Protectie cu relee si automatizari transformatoare de ulei de putere 110 kV

Transformatoarele de ulei de putere sunt cele mai scumpe echipamente pentru stațiile de distribuție. Transformatoarele sunt proiectate pentru o durată lungă de viață, cu condiția să funcționeze normal și să nu fie supuse supraîncărcărilor de curent inacceptabile, supratensiunilor și altor moduri de funcționare nedorite.

Sunt necesare diverse dispozitive de protecție și automatizare pentru a preveni deteriorarea transformatorului, pentru a prelungi durata de viață a acestuia și pentru a asigura funcționarea lui normală.

Luați în considerare ce dispozitive de protecție și automatizare sunt furnizate în transformatoarele de ulei de putere.

Protecția gazului transformatorului

Protecția la gaz este una dintre principalele protecții ale transformatorului. Această protecție este concepută pentru a deconecta transformatorul de 110 kV de la rețea în cazul unor defecțiuni interne în rezervorul transformatorului de putere.

Acest dispozitiv de protecție este instalat în conducta de ulei care conectează rezervorul transformatorului la conservatorul său.Principalul element structural al releului de gaz este un flotor și două perechi de contacte care sunt conectate atunci când plutitorul este coborât. În funcționare normală, releul de gaz este umplut cu ulei de transformator și flotorul este în poziție sus cu ambele perechi de contacte deschise.

În cazul unui scurtcircuit tură la tură în înfășurările transformatorului sau în cazul așa-numitului Arderea oțelului (încălcarea izolației foilor de oțel ale circuitului magnetic), în rezervor apar gaze, care se formează în timpul descompunerii materialelor electrice sub influența unui arc electric.

Gazul rezultat intră în releul de gaz și înlocuiește uleiul din acesta. În acest caz, plutitorul scade și închide contactele. În funcție de cantitatea de gaz acumulată, contactele se pot închide, afectând semnalul sau deconectând complet transformatorul de la rețea.

Activarea releului de gaz se poate datora și unei scăderi semnificative a nivelului de ulei din rezervorul transformatorului de putere, ceea ce indică absența completă a uleiului în conservator. Adică, acest dispozitiv acționează și ca protecție împotriva reducerii excesive a nivelului de ulei din transformator.

Protecția rezervorului de comutare a sarcinii

Transformatoarele de putere de 110 kV au de obicei un regulator de tensiune sub sarcină (OLTC) încorporat. Comutator la sarcină situat într-un compartiment separat al rezervorului transformatorului, izolat de rezervorul principal prin înfășurări. Prin urmare, pentru acest dispozitiv este prevăzut un dispozitiv de protecție separat - un releu reactiv.

Toate defecțiunile din rezervorul comutatorului de reglaj sub sarcină sunt însoțite de o descărcare a uleiului de transformator în conservator, prin urmare, în cazul unui flux de ulei, protecția jetului este activată imediat, deconectând automat transformatorul de putere de la rețea.

Comutator nivel ulei (RUM)

Releul de gaz semnalizează absența completă a uleiului în conservatorul transformatorului de putere, dar este necesar să se detecteze în timp o scădere inacceptabilă a nivelului de ulei - această funcție este realizată de releul de nivel al uleiului (RUM).

Comutatorul de nivel al uleiului este instalat, de regulă, în conservatorul rezervorului principal al transformatorului, precum și în conservatorul comutatorului de sarcină. Dispozitivul este configurat astfel încât flotorul, elementul structural principal al releului, închide contactele releului dacă nivelul uleiului scade sub valoarea minimă admisă pentru acest transformator de putere.

Acest dispozitiv de siguranță oferă un semnal pentru activarea unei alarme, ceea ce face posibilă detectarea la timp a unei scăderi a nivelului de ulei.

Protecția transformatorului diferențial (DZT).

Protecția diferențială a transformatorului (DZT) este protecția principală a transformatorului și servește la protejarea împotriva scurtcircuitelor înfășurărilor transformatorului și a conductoarelor de curent care se află în zona de acoperire a acestei protecție.

Principiul de funcționare al acestei protecții se bazează pe compararea curenților de sarcină ai fiecărei înfășurări ale transformatorului. În funcționare normală, nu există curent de dezechilibru la ieșirea releului de protecție diferențială.În cazul unui scurtcircuit bifazat sau trifazat, apare un curent de dezechilibru - curentul diferențial și releul acționează pentru a deconecta complet transformatorul de la rețea.

Scopul acestei protecții îl reprezintă transformatoarele de curent de pe fiecare parte de tensiune a transformatorului de putere. De exemplu, într-un transformator cu trei înfășurări 110/35/10 kV, zona de acoperire de protecție, pe lângă transformatorul în sine, include o magistrală (cablu) care trece de la bucșele transformatorului la curentul 110 kV, 35 kV. și transformatoare de 10 kV.

Protecția în trepte de curent a transformatoarelor

Pentru o mai mare fiabilitate, pe lângă protecția principală a transformatorului de putere, este asigurată și protecție de rezervă - protecție de curent în trepte pentru fiecare dintre înfășurări.

Pentru fiecare dintre înfășurările transformatorului, separat protectie la supracurent (MTZ) câțiva pași. Fiecare etapă de protecție are propriul timp de preluare și de predare.

Dacă transformatorul alimentează mulți consumatori cu curenți mari de pornire, atunci pentru a preveni operațiunile false, protecția la supracurent are așa-numita blocare a voltmetrului - blocarea protecției tensiunii.

Pentru selectivitatea funcționării protecției transformatorului, fiecare dintre treptele de protecție are un timp de răspuns diferit, în timp ce protecțiile de bază ale transformatorului de mai sus au cel mai scurt timp de răspuns. Astfel, în cazul unei defecțiuni a transformatorului sau a unui scurtcircuit în zona de protecție, protecțiile principale sunt declanșate imediat, iar în cazul unei defecțiuni sau a unei stări de retragere, transformatorul este protejat de protecții de curent de rezervă.

De asemenea, MTZ-urile transformatorului de putere păstrează protecția conexiunilor de ieșire alimentate de acel transformator, declanșându-se în cazul unei defecțiuni.

MTZ oferă protecție împotriva scurtcircuitelor bifazate și trifazate. Pentru a proteja împotriva defecțiunilor la pământ monofazate, înfășurarea de înaltă tensiune de 110 kV are protecție la curent cu secvență zero (TZNP).

Înfășurarea de medie tensiune a transformatorului de putere de 35 kV și înfășurarea de joasă tensiune 6-10 kV rețele de alimentare cu neutru izolat în care defectele la pământ monofazate sunt înregistrate de transformatoare de tensiune.

Majoritatea rețelelor de 6-35 kV cu un neutru izolat funcționează într-un mod în care o defecțiune la pământ monofazată nu este considerată o urgență și, în consecință, nu este exclus automat din funcționarea protecției la pământ. Personalul de service primește un semnal despre prezența unei defecțiuni la pământ monofazate și începe să caute și să deconecteze de la rețea zona deteriorată, deoarece funcționarea prelungită în acest mod este inacceptabilă.

Se fac excepții în cazurile în care excluderea defecțiunilor monofazate din rețele este necesară pentru cerințele de siguranță. În acest caz, protecția împotriva defecțiunii la pământ poate funcționa pentru a deconecta complet transformatorul sau a deconecta una dintre înfășurările acestuia.

Protecție la supratensiune a transformatorului

Pentru a proteja transformatorul de supratensiune, descărcătoarele de supratensiune sau descărcătoarele de supratensiune (SPD) sunt instalate pe magistrală de fiecare parte a transformatorului.

Dacă transformatorul funcționează în modul neutru împământat pe partea de înaltă tensiune de 110 kV, neutrul este conectat la pământ printr-un descărcător sau un descărcător de supratensiune pentru a proteja înfășurarea împotriva deteriorării dacă tensiunea depășește valorile admise în cazul unei defecțiuni în reteaua de alimentare.

Protecție suplimentară a transformatorului

Pentru a proteja transformatorul de putere, sunt prevăzute o serie de protecții suplimentare pentru a exclude dezvoltarea unor mici defecte, abateri de la funcționarea normală într-o situație de urgență mai mare.

Protecție la suprasarcină - acționează asupra semnalului pentru a reduce prompt sarcina transformatorului.

Releul de control al temperaturii semnalează o creștere a temperaturii straturilor superioare de ulei peste valorile setate (permise). Această protecție include automat sisteme suplimentare de răcire a transformatorului, dacă există. De exemplu, sunt incluse ventilatoarele de suflare și pompele pentru circulația forțată a uleiului în răcitoare. Dacă temperatura uleiului crește și mai mult, atunci releul acționează pentru a deconecta transformatorul de la rețea.

Protecția la supratensiune oprește întrerupătorul înfășurării secundare a transformatorului în cazul scăderii tensiunii la valori inacceptabile.

Automatizare transformatoare de putere 110 kV

Dacă există două transformatoare la substație, atunci când tensiunea scade la valori inacceptabile sau când transformatorul este deconectat, protecția la subtensiune afectează comutator de transfer automat (ATS)… Acest dispozitiv include întrerupătoare secționale sau bare care furnizează energie consumatorilor de la o sursă de alimentare de rezervă – un transformator de putere.

Pe intrarea de medie și joasă tensiune pot fi implementate comutatoare ale transformatorului reînchidere automată a întrerupătorului (AR), restabilirea unică a alimentării transformatorului în caz de deconectare de la acțiunea uneia sau alteia protecție.

Dacă transformatorul de putere este constructiv regulator de tensiune la sarcină (OLTC), apoi un regulator automat de tensiune (AVR) poate fi instalat pentru acesta. Acest dispozitiv monitorizează tensiunea înfășurărilor transformatorului și asigură comutarea automată a comutatorului de reglaj sub sarcină pentru a asigura nivelul de tensiune necesar al înfășurărilor.