110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დამიწების მეთოდების შერჩევა და დაცვის კონფიგურაციის ოპტიმიზაცია

შესავალი

მაღალი ძაბვის ენერგოსისტემებში ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დამიწების მეთოდი წარმოადგენს სისტემის უსაფრთხოებაზე, საიმედოობასა და სტაბილურობაზე მოქმედ კრიტიკულ ფაქტორს. 110 კვ ძაბვის ენერგოსისტემებისთვის ნეიტრალური წერტილის დამიწების მეთოდის არჩევანი პირდაპირ გავლენას ახდენს აღჭურვილობის იზოლაციის დონეებზე, გადაჭარბებული ძაბვისგან დაცვაზე, რელეური დაცვის კონფიგურაციასა და ელექტრომომარაგების საიმედოობაზე. ჩინეთში 110 კვ სისტემები, როგორც წესი, იყენებენ... ნაწილობრივ ეფექტური დამიწების მეთოდი, სადაც ტრანსფორმატორის ზოგიერთი ნეიტრალური წერტილი პირდაპირ დამიწებულია, ზოგი კი დაუმიწებელი რჩება, რაც მიზნად ისახავს ერთფაზიანი მოკლე ჩართვის დენების შეზღუდვას და ამავდროულად გადაჭარბებული ძაბვის საფრთხის თავიდან აცილებას.

ეს სტატია აანალიზებს 110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დამიწების სხვადასხვა მეთოდის მახასიათებლებს, უპირატესობებსა და შეზღუდვებს, იკვლევს ოპტიმალური დაცვის კონფიგურაციის სტრატეგიებს და წარმოგვიდგენს სამომავლო განვითარების ტენდენციებს.

110 კვ ტრანსფორმატორების ნეიტრალური წერტილის დამიწების 1 ძირითადი მეთოდი

1.1 პირდაპირი დამიწება

პირდაპირი დამიწებაგულისხმობს ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის პირდაპირ შეერთებას მიწასთან. ეს მეთოდი ეფექტურად აფიქსირებს ნეიტრალური წერტილის პოტენციალს, რაც უზრუნველყოფს, რომ ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზის დროს, არახარვეზური ფაზის ძაბვის მატება არ აღემატებოდეს ფაზის ძაბვის 1.4-ჯერ მეტს. ეს ხელს უწყობს აღჭურვილობის იზოლაციის მოთხოვნების შემცირებას და ხარჯების შემცირებას.

თუმცა, მნიშვნელოვანი ნაკლი არის ძალიან მაღალი ერთფაზიანი მიწის რღვევის დენი(რამდენიმე ათას ამპერამდე), რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს ამომრთველის შეწყვეტის სიმძლავრესა და სისტემის სტაბილურობაზე. ამიტომ, პირდაპირი დამიწება ზოგადად გამოიყენება 110 კვ და უფრო მაღალი ძაბვის სისტემებში, სადაც აუცილებელია გაუმართაობის სწრაფი აღმოფხვრა.

1.2 დაუსაბუთებელი ნეიტრალური

ში დაუმიწებელი სისტემა, ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილი იზოლირებულია დამიწებისგან. როდესაც ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზი ხდება, ხარვეზის დენი ძალიან მცირეა (ძირითადად სისტემის ტევადური დენი), რაც საშუალებას აძლევს სისტემას გააგრძელოს მუშაობა მოკლე პერიოდის განმავლობაში (როგორც წესი, 2 საათამდე). ეს მნიშვნელოვნად აძლიერებს ელექტროენერგიის მიწოდების საიმედოობა.

თუმცა, დაუმიწებელ სისტემებში, ერთფაზიანმა დამიწების ხარვეზებმა შეიძლება გამოიწვიოს არა-ხარვეზის ფაზის ძაბვის აწევა ხაზის ძაბვის დონემდე. თუ იზოლაცია სუსტია, ამან შეიძლება გამოიწვიოს ავარია, რაც ფაზა-ფაზაში გადაიზრდება. გარდა ამისა, წყვეტილმა რკალურმა დამიწებამ შეიძლება წარმოქმნას რკალის გადაძაბვა, რომელიც ფაზის ძაბვას 3–3.5-ჯერ აღემატება, რაც საფრთხეს უქმნის ტრანსფორმატორის იზოლაციას.

1.3 დამიწება მცირე წინაღობის მეშვეობით

პირდაპირი დამიწების და დაუმიწებელი სისტემების უპირატესობებისა და ნაკლოვანებების დასაბალანსებლად, წინაღობის დამიწების მეთოდიხშირად გამოიყენება. ეს მოიცავს დამიწებას მცირე წინაღობის ან მცირე რეაქტანსის მეშვეობით.

• მცირე წინაღობის დამიწებაზღუდავს გაუმართაობის დენს რამდენიმე ასეულ ამპერამდე, რაც ამცირებს სისტემაზე ზემოქმედებას და ამავდროულად უზრუნველყოფს დაცვის სწრაფ მუშაობას. ეს მეთოდი ეფექტურად ახშობს გადაჭარბებულ ძაბვებს და შესაფერისია კაბელებით ინტენსიური განაწილების ქსელებისთვის დიდი ტევადობის დენებით.
• მცირე რეაქტიულობის დამიწებაშეუძლია სისტემის ტევადობითი დენის კომპენსირება ინდუქციური დენის მეშვეობით, რაც ამცირებს რკალის ხელახალი აალების ალბათობას. ეს მეთოდი ხშირად კომპენსირებული დამიწების მეთოდად ითვლება.

მცირე წინაღობით დამიწება აერთიანებს როგორც პირდაპირი, ასევე დაუმიწებელი სისტემების უპირატესობებს, რაც უზრუნველყოფს გადაჭარბებული ძაბვის ჩახშობას და შედარებით მაღალ დენის წყაროს საიმედოობას. ის ფართოდ გამოიყენება 110 კვ ძაბვის სისტემებში, განსაკუთრებით ისეთებში, რომლებსაც აქვთ მნიშვნელოვანი ტევადობის დენები ან მოითხოვენ მაღალი სიმძლავრის ხარისხს.

2 დაცვის კონფიგურაცია 110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილებისთვის

2.1 გადაჭარბებული ძაბვის საფრთხეები

110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის იზოლაციის დონე, როგორც წესი, არის ნახევრად იზოლირებული, რომლის ძაბვისადმი გამძლეობის ნომინალური მაჩვენებელი ხაზის ბოლოს მხოლოდ ერთი მესამედია. ეს ნეიტრალურ წერტილს გადაჭარბებული ძაბვის დაზიანების მიმართ დაუცველს ხდის. გადაჭარბებული ძაბვის პირველადი ტიპებია:

• სიმძლავრის სიხშირის გადაძაბვა: გამოწვეულია ხაზის გადართვით, ასიმეტრიული მოკლე ჩართვით ან დატვირთვის უეცარი დაკარგვით.
• რეზონანსული გადაძაბვაგამოწვეულია სისტემის მუშაობის ან გაუმართაობის დროს ინდუქციური და ტევადობის ელემენტებს შორის ურთიერთქმედების შედეგად წარმოქმნილი რხევებით.
• გადართვის გადაჭარბებული ძაბვა: ამომრთველების გახსნის ან დახურვის დროს მაგნიტური და ელექტროსტატიკური ენერგიის გარდაქმნის შედეგად.
• ელვისებური გადაძაბვაელვისებური დარტყმებით გამოწვეული: ხასიათდება მაღალი ამპლიტუდით და მოკლე ხანგრძლივობით.

2.2 საერთო დამცავი მოწყობილობები

ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დასაცავად, როგორც წესი, გამოიყენება შემდეგი დამცავი მოწყობილობები:

• ძაბვის შემაკავებლებიეს ზღუდავს ელვისებური და გარკვეული გადართვის გადაძაბვების გადაჭარბებულ ძაბვებს. თუმცა, სტანდარტული ძაბვის ჩამკეტები ხშირად არასაკმარისია 110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილების დაბალი იზოლაციის დონისთვის, რაც შერჩევას ართულებს.
• იზოლაციის ხარვეზებიესენი იცავს სიხშირისა და რეზონანსული ძაბვისგან. ძაბვის გადაჭარბებისას, ნაპრალი იშლება, ნეიტრალურ წერტილს აკავშირებს და ძაბვის მატების შესაზღუდად. ნაკლი არის ნაპრალის მანძილის ზუსტი რეგულირების სირთულე, რამაც შეიძლება დაცვის კოორდინაციის დარღვევა გამოიწვიოს.
• ძაბვის ჩამკეტისა და უფსკრულის პარალელური შეერთებაეს ფართოდ გამოყენებული დაცვის მეთოდია. ძაბვის ჩამკეტი უმკლავდება ელვისებურ გადაჭარბებულ ძაბვას, ხოლო უფსკრული არეგულირებს სიმძლავრის სიხშირის და რეზონანსული გადაჭარბებულ ძაბვებს. უფსკრული ასევე იცავს ძაბვის ჩამკეტს სიმძლავრის სიხშირის გადაჭარბებული ძაბვებისგან, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მისი გაუმართაობა. ეს მიდგომა დამატებით უპირატესობებს გვთავაზობს.

2.3 რელეური დაცვის კონფიგურაცია

110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის რელეური დაცვა ძირითადად მოიცავს შემდეგ ასპექტებს:

• ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვაპირდაპირ დამიწებული ტრანსფორმატორებისთვის, ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვა კონფიგურირებულია დამიწების ხარვეზების სწრაფად მოსაშორებლად. დაცვა, როგორც წესი, დაყოფილია სექციებად, ხარვეზის ლოკალიზაციისთვის მოკლე დროის შეფერხებებით და ტრანსფორმატორის ყველა მხარის გამორთვისთვის უფრო ხანგრძლივი დროის შეფერხებებით.
• ნულოვანი მიმდევრობის ძაბვისგან დაცვა და უფსკრული დენისგან დაცვადაუმიწებელი ტრანსფორმატორებისთვის დაყენებულია ნულოვანი მიმდევრობის ძაბვისგან დაცვა და უფსკრული დენისგან დაცვა. როდესაც დამიწების ხარვეზი იწვევს სისტემის დამიწების წერტილის დაკარგვას, რაც იწვევს ნეიტრალური წერტილის ძაბვის ზრდას, უფსკრული იშლება. უფსკრული დენისგან დაცვა ან ნულოვანი მიმდევრობის ძაბვისგან დაცვა მოქმედებს დროის დაყოვნებით (0.3–0.5 წმ) ტრანსფორმატორის ყველა მხრიდან გამოსართავად.
• სარეზერვო დაცვის კოორდინაციასელექციურობის უზრუნველსაყოფად, ნულოვანი მიმდევრობის დაცვის დროის შეფერხებები უნდა იყოს კოორდინირებული. მაგალითად, ტრანსფორმატორზე სარეზერვო დაცვის დროის შეფერხება უნდა იყოს უფრო ხანგრძლივი, ვიდრე მის მიერ სარეზერვო ასლის შექმნის ხაზის დაცვის დროის შეფერხება.

3 ოპტიმიზაციის რეკომენდაცია და შემთხვევის ანალიზი

3.1 ტრადიციული მეთოდების შეზღუდვები

გამოყენებისას ძაბვის დამზღვევები პარალელურად ხარვეზებთანსაერთოა, ამ მიდგომას რამდენიმე ნაკლი აქვს:

• ძაბვის ჩამკეტის შერჩევის სირთულე110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილებისთვის რთულია ისეთი სტანდარტული ძაბვის ჩამკეტების პოვნა, რომლებიც აკმაყოფილებს როგორც მაღალი უწყვეტი სამუშაო ძაბვის, ასევე დაბალი ელვისებური იმპულსის ნარჩენი ძაბვის მოთხოვნებს.
• ხარვეზების დადგენის სირთულეებიჰაერის უფსკრულის დარღვევის ძაბვა დისპერსიას განიცდის, რაც ართულებს უფსკრულის მუშაობის ზუსტ კოორდინაციას „მიწის დაკარგვის“ და „მიწასთან“ დაკავშირებული რღვევის პირობებში.
• რელეური დაცვის სირთულე„მიწის დაკარგვისგან“ დაცვამ (მაგალითად, ნულოვანი მიმდევრობის გადაჭარბებული ძაბვისა და უფსკრულის გადაჭარბებული დენისგან დაცვა) შეიძლება გაუმართაობა გამოიწვიოს, რაც დამატებით ბლოკირების კრიტერიუმებს მოითხოვს, რაც ზრდის სირთულეს და ამცირებს საიმედოობას.

3.2 მცირე რეაქტანსის მეშვეობით დამიწების უპირატესობები

კვლევები და პრაქტიკა აჩვენებს, რომ ნეიტრალური წერტილის დამიწება მცირე რეაქტანსის საშუალებითტრადიციულ ნაწილობრივი დამიწების მეთოდებთან შედარებით მნიშვნელოვან უპირატესობებს გვთავაზობს:

• შემცირებული იზოლაციის დონის მოთხოვნებიმცირე რეაქტანსის დამიწების გამოყენების შემდეგ, ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის იზოლაციის დონე შეიძლება შემცირდეს 35 კვ-დან 20 კვ-მდე, რაც გამორიცხავს ძაბვის ჩამკეტებისა და ნაპრალების საჭიროებას და ამარტივებს დაცვის კონფიგურაციას.
• ერთიანი დამიწების რეჟიმიეს მეთოდი გამორიცხავს იზოლირებული, დაუმიწებელი სისტემის წარმოქმნას, რაც საშუალებას იძლევა გამარტივდეს ან გამოტოვოთ დაკავშირებული დაცვა, რითაც იზრდება საიმედოობა.
• უპირატესობების შენარჩუნებაის ინარჩუნებს ნაწილობრივი დამიწების უპირატესობებს, როგორიცაა მარტივი და საიმედო ნულოვანი მიმდევრობის დაცვა, ამავდროულად ზღუდავს ერთფაზიან მოკლე ჩართვის დენებს.

3.3 შემთხვევის ანალიზი

მაგალითად, 110 კვ ტერმინალური ქვესადგურის ტრანსფორმაცია. თავდაპირველ დიზაინში გამოყენებული იყო ძაბვის ჩამკეტი პარალელურად ნაპრალთანნეიტრალური წერტილის დაცვისთვის. თუმცა, მცირე რეაქტანსის დამიწების გამოყენების შემდეგ, ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის იზოლაციის დონის მოთხოვნა შემცირდა, დამცავი მოწყობილობები გამარტივდა და ექსპლუატაციის საიმედოობა გაუმჯობესდა. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ დამიწების წინაღობას შეეძლო შეცდომის დენის შეზღუდვა რამდენიმე ასეულ ამპერამდე და ნულოვანი მიმდევრობის დაცვის კოორდინაცია მარტივად შეიძლებოდა.

კიდევ ერთი შემთხვევა ეხებოდა 110 კვ ქვესადგურში მომხდარ ხარვეზს, სადაც შემომავალ ხაზზე ერთფაზიანმა გარდამავალმა დამიწების ხარვეზმა გამოიწვია ნეიტრალური წერტილის უფსკრულის გათიშვა და ტრანსფორმატორის გამორთვა. ანალიზმა აჩვენა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ხაზის ხარვეზი გარდამავალი იყო, უკუკავშირი ასინქრონული ძრავების დიდი რაოდენობითდატვირთვის მხარეს უზრუნველყოფდა რკალს ენერგიით, რაც ინარჩუნებდა ხარვეზს. ეს ხაზს უსვამს იმას, რომ მნიშვნელოვანი ძრავის დატვირთვის მქონე ტრანსფორმატორებისთვის (ეკვივალენტური წყაროები), დიზაინის ფაზაში აუცილებელია ნეიტრალური წერტილის სრული დაცვა, მათ შორის ნულოვანი მიმდევრობის ჭარბი დენისგან, ნაპრალის დენისგან და ნულოვანი მიმდევრობის ძაბვისგან დაცვა.

4 დასკვნა და პერსპექტივა

110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დამიწების მეთოდისა და მისი დაცვის კონფიგურაციის შერჩევა მრავალმხრივი ამოცანაა, რომელიც მოითხოვს სისტემის სტრუქტურის, დატვირთვის მახასიათებლებისა და საიმედოობის მოთხოვნების გათვალისწინებას. მიუხედავად იმისა, რომ ტრადიციული ნაწილობრივი დამიწების მეთოდი, რომელიც შერწყმულია ძაბვის ჩამკეტებთან და ნაპრალებთან, გავრცელებულია, ის სირთულეებს აწყდება მოწყობილობის შერჩევისა და პარამეტრების კოორდინაციის კუთხით. მცირე რეაქტანსის დამიწების მეთოდიგვთავაზობს პერსპექტიულ ალტერნატივას, რომელიც პოტენციურად ამცირებს იზოლაციის მოთხოვნებს, ამარტივებს დაცვას და აუმჯობესებს საიმედოობას.

სამომავლო განვითარების ტენდენციები ფოკუსირებული იქნება შემდეგ სფეროებზე:

• ახალი მოწყობილობების გამოყენებაროგორიცაა კომპოზიტური ნაპრალები ან კონტროლირებადი ნაპრალები, რომლებიც გამოიყენება ძაბვის ჩამკეტებთან პარალელურად, რაც აძლიერებს დაცვის საიმედოობას და სიზუსტეს.
• ციფრული დაცვის ტექნოლოგიამიკროკომპიუტერზე დაფუძნებული დაცვის გამოყენება მოწინავე ალგორითმებით (მაგ., ტალღის ფორმის იდენტიფიკაცია, ჰარმონიული ანალიზი) მიწის უკმარისობისგან დაცვის მგრძნობელობისა და საიმედოობის გასაუმჯობესებლად.
• სტანდარტიზაცია და მოდულარიზაციასტანდარტიზებული და მოდულური ნეიტრალური წერტილის დამცავი აღჭურვილობის შემუშავება დიზაინისა და ტექნიკური მომსახურების გასამარტივებლად.

შეჯამებისთვის, 110 კვ ტრანსფორმატორის ნეიტრალური წერტილის დამიწების მეთოდისა და დაცვის კონფიგურაციის ოპტიმიზაცია გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა ენერგოსისტემის უსაფრთხოების, საიმედოობისა და ეკონომიკური მუშაობის გასაუმჯობესებლად. ტექნოლოგიურ განვითარებასთან ერთად, მოსალოდნელია უფრო ინტელექტუალური და ეფექტური გადაწყვეტილებების გაჩენა და ფართოდ გამოყენება.