Режим роботи та захист трансформаторів (стр. 8 из 9)

1. Номінальній струм звичайних трансформаторів струму вибирається за струмом навантаження лінії і тому сморід мають порівняно великі коефіцієнти трансформації.

Внаслідок цьоговториннийструмзамикання на землю маєдужемалу величину. Так, наприклад, якщострумзамикання на землю становить 18 А, а трансформаториструмумаютькоефіцієнттрансформації 600/5, то вториннийструмдорівнює 0,15 А.

2. Для вмикання на такийструмнеобхідновибратинайчутливіше реле ЕТ-521/0,2, обмоткиякогомаютьопір 40 Ом. Вмікання реле з таким великим опором приводити до того, щотількичастинаструмупотрапляє в реле, оскільки інша частинамарнозамикається через вторинніобмоткитрансформаторівструмунепошкоджених фаз. Величина цьогострумувідсмоктуванняможестановити40-50 %. Через зазначені заподій сигналізація при замиканнях на землю з використаннямзвичайнихтрансформаторівможевиконуватисятільки при великому струмізамикання на землю в розгалужених і некомпенсованих ятерах.

Велика чутливістьзабезпечуєтьсясигналізацією при однофазнихзамиканнях на землю, яка виконується на спеціальнихкабельних трансформаторах струму з кільцевимосердям.

Кабельні трансформатори струму мають значні преваги порівняно зі схемою вмикання на торбу струмів трьох фаз звичайних трансформаторів струму.

Відсічка встановлюється з живильного боку трансформатора і виконується на миттєвихструмових реле абоелектромагнітномуелементі індукційного реле типу РТ-80, якщоце реле використовується для виконання максимального струмовогозахисту.

На трансформаторах, щопрацюють в ятерах з глухо заземленоюнейтраллю, відсічкавиконуєтьсятрифазною, а в ятерах з ізольованою нейтраллю – двофазною. Відсічка в поєднанні з максимальним струмовим і газовим захистом забезпечує надійний захист для трансформаторів малої та середньої потужності.

У силових трансформаторах великоїпотужності широко застосовуютьпоздовжнійдиференціальнийзахист. Принцип діїпоздовжньогострумовогозахистузаснований на безпосередньомупорівняннівеличини і фазиструмів на качану і у кінцізахищуваноїзони. Базою для роботи диференціального струмового захисту є відмінність напряму струмів на кінцях лінії, яка захищається при зовнішньому короткому замиканні всередині зони захисту.

Поздовжній диференціальний захист трансформаторів більш досконалий, ніж струмова відсічка. Перевагою диференціальногозахисту є швидкістьдії й абсолютна селективність. Трансформаторі струмудиференціальногозахистувстановлюються таким чином, щоб у зону діїзахисту входили трансформатор і приєднання до нього.

З викладеноговипливає, щозахисттрансформаторів і автотрансформаторів повинний виконуватитакіфункції:

а) вимикати трансформатор відусіхджерелживлення при йогопошкодженні;

б) вимикати трансформатор від пошкодженої частини установки при проходженні через нього надструму у випадках пошкодження шин або іншого обладнання, пов’язаного з трансформатором, а також при пошкодженнях суміжного обладнання та відмов його захисту або вимикачів;

в) подаватипопереджувальний сигнал черговому персоналу підстанціїабоелектростанції при перевантаженні трансформатора, виділенні газу з мастила, зниженнірівнямастила, підвищеннійоготемператури.

Відповідно до призначеннязахистутрансформаторів при їх пошкодженнях та сигналізації про порушеннянормальнихрежимівроботизастосовуютьсятакітипизахистів:

1. Діференціальній захист для захисту при пошкодженняхобмоток, вводів та ошинуваннятрансформаторів.

2. Струмова відсічка миттєвої дії для захисту трансформатора при пошкодженнях його ошинування, вводів і частини обмотки з боку джерела живлення.

3. Захист відзамикань на корпус.

4. Газовій захист при пошкодженняхусередині бака трансформатора, якісупроводжуютьсявиділенням газу, а такожзниженнямрівня масла.

5. Максимальній струмовийзахистабомаксимальнийструмовийзахист з пуском мінімальноїнапруги для захистувіднадструмів, якіпроходять через трансформатор, при пошкодженні як самого трансформатора, так і інших елементів, пов’язаних з ним. Цей захистдіє, як правило, з витримкою годині.

6. Захист відперевантаження, якийдіє на сигнал для оповіщеннячергового персоналу абодіє на вимикання на підстанціях без постійногочергового персоналу.

Крім того, в окремихвипадках на трансформаторах можутьвстановлюватися й інші відіа захисту.

3.4 Диференціальній захист

Діференціальній захист застосовується як основний швидкодіючий захист трансформаторів при пошкодженнях обмоток, вводів та шинування. Зважаючи на йогопорівнянускладністьдиференціальнийзахистустановлюється не на всіх трансформаторах, а лише в таких випадках:

1) на поодинокопрацюючих трансформаторах потужністю 6 300 кВт і вище;

2) на паралельнопрацюючих трансформаторах потужністю 4 000 кВт і вище;

3) на трансформаторах потужністю 1 000 кВт і вище, якщострумовавідсічка не забезпечуєнеобхідноїчутливості, а максимальнийструмовийзахистмаєвитримку годині більше 1 с.

При паралельнійроботітрансформаторівдиференціальнийзахистзабезпечує не тількишвидке, але й селективневимкненняпошкодженого трансформатора, щопояснюється на (Рис. 3.1.)

Рис. 3.1. Проходження струмуКЗ та дія максимального струмового

захисту при пошкодженні одного з паралельнопрацюючих

трансформаторів

Якщо паралельно працюючі трансформатори Т1 і Т2 мають тільки максимальні струмові захисти, то при пошкодженні, наприклад, у точці До на введеннях найнижчої напруги трансформатора Т1 подіють максимальні струмові захисти обох трансформаторів, а оскільки їх витримки годині однакові, вимкнуться обидва трансформатори.

Діференціальній захист, який діє миттєво, забезпечує в розглянутому випадку вимкнення тільки пошкодженого трансформатора.

Для виконаннядиференціальногозахистутрансформаториструму1Т і 2Твстановлюються з обохбоків трансформатора, якийзахищається (Рис. 3.2). Їх вторинніобмоткиз’єднуютьсяпослідовно і паралельно до них підключаєтьсяструмове реле. Аналогічно виконуєтьсядиференціальнийзахист автотрансформатора.

Рис. 3.2. Принцип діїдиференціальногозахисту

трансформатора:

а – струморозподіл при наскрізномуКЗ; би у трансформаторі

(у зонідіїдиференціальногозахисту)

При розгляді принципу дії диференціального захисту умовно приймається, що трансформатор, який захищається, має коефіцієнт трансформації, що дорівнює одиниці, однакове з’єднання обмоток і однакові трансформатори струму з обох боків.

З (Рис. 3.2 а) видно, що при проходженні через трансформатор струмунаскрізногоКЗ абострумунавантаженнявторинніструми І₁ і І₂проходять в протилежнихнапрямках, тобто

.

За прийнятих вище розумів і нехтуванням струмом намагнічування трансформатора, який у нормальному режимі має малу величину, первині струми рівні (І_І = І_ІІ) і, отже, рівні вторинні струми (І₁ = І₂).

З урахуваннямцьогорівність (3.15) набуваєвигляду

.

Таким чином, якщо схема диференціальногозахистувиконана правильно і трансформаториструмумають характеристики, що точно збігаються, то при проходженні через трансформатор, якийзахищається, струмунавантаженняабострумунаскрізногоКЗ струм у реле диференціальногозахистувідсутній. Отже, диференціальнийзахист на такірежими не реагує.

Встановлена властивістьдиференціальногозахисту є дужеважливою. З неївипливає, щооскількидиференціальнийзахист не реагує на КЗ на іншому обладнанні, він не вимагаєвитримки годині, тобто є селективним за принципом дії.

Внаслідок незбігу характеристик трансформаторівструмувторинніструми не рівні (І₁ ¹ І₂) і тому в реле проходити струм, якийназиваєтьсяструмомнебалансу, тобто

.

Для того, щобдиференціальнийзахист не подіяввідструмунебалансу, йогострумспрацьовування повинний бутибільшим за цейструмнебалансу, тобто

.

При КЗ у трансформаторіабо у будь-якому іншому місціміж трансформаторами струмунапрямокструмів І₁ і І₂зміниться на протилежний, як показано на (Рис. 3.2 б), Струмі І₁ і І₂будутьпроходититепер у реле в одному напрямку і отже, будутьпідсумовуватися. Таким чином, струм у реле будедорівнювати

.

Торба струмів І₁ і І₂ є не чим іншим, як повнимструмомКЗ

,

який проходити у місціКЗ, поділеним на коефіцієнттрансформаціїтрансформаторівструму КТ. Під впливомцього, як правило великого, струму реле спрацьовує і вимикається трансформатор.

Ділянка, обмежена трансформаторами струму, називається зоною діїдиференціальногозахисту.

3.5 Струмова відсічка

Як правило, на трансформаторах потужністю нижче 6 300 кВт, які працюють одиночно і трансформаторах (автотрансформаторах) потужністю нижче 4 000 кВА, які працюють паралельно, замість доладного диференціального захисту встановлюється струмова відсічка.