Nadproudové ochrany transformátorů

Výkonové transformátory jsou konstrukčně dostatečně spolehlivé díky absenci rotujících částí. Během provozu je však možné a dochází k poškození a narušení normálního provozu. Porucha výkonových transformátorů: rotace obvodů, zkrat skříně, zkrat vinutí, zkrat vstupů atd., abnormální režimy: nepřípustná přetížení, pokles hladiny oleje, jeho rozklad při přehřátí, přechod vnějšího zkratu složené proudy.

Výkonové transformátory relativně nízkého výkonu jsou obvykle chráněny pojistkami na straně vysokého napětí a pojistkami nebo jističi na straně výstupních vedení nízkého napětí. Proud pojistky vysokonapěťové pojistky se volí s ohledem na nastavení z magnetizačních proudových rázů při zapnutí výkonového transformátoru pod provozním napětím. S ohledem na to jmenovitý proud pojistky

kde Azhs-proud vysokonapěťové pojistky, A, Azn.tr. — jmenovitý proud transformátoru, A.

Shoda vysokonapěťových pojistek s jimi chráněnými výkonovými transformátory s napětím 6 - 10 kV je uvedena v referenčních knihách. Ochrana pomocí pojistek je konstrukčně provedena nejjednodušším způsobem, má však nevýhody - nestabilita parametrů ochrany, která může vést k nepřijatelnému prodloužení doby odezvy ochrany u některých typů vnitřního poškození výkonových transformátorů. S pojistkovou ochranou vznikají potíže při koordinaci ochrany sousedních síťových úseků. Pokročilejší reléová nadproudová ochrana transformátorů (obr. 1).

Obr. 1. Schéma nadproudové ochrany proti přetížení snižovacího dvouvinutého transformátoru s přímým napájením

Proudové transformátory CT jsou napájeny ze strany vysokého napětí (výkonu). Pokud byly instalovány na straně nízkého napětí (jak je znázorněno na obrázku tečkovanou čarou), bude ochrana fungovat pouze v případě poruchy na přípojnicích 6,6 kV a souvisejících zátěžích, protože v tomto případě dojde ke zkratu proudové proudy nebudou procházet proudovými transformátory...

Pokud dojde k poškození některé ze tří fází transformátoru, zkratový proud projde příslušným transformátorem proudu, sepne kontakty provozního relé T, které uvede do činnosti časové relé B a přes něj mezirelé P, provozní proud aktivuje vypínací cívku KO-1, která odpojením ochranného transformátoru vypne jistič B1.

Rýže. 2. Schéma nadproudové ochrany transformátoru

Na Obr. 2 znázorňuje schéma transformovny, která napájí dvě skupiny zátěží na straně nízkého napětí.Zde je transformátor na obou stranách chráněn vyšším a nižším napětím. Obě sekce jsou napájeny samostatnými spínači. Pro normální provoz poskytuje obvod tři sady nadproudové ochrany: dvě z nich na straně nižšího napětí a jednu na straně vyššího napětí.

Provozní proud ochrany instalované na straně nízkého napětí se volí podle zatížení jejího obvodu s přihlédnutím k rozběhovým proudům motorů obsluhovaných touto částí obvodu. Zpoždění se volí podle podmínek selektivity s ochranou prvků připojených k této části obvodu Provozní proud ochrany instalované na straně vysokého napětí je určen celkovým zatížením obou sekcí s přihlédnutím k startovací proudy elektromotorů a rychlost závěrky je o jeden krok vyšší než rychlost závěrky na nízkonapěťové straně.

Pro nadproudovou ochranu tří transformátorů vinutí nestačí jedna sada ochranných zařízení. Pro odpojení pouze jednoho vinutí při výpadku jednonapěťového systému a zachování provozu transformátoru se dvěma dalšími vinutími je nutné každé vinutí transformátoru napájet nezávislou sadou nadproudové ochrany... Pracovní proud je zvolen podle zatížení každého vinutí . Zpoždění se nastavuje podle podmínky selektivity s ochranou ostatních prvků v síti s daným napětím.

Výkonové transformátory obvykle umožňují značné přetížení. Transformátor normální konstrukce tedy umožňuje dvojnásobné přetížení za 10 minut. Tato doba je poměrně dostačující na to, aby personál ve službě vyložil transformátor.Proto je ochrana proti přetížení instalována na transformátorech s výkonem 560 kVA a vyšším. V rozvodnách se stálým personálem ve službě funguje ochrana na signál a v rozvodnách bez stálého personálu ochrana vypne přetížený transformátor nebo část jeho zátěže.

Okamžitá nadproudová ochrana s omezenou oblastí působení se nazývá nadproudová... Pro zajištění selektivity v oblasti pokrytí se proudové přerušení nastavuje zkratovými proudy na nízkonapěťové straně transformátoru, rozběhovými proudy elektromotorů, zkratovým proudem (SC) na konci vedení nebo na začátku dalšího úseku. Charakter změny zkratového proudu při odstranění zkratového bodu ze zdroje je znázorněn na Obr.

Rýže. 3. Schéma proudové ochrany

Provozní vypínací proud je volen tak, aby nevypínal při poruchách na sousedním vedení. K tomu musí být provozní proud větší než maximální zkratový proud nízkonapěťových přípojnic.

Oblast pokrytí je definována graficky, jak je znázorněno na obrázku 3. Vypočítají se proudy protékající během zkratu na začátku (bod 1) a na konci vedení (bod 5) a také v bodech 2 — 4. V závislosti na křivka změny zkratového proudu ze zdroje je nakreslena ze vzdálenosti (křivka 1). Určí se vybavovací proud a na stejném grafu se nakreslí čára vybavovacího proudu 2. Průsečík křivky 1 s čárou 2 vymezuje konec vypínací zóny (stínovaná část).

Přerušovací proud může chránit celé vedení, ke kterému je připojen pouze jeden transformátor, pokud je přerušovací pracovní proud zvolen tak, aby nefungoval v případě nízkonapěťové poruchy vycházející z transformátoru, který má být chráněn. K tomu musí výpočet zohlednit maximální zkratový proud pozorovaný na nízkonapěťových sběrnicích. V tomto případě proudové přerušení spolehlivě ochrání vedení, přípojnice a část vysokonapěťového vinutí transformátoru.

Schémata vypnutí se liší od schémat nadproudové ochrany v nepřítomnosti časových relé, místo kterých jsou instalována mezilehlá relé. Ochrana proti přetížení chrání pouze část vedení, proto se používá jako doplňková ochrana. Použití proudového přerušení umožňuje urychlit vypínání poruch doprovázených nejvyššími hodnotami zkratových proudů a zkrátit časové zpoždění nadproudové ochrany. Když je proudové přerušení kombinováno s nadproudovou ochranou, získá se proudová ochrana s časovým krokem: první stupeň (přerušení) funguje okamžitě a následující s časovým zpožděním.