Як виконується захист силових трансформаторів

Для силових трансформаторів з обмоткою вищої напруги більше 1000 В передбачається
релейний захист від наступних видів пошкодженні і ненормальних режимів роботи:

1) багатофазних замикань в обмотках і на їх висновках,

2) внутрішніх пошкоджень (виткових замикань в обмотках і «пожежі
стали »муздрамтеатру),

3) однофазних замикань на землю,

4) надструмів в обмотках, обумовлених зовнішніми маленькими
замиканнями,

5) надструмів в обмотках, обумовлених перевантаженням (якщо вона можлива),

6) зниження рівня масла.

При виконанні захистів трансформатора необхідно враховувати деякі особливості його звичайної роботи: кидки струму намагнічування при включенні трансформатора під напругу, вплив коефіцієнта трансформації і схем з`єднання обмоток трансформатора.

Для захисту від багатофазних замикань в обмотках і на виводах трансформаторів потужністю 6300 кВА і вище, що працюють поодиноко, потужністю 4000 кВА і вище, що працюють паралельно, також потужністю 1000 кВА і вище, якщо струмовий відсічення не забезпечує потрібної чутливості, найбільша струмовий захист має витримку часу більше 0,5 с і відсутній газовий захист, передбачається подовжній диференціальний захист з тими, які циркулюють струмами, що діє на відключення вимикачів силового трансформатора без витримки часу.

Особливістю діфзащіти трансформаторів в порівнянні з діфзащітой генераторів, ліній і т. Л. є
нерівність первинних струмів різних обмоток трансформатора і їх розбіжність в загальному випадку по фазі.

Для компенсації зсуву струмів по фазі вторинні обмотки трансформаторів струму, встановлених з боку зірки силового трансформатора, з`єднують в трикутник, а вторинні обмотки трансформаторів струму, встановлених з боку трикутника силового трансформатора, - в зірку. Компенсація нерівності первинних струмів досягається правильним підбором коефіцієнтів трансформації трансформаторів струму.

Коли не можна підібрати коефіцієнт трансформації трансформаторів струму таким чином, щоб різниця вторинних струмів в плечах діфзащіти була менше 10% (тому що трансформатори струму мають
стандартне значення коефіцієнта трансформації), при виконанні захисту для компенсації нерівності струмів вживають диференціальні реле типу РНТ, рідше - розгладжують трансформатори і автотрансформатори.

Якщо не передбачається подовжній диференціальний захист (зазвичай, на поодиноко працюючих трансформаторах потужністю нижче 6300 кВА і паралельно працюючих трансформаторах потужністю нижче 4000 кВА), то в цих випадках з боку джерела живлення встановлюється струмове відсічення без витримки часу, що охоплює частину обмотки трансформатора.

На робочих і запасних трансформаторах власних потреб теплових електростанцій застосовується поздовжня діфзащіта, при потужністю 4000 кВА допускається струмовий
відсічення.

Найбільш простий схемою виконання поздовжньої діфзащіти є
диференціальний струмовий відсічення, яка застосовується у випадках, коли вона задовольняє вимогам чутливості. Якщо ця умова не виконується, в поздовжньої діфзащіте вживають реле типу РНТ.

Реле РНТ мають насичує трансформатори (НТ),
забезпечують зниження струмів, обумовлених кидками струму намагнічування, і
струмів небалансу, що виникають під час перехідного процесу при зовнішніх маленьких
замиканнях, і компенсуючі нерівність вторинних струмів трансформаторів струму.

На трансформаторах з регулюванням напруги під навантаженням або багатообмотувальних трансформаторах з декількома живлять обмотками, коли внаслідок величезних струмів небалансу в реле при зовнішніх
маленьких замиканнях захист з насичуються трансформаторами не забезпечує необхідної чутливості, передбачається діфзащіта з гальмуванням і установкою реле типу ДЗТ
або їх замінюють.

Попередньо захист розраховується для варіанту впровадження
реле без гальмування. Якщо вона виявляється недостатньо чутливою, використовують
реле з найменшим числом гальмівних обмоток, що забезпечують необхідну
чутливість. Струм спрацьовування поздовжньої діфзащіти повинен бути відбудований від струмів намагнічування і струмів небалансу.

Захист силових трансформаторів від внутрішніх пошкоджень

Для захисту від внутрішніх пошкоджень (виткових замикань в обмотках, що супроводжуються виділенням газу) і від зниження рівня масла на трансформаторах потужністю 6300 кВА і вище, також на трансформаторах потужністю 1000
- 4000 кВА, не мають діфзащіти або відсічення, і якщо найбільша струмовий захист має витримку часу 1 с і більше, застосовується
газова захист з дією на сигнал при слабких і на відключення при насичених газоутворення. Застосування газового захисту є обов`язковим на внутрішньоцехових трансформаторах потужністю 630 кВА і вище незалежно від наявності інших швидкодіючих захистів.

Газовий захист встановлюється на трансформаторах, автотрансформаторах і реакторах з масляним охолодженням, що мають розширювачі, і здійснюється за допомогою поплавкових, лопатевих і чашкових газових реле.
Газовий захист є єдиним захистом трансформаторів від «пожежі стали»
муздрамтеатру, що виникає при порушенні ізоляції між листами стали.

Допускається дію газового захисту па сигнал як при слабкому, так
і при сильному газоутворення на трансформаторах, що мають діфзащіту або відсічення,
не мають вимикачів, також на внутрішньоцехових потужністю 1600 кВА і менше
при наявності захисту від коротких замикань з боку джерела живлення.

Захист трансформаторів від однофазних замикань на землю

Для захисту від однофазних замикань на землю підвищують трансформаторів потужністю 1000 кВА і більше, приєднаних до мереж з великими струмами замикання на землю, також на понижуючих трансформаторах з заземленою нейтраллю передбачається найбільша струмовий захист нульової послідовності від струмів зовнішніх замикань на землю, що діє на відключення.

У зв`язку з широким застосуванням трансформаторів 6 - 10 / 0,4 - 0,23 кВ зі схемою з`єднання обмоток трикутник - зірка, що мають глухозаземленою нейтраллю на боці 0,4 кВ,
у яких реактивний і активний опору нульової послідовності рівні
опорам прямої послідовності, струми однофазних коротких замикань на
стороні 0,4 кВ дорівнюватимуть струмів трифазних коротких замикань при маленьких
замиканнях на затисках трансформатора або поблизу їх.

При цих токах може працювати найбільша струмовий захист, встановлена ​​на стороні ВН, з достатньою чутливістю, і захист в нейтрали трансформатора допустимо не встановлювати, залишивши її тільки для захисту трансформатора при схемі блоку трансформатор - магістраль при протяжному шинопроводі
магістралі. Струм спрацювання реле захисту від однофазних коротких замикань
трансформаторів при маленьких замиканнях на стороні 0,4 кВ (захист приєднана до трансформатора струму в кульове дроті у нейтрали трансформатора) повинен складати для з`єднання обмоток:

де k н-коефіцієнт надійності, рівний 1,15-1,25;
kп - коефіцієнт, що враховує перевантаження і рівний 1,3 для масляних і 1,4 для сухих трансформаторів при відсутності
розрахункових даних, kвоз - коефіцієнт повернення реле,
kт.т - коефіцієнт трансформації трансформатора струму,
Iном.т - номінальний струм силового трансформатора.

У мережах з малими струмами замикання на землю захист від однофазних замикань на землю з дією на відключення встановлюється на трансформаторах в цьому випадку, якщо такий захист є в мережі.

Захист трансформаторів від надструмів в обмотках, обумовлених зовнішніми маленькими замиканнями

Для захисту понижувальних трансформаторів від струмів, обумовлених
зовнішніми маленькими замиканнями, передбачається найбільша струмовий захист без запуску або з запуском від реле малої напруги, що діє на відключення вимикача. Внаслідок низької чутливості найбільша
струмовий захист без запуску від реле малого напруги застосовується лише на трансформаторах потужністю до 1000 кВА.

Для захисту підвищувальних трансформаторів від зовнішніх маленьких
замикань. застосовується найбільша струмовий захист з запуском від реле малого напруги або
струмовий захист нульової послідовності.

Найбільша струмовий захист з запуском від реле малого напруги для підвищують багатообмотувальних трансформаторів виходить досить складною (через наявність кількох комплектів реле малої напруги) і недостатньо чутливою по току. В даному випадку застосовується
струмовий захист нульової послідовності. Остання рекомендується на підвищують трансформаторах потужністю 1000 кВА і більше з глухозаземленою нейтраллю.

Якщо захист підвищувальних трансформаторів не забезпечує необхідної чутливості, то для захисту трансформаторів допускається використовувати струмові реле відповідної захисту генераторів.

У ряді випадків для захисту масивних трансформаторів застосовується струмовий захист зворотному послідовності, яка просто узгоджується з аналогічною захистом генераторів.

На багатообмотувальних трансформаторах з харчуванням з декількох сторін для забезпечення вибірковості діяння захист проводиться спрямованої.

Для захисту від перевантаження паралельно працюють декілька трансформаторів потужністю по 400 кВА і більше, також при роздільній роботі і наявності АВР передбачається однофазова найбільша струмовий захист, що діє на сигнал.

На необслуговуваних підстанціях захист може здійснюватися з дією на автоматичне розвантаження або відключення трансформатора.