Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Сред електрическите инсталации, използвани за преобразуване и пренос на електроенергия, трансформаторите са най-скъпите устройства. Независимо от това, те могат да работят без прекъсване през целия период на работа и дори повече, но при условие, че устройството няма да бъде засегнато от аварийни режими. На практика защитата на трансформатора се използва за борба с всяко прекъсване на нормалната работа.

Видове щети

Ориз. 1. Повреда на трансформатори

Поради факта, че трансформаторът е включен заедно с други устройства, всяка повреда на захранващата линия, във вериги с ниско напрежение или вътре в резервоара е еднакво опасна.

Сред текущите видове злополуки трябва да се отбележи следното:

  • Късо съединение между намотките;
  • Късо навиване към корпуса;
  • Междуфазни повреди в линията;
  • Повреди от завой до завой;
  • Повреда на вграденото оборудване;
  • Прегряване на точки на свързване, електрически контакти;
  • Прекъсване във веригата, нарушаване на целостта на точките на свързване или намотките;
  • Нарушение на закрепването на желязото, разтоварване на листовете при разхлабени връзки на ярема, последвано от застъпване или разрушаване на намотките.

Разделение на защитата на трансформатора на основна и резервна

Всеки вид повреда в трансформатор носи потенциална опасност както за целостта на оборудването, така и за надеждността на цялата енергийна система. Ето защо е изключително важно компетентно да се възстанови работата на защитата в електроцентрали, тягови и трансформаторни подстанции, локални трансформаторни подстанции и трансформаторни подстанции. За тази цел защитата на трансформатора се разделя условно на две категории - основна и резервна.

Базовата защита е вид автоматизация, която има за цел да анализира вътрешното състояние на трансформатора (намотки, хардуер, допълнително оборудване). Този тип обхваща както самото устройство, така и съседни гуми, кабели и др.

Резервната защита покрива онези смущения, които възникват извън трансформатора, но могат директно да засегнат неговите проводници и вътрешни компоненти. Това са всички видове претоварвания, къси съединения и пренапрежения в линии, на съседни устройства и др.

Ориз. 2. Основни и резервни защити

Разновидности на защитите и тяхната същност

Всички защити за трансформатори трябва да са достатъчно бързи, за да изключат опасния режим навреме. Тъй като в случай на супер големи електрически количества, това лесно ще доведе до разрушаване на изолация, отделяне на метал, пожари и други неприятни последици.

За да се предотвратят претоварвания, на трансформатора се монтира един или друг вид защита. Какъв вид защита се използва в понижаващи подстанции, в разпределително оборудване, се определя от местните условия и особеностите на режима на работа.

Надлъжна диференциална защита

Областта на приложение на диференциалната токова защита обхваща както самия силов трансформатор, така и заобикалящите го връзки до измерватели на токов товар. Нормалният режим на работа на всеки трансформатор се счита за равномерно преразпределение на товара между трите фази, когато електрическият ток във всяка от тях е приблизително еднакъв.

Надлъжната диференциална защита сравнява текущото натоварване във всички фази. Тъй като токът е приблизително еднакъв, тяхната геометрична сума трябва да е нула. В резултат на сравнението се оказва, че текущият компонент отсъства или е твърде малък за реакцията. Но щом една фаза се затвори или веднага между няколко, токовете в тях вече няма да се компенсират взаимно и сумата им ще се различава от нула, диференциалното прекъсване ще работи.

Ориз. 3. Пример за диференциална защита

Щафета

За да се предотврати повреда на трансформаторите, се използват достатъчно голям брой релейни защити. Релето за контрол на нивото на маслото обаче заслужава специално внимание. Този тип осигурява контрол върху състоянието на изолационната среда. Структурно релето е поплавък с контакти, който се държи над контактите на изключващата верига.

Ако аварийната работа доведе до изтичане на масло и последващо намаляване под нормата, след което може да настъпи повреда, ще настъпи изключване. Може да се намира в основния резервоар или да има резервна релейна защита в разширителя, която ще даде предварителен сигнал за началото на процеса.

Термален

Основата на термичната защита в трансформаторите е класическа термодвойка. Местоположението му се определя от вида на устройството, неговата мощност и размери, тъй като прегряването може да доведе до нарушаване на изолационните свойства, да доведе до топлинно разширение на маслото.

Най-ефективните разположения включват:

  • в горната част на резервоара;
  • за втулки за високо напрежение;
  • в намотките.

Има две степени - първата включва резервни вентилатори или други охлаждащи средства. Второто, ако първото не успее да нулира прегряването под граничната стойност, изключва трансформатора.

Текущо прекъсване

Ориз. 4. Пример за прекъсване на тока

Този тип защита се използва за деактивиране на повреда, която може да е настъпила вътре в трансформатора. Той се намира от страната на входовете на защитения трансформатор, но ударът обхваща всички намотки, от които може да се приложи напрежение. Характеристика на приложението му е схемата на захранване, която се използва в съответния ред.

Така че за трифазни вериги с изолирана неутрала, прекъсването на тока трябва да бъде зададено в две фази. И когато се използват вериги със стабилно заземен неутрал, трябва да се приложи защита във всяка фазова връзка. Когато трансформаторът е изключен, няма никакво забавяне във времето.

Недостатъкът на прекъсвача е, че той работи изключително при високи токове. Следователно, някои неизправности между линия, от завой до завой или земя в изолирана неутрална верига може да останат незабелязани.На практика това е един от най-лесните начини за изключване на трансформатора в авариен режим.

Газова защита

Газовото реле, като вид защита, намира широко приложение в маслени трансформатори, където ролята на диелектрик, разделящ тоководещите елементи и заземената корпусна конструкция, се изпълнява от трансформаторно масло. При нормална работа понижаващите трансформатори не действат върху течния диелектрик и маслото е в постоянно физическо състояние.

Но, в случай на междувитково късо съединение, контакт на проводници със стомана или други ситуации вътре в резервоара, изгаряне на дъга или нагряване на метала води до локално кипене на маслото. От това място започва отделянето на газове, които се издигат до върха на резервоара.

Ориз. 5. Пример за газова защита

За целия резервоар горната точка е разширителният съд, така че в свързващата тръба между разширителния съд и трансформаторния съд е монтирано газово реле.Структурно газовата защита е поплавък с два контакта. Когато е потопен в масло, поплавъкът е в отворено положение. Веднага щом освободените газове се издигнат през тръбата, поплавъкът ще падне и ще затвори контактите, масленият трансформатор ще се изключи.

Реактивна защита

Използва се в трансформатори с първична и вторична намотка за 110, 35, 10, 6, 3,3 kV, където има възможност за превключване на напрежението под товар. Превключвателят под товар обикновено се поставя в отделен резервоар вътре в главния, което го изолира от високоволтовите намотки. Превключването на позициите на стъпалния превключвател под товар може да причини както редовни превключващи явления, така и аварийни. Последните водят до изпускане на масло от резервоара към разширителя.

За да се отговори на такава повреда, е инсталирана защита от струя, тъй като потокът на маслото от крановия превключвател активира измервателния сензор. След това превключвателят се изключва, което ще дезактивира намотките на трансформатора.

Защита от свръхток

Ориз. 6. Пример за свръхтокова защита

Защитата от свръхток се използва за работа в отговор на токове на късо съединение, разположени в непосредствена близост до източника. Това включва повреда както на намотките, така и на най-близките шини на подстанцията, в околното оборудване и т.н.

На практика има голям брой опции за MTZ:

  • От вътрешно и външно късо съединение;
  • МТЗ с комбиниран старт по напрежение;
  • Задействане на пренапрежение с филтър за напрежение с отрицателна последователност;
  • Обратна последователност, комбинирана с трифазно устройство за късо съединение;

В допълнение към аварийните режими може да се настрои режим на защита от претоварване за защита от свръхток. За да направите това, работният ток е зададен в определени граници.Настройката се избира въз основа на максималната стойност на натоварване, така че прекъсвачът да не се задейства по време на нормална работа.

Защита от нулев ток

Ориз. 7. Пример за токова защита с нулева последователност

Предназначен да предпази трансформатора от евентуално късо съединение на една и две фази със земята. Това са ситуации, когато симетрията на товара е нарушена в трифазна система и сумата от токовете спрямо нулевата точка вече няма да бъде равна на нула.

Балансът на системата ще бъде нарушен, което ще провокира прекъсване на захранването след определен период от време. Често се комбинира с автоматично повторно включване, след което след няколко секунди прекъсвачът се включва отново, в случай че късото съединение се изчисти.

Специална резервна защита

Специалната резервна защита е проектирана за автономно резервиране на защита от свръхток в токови вериги.Може да се използва както от високата, така и от ниската страна на трансформатора. Тяхното действие е насочено към първичните и вторичните максимални токове, които могат да възникнат в непосредствена близост до защитения обект. Работата на SRZ, като правило, има забавяне във времето спрямо основната токова защита от страна на 110 - 220 kV.

Защита на текущата стъпка

Подобно на предишната версия, това е вид защита от свръхток, която е вградена в ключа на последователността на работа за различни намотки. Широко използван във вериги, където консуматори са свързани към източник с високи пускови токове. Въпреки това, максималната чувствителност на защитата е допълнително свързана с напрежението, което гарантира, че автоматичното изключване е блокирано, ако се захранва твърде мощен товар, тъй като спадът на напрежението не достига зададената граница.

Стъпалата се настройват с такъв интервал от време, че прекъсвачите на товара да бъдат засегнати след основната токова защита.

Защита от ниско напрежение

При понижаване на захранващото напрежение са възможни два сценария - дистанционно късо съединение, което се разпознава от други защити като голям товар или свързване на твърде голям общ товар. И двете опции влияят неблагоприятно на работата на трансформатора, следователно, както в авариен режим, така и в случай на претоварване, се задава времезакъснение, след което се появява една от следните опции:

  • изключен спешен сектор;
  • премахване на неприоритетни потребители от работа;
  • автоматично активиране на резерва.

Повече подробности за този тип защита в статията https://www.asutpp.ru/zaschita-minimalnogo-napryazheniya.html

Свързано видео

Използвана литература

  • M.A. Шабад "Защита на трансформатори 10kV" 1989
  • М. А. Беркович. V. V. Molchanov, V. L. Semenov "Основи на технологията на релейната защита" 1984
  • Zasypkin A.S. "Релейна защита на трансформатори" 1989
  • Shabad M.A. "Защита на трансформатори в разпределителните мрежи" 1981
  • Фигурнов Е.П. "Релейна защита" 2004

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Електротехник