз кылат. Бул бир топ жакшыртат электр менен камсыздоонун ишенимдүүлүгү.

Бирок, жерге туташтырылбаган системаларда бир фазалуу жерге туташтыруу бузулбаган фазалык чыңалуунун линиялык чыңалуу деңгээлине чейин көтөрүлүшүнө алып келиши мүмкүн. Эгерде изоляция алсыз болсо, бул бузулууга алып келип, фазадан фазага өтүүчү бузулууга алып келиши мүмкүн. Мындан тышкары, үзгүлтүктүү жаа жерге туташтыруу төмөнкүнү жаратышы мүмкүн: жаа ашыкча чыңалуулары, фазалык чыңалуудан 3–3,5 эсеге жетип, трансформатордун изоляциясына коркунуч келтирет.

1.3 Кичинекей импеданс аркылуу жерге туташтыруу

Түз жерге туташтыруу жана жерге туташтырылбаган системалардын артыкчылыктары менен кемчиликтерин тең салмактоо үчүн, импеданс жерге туташтыруу ыкмасыкөп колдонулат. Буга кичинекей каршылык же кичинекей реактивдүүлүк аркылуу жерге туташтыруу кирет.

• Кичинекей каршылык менен жерге туташтыруу: Бузулуу тогун бир нече жүз амперге чейин чектейт, системага тийгизген таасирин азайтып, ошол эле учурда тез коргоо ишин камсыз кылат. Бул ыкма ашыкча чыңалууларды натыйжалуу басат жана чоң сыйымдуулуктагы токко ээ кабелдик интенсивдүү бөлүштүрүү тармактары үчүн ылайыктуу.
• Кичинекей реактивдүү жерге туташтыруу: Индуктивдүү ток аркылуу системанын сыйымдуулук тогун компенсациялай алат, бул доонун кайра пайда болуу ыктымалдыгын азайтат. Бул ыкма көбүнчө компенсацияланган жерге туташтыруу ыкмасы деп эсептелет.

Кичинекей импеданс аркылуу жерге туташтыруу түз жана жерге туташтырылбаган системалардын артыкчылыктарын айкалыштырып, ашыкча чыңалууну басууну жана электр менен камсыздоонун салыштырмалуу жогорку ишенимдүүлүгүн камсыз кылат. Ал 110 кВ системаларында, айрыкча чоң сыйымдуулуктагы токко ээ болгон же жогорку сапаттагы кубаттуулукту талап кылган системаларда кеңири колдонулат.

2 110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттери үчүн коргоо конфигурациясы

2.1 Ашыкча чыңалуу коркунучтары

110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекитинин изоляция деңгээли, адатта, төмөнкүдөй болот жарым изоляцияланган, туруштук бере турган чыңалуу рейтинги линиянын учунун үчтөн бир бөлүгүн гана түзөт. Бул нейтралдуу чекитти ашыкча чыңалуудан жабыркоого алсыз кылат. Негизги ашыкча чыңалуу түрлөрүнө төмөнкүлөр кирет:

• Кубаттуулук жыштыгынын ашыкча чыңалуу: Линияны которуштуруудан, асимметриялык кыска туташуулардан же күтүүсүз жүктөмдүн жоголушунан келип чыгат.
• Резонанстык ашыкча чыңалууСистеманын иштеши же бузулуулары учурунда индуктивдүү жана сыйымдуулук элементтеринин өз ара аракеттенүүсүнөн улам пайда болгон термелүүлөрдүн натыйжасында пайда болот.
• Коммутациялык ашыкча чыңалууАвтоматтык өчүргүчтөрдү ачуу же жабуу учурунда магниттик жана электростатикалык энергиянын өзгөрүшүнөн келип чыгат.
• Чагылгандын ашыкча чыңалуусуЧагылгандын таасиринен пайда болот, жогорку амплитудасы жана кыска узактыгы менен мүнөздөлөт.

2.2 Жалпы коргоо түзүлүштөрү

Трансформатордун нейтралдуу чекитин коргоо үчүн төмөнкү коргоочу түзүлүштөр кеңири колдонулат:

• Токтун күчөшүн токтоткучтар: Булар чагылгандын ашыкча чыңалуусун жана айрым которуштуруулардын ашыкча чыңалуусун чектейт. Бирок, стандарттуу чыңалуу өчүргүчтөрү көбүнчө 110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттеринин төмөн изоляция деңгээли үчүн жетишсиз болуп, тандоону кыйындатат.
• Изоляциялык боштуктар: Булар кубаттуулуктун жыштыгынын жана резонанстык ашыкча чыңалуудан коргойт. Ашыкча чыңалуу пайда болгондо, ажырым бузулуп, чыңалуунун жогорулашын чектөө үчүн нейтралдуу чекит жерге туташат. Кемчилиги - ажырымдын аралыгын так жөндөөнүн кыйынчылыгы, бул коргоонун туура эмес координациясына алып келиши мүмкүн.
• Чыңалуу өчүргүчтү жана ажырымды параллель туташтырууБул кеңири колдонулган коргоо ыкмасы. Чыңалуу чектегич чагылгандын ашыкча чыңалуусун башкарат, ал эми боштук кубаттуулуктун жыштыгынын жана резонанстык чыңалуулардын ашыкча чыңалуусун жөнгө салат. Ошондой эле, боштук чыңалуу чектегичти анын иштебей калышына алып келиши мүмкүн болгон ашыкча кубаттуулук жыштыгынын ашыкча чыңалуусунан коргойт. Бул ыкма кошумча артыкчылыктарды берет.

2.3 Реле коргоосун конфигурациялоо

110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекити үчүн релелик коргоо негизинен төмөнкү аспектилерди камтыйт:

• Нөлдүк ырааттуулуктагы ток коргоосуТүз жерге туташтырылган трансформаторлор үчүн нөлдүк ырааттуулуктагы ток коргоосу жерге туташтыруудагы кемчиликтерди тез арада жок кылуу үчүн конфигурацияланган. Коргоо, адатта, бөлүктөргө бөлүнөт, кемчиликтерди локалдаштыруу үчүн кыска убакыт кечигүүлөрү жана трансформатордун бардык тараптарын өчүрүү үчүн узак убакыт кечигүүлөрү бар.
• Нөлдүк ырааттуулуктагы чыңалуудан коргоо жана боштуктун ток коргоосуЖерге туташтырылбаган трансформаторлор үчүн нөлдүк ырааттуулуктагы чыңалуудан коргоо жана ажырымдагы токтон коргоо орнотулган. Жерге туташтыруудагы жарака системанын жер чекитин жоготуп, нейтралдуу чекиттеги чыңалуунун жогорулашына алып келгенде, ажырым бузулат. Ажыратылган токтон коргоо же нөлдүк ырааттуулуктагы чыңалуудан коргоо трансформаторду бардык жагынан өчүрүү үчүн убакыт кечигүүсү (0,3–0,5 с) менен иштейт.
• Резервдик коргоону координациялооТандалмалуулукту камсыз кылуу үчүн, нөлдүк ырааттуулуктагы коргоонун убакыт кечиктирүүлөрүн координациялоо керек. Мисалы, трансформатордогу резервдик коргоонун убакыт кечиктирүүсү ал резервдик линиялык коргоонукунан узунураак болушу керек.

3 Оптималдаштыруу боюнча сунуштар жана кейс-анализ

3.1 Салттуу ыкмалардын чектөөлөрү

Колдонулуп жатканда боштуктарга параллель болгон чыңалуу өчүргүчтөрүкеңири таралган ыкма катары карасак, бул ыкманын бир нече кемчиликтери бар:

• Токтун токтогучту тандоодогу кыйынчылык: 110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттери үчүн жогорку үзгүлтүксүз иштөө чыңалуусунун жана төмөнкү чагылган импульсунун калдык чыңалуусунун талаптарына жооп берген стандарттуу чыңалуу өчүргүчтөрүн табуу кыйынга турат.
• Ажырашууну орнотуудагы кыйынчылыктарАба ажырымынын бузулуу чыңалуусу дисперсияга дуушар болот, бул "жерге туташуунун жоголушу" жана "жер менен" жарака шарттарында ажырымдын иштешин так координациялоону кыйындатат.
• Релелик коргоонун татаалдыгы"Жердин жоголушунан" коргоо (мисалы, нөлдүк ырааттуулуктагы ашыкча чыңалуу жана боштуктагы ашыкча ток коргоосу) иштебей калышы мүмкүн, бул кошумча бөгөттөө критерийлерин талап кылат, бул татаалдыкты жогорулатат жана ишенимдүүлүктү төмөндөтөт.

3.2 Кичинекей реактивдүүлүк аркылуу жерге туташтыруунун артыкчылыктары

Изилдөөлөр жана практика көрсөткөндөй, нейтралдуу чекитти кичинекей реактивдүүлүк аркылуу жерге туташтыруусалттуу жарым-жартылай жерге туташтыруу ыкмаларына караганда олуттуу артыкчылыктарды сунуштайт:

• Жылуулоо деңгээлинин талаптарынын төмөндөшүКичинекей реактивдүү жерге туташтырууну кабыл алгандан кийин, трансформатордун нейтралдуу чекитинин изоляция деңгээлин 35 кВдан 20 кВга чейин төмөндөтүүгө болот, бул чыңалуу өчүргүчтөрүнө жана боштуктарына болгон муктаждыкты жок кылат жана коргоо конфигурациясын жөнөкөйлөтөт.
• Бирдиктүү жерге туташтыруу режимиБул ыкма обочолонгон жерге туташтырылбаган системанын пайда болушун жокко чыгарат, тиешелүү коргоону жөнөкөйлөштүрүүгө же алып салууга мүмкүндүк берет, ошону менен ишенимдүүлүктү жогорулатат.
• Артыкчылыктарды сактооАл жарым-жартылай жерге туташтыруунун артыкчылыктарын, мисалы, жөнөкөй жана ишенимдүү нөлдүк ырааттуулуктагы коргоону сактап калат, ошол эле учурда бир фазалуу кыска туташуу токторун чектейт.

3.3 Оор окуяны талдоо

Мисал катары 110 кВ терминалдык көмөкчордонду трансформациялоону келтирүүгө болот. Баштапкы долбоордо колдонулган ажырымга параллель болгон чыңалуу чектегичнейтралдуу чекиттерди коргоо үчүн. Бирок, кичинекей реактивдүү жерге туташтырууну кабыл алгандан кийин, трансформатордун нейтралдуу чекитинин изоляция деңгээлине болгон талап азайтылды, коргоочу түзүлүштөр жөнөкөйлөштүрүлдү жана иштөө ишенимдүүлүгү жакшыртылды. Эсептөөлөр көрсөткөндөй, жерге туташтыруунун каршылыгы бузулуу тогун бир нече жүз амперге чейин чектей алат жана нөлдүк ырааттуулуктагы коргоону оңой координациялоого болот.

Дагы бир окуя 110 кВ көмөкчордондогу мүчүлүштүккө байланыштуу болгон, анда кирүүчү линиядагы убактылуу бир фазалуу жерге туташтыруу мүчүлүштүгү нейтралдуу чекиттин ажырымынын бузулушуна жана трансформатордун иштен чыгышына алып келген. Талдоо көрсөткөндөй, линиянын мүчүлүштүгү убактылуу болгону менен, көп сандагы асинхрондук моторлордон келген кайтарым байланышжүктөө тарабында дого үчүн энергия менен камсыз кылып, бузулууну колдоп турган. Бул олуттуу мотор жүктөмдөрү (эквиваленттүү булактар) бар трансформаторлор үчүн долбоорлоо этабында нөлдүк ырааттуулуктагы ашыкча ток, ажырым тогу жана нөлдүк ырааттуулуктагы чыңалуудан коргоону камтыган толук нейтралдуу чекиттик коргоо маанилүү экенин баса белгилейт.

4 Жыйынтык жана келечек

110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруу ыкмасын жана аны коргоо конфигурациясын тандоо - бул системанын түзүлүшүн, жүктөмдүн мүнөздөмөлөрүн жана ишенимдүүлүк талаптарын эске алууну талап кылган көп кырдуу милдет. Салттуу жарым-жартылай жерге туташтыруу ыкмасы чыңалуу өчүргүчтөрү жана боштуктары менен айкалыштырылганы менен кеңири таралган, бирок ал түзмөктү тандоодо жана орнотууларды координациялоодо кыйынчылыктарга туш болот. кичинекей реактивдүү жерге туташтыруу ыкмасыкелечектүү альтернатива сунуштайт, ал изоляция талаптарын төмөндөтүшү, коргоону жөнөкөйлөштүрүшү жана ишенимдүүлүгүн жогорулатуусу мүмкүн.

Келечектеги өнүгүү тенденциялары төмөнкү багыттарга багытталат:

• Жаңы түзмөктөрдү колдонууМисалы, чыңалууну басаңдатуучу түзүлүштөр менен параллель колдонулган курама боштуктар же башкарылуучу боштуктар, коргоонун ишенимдүүлүгүн жана тактыгын жогорулатат.
• Санариптик коргоо технологиясыЖерге туташуудан коргоонун сезгичтигин жана ишенимдүүлүгүн жогорулатуу үчүн микрокомпьютерге негизделген коргоону өркүндөтүлгөн алгоритмдер (мисалы, толкун формасын аныктоо, гармоникалык анализ) менен колдонуу.
• Стандартташтыруу жана модулдаштырууДолбоорлоону жана техникалык тейлөөнү жөнөкөйлөтүү үчүн стандартташтырылган жана модулдук нейтралдуу чекиттүү коргоочу жабдууларды иштеп чыгуу.

Кыскасы, 110 кВ трансформатордун нейтралдуу чекиттүү жерге туташтыруу ыкмасын жана коргоо конфигурациясын оптималдаштыруу электр системасынын коопсуздугун, ишенимдүүлүгүн жана үнөмдүү иштешин жогорулатуу үчүн абдан маанилүү. Технологиялык жетишкендиктер менен акылдуураак жана натыйжалуураак чечимдер пайда болуп, кеңири колдонула баштайт деп күтүлүүдө.