110kV-ko transformadoreen neutro-puntuko lurrerako metodoen hautaketa eta babes-konfigurazioaren optimizazioa

Sarrera

Goi-tentsioko potentzia-sistemetan, transformadorearen neutro-puntuaren lurreratze-metodoa funtsezko faktorea da sistemaren segurtasunean, fidagarritasunean eta egonkortasunean eragina duena. 110 kV-ko potentzia-sistemetan, neutro-puntuaren lurreratze-metodoaren aukeraketak zuzenean eragiten dio ekipamenduen isolamendu-mailari, gaintentsio-babesari, errele-babesaren konfigurazioari eta potentzia-horniduraren fidagarritasunari. Txinan, 110 kV-ko sistemek normalean... lurreratzeko metodo partzialki eraginkorra, non transformadorearen neutro puntu batzuk zuzenean lurrera konektatuta dauden eta beste batzuk lurrera konektatuta ez dauden, fase bakarreko zirkuitulaburreko korronteak mugatzeko eta, aldi berean, gehiegizko tentsio mehatxuak saihesteko helburuarekin.

Artikulu honek 110kV-ko transformadoreen neutro-puntuko lurreratze-metodo desberdinen ezaugarriak, abantailak eta mugak aztertzen ditu, babes-konfigurazio estrategia optimoak aztertzen ditu eta etorkizuneko garapen-joerak aurkezten ditu.

110kV-ko transformadoreetarako puntu neutroaren lurrerako metodo nagusiak

1.1 Lurrerako konexio zuzena

Lurreratze zuzenatransformadorearen neutro puntuaren eta lurrerako konexio zuzena adierazten du. Metodo honek neutro puntuaren potentziala modu eraginkorrean finkatzen du, fase bakarreko lur-hutsegite batean, hutsegiterik gabeko fase-tentsioaren igoera ez dela fase-tentsioaren 1,4 aldiz handiagoa izango ziurtatuz. Horrek ekipamenduen isolamendu-eskakizunak murrizten eta kostuak murrizten laguntzen du.

Hala ere, eragozpen nabarmena da lurreko akats-korronte monofasiko oso altua(milaka amperera arte), eta horrek zirkuitu-hausleen etengailu-ahalmenean eta sistemaren egonkortasunean eragina izan dezake. Beraz, lurrerako konexio zuzena normalean 110 kV-ko eta tentsio handiagoko sistemetan erabiltzen da, non akatsen kentze azkarra beharrezkoa den.

1.2 Lurrera konektatutako neutroa

Batean lurreratu gabeko sistema, transformadorearen neutro puntua lurrarekiko isolatuta dago. Fase bakarreko lur-hutsegite bat gertatzen denean, hutsegite-korrontea oso txikia da (batez ere sistemaren korronte kapazitiboa), eta horrek sistemak denbora laburrean funtzionatzen jarraitzea ahalbidetzen du (normalean 2 ordu arte). Horrek nabarmen hobetzen du energia-horniduraren fidagarritasuna.

Hala ere, lurrera konektatuta ez dauden sistemetan, fase bakarreko lurrerako akatsek akatsik gabeko faseko tentsioa lineako tentsio mailara igotzea eragin dezakete. Isolamendua ahula bada, honek matxura eragin dezake, fase arteko akats bihurtuz. Gainera, lurrerako arku etengabeak sor ditzake. arku-gaintentsioak, fase-tentsioaren 3-3,5 aldiz iristen da, transformadorearen isolamendurako mehatxua sortuz.

1.3 Lurreratzea inpedantzia txikiaren bidez

Lurreratze zuzenaren eta lurreratzerik gabeko sistemen abantailak eta desabantailak orekatzeko, inpedantziazko lurreratze metodoamaiz erabiltzen da. Horrek erresistentzia txiki baten edo erreaktantzia txiki baten bidez lurrera konektatzea barne hartzen du.

• Erresistentzia txikiko lurreratzeaMatxura-korrontea ehunka amperetara mugatzen du, sisteman duen eragina murriztuz eta, aldi berean, babes-funtzionamendu azkarra ahalbidetuz. Metodo honek gehiegizko tentsioak eraginkortasunez kentzen ditu eta egokia da korronte kapazitibo handiko kable-intentsiboko banaketa-sareetarako.
• Erreaktantzia Txikiko LurreratzeaSistemaren korronte kapazitiboa korronte induktiboaren bidez konpentsatu dezake, arkua berriro pizteko probabilitatea murriztuz. Metodo hau askotan lurreratzeko metodo konpentsatutzat hartzen da.

Inpedantzia txikiaren bidezko lurreratzeak sistema zuzenen eta lurreratu gabekoen abantailak konbinatzen ditu, gaintentsioaren aurkako errepresioa eta potentzia-horniduraren fidagarritasun nahiko altua eskainiz. Oso erabilia da 110 kV-ko sistemetan, batez ere korronte kapazitibo handiak dituztenetan edo potentzia-kalitate handia behar dutenetan.

2 Babes Konfigurazioa 110kV Transformadore Puntu Neutroetarako

2.1 Gaintentsioaren mehatxuak

110 kV-ko transformadore baten puntu neutroaren isolamendu maila normalean hau da: erdi-isolatua, linearen muturraren heren bat baino ez duen tentsio-balorazio jasangarriarekin. Horrek puntu neutroa zaurgarri bihurtzen du gehiegizko tentsioaren kalteen aurrean. Gaintentsio mota nagusiak hauek dira:

• Potentzia-maiztasuneko gaintentsioa: Lineako kommutazioagatik, zirkuitulabur asimetrikoengatik edo bat-bateko karga-galeragatik sortuak.
• Erresonantziazko gaintentsioaSistemaren funtzionamenduetan edo matxuretan elementu induktibo eta kapazitiboen arteko elkarrekintzen ondoriozko oszilazioek eragindakoa.
• Kommutazio-gaintentsioa: Zirkuitu-hausleak irekitzean edo ixtean energia magnetikoaren eta elektrostatikoaren bihurketaren ondoriozkoa.
• Tximistaren gaintentsioaTximista-erorketek eragindakoa, anplitude handikoa eta iraupen laburrekoa.

2.2 Babes-gailu arruntak

Transformadorearen neutro puntua babesteko, babes-gailu hauek erabili ohi dira:

• Tentsio-atxikitzaileakHauek tximistaren gaintentsioa eta zenbait kommutazio-gaintentsio mugatzen dituzte. Hala ere, ohiko tentsio-deskargagailuak askotan ez dira nahikoak 110kV-ko transformadoreen puntu neutroen isolamendu-maila baxurako, eta horrek aukeraketa zailtzen du.
• Isolamendu-hutsuneakHauek potentzia-maiztasuneko eta erresonantziako gaintentsioen aurka babesten dute. Gaintentsioa gertatzen denean, tartea apurtzen da, puntu neutroa lurrera konektatuz tentsioaren igoera mugatzeko. Desabantaila bat da tartearen distantzia zehatz-mehatz doitzeko zailtasuna, eta horrek babes-koordinazio okerra ekar dezake.
• Tentsio-murriztailearen eta hutsunearen konexio paraleloaBabes-metodo oso erabilia da hau. Tentsio-deskargagailuak tximistaren gaintentsioa kudeatzen du, eta tarteak, berriz, maiztasun handiko eta erresonantzia handiko gaintentsioak. Tarteak, gainera, gaintentsio-deskargagailua maiztasun handiko gaintentsioetatik babesten du, eta horrek huts egin dezake. Ikuspegi honek abantaila osagarriak eskaintzen ditu.

2.3 Errelearen Babesaren Konfigurazioa

110kV-ko transformadore baten neutro-puntuko errele-babesak honako alderdi hauek hartzen ditu barne batez ere:

• Zero-sekuentziako korrontearen babesaZuzenean lurrera konektatutako transformadoreetarako, zero sekuentziako korrontearen babesa lurrerako akatsak azkar kentzeko konfiguratzen da. Babesa normalean ataletan banatzen da, akatsak lokalizatzeko denbora-atzerapen laburrekin eta transformadorearen alde guztiak deskonektatzeko denbora-atzerapen luzeagoekin.
• Zero-sekuentziako tentsioaren babesa eta tarte-korrontearen babesaLurrera konektatutako transformadoreetarako, zero sekuentziako tentsio-babesa eta hutsune-korrontearen babesa konfiguratzen dira. Lurreko akats batek sistemak lurrerako puntua galtzea eragiten duenean, eta horrek puntu neutroaren tentsioa igotzea dakar, hutsunea hausten da. Hutsune-korrontearen babesak edo zero sekuentziako tentsio-babesak denbora-atzerapen batekin (0,3–0,5 s) jarduten du transformadorea alde guztietatik deskonektatzeko.
• Babeskopiako Babesaren KoordinazioaHautagarritasuna bermatzeko, zero sekuentziako babes-denbora-atzerapenak koordinatu behar dira. Adibidez, transformadore bateko babes-kopia baten denbora-atzerapena babesten duen linea-babesarena baino luzeagoa izan behar da.

3 Optimizazio Gomendioak eta Kasuen Azterketa

3.1 Metodo tradizionalen mugak

Erabilera bitartean Hutsuneekin paraleloan dauden tentsio-murriztaileakohikoa den arren, planteamendu honek hainbat gabezia ditu:

• Zailtasunak tentsio-murriztaileak hautatzekoZaila da 110kV-ko transformadoreen puntu neutroetarako etengabeko funtzionamendu-tentsio altuaren eta tximista-bulkada hondar-tentsio baxuaren eskakizunak betetzen dituzten tentsio-deskargatzaile estandarrak aurkitzea.
• Hutsuneak ezartzeko erronkakAire-tartearen haustura-tentsioa dispertsioaren menpe dago, eta horrek zaildu egiten du tartearen funtzionamendua zehatz-mehatz koordinatzea "lur-galera" eta "lurrarekin" akats-baldintzetan.
• Errele-babesaren konplexutasuna"Lur-galeraren" aurkako babesak (adibidez, zero sekuentziako gaintentsioaren eta hutsuneen gainkorrontearen babesak) huts egin dezake, blokeatzeko irizpide gehigarriak beharrezkoak izan daitezen, eta horrek konplexutasuna areagotzen du eta fidagarritasuna murrizten du.

3.2 Erreaktantzia txikiaren bidezko lurreratzearen abantailak

Ikerketek eta praktikak adierazten dute erreaktantzia txiki baten bidez puntu neutroa lurrera konektatzeaabantaila nabarmenak eskaintzen ditu lurreratze partzialeko metodo tradizionalen aldean:

• Isolamendu Mailaren Eskakizun MurriztuakErreaktantzia txikiko lurreratzea hartu ondoren, transformadorearen puntu neutroaren isolamendu maila 35kV-tik 20kV-ra jaitsi daiteke, tentsio-deskargagailuen eta hutsuneen beharra saihestuz eta babes-konfigurazioa sinplifikatuz.
• Lurreratze Modu BateratuaMetodo honek lurrera konektatutako sistema isolatu eta ezabatzen du, babes erlazionatua sinplifikatzeko edo ezabatzeko aukera emanez, eta horrela fidagarritasuna hobetuz.
• Abantailak mantentzeaLurreratze partzialaren onurak mantentzen ditu, hala nola zero sekuentziako babes sinple eta fidagarria, fase bakarreko zirkuitulaburreko korronteak mugatuz.

3.3 Kasu-azterketaren azterketa

Adibide bat 110kV-ko terminal azpiestazio baten eraldaketa da. Jatorrizko diseinuak erabiltzen zuen tentsio-murriztailea tarte batekin paraleloanpuntu neutroaren babeserako. Hala ere, erreaktantzia txikiko lurreratzea hartu ondoren, transformadorearen puntu neutroaren isolamendu mailaren eskakizuna murriztu zen, babes gailuak sinplifikatu ziren eta funtzionamenduaren fidagarritasuna hobetu zen. Kalkuluek erakutsi zuten lurreratze erresistentziak matxura korrontea ehunka amperera mugatu zezakeela, eta zero sekuentziako babesa erraz koordinatu zitekeela.

Beste kasu batek 110kV-ko azpiestazio batean izandako matxura bat izan zuen, non sarrerako lineako fase bakarreko lur-matxura iragankor batek puntu neutroaren hutsunearen matxura eta transformadorearen deskonektatzea eragin zuen. Analisiak agerian utzi zuen lineako matxura iragankorra izan arren, motor asinkrono kopuru handi baten feedbackaKarga aldean arkuarentzako energia eman zuen, matxura mantenduz. Horrek azpimarratzen du motor-karga handiak dituzten transformadoreentzat (iturri baliokideak) ezinbestekoa dela puntu neutroaren babes osoa, zero sekuentziako gehiegizko korrontea, hutsune-korrontea eta zero sekuentziako tentsioaren babesa barne, diseinu-fasean.

4 Ondorioa eta etorkizuna

110kV-ko transformadorearen neutro-puntuko lurreratze-metodoaren eta babes-konfigurazioaren hautaketa zeregin anitzekoa da, sistemaren egitura, karga-ezaugarriak eta fidagarritasun-eskakizunak kontuan hartu behar dituena. Tentsio-deskargagailuekin eta hutsuneekin konbinatutako lurreratze partzialeko metodo tradizionala ohikoa den arren, gailuen hautaketan eta ezarpenen koordinazioan erronkak ditu. erreaktantzia txikiko lurreratze metodoaalternatiba itxaropentsua eskaintzen du, isolamendu-eskakizunak murriztuz, babesa sinplifikatuz eta fidagarritasuna hobetuz.

Etorkizuneko garapen-joerak arlo hauetan zentratuko dira:

• Gailu Berrien AplikazioaEsaterako, tentsio-murriztaileekin batera erabiltzen diren hutsune konposatuak edo kontrola daitezkeen hutsuneak, babesaren fidagarritasuna eta zehaztasuna hobetuz.
• Babes Digitalaren TeknologiaLur-akatsen babesaren sentikortasuna eta fidagarritasuna hobetzeko, mikroordenagailuetan oinarritutako babesa erabiltzea algoritmo aurreratuekin (adibidez, uhin-formaren identifikazioa, harmonikoen analisia).
• Estandarizazioa eta ModularizazioaDiseinua eta mantentze-lanak errazteko puntu neutroaren babes-ekipo estandarizatuak eta modularrak garatzea.

Laburbilduz, 110kV-ko transformadorearen neutro-puntuaren lurrerako metodoa eta babes-konfigurazioa optimizatzea ezinbestekoa da potentzia-sistemaren segurtasuna, fidagarritasuna eta funtzionamendu ekonomikoa hobetzeko. Aurrerapen teknologikoekin, irtenbide adimentsuagoak eta eraginkorragoak sortuko direla eta aplikazio zabalagoa izango dutela espero da.