Jak jsou chráněny výkonové transformátory

Pro výkonové transformátory s vysokonapěťovým vinutím větším než 1000 V ochrana relé proti následujícím typům poškození a abnormálním provozním režimům:

1) vícefázové poruchy ve vinutí a jejich svorkách,

2) vnitřní poškození (zkrat ve vinutí a "ocelový požár" magnetického obvodu),

3) jednofázové zemní poruchy,

4) nadproud ve vinutí v důsledku vnějších zkratů,

5) nadproud ve vinutí v důsledku přetížení (pokud je to možné),

6) snížení hladiny oleje.

Při provádění ochrany transformátoru je nutné vzít v úvahu některé vlastnosti jeho normálního provozu: magnetizační proud při napájení transformátoru, vliv transformačního poměru a spojovací obvody vinutí transformátoru.

Pro ochranu proti vícefázovým poruchám ve vinutí a svorkách transformátorů o výkonu 6300 kVA a vyšším, pracujících nezávisle, o výkonu 4000 kVA a vyšším, pracujících paralelně a o výkonu 1000 kVA a více, pokud přerušení proudu neposkytuje potřebnou citlivost, nadproudová ochrana má časové zpoždění více než 0,5 s a žádnou plynovou ochranu, podélná diferenciální ochrana s cirkulačními proudy pracujícími při odpojit spínače výkonový transformátor bez časového zpoždění.

Charakteristika diferenciální ochrany transformátorů oproti diferenciální ochraně generátorů, vedení atp. je nerovnost primárních proudů různých vinutí transformátoru a jejich nesoulad v obecném případě ve fázi.

Pro kompenzaci fázového posunu proudů sekundární vinutí proudových transformátorů, instalované z hvězdy výkonového transformátoru jsou zapojeny do trojúhelníku a sekundární vinutí proudových transformátorů instalovaných na straně trojúhelníku výkonového transformátoru jsou zapojena do hvězdy. Kompenzace nerovnoměrnosti primárních proudů je dosažena správnou volbou transformačních poměrů proudových transformátorů.

Když nelze zvolit transformační poměr proudových transformátorů tak, aby rozdíl sekundárních proudů v rameni diferenciální ochrany byl menší než 10% (protože proudové transformátory mají standardní hodnotu transformačního poměru), když provádějící ochranu se pro kompenzaci nerovnoměrnosti proudů používají diferenciální relé typu RNT, méně často vyrovnávací transformátory a autotransformátory.

Pokud není zajištěna podélná diferenciální ochrana (zpravidla pro jednopracovní transformátory s výkonem menším než 6300 kVA a pro paralelně pracující transformátory s výkonem menším než 4000 kVA), pak v těchto případech dojde k přerušení proudu bez časové prodlevy pokrývající část vinutí transformátoru.

Podélná diferenciální ochrana se používá v provozních a záložních transformátorech pro pomocné potřeby tepelných elektráren; výpadek napájení je povolen při výkonu 4000 kVA.

Nejjednodušším schématem pro realizaci podélné diferenciální ochrany je přerušování diferenciálního proudu, které se používá v případech, kdy vyhovuje požadavkům na citlivost. Pokud tato podmínka není splněna, je v podélné diferenciální ochraně použito relé typu RNT.

Relé RNT má nasycené transformátory (NT), které zajišťují snížení proudů v důsledku magnetizačních zapínacích proudů a nesymetrických proudů vyskytujících se během přechodového procesu při vnější zkratya vyrovnává nerovnoměrnost sekundárních proudů proudových transformátorů.

Transformátory řízené zátěžovým napětím nebo vícevinuté transformátory s více napájecími vinutími, kdy z důvodu vysokých nesymetrických proudů v relé při vnějších zkratech ochrana saturačními transformátory neposkytuje požadovanou citlivost, diferenciální ochrana je opatřena zastavením a instalací Relé typu DZT nebo jejich náhrada.

Ochrana je předem vypočítána pro případ použití relé bez zastavení. Pokud se ukáže, že je nedostatečně citlivý, použijte relé s minimálním počtem brzdových cívek, které poskytují požadovanou citlivost. Provozní proud podélné diferenciální ochrany je nutno odlišit od magnetizačních a nesymetrických proudů.

Ochrana výkonových transformátorů před vnitřním poškozením

Pro ochranu proti vnitřnímu poškození (poškození vinutí doprovázené uvolněním plynu) a proti poklesu hladiny oleje transformátorů s výkonem 6300 kVA a více, jakož i transformátorů s výkonem 1000 — 4000 kVA, které nemají diferenciální ochranu nebo přerušení a pokud má nadproudová ochrana časovou prodlevu 1 s a více, aplikuje se plynová ochrana s působením na signál při nízkém a na vypnutí při intenzivní tvorbě plynu... Použití plynové ochrany je povinné pro vnitřní transformátory o výkonu 630 kVA a více, bez ohledu na přítomnost dalších rychločinných ochran.

Plynová ochrana se instaluje na transformátory, autotransformátory a olejem chlazené reaktory s expandéry a provádí se pomocí plovákových, lopatkových a pohárkových plynových relé. Plynová ochrana je jedinou ochranou transformátorů proti „ocelovému požáru“ magnetického obvodu, ke kterému dochází při porušení izolace mezi ocelovými plechy.

Plynová ochrana je povolena pro signál nízkého i vysokého plynu na diferenciálně chráněných nebo vypínacích transformátorech, bez spínačů a ve vnitřních dílnách s výkonem 1600 kVA nebo méně s ochranou proti zkratu na napájecí straně.

Ochrana transformátorů před jednofázovými zemními poruchami

Pro ochranu proti jednofázovým zemním poruchám stupňovitých transformátorů o výkonu 1000 kVA a více připojených k sítím s vysokými zemními poruchovými proudy, jakož i snižovacích transformátorů s uzemněným neutrálem, maximální nulová složka ochrany proti vnějšímu uzemnění jsou poskytovány poruchové proudy působící na spoušť.

Díky širokému použití transformátorů 6 — 10 / 0,4 — 0,23 kV se schématem zapojení do trojúhelníku, s pevně uzemněným neutrálem na straně 0,4 kV, ve kterém se reaktance a aktivní odpor nulové sekvence rovnají odporům kladného sledu se jednofázové zkratové proudy na straně 0,4 kV budou rovnat trojfázovým zkratovým proudům při zkratech na svorkách transformátoru nebo v jejich blízkosti.

Při těchto proudech může maximální proudová ochrana instalovaná na VN straně pracovat s dostatečnou citlivostí a je přípustné neinstalovat ochranu do neutrální části transformátoru a ponechat ji pouze na ochranu transformátoru základním blokovým schématem transformátoru. s dlouhým sběrnicový kanál… Vypínací proud ochranného relé proti jednofázovým zkratům transformátorů nakrátko na straně 0,4 kV (ochrana je připojena k proudovému transformátoru v kulovém vodiči v nulové části transformátoru) musí být pro připojení vinutí:

kde kn-faktor spolehlivosti je roven 1,15-1,25; kn je koeficient zohledňující přetížení a rovná se 1,3 pro olej a 1,4 pro suché transformátory při absenci konstrukčních údajů, jaký je koeficient návratnosti relé, kde je koeficient transformace proudového transformátoru, Aznominální t — nominální proudu výkonového transformátoru.

V sítích s nízkými zemními proudy je na transformátorech instalována ochrana proti jednofázovým zemním poruchám s vypínacím účinkem, pokud je taková ochrana v síti k dispozici.

Ochrana transformátorů před nadproudem ve vinutí způsobeným vnějšími zkraty

Pro ochranu snižovacích transformátorů proti proudům způsobeným externími zkraty je zajištěna ochrana proti přetížení bez vypnutí nebo s rozběhem z podpěťového relé, které vypíná vypínač. Z důvodu nízké citlivosti se nadproudová ochrana bez spouštění z podpěťového relé používá pouze u transformátorů do výkonu 1000 kVA.

K ochraně zvyšovacích transformátorů před vnějšími zkraty. maximální nadproudová ochrana s napěťovým spouštěcím relé nebo zbytkovou nadproudovou ochranou.

Podpěťová reléová spouštěcí nadproudová ochrana pro vícevinuté zvyšovací transformátory se ukazuje jako poměrně složitá (kvůli přítomnosti několika sad podpěťových relé) a nedostatečně citlivá na proud. V tomto případě zbytková nadproudová ochrana... Druhá jmenovaná se doporučuje pro zvyšovací transformátory o výkonu 1000 kVA a více s pevně uzemněným neutrálem.

Pokud zvyšovací ochrana transformátoru neposkytuje požadovanou citlivost, lze k ochraně transformátorů použít proudová relé s vhodnou ochranou generátoru.

V některých případech se k ochraně výkonových transformátorů používá nadproudová ochrana se zápornou složkou, která se snadno kombinuje s podobnou ochranou generátorů.

U transformátorů s více vinutími napájených z několika stran je zajištěna směrová ochrana pro zajištění selektivity.

Pro ochranu proti přetížení více paralelně pracujících transformátorů o výkonu 400 kVA a více, stejně jako v případě samostatného provozu a přítomnosti automatického přepojovače, je zajištěna jednofázová nadproudová ochrana působící na signál.

V bezobslužných rozvodnách lze provést ochranu s účinkem automatického odlehčení nebo vypnutí transformátoru.