Informe de análisis de problemas con la protección de secuencia cero del transformador
Basado en el análisis de la configuración de la protección de secuencia cero del transformador, el control de sobretensión del punto neutro y los métodos de puesta a tierra del transformador de 110 kV y el diseño de la protección de secuencia cero del transformador de red eléctrica de 110 kV Se llevó a cabo una discusión preliminar sobre los posibles riesgos de seguridad existentes en el transformador y se propusieron medidas para eliminar la separación de la varilla del punto neutro y mejorar la cooperación de protección de secuencia cero del transformador.
Palabras clave: Análisis del método de puesta a tierra del transformador
1 Configuración de la protección de secuencia cero del transformador
Cuando se produce una sobrecorriente de secuencia cero del punto neutro del transformador, el punto neutro se desconecta El método de protección de transformadores no puestos a tierra se denomina salto mutuo de secuencia cero. Los dos transformadores principales funcionan en paralelo y el punto neutro del transformador principal n° 1 está conectado a tierra. Cuando ocurre una falla a tierra en el punto K2, la protección de sobrecorriente de secuencia cero del punto neutro del transformador principal No. 1 funcionará, disparando los interruptores laterales de alta y baja tensión del transformador principal No. 2 inmediatamente, aislando el punto de falla K2. y el transformador principal No. 1 regresa a su operación normal. Si el punto de falla es K1, cuando el transformador principal No. 2 se dispara por primera vez, la protección de sobrecorriente de secuencia cero dispara el transformador por segunda vez y elimina la falla. Las deficiencias obvias de la protección contra saltos de secuencia cero son: ① La probabilidad de eliminación selectiva de fallas es solo del 50% (2) No hay selectividad en el caso de fallas del bus, lo que ampliará el alcance de los cortes de energía; La protección contra sobrecorriente de secuencia cero debe coordinarse con la protección de la fase principal, lo que no favorece la cooperación de los ajustes de protección. ④ La prueba de salto mutuo solo se puede realizar cuando los dos transformadores están fuera de servicio al mismo tiempo; Las condiciones son duras y el cableado secundario es propenso a errores.
Características del cableado en 2 series y configuración de protección
El cableado del sistema de 110 kV es principalmente radial, teniendo como punto de alimentación la subestación de 220 kV e irradiando a cada subestación terminal a través de 110 kV. pauta. La subestación terminal de 110 kV utiliza cableado de puente interno o cableado de grupo de transformadores de línea, y no hay suministro de energía en el lado de bajo voltaje.
En subestaciones con puenteo interno, en modo de funcionamiento normal, el cambiador de tomas de 100 barras no se utiliza como elemento de contacto de las líneas 103 y 104. Por tanto, las subestaciones con conexiones de puente interno suelen tener sólo dos modos de funcionamiento: una línea con dos transformadores principales o dos líneas con un transformador cada una. En el modo de operación de una línea con dos transformadores, es muy importante que solo se pueda conectar a tierra un punto neutro de los dos transformadores principales, pero debe estar conectado a tierra por el punto neutro del transformador en el lado de la línea de alimentación de 110 kV. La configuración actual de protección de secuencia cero del transformador en la subestación de conexión del puente interior es la siguiente: la protección de corriente de secuencia cero del punto neutro salta 100 y 900 puntos de bus en el primer límite de tiempo; salta el transformador en el segundo límite de tiempo; al mismo tiempo, el punto neutro del transformador está equipado con una separación de varilla, pero no hay separación TA ni protección de voltaje delta abierto.
Para ahorrar inversión, ocupación de terreno y corredores aéreos para líneas de 1100 kV, las subestaciones de 110 kV de nueva construcción utilizan principalmente cableado de grupo de transformadores de línea. Una línea puede estar conectada en "T" a dos o incluso tres transformadores. La protección de secuencia cero del transformador solo tiene protección de sobrecorriente de secuencia cero del punto neutro y no tiene protección de corriente de separación del punto neutro ni 1 transformador. Debido a una configuración de protección de secuencia cero incompleta, en el cableado de múltiples grupos de transformadores de línea conectados en T, los puntos neutros de todos los transformadores todavía están conectados a tierra. Sin embargo, la operación de poner a tierra todos los puntos neutros del transformador tiene un cierto impacto negativo en el sistema.
2.1 Cuando algunas líneas o transformadores son inspeccionados, fuera de servicio o el modo de operación del sistema cambia, los valores de la red de secuencia cero y de la impedancia de secuencia cero cambiarán enormemente, y el tamaño y distribución de Las corrientes de secuencia cero en cada rama también cambiarán. A partir de la cooperación en el establecimiento de protección, es necesario mantener la impedancia de secuencia cero de la subestación básicamente sin cambios.
2.2 Durante la operación del transformador o el proceso de reconexión de la línea, a veces el transformador de puesta a tierra del punto neutro que funciona en la misma línea producirá una secuencia cero con gran amplitud, atenuación lenta y un gran componente de CC causado por corriente de irrupción. Es fácil causar fallas en la transmisión de energía o en el recierre.
2.3 Todos los puntos neutros del transformador están puestos a tierra, lo que reduce en gran medida la impedancia de secuencia cero del sistema, provocando así un aumento significativo de la corriente de cortocircuito de faltas a tierra asimétricas. Debido a la interferencia de rayos y fallas asimétricas a tierra en equipos secundarios, de vez en cuando todavía ocurren accidentes como mal funcionamiento de los dispositivos de protección y daños a los equipos de comunicación. Por lo tanto, en un sistema de puesta a tierra eficaz, parte del método de puesta a tierra del punto neutro del transformador se debe utilizar tanto como sea posible para limitar la corriente de cortocircuito a tierra monofásica y reducir la interferencia al sistema de comunicación.
3 Problemas de protección de secuencia cero del transformador
En un sistema efectivamente conectado a tierra, el voltaje de compensación del punto neutro del transformador está limitado a un cierto nivel y la protección del espacio del punto neutro no trabajar. El objetivo de la protección del espacio es evitar daños al aislamiento del transformador causados por el aumento de la tensión de secuencia cero en el sistema de puesta a tierra ineficaz.
Sólo cuando ocurre una falla a tierra monofásica en el sistema y todos los transformadores de punto neutro relevantes conectados directamente a tierra se disparan, mientras que los transformadores de punto neutro sin conexión a tierra con fuente de alimentación permanecen en la red defectuosa, el espacio de descarga se descargará, reduciendo así el voltaje a tierra. Evite daños al aislamiento del transformador. La ruptura del espacio producirá la interceptación de ondas, lo que es perjudicial para el aislamiento entre espiras del transformador. Por lo tanto, cuando la tensión de secuencia cero aumenta debido a una falla a tierra monofásica, preferimos cortar el transformador mediante protección contra sobretensión de secuencia cero. Por el contrario, la protección de brecha de corriente tiene un cierto grado de contingencia, y la protección de brecha de corriente puede fallar debido a varias razones. En este sentido, la protección contra sobretensión de secuencia cero es más importante para la protección del aislamiento del punto neutro del transformador que la protección de corriente de separación. Generalmente forma la protección de aislamiento del punto neutro del transformador junto con la protección de corriente de separación. Por lo tanto, es incompleto configurar únicamente la protección de corriente de separación sin configurar la protección contra sobretensión de secuencia cero. Especialmente cuando ocurren fallas intermitentes, la corriente de descarga no se puede mantener y la protección de corriente de separación no funcionará.
La mayoría de las subestaciones de 110 kV actualmente en funcionamiento están equipadas únicamente con separaciones de neutro y sin la correspondiente protección. Esta configuración tiene sus inconvenientes y desventajas. Cuando el voltaje de secuencia cero de la red eléctrica aumenta cerca del voltaje de fase nominal, todos los transformadores con puntos neutros sin conexión a tierra sentirán la sobretensión de secuencia cero al mismo tiempo. Si el espacio del punto neutro del transformador terminal con protección contra sobrecorriente del espacio no está predescargado, el transformador del punto neutro sin conexión a tierra con fuente de alimentación no podrá escapar de la red defectuosa cuando no pueda descargarse continuamente. Por lo tanto, para transformadores terminales sin fuente de alimentación en el lado de baja tensión, si no están equipados con protección de corriente de separación completa y protección contra sobretensión de secuencia cero, se debe aumentar la separación entre las varillas del punto neutro o se debe aumentar artificialmente la distancia de separación. para evitar la descarga preventiva.
Para subestaciones con conexiones en puente interno, no es la mejor solución que la corriente homopolar del transformador de puesta a tierra del punto neutro salte 900 y 100 puntos de bus en el primer límite de tiempo. Cuando el lado de bajo voltaje funciona en paralelo, una sección de la barra colectora se pierde después de disparar el interruptor 900 y el interruptor del lado de bajo voltaje del punto neutro sin conexión a tierra todavía está funcionando. En la actualidad, en ausencia de protección contra sobretensión de secuencia cero, si se produce un suministro de energía temporal de bajo voltaje debido a una transmisión de energía de 10 kV, el transformador sin conexión a tierra corre peligro de sufrir sobretensión. Por ello se ha instalado en el lado de 110kV.
El primero es garantizar que el sistema de 110kV sea un sistema de puesta a tierra eficaz. Prevenir un mal funcionamiento es la forma más fundamental de garantizar la conexión a tierra efectiva del punto neutro en el lado de 110 kV del transformador de suministro de energía. Si los ajustes de protección lo permiten, los puntos neutros de dos transformadores que funcionan en paralelo en el lado de potencia se pueden conectar a tierra al mismo tiempo.
Un transformador alimentado puede convertirse en un sistema de puesta a tierra ineficaz después de perder su punto neutro puesto a tierra. Por lo tanto, para transformadores con fuente de alimentación o transformadores con fuente de alimentación en el futuro, se debe considerar la protección completa del espacio del punto neutro en la etapa de diseño, incluida la protección contra sobrecorriente de secuencia cero del punto neutro, la protección de corriente de espacio del punto neutro y la apertura del bus de secuencia cero delta. Protección de voltaje.
En un alimentador de 110kV, no importa cuántos transformadores estén conectados en paralelo, cuando el punto neutro del lado de potencia está conectado a tierra, el punto neutro de cada transformador terminal puede funcionar sin conexión a tierra. En funcionamiento real, para evitar posibles factores inseguros, se puede disponer que uno de los puntos neutros esté conectado a tierra. Al seleccionar un punto neutro puesto a tierra, puede considerarlo en el siguiente orden: primero elija un transformador con fuente de alimentación en el lado de bajo voltaje, luego considere un transformador sin disyuntor en el lado de alto voltaje y finalmente elija el transformador. con la distancia más corta desde el extremo de alimentación para la conexión a tierra.
La mayoría de las subestaciones terminales de 110kV que se han puesto en funcionamiento no están equipadas con protección de tensión de secuencia cero delta de apertura TV de barra colectora ni protección de corriente de separación del punto neutro. Para evitar una descarga prematura en el espacio del punto neutro, se debe eliminar el espacio de la barra del punto neutro instalado originalmente o se debe aumentar artificialmente la distancia del espacio.
En el diseño futuro de subestaciones de 110 kV, se deben considerar transformadores de voltaje trifásicos en el lado de alto voltaje, y se debe establecer protección contra sobretensión de secuencia cero y protección de corriente de separación del punto neutro del transformador. Esta configuración puede proporcionar un funcionamiento flexible y adaptarse a cambios futuros en la estructura de la red.
Para subestaciones con conexiones de puente interno, el otro transformador no puesto a tierra debe retirarse dentro del primer límite de tiempo de la protección de corriente de secuencia cero del punto neutro del transformador principal para evitar ampliar el alcance de cortes de energía o posibles sobretensiones de frecuencia eléctrica. .
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