Pagpili ug Pag-optimize sa Konfigurasyon sa Proteksyon sa mga Pamaagi sa Pag-ground sa 110kV Transformer Neutral Point

Pasiuna

Sa mga sistema sa kuryente nga taas og boltahe, ang pamaagi sa pag-ground sa transformer neutral point usa ka kritikal nga butang nga makaimpluwensya sa kaluwasan, kasaligan, ug kalig-on sa sistema. Para sa mga sistema sa kuryente nga 110kV, ang pagpili sa pamaagi sa pag-ground sa neutral point direktang makaapekto sa lebel sa insulasyon sa kagamitan, proteksyon sa overvoltage, konfigurasyon sa proteksyon sa relay, ug kasaligan sa suplay sa kuryente. Sa China, ang mga sistema sa 110kV kasagarang nagsagop og partially effective nga pamaagi sa pag-grounding, diin ang ubang mga neutral point sa transformer direktang naka-ground samtang ang uban nagpabilin nga wala naka-ground, nga nagtumong sa paglimita sa single-phase short-circuit currents samtang gipugngan ang mga hulga sa overvoltage.

Kini nga artikulo nag-analisar sa mga kinaiya, bentaha, ug limitasyon sa lain-laing mga pamaagi sa grounding sa 110kV transformer neutral point, nagsuhid sa labing maayo nga mga estratehiya sa pag-configure sa proteksyon, ug nagpresentar sa mga uso sa umaabot nga pag-uswag.

1 Pangunang Pamaagi sa Neutral Point Grounding para sa 110kV Transformers

1.1 Direktang Pag-ground

Direktang pag-groundingnagtumong sa direktang koneksyon sa neutral point sa transformer ngadto sa yuta. Kini nga pamaagi epektibong nag-ayo sa neutral point potential, nga nagsiguro nga atol sa usa ka single-phase ground fault, ang non-fault phase voltage rise dili molapas sa 1.4 ka pilo sa phase voltage. Makatabang kini sa pagpaubos sa mga kinahanglanon sa insulasyon sa kagamitan ug pagpakunhod sa mga gasto.

Apan, usa ka dakong disbentaha mao ang taas kaayo nga single-phase ground fault current(hangtod sa pipila ka libo ka amperes), nga makaapekto sa kapasidad sa pag-interrupt sa circuit breaker ug kalig-on sa sistema. Busa, ang direktang pag-grounding kasagarang gigamit sa 110kV ug mas taas nga boltahe nga mga sistema diin gikinahanglan ang paspas nga pagtangtang sa fault.

1.2 Walay-Ground nga Neutral

Sa usa ka sistema nga walay grounding, ang neutral point sa transformer gi-insulate gikan sa yuta. Kung adunay mahitabo nga single-phase ground fault, ang fault current gamay ra kaayo (kasagaran ang capacitive current sa sistema), nga nagtugot sa sistema nga magpadayon sa pag-operate sulod sa mubo nga panahon (kasagaran hangtod sa 2 ka oras). Kini makapauswag pag-ayo kasaligan sa suplay sa kuryente.

Apan, sa mga ungrounded system, ang single-phase ground faults mahimong hinungdan sa non-fault phase voltage nga mosaka ngadto sa line voltage level. Kon ang insulation huyang, kini mahimong mosangpot sa pagkaguba, nga mograbe ngadto sa phase-to-phase fault. Dugang pa, ang intermittent arc grounding mahimong makamugna og mga overvoltage sa arko, nga moabot sa 3–3.5 ka pilo sa boltahe sa hugna, nga naghulga sa insulasyon sa transformer.

1.3 Pag-ground pinaagi sa Gamay nga Impedance

Aron mabalanse ang mga bentaha ug disbentaha sa direktang pag-grounding ug mga ungrounded nga sistema, ang pamaagi sa pag-ground sa impedancekanunay gigamit. Apil niini ang pag-ground pinaagi sa gamay nga resistensya o gamay nga reactance.

• Gamay nga Resistance Grounding: Naglimite sa fault current ngadto sa pipila ka gatos ka amperes, nga nagpamenos sa epekto sa sistema samtang nagpaposible gihapon sa paspas nga operasyon sa proteksyon. Kini nga pamaagi epektibong nagpugong sa mga overvoltage ug angay alang sa mga network sa distribusyon nga kusog mogamit og kable nga adunay dagkong capacitive currents.
• Gamay nga Reactance Grounding: Maka-offset sa capacitive current sa sistema pinaagi sa inductive current, nga makapakunhod sa posibilidad sa arc reignition. Kini nga pamaagi kanunay nga giisip nga usa ka compensated grounding method.

Ang pag-ground pinaagi sa gamay nga impedance naghiusa sa mga benepisyo sa direkta ug wala gi-ground nga mga sistema, nga nagtanyag og overvoltage suppression ug medyo taas nga kasaligan sa suplay sa kuryente. Kini kaylap nga gigamit sa mga sistema nga 110kV, labi na kadtong adunay daghang capacitive currents o nanginahanglan og taas nga kalidad sa kuryente.

2 Konpigurasyon sa Proteksyon para sa 110kV Transformer Neutral Points

2.1 Mga Hulga sa Sobra nga Boltahe

Ang lebel sa insulasyon sa usa ka 110kV transformer neutral point kasagaran semi-insulated, nga ang rating sa boltahe nga makasugakod usa ra ka ikatulo sa tumoy sa linya. Kini naghimo sa neyutral nga punto nga daling madaot sa overvoltage. Ang mga nag-unang klase sa overvoltage naglakip sa:

• Sobra nga Boltahe sa Frequency sa Gahum: Naggikan sa pag-ilis sa linya, asymmetric short circuits, o kalit nga pagkawala sa load.
• Overvoltage sa Resonans: Gihinungdan sa mga osilasyon tungod sa mga interaksyon tali sa inductive ug capacitive nga mga elemento atol sa mga operasyon o mga depekto sa sistema.
• Pagbalhin sa Overvoltage: Resulta sa pagkakabig sa magnetic ug electrostatic energy atol sa pag-abli o pagsira sa mga circuit breaker.
• Sobra nga Boltahe sa Kilat: Gihinungdan sa mga pag-igo sa kilat, nga gihulagway sa taas nga amplitude ug mubo nga gidugayon.

2.2 Kasagarang mga Gamit sa Proteksyon

Aron mapanalipdan ang neutral point sa transformer, ang mosunod nga mga aparato sa proteksyon kasagarang gigamit:

• Mga Surge Arrester: Kini naglimite sa lightning overvoltage ug pipila ka switching overvoltage. Apan, ang standard surge arresters kasagaran dili igo para sa ubos nga insulation level sa 110kV transformer neutral points, nga naghimo sa pagpili nga mahagiton.
• Mga Kal-ang sa Pag-inusaraKini manalipod batok sa power frequency ug resonance overvoltage. Kung mahitabo ang overvoltage, ang gintang maguba, nga mag-ground sa neutral point aron limitahan ang pagtaas sa boltahe. Usa ka disbentaha mao ang kalisud sa tukma nga pag-adjust sa distansya sa gintang, nga mahimong mosangpot sa dili maayong koordinasyon sa proteksyon.
• Parallel nga Koneksyon sa Surge Arrester ug GapKini usa ka kaylap nga gigamit nga pamaagi sa pagpanalipod. Ang surge arrester modumala sa lightning overvoltage, samtang ang gap modumala sa power frequency ug resonance overvoltage. Ang gap manalipod usab sa surge arrester gikan sa sobra nga power frequency overvoltage nga mahimong hinungdan sa pagkapakyas niini. Kini nga pamaagi nagtanyag og komplementaryong mga bentaha.

2.3 Pag-configure sa Proteksyon sa Relay

Ang proteksyon sa relay para sa usa ka 110kV transformer neutral point naglakip sa mosunod nga mga aspeto:

• Proteksyon sa Kuryente nga Zero-SequencePara sa mga direktang naka-ground nga transformer, ang zero-sequence current protection gi-configure aron dali nga matangtang ang mga ground fault. Ang proteksyon kasagarang gibahin sa mga seksyon, nga adunay mubo nga time delays para sa fault localization ug mas taas nga time delays para sa pag-tripping sa tanang kilid sa transformer.
• Proteksyon sa Boltahe nga Zero-Sequence ug Proteksyon sa Gintang sa KuryentePara sa mga ungrounded transformer, ang zero-sequence voltage protection ug gap current protection gi-set up. Kung ang ground fault hinungdan sa pagkawala sa ground point sa sistema, nga mosangpot sa pagtaas sa neutral point voltage, ang gap maguba. Ang gap current protection o zero-sequence voltage protection molihok nga adunay time delay (0.3–0.5s) aron ma-trip ang transformer sa tanang kilid.
• Koordinasyon sa Proteksyon sa BackupAron masiguro ang selectivity, kinahanglan nga i-coordinate ang zero-sequence protection time delays. Pananglitan, ang time delay para sa backup protection sa usa ka transformer kinahanglan nga mas taas kay sa line protection nga gi-back up niini.

3 Mga Rekomendasyon sa Pag-optimize ug Pag-analisar sa Kaso

3.1 Mga Limitasyon sa Tradisyonal nga mga Pamaagi

Samtang ang paggamit sa mga surge arrester nga parallel sa mga gintangKasagaran, kini nga pamaagi adunay daghang mga kakulangan:

• Kalisod sa Pagpili sa Surge ArresterLisod mangita og standard nga surge arresters nga makatuman sa mga kinahanglanon sa taas nga continuous operating voltage ug ubos nga lightning impulse residual voltage para sa 110kV transformer neutral points.
• Mga Hamon sa Pagtakda og Kal-angAng air gap breakdown voltage kay maapektuhan sa dispersion, nga nagpalisod sa tukmang pag-coordinate sa gap operation para sa mga kondisyon sa "loss of ground" ug "with ground" fault.
• Pagkakomplikado sa Proteksyon sa RelayAng proteksyon batok sa "pagkawala sa ground" (sama sa zero-sequence overvoltage ug gap overcurrent protection) mahimong dili mogana, nga magkinahanglan og dugang nga blocking criteria, nga nagdugang sa pagkakomplikado ug nagpamenos sa kasaligan.

3.2 Mga Kaayohan sa Pag-Ground pinaagi sa Gamay nga Reactance

Ang panukiduki ug praktis nagpakita nga pag-ground sa neutral point pinaagi sa gamay nga reactancenagtanyag og dakong bentaha kon itandi sa tradisyonal nga partial grounding methods:

• Mga Kinahanglanon sa Lebel sa Insulasyon nga GikunhoranHuman sa pagsagop sa gamay nga reactance grounding, ang insulation level sa transformer neutral point mahimong ipaubos gikan sa 35kV ngadto sa 20kV, nga dili na kinahanglan ang mga surge arrester ug mga gintang ug mapasimple ang protection configuration.
• Unified Grounding ModeKini nga pamaagi nagwagtang sa pagkahitabo sa usa ka nahimulag nga wala’y ground nga sistema, nga nagtugot sa pagpasimple o pagtangtang sa may kalabutan nga proteksyon, sa ingon nagpalambo sa kasaligan.
• Pagpabilin sa mga BentahaGipadayon niini ang mga benepisyo sa partial grounding, sama sa yano ug kasaligan nga zero-sequence protection, samtang gilimitahan ang single-phase short-circuit currents.

3.3 Pag-analisar sa Pagtuon sa Kaso

Usa ka ehemplo mao ang 110kV terminal substation transformation. Ang orihinal nga disenyo migamit og surge arrester nga parallel nga adunay gintangpara sa proteksyon sa neutral point. Apan, human sa pagsagop sa gamay nga reactance grounding, ang gikinahanglan nga lebel sa insulasyon sa neutral point sa transformer mikunhod, ang mga protection device gipasimple, ug ang kasaligan sa operasyon miuswag. Ang mga kalkulasyon nagpakita nga ang grounding resistance makalimit sa fault current ngadto sa pipila ka gatos ka amperes, ug ang zero-sequence protection dali ra nga ma-coordinate.

Laing kaso naglambigit sa usa ka depekto sa usa ka 110kV substation diin ang usa ka transient single-phase ground fault sa mosulod nga linya misangpot sa pagkaguba sa neutral point gap ug pagka-tripping sa transformer. Ang pagtuki nagpadayag nga bisan kung ang depekto sa linya transient, ang feedback gikan sa daghang asynchronous motorssa bahin sa karga naghatag og enerhiya para sa arko, nga nagpadayon sa depekto. Kini nagpasiugda nga para sa mga transformer nga adunay dakong karga sa motor (katumbas nga tinubdan), ang kompleto nga neutral point protection, lakip ang zero-sequence overcurrent, gap current, ug zero-sequence voltage protection, importante atol sa hugna sa disenyo.

4 Konklusyon ug Panglantaw

Ang pagpili sa 110kV transformer neutral point grounding method ug ang protection configuration niini usa ka multifaceted nga buluhaton nga nanginahanglan og konsiderasyon sa istruktura sa sistema, mga kinaiya sa load, ug mga kinahanglanon sa kasaligan. Samtang ang tradisyonal nga partial grounding method nga giubanan sa surge arresters ug gaps komon, kini nag-atubang og mga hagit sa pagpili sa device ug setting coordination. Ang pamaagi sa pag-ground sa gamay nga reactancenagtanyag og maayong alternatibo, nga posibleng makapakunhod sa mga kinahanglanon sa insulasyon, makapasayon ​​sa proteksyon, ug makapauswag sa kasaligan.

Ang mga uso sa umaabot nga pag-uswag mag-focus sa mosunod nga mga lugar:

• Paggamit sa Bag-ong mga Device: Sama sa mga composite gaps o controllable gaps nga gigamit kauban sa surge arresters, aron mapalambo ang kasaligan ug katukma sa proteksyon.
• Teknolohiya sa Proteksyon sa DigitalPaggamit sa microcomputer-based nga proteksyon nga adunay mga advanced algorithm (pananglitan, waveform identification, harmonic analysis) aron mapaayo ang sensitivity ug reliability sa ground fault protection.
• Estandardisasyon ug Modularisasyon: Pagpalambo sa estandardisado ug modular nga neutral point protection equipment aron mapasayon ​​ang disenyo ug pagmentinar.

Sa laktod nga pagkasulti, ang pag-optimize sa 110kV transformer neutral point grounding method ug protection configuration importante kaayo para sa pagpalambo sa kaluwasan, kasaligan, ug ekonomikanhong operasyon sa power system. Uban sa mga pag-uswag sa teknolohiya, mas intelihente ug episyente nga mga solusyon ang gilauman nga mogawas ug makakuha og kaylap nga aplikasyon.