Как са защитени силовите трансформатори

За силови трансформатори с намотка с високо напрежение, по -голяма от 1000 V релейна защита срещу следните видове повреди и необичайни режими на работа:

1) многофазни повреди в намотките и техните клеми,

2) вътрешни повреди (завъртете късо съединение в намотките и «стоманен огън» на магнитната верига),

3) еднофазни земни повреди,

4) свръхток в намотките поради външни къси съединения,

5) свръхток в намотките поради претоварване (ако е възможно),

6) понижаване нивото на маслото.

При извършване на защита на трансформатора е необходимо да се вземат предвид някои от характеристиките на нормалната му работа: ток на намагнитване, когато трансформаторът е под напрежение, ефектът от коефициента на трансформация и свързващите вериги на намотките на трансформатора.

За защита срещу многофазни повреди в намотките и на клемите на трансформаторите с капацитет от 6300 kVA и повече, работещ самостоятелно, с капацитет от 4000 kVA и повече, работещ паралелно, както и с капацитет от 1000 kVA и повече, ако текущо прекъсване не осигурява необходимата чувствителност, защита от свръхток има време закъснение повече от 0,5 s и няма защита от газ, осигурена е надлъжна диференциална защита с циркулиращи токове, действаща на изключващи превключватели силов трансформатор без забавяне на времето.

Характеристика на диференциалната защита на трансформаторите в сравнение с диференциалната защита на генератори, линии и др. е неравенството на първичните токове на различни намотки на трансформатора и тяхното несъответствие в общия случай във фаза.

За да компенсира фазовото изместване на токовете вторични намотки на токови трансформатори, инсталирани от звездата на силовия трансформатор, са свързани в триъгълник, а вторичните намотки на токовите трансформатори, монтирани от триъгълната страна на силовия трансформатор, са свързани в звезда. Компенсацията на неравенството на първичните токове се постига чрез правилния подбор на трансформационните съотношения на токовите трансформатори.

Когато е невъзможно да се избере съотношението на трансформация на токови трансформатори по такъв начин, че разликата във вторичните токове в рамото на диференциалната защита да е по -малка от 10% (тъй като токовите трансформатори имат стандартна стойност на коефициента на трансформация), при изпълнение защита, диференциални релета от тип RNT се използват за компенсиране на неравенството на токовете, по -рядко изравняващи трансформатори и автотрансформатори.

Ако не е предвидено надлъжна диференциална защита (като правило, при единични работещи трансформатори с мощност под 6300 kVA и при паралелни работещи трансформатори с мощност под 4000 kVA), тогава в тези случаи се инсталира отстрани на захранването прекъсване на тока без забавяне във времето, обхващащо част от намотката на трансформатора.

Надлъжната диференциална защита се използва при работещи и резервни трансформатори за спомагателни нужди на топлоелектрически централи; прекъсването на тока се допуска при мощност 4000 kVA.

Най -простата схема за изпълнение на надлъжна диференциална защита е прекъсване на диференциалния ток, който се използва в случаите, когато отговаря на изискванията за чувствителност. Ако това условие не е изпълнено, в надлъжна диференциална защита се използва реле от тип RNT.

RNT реле имам наситени трансформатори (NT), осигурявайки намаляване на токовете, дължащи се на пускови токове на намагнитване и токове на дисбаланс, възникващи по време на преходния процес при външни къси съединенияи компенсира неравенството на вторичните токове на токови трансформатори.

Трансформатори, управлявани с напрежение на натоварване или трансформатори с много намотки с множество захранващи намоткикогато поради високи токове на дисбаланс в релето при външни къси съединения, защитата с насищащи се трансформатори не осигурява необходимата чувствителност, се осигурява диференциална защита със спиране и монтаж на релета тип DZT или тяхната подмяна.

Защитата се изчислява предварително за случая на използване на релето без спиране. Ако се окаже недостатъчно чувствителен, използвайте реле с минимален брой спирачни намотки, които осигуряват необходимата чувствителност. Работният ток на надлъжната диференциална защита трябва да се разграничи от магнетизиращите и дисбалансовите токове.

Защита на силовите трансформатори от вътрешни повреди

За защита срещу вътрешни повреди (повреди в намотките, придружени с отделяне на газ) и срещу спад в нивото на маслото на трансформатори с капацитет от 6300 kVA и повече, както и на трансформатори с мощност 1000 — 4000 kVA, които правят нямат диференциална защита или прекъсване, и ако защитата от свръхток има времезакъснение 1 s или повече, се прилага защита от газ с действие върху сигнала при слаб и при изключване при интензивно образуване на газ… Използването на защита от газ е задължително за вътрешни трансформатори с капацитет от 630 kVA и повече, независимо от наличието на други бързодействащи защити.

Газовата защита е инсталирана на трансформатори, автотрансформатори и реактори с маслено охлаждане с разширители и се осъществява с помощта на поплавъчни, гребни и чаша газови релета. Защитата от газ е единствената защита на трансформаторите срещу «стоманения огън» на магнитната верига, който възниква при разкъсване на изолацията между стоманените листове.

Газова защита е разрешена за сигнал както със слабо, така и със силно образуване на газ върху трансформатори с диференциална защита или прекъсване, без превключватели, както и във вътрешен цех с мощност 1600 kVA или по-малка със защита срещу късо съединение от захранването страна.

Защита на трансформатори от еднофазни земни повреди

За защита срещу еднофазни земни повреди на повишаващи трансформатори с капацитет от 1000 kVA и повече, свързани към мрежи с високи токове на повреда на земята, както и на понижаващи трансформатори със заземена неутрала, максимална защита от нулева последователност срещу външни се осигуряват токове на земна повреда, действащи при задействане.

Поради широкото използване трансформатори 6 — 10 / 0,4 — 0,23 kV със схема на свързване на триъгълна звезда, със здраво заземена неутрала от страна на 0,4 kV, при които реактивното и активното съпротивление на нулевата последователност са равни на съпротивленията на положителната последователност, токовете на еднофазни къси съединения на страната 0,4 kV ще бъдат равни на токовете на трифазни къси съединения по време на къси съединения при клеми на трансформатора или близо до тях.

При тези токове максималната токова защита, инсталирана от страната на ВН, може да работи с достатъчна чувствителност и е допустимо да не се инсталира защита в неутралната част на трансформатора, оставяйки го само за защита на трансформатора с основна блокова схема на трансформатора с дълго шинен канал… Токът на изключване на защитното реле срещу еднофазни къси съединения на трансформатори с късо съединение от страната на 0,4 kV (защитата е свързана към токовия трансформатор в проводника на куршума в неутралната част на трансформатора) трябва да бъде за свързване на намотките:

където кn-коефициент на надеждност, равен на 1,15-1,25; кn е коефициент, отчитащ претоварването и равен на 1,3 за масло и 1,4 за сухи трансформатори при липса на проектни данни, ккой е коефициентът на връщане на релето, кtt е коефициентът на трансформация на токовия трансформатор, Азноминален t — номинален ток на силовия трансформатор.

В мрежи с ниски токове на заземяване, на трансформатори е инсталирана защита срещу еднофазни земни повреди с изключващо действие, ако такава защита е налична в мрежата.

Защита на трансформаторите от свръхток в намотките, причинени от външни къси съединения

За да се защитят понижаващите трансформатори от токове, причинени от външни къси съединения, е предвидено защита срещу претоварване без пускане или със стартиране от релето за понижено напрежениедействащ за отваряне на прекъсвача. Поради ниската чувствителност защитата от свръхток на ток, без да се стартира от релето за понижено напрежение, се използва само при трансформатори с капацитет до 1000 kVA.

За защита на повишаващи трансформатори от външни къси съединения. максимума защита срещу свръхток с реле за пускане на напрежение или остатъчна защита от свръхток.

Защитата от свръхток при стартиране от реле за понижено напрежение за усилващи трансформатори с много намотки се оказва доста сложна (поради наличието на няколко комплекта релета за понижено напрежение) и недостатъчно чувствителна към тока. В този случай, остатъчна защита от свръхток… Последното се препоръчва за повишаващи трансформатори с капацитет от 1000 kVA и повече със стабилно заземена неутрала.

Ако защитата на повишаващите трансформатори не осигурява необходимата чувствителност, тогава за защита на трансформаторите могат да се използват токови релета с подходяща защита на генератора.

В някои случаи защитата от свръхток на отрицателна последователност се използва за защита на мощни трансформатори, която лесно се съчетава с подобна защита на генераторите.

При трансформатори с много намотки с захранване от няколко страни се извършва насочена защита, за да се гарантира селективност.

За защита от претоварване на няколко трансформатора, работещи паралелно с капацитет от 400 kVA и повече, както и в случай на отделна работа и наличие на превключвател за автоматично прехвърляне, е предвидена еднофазна свръхток токова защита, действаща върху сигнала.

В подстанции без надзор може да се извърши защита с ефект върху автоматичното разтоварване или изключване на трансформатора.