Cum sunt protejate transformatoarele de putere

Pentru transformatoarele de putere cu o înfășurare de înaltă tensiune mai mare de 1000 V, protecția releului împotriva următoarelor tipuri de deteriorări și moduri de funcționare anormale:

1) defecțiuni multifazate în înfășurări și bornele acestora,

2) deteriorare internă (întoarceți un scurtcircuit în înfășurările și „focul de oțel” al circuitului magnetic),

3) defecțiuni la pământ monofazate,

4) supracurent în înfășurări din cauza scurtcircuitelor externe,

5) supracurent în înfășurări din cauza suprasarcinii (dacă este posibil),

6) scăderea nivelului de ulei.

Atunci când se efectuează protecția transformatorului, este necesar să se țină seama de unele dintre caracteristicile funcționării sale normale: curentul de magnetizare atunci când transformatorul este alimentat, efectul raportului de transformare și circuitele de conectare ale înfășurărilor transformatorului.

Pentru protecția împotriva defecțiunilor multifazate ale înfășurărilor și bornelor transformatoarelor cu o capacitate de 6300 kVA și mai mare, care funcționează independent, de o capacitate de 4000 kVA și mai mult, funcționând în paralel și cu o capacitate de 1000 kVA și mai mult, dacă întrerupere curentă nu oferă sensibilitatea necesară, protectie la supracurent are o întârziere mai mare de 0,5 s și nu are protecție la gaz, protecție diferențială longitudinală cu curenți circulanți care funcționează la deconectați întrerupătoarele transformator de putere fără întârziere.

Caracteristici de protecție diferențială a transformatoarelor față de protecția diferențială a generatoarelor, liniilor etc. este inegalitatea curenților primari ai diferitelor înfășurări ale transformatorului și nepotrivirea lor în cazul general în fază.

Pentru a compensa defazajul curenților înfăşurările secundare ale transformatoarelor de curent, instalate din steaua transformatorului de putere sunt conectate în triunghi, iar înfășurările secundare ale transformatoarelor de curent instalate pe partea delta a transformatorului de putere sunt conectate în stea. Compensarea inegalității curenților primari se realizează prin selectarea corectă a rapoartelor de transformare ale transformatoarelor de curent.

Când este imposibil să se aleagă raportul de transformare al transformatoarelor de curent în așa fel încât diferența de curenți secundari din brațul protecției diferenţiale să fie mai mică de 10% (deoarece transformatoarele de curent au o valoare standard a raportului de transformare), când efectuând protecție, relee diferențiale de tip RNT sunt folosite pentru a compensa inegalitatea curenților, mai rar egalizând transformatoare și autotransformatoare.

Dacă nu este prevăzută protecția diferențială longitudinală (de regulă, pentru transformatoare cu o singură funcționare cu o capacitate mai mică de 6300 kVA și pentru transformatoare cu funcționare în paralel cu o capacitate mai mică de 4000 kVA), atunci în aceste cazuri o întrerupere a curentului fără întârziere. care acoperă o parte a înfăşurării transformatorului.

Protecția diferențială longitudinală este utilizată în transformatoarele de funcționare și de rezervă pentru nevoile auxiliare ale centralelor termice; Pana de curent este permisa la o putere de 4000 kVA.

Cea mai simplă schemă de implementare a protecției diferențiale longitudinale este întreruperea curentului diferențial, care este utilizat în cazurile în care îndeplinește cerințele de sensibilitate. Dacă această condiție nu este îndeplinită, în protecția diferențială longitudinală se folosește un releu de tip RNT.

Releul RNT are transformatoare saturate (NT), care asigură o reducere a curenților datorită curenților de aprindere magnetizanți și curenților de dezechilibru care apar în timpul procesului tranzitoriu la scurtcircuite externeși compensează neuniformitatea curenților secundari ai transformatoarelor de curent.

Transformatoare controlate de tensiune de sarcină sau transformatoare cu mai multe înfășurări cu înfășurări multiple de alimentare, atunci când din cauza curenților mari de dezechilibru în releu la scurtcircuite externe, protecția cu transformatoare de saturatie nu asigură sensibilitatea necesară, protecția diferențială este asigurată cu oprire și instalare de relee de tip DZT sau înlocuirea acestora.

Protecția se calculează în avans pentru cazul utilizării releului fără oprire. Dacă se dovedește a fi insuficient de sensibil, utilizați un releu cu numărul minim de bobine de frână care asigură sensibilitatea necesară. Curentul de funcționare al protecției diferențiale longitudinale trebuie să se distingă de curenții de magnetizare și de dezechilibru.

Protecția transformatoarelor de putere împotriva deteriorărilor interne

Pentru protecția împotriva daunelor interne (deteriorări înfășurării însoțite de eliberare de gaz) și împotriva scăderii nivelului de ulei a transformatoarelor cu o capacitate de 6300 kVA și mai mult, precum și a transformatoarelor cu o capacitate de 1000 — 4000 kVA, care nu au diferenţial protecţie sau întrerupere, iar dacă protecţia la supracurent are o întârziere de 1 s sau mai mult, se aplică o protecţie la gaz cu acţiune asupra semnalului la joasă şi la oprire la formare intensă de gaz... Utilizarea protecţiei la gaz este obligatorie pt. transformatoare interne cu o capacitate de 630 kVA și mai mult, indiferent de prezența altor protecții cu acțiune rapidă.

Protecția împotriva gazelor este instalată pe transformatoare, autotransformatoare și reactoare răcite cu ulei cu expansoare și se realizează folosind relee de gaz cu flotor, paletă și cupă. Protecția la gaz este singura protecție a transformatoarelor împotriva „focului de oțel” al circuitului magnetic, care apare atunci când izolația dintre foile de oțel se rupe.

Protecția la gaz este permisă atât pentru semnalul de gaz scăzut, cât și pentru cel ridicat, pe transformatoare cu protecție diferențială sau cu declanșare, fără întrerupătoare, și într-un atelier interior evaluat la 1600 kVA sau mai puțin, cu protecție la scurtcircuit pe partea de alimentare.

Protecția transformatoarelor de defecțiuni la pământ monofazate

Pentru protecția împotriva defecțiunilor la pământ monofazate ale transformatoarelor superioare cu o capacitate de 1000 kVA și mai sus conectate la rețele cu curenți mari de defect la pământ, precum și a transformatoarelor descendente cu un neutru împământat, protecție maximă cu secvență zero împotriva pământului extern curenții de defect sunt furnizați, acționând la declanșare.

Datorită utilizării pe scară largă a transformatoarelor 6 — 10 / 0,4 — 0,23 kV cu o schemă de conectare în stea triunghi, cu un neutru solid împământat pe partea de 0,4 kV, în care reactanța și rezistența activă a secvenței zero sunt egale cu rezistențele din secvența pozitivă, curenții de scurtcircuit monofazați pe partea de 0,4 kV vor fi egali cu curenții de scurtcircuit trifazic în timpul scurtcircuitelor la sau în apropierea bornelor transformatorului.

La acești curenți, protecția curentului maxim instalată pe partea HV poate funcționa cu o sensibilitate suficientă și este permisă să nu se instaleze protecție în partea neutră a transformatorului, lăsând-o doar pentru a proteja transformatorul cu o diagramă bloc de bază a transformatorului. cu o lungă canal de autobuz… Curentul de declanșare al releului de protecție împotriva scurtcircuitelor monofazate ale transformatoarelor în scurtcircuit pe partea de 0,4 kV (protecția este conectată la transformatorul de curent în firul glonț din partea neutră a transformatorului) trebuie să fie pentru conectarea infasurarile:

unde factorul de fiabilitate kn este egal cu 1,15-1,25; kn este un coeficient care ține cont de suprasarcină și egal cu 1,3 pentru ulei și 1,4 pentru transformatoarele uscate în absența datelor de proiectare, care este coeficientul de retur al releului, unde este coeficientul de transformare al transformatorului de curent, Aznominal t — nominal curent al transformatorului de putere.

În rețelele cu curenți mici de pământ, protecția împotriva defecțiunilor la pământ monofazate cu acțiune de declanșare este instalată pe transformatoare, dacă o astfel de protecție este disponibilă în rețea.

Protecția transformatoarelor de supracurent în înfășurări cauzate de scurtcircuite externe

Pentru a proteja transformatoarele coborâtoare împotriva curenților cauzați de scurtcircuite externe, protecția la suprasarcină este asigurată fără declanșare sau cu pornire de la releul de subtensiune care funcționează pentru deschiderea întreruptorului. Datorită sensibilității scăzute, protecția la supracurent fără pornirea de la releul de subtensiune este utilizată numai la transformatoare cu o capacitate de până la 1000 kVA.

Pentru a proteja transformatoarele superioare de scurtcircuite externe. protecție maximă la supracurent cu releu de declanșare a tensiunii sau protecție la supracurent rezidual.

Protecția la supracurent de pornire a releului de subtensiune pentru transformatoarele de creștere cu înfășurare multiplă se dovedește a fi destul de complexă (datorită prezenței mai multor seturi de relee de subtensiune) și insuficient de sensibilă la curent. În acest caz, protecție la supracurent rezidual... Aceasta din urmă este recomandată pentru transformatoarele de creștere cu o capacitate de 1000 kVA și mai mult cu un neutru solid împământat.

Dacă protecția transformatorului de creștere nu oferă sensibilitatea necesară, atunci pot fi utilizate relee de curent cu protecție adecvată a generatorului pentru a proteja transformatoarele.

În unele cazuri, protecția la supracurent cu secvență negativă este utilizată pentru a proteja transformatoarele de putere, care este ușor combinată cu o protecție similară a generatoarelor.

În transformatoarele multi-înfășurare alimentate din mai multe părți, este prevăzută protecție direcțională pentru a asigura selectivitatea.

Pentru protecția la suprasarcină a mai multor transformatoare care funcționează în paralel cu o capacitate de 400 kVA și mai mult, precum și în cazul funcționării separate și a prezenței unui comutator de transfer automat, este prevăzută o protecție monofazată la supracurent care acționează asupra semnalului.

În stațiile nesupravegheate, se poate realiza protecția cu efectul de descărcare automată sau declanșare a transformatorului.