Doświadczenia z uruchomienia i testowania zabezpieczenia różnicowego przesuwnika fazowego

Ze względu na rosnące potrzeby sterowania przepływem mocy w sieciach elektroenergetycznych instaluje się coraz więcej przesuwników fazowych. Na przepływ mocy czynnej w liniach elektroenergetycznych ma wpływ reaktancja linii oraz różnica kąta fazowego pomiędzy zasilaniem i odbiorem. Dzięki przesuwnikom fazowym można zmieniać kąt fazowy, a tym samym bezpośrednio sterować przepływem mocy. Najważniejszym kryterium zabezpieczeniowym dla transformatorów jest zabezpieczenie różnicowe. Aby wypełnić wymagania dotyczące selektywności, zabezpieczenie różnicowe musi uwzględniać dodatkowe przesunięcie fazowe. Szczególnie przy zwarciach dwufazowych poza strefą transformatora, dodatkowe przesunięcie fazowe wprowadzi prąd różnicowy w zdrowej fazie. Zabezpieczenie musi sobie poradzić w takiej sytuacji i to musi zostać zweryfikowane w trakcie uruchomienia. Różni producenci zabezpieczeń stosują różne podejścia do zapewnienia stabilności działania zabezpieczenia w przypadku przesuwników fazowych. Zależnie od bieżącego przesunięcia fazowego, które zwykle jest sygnalizowane do zabezpieczenia przez wejście binarne, zabezpieczenie musi się dostosować. Omówiono i oceniono różne podejścia dla różnych typów PF (np. wersje jedno- i dwurdzeniowe). Przy uruchomieniu zabezpieczeń dla PF, należy zweryfikować poprawne zachowanie się zabezpieczenia. Stosując oprogramowanie do testów symulacyjnych, które umożliwia dokładne symulowanie działania PF przy poszczególnych pozycjach zaczepów transformatora, testy można wykonać wygodnie i szczegółowo.

---

Due to the increasing demand to control power flow within our networks nowadays more phase-shifting transformers are installed. The active power flow over a power line is affected by the line reactance and the phase angle difference between infeed and load. Using a phase-shifting transformer the phase angle can be changed and therefore the power flow can be controlled directly. The most important protection principle for transformers is differential protection. An additional phase-shift has to be considered by the differential protection to fulfill the requirements for selectivity. Particularly for two-phase faults outside of the transformer an additional phase shift will introduce a differential current in the non-faulty phase. The protection relay has to handle this situation and this has to be verified during commissioning. The different relay manufacturers use different approaches how the relays will ensure stability for phase-shifting transformers. Depending on the actual phase-shift, which is usually signaled to the relay using binary inputs, the differential protection has to adapt. Different approaches for different types of phase-shifting transformers (e.g. one-core and two-core versions) are discussed and evaluated. For commissioning a relay for a phase-shifting transformer the correct behavior of the protection has to be verified. Using a simulation-based test software, which is capable to simulate the detailed behavior of the phase-shifts for the individual tap positions of the transformer, testing can be done in detail and conveniently.