Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Z elektrických instalací používaných k přeměně a přenosu elektřiny jsou transformátory nejdražšími zařízeními. Přesto jsou schopny pracovat bez přerušení po celou dobu provozu, ba i více, ovšem za podmínky, že zařízení nebude ovlivněno nouzovými režimy. V praxi se ochrana transformátoru používá k potlačení jakéhokoli narušení normálního provozu.

Druhy poškození

Rýže. 1. Poškození transformátorů

Vzhledem k tomu, že je transformátor zapínán společně s dalšími zařízeními, je stejně nebezpečné jakékoli poškození na přívodním vedení, v nízkonapěťových obvodech nebo uvnitř nádrže.

Mezi aktuálními typy nehod je třeba poznamenat:

  • Zkrat mezi vinutími;
  • Krátce k případu;
  • Mezifázové poruchy ve vedení;
  • Závady ze zatáčky na zatáčku;
  • Poškození vestavěného zařízení;
  • Přehřátí přípojných míst, elektrických kontaktů;
  • Přerušení obvodu, porušení integrity spojovacích bodů nebo vinutí;
  • Porušení upevnění žehličky, vyložení plechů při uvolnění třmenových spojek s následným překrytím nebo zničením svitků.

Rozdělení ochrany transformátoru na hlavní a záložní

Jakýkoli typ poškození transformátoru s sebou nese potenciální nebezpečí jak pro integritu zařízení, tak pro spolehlivost celého energetického systému. Proto je nesmírně důležité kvalifikovaně přestavět dílo ochrany na elektrárnách, trakčních a trafostanicích, místních trafostanicích a trafostanicích. Pro tento účel je ochrana transformátoru podmíněně rozdělena do dvou kategorií - hlavní a záložní.

Základní ochrana je typ automatizace, který je zaměřen na analýzu vnitřního stavu transformátoru (vinutí, hardware, přídavná zařízení). Tento typ pokrývá jak samotné zařízení, tak přilehlé pneumatiky, dráty atd.

Záložní ochrana pokrývá ta rušení, která se vyskytují mimo transformátor, ale mohou přímo ovlivnit jeho vodiče a vnitřní součásti. Jedná se o nejrůznější přetížení, zkraty a přepětí ve vedení, na sousedních zařízeních atd.

Rýže. 2. Hlavní a záložní ochrany

Různé druhy obran a jejich podstata

Všechny ochrany pro transformátory musí být dostatečně rychlé, aby včas vypnuly nebezpečný režim. Protože v případě supervelkých elektrických veličin to snadno povede ke zničení izolace, uvolnění kovu, požáru a dalším nepříjemným následkům.

Aby se zabránilo přetížení, je na transformátoru instalován jeden nebo jiný typ ochrany. Jaký druh ochrany se použije na snižovacích rozvodnách, v zařízeních rozváděčů, je určeno místními podmínkami a vlastnostmi provozního režimu.

Podélná diferenciální ochrana

Oblast použití diferenciální proudové ochrany pokrývá jak samotný výkonový transformátor, tak jeho okolní přípojky až po měřiče proudového zatížení. Za normální režim provozu každého transformátoru se považuje rovnoměrné přerozdělení zátěže mezi všechny tři fáze, kdy elektrický proud v každé z nich je přibližně stejný.

Podélná diferenciální ochrana porovnává proudové zatížení ve všech fázích. Protože proud je přibližně stejný, jejich geometrický součet by měl být nulový. V důsledku srovnání se ukazuje, že proudová složka chybí nebo je pro reakci příliš malá. Jakmile se však jedna fáze uzavře nebo okamžitě mezi několika, proudy v nich se již nebudou vzájemně kompenzovat a jejich součet se bude lišit od nuly, diferenciální omezení bude fungovat.

Rýže. 3. Příklad diferenciální ochrany

Štafeta

Aby nedošlo k poškození transformátorů, je použito dostatečně velké množství reléových ochran. Zvláštní pozornost si však zaslouží relé kontroly hladiny oleje. Tento typ poskytuje kontrolu nad stavem izolačního prostředí. Konstrukčně je relé plovákem s kontakty, které je drženo nad kontakty vypínacího obvodu.

Pokud při nouzovém provozu dojde k úniku oleje a následnému poklesu pod normu, po kterém může dojít k poruše, dojde k odstavení. Může být umístěn v hlavní nádrži nebo mít záložní reléovou ochranu v expandéru, které dá předběžný signál o zahájení procesu.

Termální

Základem tepelné ochrany v transformátorech je klasický termočlánek. Jeho umístění je určeno typem zařízení, jeho výkonem a rozměry, protože přehřátí může vést k porušení izolačních vlastností, vést k tepelné roztažnosti oleje.

Nejvýkonnější umístění zahrnují:

  • v horní části nádrže;
  • pro vysokonapěťové průchodky;
  • ve vinutích.

Má dva stupně - první zapíná záložní ventilátory nebo jiné chladicí prostředky. Druhý, pokud se prvnímu nepodařilo resetovat přehřátí pod limitní hodnotu, vypne transformátor.

Aktuální přerušení

Rýže. 4. Příklad přerušení proudu

Tento typ ochrany se používá k deaktivaci poškození, ke kterému mohlo dojít uvnitř transformátoru. Je umístěn na straně vstupů chráněného transformátoru, náraz však pokrývá všechna vinutí, ze kterých lze přivést napětí. Charakteristickým rysem jeho aplikace je schéma napájení, které je použito v odpovídajícím řádku.

Pro třífázové obvody s izolovaným nulovým vodičem musí být proudové omezení nastaveno na dvě fáze. A při použití obvodů s pevně uzemněným neutrálem musí být ochrana aplikována v každé fázi připojení. Když je transformátor vypnutý, nedochází k žádné časové prodlevě.

Nevýhodou cutoff je, že funguje výhradně při vysokých proudech. Proto mohou některé poruchy mezi linkami, odbočkami nebo uzemnění v izolovaném neutrálním obvodu zůstat bez povšimnutí.V praxi je to jeden z nejjednodušších způsobů, jak vypnout transformátor v nouzovém režimu.

Ochrana proti plynu

Plynové relé jako typ ochrany našlo široké uplatnění v olejových transformátorech, kde roli dielektrika oddělujícího proudonosné prvky a uzemněnou konstrukci pouzdra plní transformátorový olej. Za normálního provozu nepůsobí redukční transformátory na kapalné dielektrikum a olej je v konstantním fyzikálním stavu.

Ale v případě zkratu, kontaktu vodičů s ocelí nebo jiných situací uvnitř nádrže, hoření oblouku nebo zahřívání kovu vede k místnímu varu oleje. Z tohoto místa začíná uvolňování plynů, které stoupají k vrcholu nádrže.

Rýže. 5. Příklad ochrany plynu

U celé nádrže je horním bodem expanzní nádrž, takže ve spojovacím potrubí mezi expanzní nádrží a nádrží transformátoru je instalováno plynové relé.Konstrukčně je plynová ochrana plováková se dvěma kontakty. Při ponoření do oleje je plovák v otevřené poloze. Jakmile uvolněné plyny stoupají potrubím, plovák spadne a sepne kontakty, olejový transformátor se vypne.

Ochrana proti tryskám

Používá se v transformátorech s primárním a sekundárním vinutím pro 110, 35, 10, 6, 3,3 kV, kde je možnost přepínání hodnoty napětí pod zátěží. Přepínač odboček je obvykle umístěn v samostatné nádrži uvnitř hlavní, která jej izoluje od vysokonapěťových vinutí. Spínací polohy přepínače odboček pod zatížením mohou způsobovat jak jevy pravidelné, tak nouzové. Ty vedou k uvolnění oleje z nádrže do expandéru.

Aby se reagovalo na takové poškození, je instalována ochrana proti tryskání, protože průtok oleje z přepínače aktivuje měřicí senzor. Dále je vypínač vypnutý, čímž dojde k odpojení vinutí transformátoru.

Ochrana nad proudem

Rýže. 6. Příklad nadproudové ochrany

Nadproudová ochrana se používá k činnosti v reakci na zkratové proudy umístěné v těsné blízkosti zdroje. To zahrnuje poškození jak na vinutí, tak na nejbližších přípojnicích rozvodny, v okolním zařízení atd.

V praxi existuje velké množství možností MTZ:

  • Od vnitřních a vnějších zkratů;
  • MTZ s kombinovaným startem napětí;
  • Přepěťová spoušť s filtrem záporné sekvence napětí;
  • Reverzní sekvence v kombinaci s třífázovým zkratovacím zařízením;

Kromě nouzových režimů lze pro nadproudovou ochranu nastavit režim ochrany proti přetížení. K tomu je provozní proud nastaven v určitých mezích.Nastavení se volí na základě hodnoty maximálního zatížení tak, aby při normálním provozu nedošlo k vypnutí jističe.

Proudová ochrana nulové sekvence

Rýže. 7. Příklad nulové složky proudové ochrany

Navrženo k ochraně transformátoru před možným zkratem jedné i dvou fází k zemi. Jedná se o situace, kdy je v třífázové soustavě narušena symetrie zátěže a součet proudů vzhledem k nulovému bodu již nebude roven nule.

Dojde k narušení rovnováhy systému, což po určité době vyvolá výpadek proudu. Často v kombinaci s automatickým opětovným zapnutím, pak po několika sekundách dojde k opětovnému zapnutí jističe pro případ, že by se zkrat sám uvolnil.

Speciální ochrana zálohování

Speciální záložní ochrana je navržena pro autonomní redundanci nadproudové ochrany v proudových obvodech.Lze použít na horní i spodní straně transformátoru. Jejich působení je zaměřeno na primární a sekundární maximální proudy, které se mohou vyskytnout v bezprostřední blízkosti chráněného objektu. Práce SRZ má zpravidla časové zpoždění vůči hlavní nadproudové ochraně na straně 110 - 220 kV.

Aktuální kroková ochrana

Stejně jako předchozí verze se jedná o druh nadproudové ochrany, která je zabudována v klíči provozní sekvence pro různá vinutí. Široce se používá v obvodech, kde jsou spotřebiče připojeny ke zdroji s vysokými zapínacími proudy. Maximální citlivost ochrany je však navíc vázána na napětí, což zajišťuje zablokování automatického vypnutí při napájení příliš silné zátěže, protože pokles napětí nedosahuje nastavené meze.

Kroky jsou upraveny s takovým časovým intervalem, aby byly jističe ovlivněny po hlavní proudové ochraně.

Podpěťová ochrana

V případě poklesu napájecího napětí jsou možné dva scénáře - vzdálený zkrat, který ostatní ochrany rozpoznávají jako velkou zátěž nebo připojení příliš velké celkové zátěže. Obě možnosti nepříznivě ovlivňují provoz transformátoru, proto je jak v nouzovém režimu, tak v případě přetížení nastaveno časové zpoždění, po kterém nastane jedna z následujících možností:

  • mimo nouzovou sekci;
  • odstranit z práce neprioritní spotřebitele;
  • automatická aktivace rezervy.

Více podrobností o tomto typu ochrany v článku https://www.asutpp.ru/zaschita-minimalnogo-napryazheniya.html

Související video

Použitá literatura

  • M.A. Shabad "Ochrana transformátorů 10kV" 1989
  • M. A. Berkovich. V. V. Molchanov, V. L. Semenov "Základy technologie ochrany relé" 1984
  • Zasypkin A.S. "Reléová ochrana transformátorů" 1989
  • Shabad M.A. "Ochrana transformátorů v distribučních sítích" 1981
  • Figurnov E.P. "Ochrana relé" 2004

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Elektrikář