ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 8 сем

Закон АРВ СД

Функциональная схема АРВ СД

21

Структурная схема АРВ СД

22

23

3. Защиты силовых трансформаторов

Повреждения:

-междуфазные КЗ;

-КЗ одной или двух фаз на землю;

-КЗ между витками одной фазы (межвитковое);

-замыкание между обмотками разных напряжений;

-КЗ на вводах, ошиновке и в кабелях (междуфазное и на землю);

-«пожар стали»-. Это явление заключается в чрезмерном нагреве вихревыми токами какой-либо части магнитопровода вследствие нарушения изоляции между листами стали или между магнитопроводом и стягивающими его шпильками. Перегрев магнитопровода может привести к разложению масла и к его воспламенению.

Ненормальные режимы:

-внешнее КЗ;

-перегрузка;

-понижение уровня масла в баке;

-недопустимые повышения напряжения.

Наиболее частые повреждения – витковые замыкания и КЗ на выводах.

24

Короткие замыкания

Внутренние КЗ. Анализ повреждений трансформаторов говорит о том, что

наибольшее число отказов происходит из-за:

•повреждений на наружных выводах;

•замыканий обмотки или её выводов на бак трансформатора или магнитопровод;

•нарушений витковой изоляции обмоток;

•замыканий между пластинами магнитопровода вследствие разрушения межлистовой изоляции, приводящие к «пожару стали» и местному нагреву;

•ненадёжной работы переключателей ответвлений обмоток;

•разрывы цепей заземления магнитопровода внутри бака трансформатора.

Внешнее короткое замыкание. При близких КЗ на элементах питаемой сети низшего или среднего напряжения через понижающий трансформатор проходят токи, намного превышающие его номинальный ток. Эти токи оказывают термическое и электродинамические воздействие на изоляцию и саму обмотку трансформатора, что может привести в дальнейшем к витковым замыканиям,

механическому повреждению обмоток трансформатора и спровоцировать внутреннее короткое замыкание.

Перегрузки

Неравномерность графика определяется количеством одновременно подключенных нагрузок или увеличением мощности, потребляемой одной или несколькими нагрузками.

Послеаварийные ситуации возникают при выходе из строя одного из параллельно работающих трансформаторов подстанции или при срабатывании устройств АВР на подстанции или в сети, в результате чего к работающему трансформатору подключается дополнительная нагрузка.

ГОСТ 14209-85 "ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ. МАСЛЯНЫЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ.

ДОПУСТИМЫЕ НАГРУЗКИ» определяет, что послеаварийные перегрузки могут быть двух видов – продолжительными и кратковременными.

Продолжительные перегрузки по величине до 140–160% IТ.Н и длительностью

2–8 часов в сутки допускаются в течение недель или даже месяца. 25

Кратковременные перегрузки по величине 160–200% IТ.Н допускаются от нескольких десятков до единиц минут.

Перегрузка трансформаторов не влияет на работу системы электроснабжения в целом, так как она обычно не сопровождается снижением напряжения. В связи с этим защита трансформатора от перегрузки при наличии дежурного персонала должна выполняться с действием на сигнал. На подстанциях без дежурного персонала защита от перегрузки должна действовать на отключение или разгрузку трансформатора путем автоматического отключения части менее ответственных потребителей.

Включение трансформатора под напряжение

Ток намагничивания трансформатора Iμ в нормальном режиме работы невелик и составляет 1–2% номинального тока IТ.Н. После отключения внешнего КЗ или включении трансформатора под напряжение возникает пик переходного тока включения, который может в 20 раз превышать значение номинального тока

IТ.Н продолжительностью от 0,1 до 0,7 секунд. Это происходит вследствие насыщения магнитопровода и вызывает большой намагничивающий ток.

Отстройка защиты от броска тока намагничивания достигается тремя путями:

1)Загрублением защиты по току срабатывания.

2)Включением реле через промежуточные насыщающиеся трансформаторы тока.

3)Выявлением различия между формой кривой тока КЗ и формой кривой тока намагничивания.

26

Рисунок 3 — Бросок тока намагничивания

Повышение напряжения питающей сети

Повышение напряжения вызывает увеличение магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора, вследствие чего происходит возрастание тока намагничивания и вихревых токов.

Эти токи нагревают обмотку и магнитопровод трансформатора, что может привести к повреждению изоляции обмоток и «пожару в стали» магнитопровода. (Возросший ток намагничивания содержит 5-ю гармонику, что используется при построении защиты трансформатора)

Релейная защита трансформаторов мощностью 1000-4000 кВА (6 – 20 кВ)

МТЗ, ТО. Газовая защита.

ПУЭ: Газовая защита от повреждений внутри бака трансформатора и от понижения уровня масла должна быть предусмотрена для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более. Газовую защиту можно устанавливать также на трансформаторах 1-4 МВА.

Основным элементом газовой защиты является газовое реле,

установленное в маслопроводе между баком трансформатора и расширителем.

Газовое реле реагирует:

27

1.На попадание в него газа.

2.На скорость движения масла из бака трансформатора в расширитель.

Газовое реле срабатывает при:

1.Витковых замыканиях

2.Однофазных и междуфазных КЗ внутри бака трансформатора

3.Понижении уровня масла

При замыкании внутри трансформатора выделяется газ. Как результат горения и разложения масла. Газ идет в расширительный бачок, на пути к которому стоит газовое реле. Газ при прохождении через реле выдавливает из него масло, что провоцирует срабатывание реле. Первая ступень работает на понижение уровня масла (при понижении уровня масла чашка с контактом начинает опускаться, защита сигнализирует персоналу о понижении уровня масла, при КЗ внутри бака газы начинают быстро выходить в расширительный бак, течением сталкивается вторая чашка с контактом), защита действует на отключение трансформатора. Вот та же инфа, только более понятным и менее басяцким языком https://www.youtube.com/watch?v=o-1Gp5ib1Q8

28

Другие защиты

Защита от сверхтоков

Сверхтоки возникают в трансформаторе при внешних КЗ и перегрузках,

которые в свою очередь могут возникать вследствие самозапуска электродвигателей, увеличения нагрузки из-за отключения параллельно работающих трансформаторов, автоматического подключения нагрузки при АВР и т.д.

Защита выполняется при помощи МТЗ (или МТЗ с блокировкой минимального напряжения, токовая защита нулевой последовательности,

фильтровая защита).

Защита устанавливается со стороны источника питания, при нескольких источниках – со стороны главного источника питания.

Как правило, защита является резервной.

Защита от перегрузки

Чаще всего могут возникать симметричные перегрузки, которые

29

допускаются в довольно широких пределах и, как правило, не сопровождаются значительным понижением напряжения в сети. Поэтому требование ко времени действия защиты от перегрузки определяется только допустимым нагревом изоляции обмоток.

Перегрузки бывают кратковременные и длительные. Кратковременные перегрузки часто самоликвидируются и их отключение не требуется.

Длительные перегрузки до 1,5 – 2 Iном могут быть допустимы в течение длительного времени (от неск.минут до двух часов), т.е. защита должна сработать на сигнал, и персонал, обслуживающий трансформатор, должен принять меры по ликвидации перегрузки трансформатора. Если перегрузка не устранена,

трансформатор должен быть отключен.

Защита от перегрузки выполняется, как правило, реагирующая на ток с действием на сигнал или на отключение (для необслуживаемых подстанций).

Например, МТЗ, включенная на ток одной фазы.

На двухобмоточных тр-рах защита устанавливается со стороны основного питания, на трехобмоточных при двустороннем питании – со стороны основного питания и со стороны, где питание отсутствует, при трехстороннем питании – со всех трех сторон.

Защита от замыканий на корпус

В сети с глухозаземленной нейтралью применяют защиту, реагирующую на любые замыкания на корпус трансформатора. Для выполнения защиты в заземляющую шину между корпусом трансформатора и контуром заземления подстанции устанавливается трансформатор тока, к которому подключается токовое реле.

30