110 кВ преображач у уљу, неутрални систем заземљавања

А прерађивач снаге са уљама од 110 kV игра критичну улогу у конверзији напона и преносу снаге у општу. Међутим, трансформатор се не може размотрити одвојено од уређења за заземљавање електричне мреже.

Трансформатор неутрални систем заземљавања утиче на:

• Ток на земљи
• Привремена и прелазна пренапорна
• Осетљивост и селективност заштите
• Употреба изолације трансформатора
• Стабилност система
• Безбедност особља и опреме

Из тог разлога, неутрално заземљавање није само прилог избор. Мора бити координиран са везама за намотавање трансформатора, филозофијом заземљавања система, нивоом изолације, шемом заштите и мрежом заземљавања подстанице.

У овом чланку објашњавају се главне функције, компоненте и инжењерске разматрање система неутралног заземљавања за трансформатор под уљем од 110 кВ.

Важно: Прикладан метод неутралног заземљавања морају одредити оператер система и квалификовани инжењери енергетског система. Не сме се изабрати само из номиналног напона трансформатора.

Која је неутрална тачка трансформатора од 110 кВ?

Када се трофазна трансформаторска намотања повежу у звездицу, или у везу, три завршетка намотања су повезана у заједничкој тачки. Ова веза се назива неутрална тачка и обично се идентификује словом Н .

Неутрални даје референтну тачку за фазно-земене напоне. Међутим, не треба претпостављати да је његов потенцијал увек нула.

Током нормалног равнотежног рада, његов напон у односу на земљу може бити близу нуле. Током земљоположног грешака, догађаја преласка, феррорезонанце или другог неуравнотеженог стања, неутрални напон може значајно да се промени.

Неутрални терминал и његова изолација морају се, стога, дизајнирати у складу са:

• Увртање везе
• Изабрана метода заземљавања
• Проектирање изолације трансформатора
• Очекивани привремени пренапоњења
• Сврхна напетост и превртњака
• Времена рада за заштиту
• Студија изолације и координације система

ИЕЦ 60076-3 одређује захтеве изолације трансформатора, диелектричне тестове и спољне пролазе за појединачне намотање и терминале.

Шта је Трансформатор Неутрално заземљавање?

Неутрално заземљавање трансформатора је намерно повезивање звезде са звездом.

У зависности од дизајна мреже, неутрална може бити:

• Тврдо у земљи
• Заземљени кроз отпорник
• Заземљен кроз реактор
• Заземљен кроз другу импеданцу
• Свржени преко земљиног трансформатора
• Коришћење без заземљавања под одређеним условима
• Прелазак између стања сазема и незема у оквиру одобрене оперативне шеме

Метода заземљавања одређује величину и понашање струје нулте последоватности током фазе-наземне грешке. Такође утиче на привремену пренапору, рад релеја и изолациони напор који се наметну на трансформатор и повезану опрему.

ИЕЕЕЕ Ц62.92 описује основне разматрање које се користи за избор неутралних параметара заземљавања за контролу струје и пренапоредања у системима за комуналне услуге. Упутства за преносни систем такође се баве неутралним заземљавањем трансформатора и спецификацијом опреме за заземљавање.

Зашто трансформатору од 110 кВ треба одговарајући неутрални систем заземљавања?

1. у вези са Регулација струје од повратних грешака

Када се појави фазна-на-земљу грешка, распоред заземљавања одређује повратну траку и величину струје нулте-последице грешке.

Тврдо заземљена неутрална може омогућити високу струју за повраћање на земљу, омогућавајући заштитним уређајима да брзо открију и очисте грешку. Импедантно заземљавање ограничава струју на израчунату вредност, а истовремено пружа мерељив сигнал за заштиту.

Правилна метода зависи од нивоа грешке мреже, пројектовања заштите и оперативних захтева.

2. Уколико је потребно. Ограничавање привремене пренапоредности

У неземљеном или неадекватно земљеном систему, једнофазна земљова грешка може довести до повећања здравих фазно-земљених напона. Ово може изложити трансформаторске терминале, каблове, прекидачке опреме и другу опрему повећаном изолационом напору.

Правилно дизајниран аранжман за заземљавање помаже у контроли неутралног померања и привременог пренапореда.

3. Уколико је потребно. Заштита неутралне изолације трансформатора

Неки трансформатори користе степену изолације, што значи да је ниво изолације близу неутралног краја намотања нижи од нивоа на терминалу линије. Таква неутрална не сме бити изложена напону напона изнад одређеног нивоа изолације.

Да ли се користи разредна изолација мора се потврдити из дизајна трансформатора и ознаке на њему, а не само из номиналног напона.

Заштита неутралном изолацијом може захтевати координацију између:

• Превлак за заземљавање
• Претерано затварање
• Заштитни прозор
• Неутрални трансформатор струје
• Заштита диференцијала трансформатора
• Ограничена заштита од земљополошних греда
• Заштита од претека нулте-последице
• Заштита од неутралног пренапоњења

4. Уколико је потребно. Подршка селективној заштити

Позната трајања струје нултевог низа омогућава заштитним релејима да разликују гребе земље од нормалне струје оптерећења и других услова система.

У зависности од филозофије заштите, неутрална струја се може мерети за:

• Заштита од претече од земљене гребе
• Ограничена заштита од земљополошних греда
• Заштита диференцијала трансформатора
• Неутрално праћење неравнотеже
• Детекција струје за заштитну јаз

Поредности заштите морају се засновати на студији кратког прекида и координације заштите.

5. Појам Побољшање стабилности система и управљања грешкама

Брза, селективна изолација грешака смањује топлотни и механички напор на трансформатор и ограничава ризик од локалног грешака који се развија у шире поремећаје система.

Земљирање не елиминише грешке. Његова сврха је да контролише њихове електричне ефекте и омогући заштитној системи да реагује као што је дизајнирано.

Главне компоненте система неутралног заземљавања трансформатора

Уредба неутралног заземљавања трансформатора од 110 кВ може да садржи неколико компоненти. Тачна конфигурација варира по пројекту.

1. у вези са Неутрални прекидач за заземљавање

Неутрални прекидач за заземљавање обезбеђује контролисану металничку везу између трансформатора неутралног и система заземљавања подстанице.

Може се ручно или електрично управљати и може укључивати интерфејсе за указање положаја, за блокирање и даљинско управљање.

Њене потребне квалификације могу укључивати:

• Највиша напон система
• Непрестанна струја, ако је прикладно
• Краткотрајно издржавање струје
• Пик издржавање струје
• Ниво изолације
• Механичка издржљивост
• Механизам за рад
• Заштита животне средине
• Потребе за помоћним контактима

Позиција прекидача мора бити регулисана одобреном оперативном процедуром. Оператори не смеју претпостављати да би неутрални увек требало да буде заземљен или увек искључен.

Прелазак трансформатора неутрално мења мрежну нулту-секвентну импеданцу и може утицати на:

• Тренутна струја земљене разломе
• Осетљивост релеја
• Привремена пренапорна
• Управог трансформатора
• Координација за заштиту

Стога се треба третирати као системска операција, а не изолована механичка акција.

2. Уколико је потребно. Неутрални проводник заземљавања

Проводилац за заземљавање повезује неутрални терминал, прекидач за заземљавање и мрежу за заземљавање подстанице.

Морају се размерити за израчунату струју повреде и време очишћења. Његова конструкција такође мора да узима у обзир:

• Термичка отпорност
• Електродинамичке силе
• Механичка заштита
• Koroziju
• Поузданост везе
• Рутингирање и одобрења
• Приступ инспекцији и одржавању

Уколико су потребни редудантни проводници за заземљавање, они би требали бити повезани на одговарајуће одвојене тачке на заземљивачкој мрежи у складу са одобреним дизајном подстанције.

Број, материјал и површина попречног пресека проводника морају да буду у складу са пројектним спецификацијама и локалним стандардима.

3. Уколико је потребно. Решетка за заземљавање подстанице

Земљичка мрежа распрши струју грешака у земљу и ствара равнопотенцијалну референцу за подстанцију.

Његов дизајн мора узети у обзир више од једне вредности отпорности на упад. Важни фактори укључују:

• Максимална струја земљоположног разлома
• Трајање грешке
• Опорност тла
• Геометрија мреже
• Трпена категорија проводника
• Покретни напон
• Напречење за додир
• Предат потенцијал
• Карактеристике површинског слоја
• Dopuštenje za koroziju
• Укључења на конструкције опреме и ограде

Универзални захтев као што је отпор за заземљавање мора увек бити мањи од 4 Ω не би требало да се примењује на сваку подстанцију од 110 кВ. Прихватљив дизајн мора бити утврђен студијом за заземљавање и применим националним или корисничким захтевима.

4. Уколико је потребно. Неутрални затварач наплита

Метал-оксидни затварач претера може бити инсталиран између трансформатора неутралног и заземљавања како би се ограничили одређени прелазни пренапори.

Током нормалног рада, затварач представља високу импеданцу. Када преоптерећење прелази своје заштитне карактеристике, то води струју претераног напона и ограничава напон који се примењује на неутралну изолацију.

Избор затварача захтева координацију:

• Непрекидно радне напоне
• Наменски напон
• Способност за привремену пренапору
• Називна струја испуштања
• Енергетска способност
• Остатак напона
• Ниво неутралне изолације трансформатора
• Услов заземљавања система

ИЕЦ 60099-4 се примењује на безважни метални оксидни препрекомерни затварачи који се користе за ограничавање препрека у системима ЦА изнад 1 кВ. ИЕЦ 60099-4

Заустављач претераног напона не сме се одабрати само из номиналног напона система трансформатора. Неутрални може доживети другачију напонску обавезу од терминала линије.

5. Појам Неутрални заштитни пролом

Заштитни ваздушни јаз може бити повезан између трансформатора неутралног и земље. У нормалним условима, он остаје непроводљив. Ако неутрални напон достигне ниво искра за пролаз, ваздушни пролаз се распада и пружа пут пуцања.

У колама за раздвајање се може инсталирати трансформатор струје тако да струја раздвајања покреће аларм или сигнал за покретање.

Пролаз захтева пажљиву координацију јер на његово понашање утичу:

• Форма електроде
• Растојање између јама
• Густина ваздуха
• Висине
• Влажност и контаминација
• Геометрија инсталације
• Напетост струје-фреквенције
• Импулсно напон
• Уред изолације неутралног

Заштитни прозори могу показати већу дисперзију искра од метало-оксидних затварача. Њихова операција такође може да произведе исклопљене импулсе и струју која следи струју на фреквенцији снаге.

Уређивање јаза мора се стога утврдити студијама изолације-координације и заштите, а не копирањем стандардне физичке удаљености од другог пројекта.

6. Уколико је потребно. Неутрални трансформатор струје

Тренутни трансформатор у неутралној повези може обезбедити мерење сигнала за трансформатор и заштиту од земљиних грешака.

Могуће примене укључују:

• Неутрална заштита од претече
• Ограничена заштита од земљополошних греда
• Заштита диференцијала трансформатора
• Детекција струје за заштитну јаз
• Регистрација догађаја

Његов однос, класа, напон до колена, оптерећење и рејтинг струје за кратко време морају одговарати шеми релеја и израчунатом дужности грешке.

7. Претечни бројич и монитор струје за цурење

Превишавање бројач снима догађаје пуштања кроз превишавање затварач. Неки уређаји такође указују на струју која излази.

Увеличење броја операција не доказује аутоматски да је арестар дефектан. Указује да су се догодили догађаји испуштања и треба их проценити заједно са:

• Регистри поремећаја система
• Активност муње
• Прелазак догађаја
• Тенденције струје у току
• Температура затварања
• Физичко стање
• Критеријуми инспекције произвођача

Контерско повезивање мора остати кратко, директно и правилно заземљено јер непотребна дужина воде може смањити заштитну ефикасност.

Како су спречавач наступа и заштитни пролом у складу?

Када су оба инсталирана, неутрални спречавач претераног напона и заштитни прозор обично пружају комплементарну заштиту.

Претерано затварање

Затварач је првенствено изабран да ограничи прелазно пренапоревање, док се одржава предвидиви ниво заштите.

Заштитни прозор

У зависности од шеме, јаз може обезбедити резервну заштиту или реагује у одређеним временским или струјним условима пренапореда.

Њихова координација мора осигурати да:

• Заштитник штити трансформатор у складу са његовим енергетским капацитетом.
• Пролаз не ради непотребно за обичне пролазнике.
• Пролаз се врши пре него што се неутрална изолација претера под условима које је дизајнирана да покрије.
• Заштита релеја очистила је све струје које су слеђене по фреквенцији.
• Уколико је потребно, засиљај се уколико је потребно.

Нетачно је рећи да ће затварач и јаз увек делути у фиксираном низу. Њихов одговор зависи од таласног облика напона, трајања, заштитних карактеристика и конфигурације система.

Координација изолације треба да следи принципе ИЕЦ 60071-1, који се баве избором номиналних издржљивих напона за изолацију фазе-назем, фазе-нафазе и у дужини у системима ЦА изнад 1 кВ. ИЕЦ 60071-1

Уобичајене методе неутралног заземљавања

Чврсто заземљавање

Неутрални је повезан са земљом кроз пут са веома ниском импеданцом.

Типичне карактеристике:

• Висока струја земљоположног разлома
• Чиста референца нултерека
• Брзо откривање грешке
• Нижа привремена пренапорна
• Виши захтеви за грешку

Опорност заземљавања

Неутрални отпор за заземљавање ограничава струју земљене гребе на израчунато ниво.

Типичне карактеристике:

• Смањење оштећења опреме током земљених грешака
• Контролисана заштитна струја
• Дефинисана топлотна функција за отпорник
• Потреба за контролом температуре и континуитета отпора

Заземљавање реактора

Реактор за заземљавање ограничава струју кроз индуктивну импеданцу.

Типичне карактеристике:

• Смањена струја земљоположног разлома
• Повођење нултеве секвенце специфично за систем
• Потреба детаљних студија транзиторности и заштите

Резонантно заземљавање

Реактор је подешен да компензује капацитанцу мрежног земљополоха.

Овај распоред је чешће повезан са одређеним средњенапонским мреже и не би требало да се претпоставља да се примењује на 110 кВ намотање без специфичне студије система.

Селективно неутрално заземљавање

У подстаницама са паралелно функционисајућим трансформаторима, оператер система може да заземљава изабране неутралне трансформаторе за контролу струје нултног низа и ефикасности заштите.

Отварање или затварање једног неутралног прекидача мења стање заземљавања целог повезаног система. Због тога су неопходне процедуре за закључавање и управљање.

Зашто је неутрално заземљавање важно током засиљавања и де-енергизације?

Превлачење трансформатора може генерисати прелазно и привремено пренапоређење. Неутрално стање током набавке или де-набавке енергије може утицати на напон напона који се примењује на навијање са степеном изолације.

Неке процедуре потребне за употребу захтева да се неутрални прекидач за заземљавање затвори пре него што се трансформатор напаја или де-напаја. Међутим, то не треба представљати као универзално правило.

Правилни редослед преласка зависи од:

• Проектирање изолације трансформатора
• Уређење прекидача
• Број паралелних трансформатора
• Конфигурација система за заземљавање
• Поредности заштите
• Рејтинзи за спречавање претераног притиска
• Правила за рад у комуналним предузећима
• Резултати студија преласка и изолације

Оператори морају да прате одобрену инструкцију за прелазак за одређену подстаницу.

Контролна листа за инспекцију и одржавање

Удрживање мора обављати овлашћено особље у складу са процедурама електричне безбедности на локацији.

Неутрални прекидач за заземљавање

Проверите:

• Указање отворене и затворене позиције
• Механичко усклађивање
• Услова контакта
• Механизам за рад
• Мотор и контролна кола
• Помоћни контакти
• Затварање
• Чистоћа и интегритет изолатора
• Знаци прегревања или испуштања

Проводилац за заземљавање

Проверите:

• Опуштени или оштећени спој
• Скршени низи или пукнути проводници
• Koroziju
• Ненормално грејање
• Недостатак дозвола
• Механичка оштећења
• Недозвољене модификације

Претерано затварање

Проверите:

• У стању је фарцилан или полимерски корпус
• Знаци контаминације и испуштања
• Чврстоћа терминала
• Рутирање на земљи
• Читања претераног бројача
• Указање струје за цурење, ако је доступно
• Дијагностички резултати прописани од стране произвођача

Заштитни прозор

Проверите:

• Стање електрода
• Правилно размачење између јазби
• Уравњавање
• Загађење површине
• Докази о претходном отпуштању
• Улазнице за струје-трансформаторе
• Ограничења од суседне опреме

Градица за заземљавање

Извршити инспекције и испитивања у складу са планом одржавања подстанције, укључујући:

• Непрекидност везе
• Мерења отпора на земљиште или импеданце
• Процена услова тла
• Преглед напона за корак и додир након великих модификација
• Процена корозије
• Проверка новоприкључене опреме

Уобичајени проблеми и њихове последице

Неисправан положај прекидача за заземљавање

Неисправна позиција прекидача може променити струју земљене гребе и поништити координацију релеја.

Неутрална веза је лабава

Врховни отпор или повремена веза могу изазвати загревање, дуг и непредвидиви неутрални напон.

Недоразмерни проводник за заземљавање

Проводилац са недостатном топлотном или механичком способност може се покварити током грешака у земљишту са високом струјом.

Неисправан степен заступања претераног напона

Затварач са неадекватном временском пренапоређивачком способност може прегрејати или пропасти. Превише ниво заштитне опреме може учинити трансформатор неутралним и недостаточно заштићен.

Контаминисани или погрешно постављени заштитни прозор

Огађање, надморска висина или неисправна размацања могу променити напон искриве и довести до прераног рада или неуспеха у раду.

Некоординисане поставке заштите

Чак и правилно инсталиран систем за заземљавање не може пружити ефикасну заштиту ако су одговарајуће функције релета погрешно одабране или постављене.

Инжењерске информације потребне за прилагођени дизајн

Пре него што се прецизира трансформатор од 110 кВ и пакет неутралног заземљавања, произвођач треба да добије:

• Називни напон система и највиши напон за опрему
• Фреквенција система
• Намерана снага трансформатора
• Напетост за навијање и повезивање
• Векторска група
• Неутрална нивои изолације
• Потреба за пуном или степеном изолације
• Максимална и минимална струја земљоположног разлома
• Време за чишћење грешака
• Филозофија заснивања
• Услови паралелног рада трансформатора
• Дијаграма једне линије за заштиту
• Задатак за заустављање претераних струја
• Вишина локације и ниво загађења
• Температура окружења
• Сеизмички и климатски захтеви
• Прикладни ИЕЦ, ИЕЕЕ, национални или корисни стандарди

Ови параметри одређују одговарајуће разреде опреме и дизајн интерфејса.

Културизована 110 кВ трансформаторска решења од Дингсин Електрик

Dingxin Electric производи прилагођене трансформаторе за енергију у уље и адекватне трансформаторске додатке за комуналне, индустријске, обновљиве изворе енергије и инфраструктурне пројекте.

Наш инжењерски тим може да конфигурише:

• Називни капацитет и однос напона
• Импеданца трансформатора
• Векторска група
• Диапазон привлачења и ОЛТЦ аранжман
• Пунна или степенска изолација
• Неутрални терминални и заземљавачки интерфејс
• Интерфејс за заземљавање
• Трансформатори неутралне струје
• Предозирање претераних струја и уређаји за заштитну раздвајање
• Приклади за праћење и заштиту
• Система хлађења
• Улазнице и интерфејси кабела
• Прикладни ИЕЦ, ИЕЕЕ или специфични захтеви за пројекат

Разговарајте о свом пројекту трансформатора од 110 кВ

Тражите прилагођени трансформатор са 110 кВ уља или координирано неутрално заземљавање?

Пошаљи Дингсин Електрик свој дијаграм једне линије, трансформатор рејтинг, однос напона, метод заземљавања система, неутрални ниво изолације, промашица струје, услови локације и примените стандарде.

Контактирајте Dingxin Electric за предлог трансформатора специфичног за пројекат и техничко прегледа.