Hoe worden vermogenstransformatoren beschermd

Voor vermogenstransformatoren met een hoogspanningswikkeling van meer dan 1000 V relaisbescherming tegen de volgende soorten schade en abnormale bedrijfsmodi:

1) meerfasige fouten in de wikkelingen en hun klemmen,

2) interne schade (kortsluiting in de wikkelingen en "staalvuur" van het magnetische circuit),

3) enkelfasige aardfouten,

4) overstroom in de wikkelingen door externe kortsluitingen,

5) overstroom in de wikkelingen door overbelasting (indien mogelijk),

6) het oliepeil verlagen.

Bij het uitvoeren van transformatorbeveiliging moet rekening worden gehouden met enkele kenmerken van de normale werking ervan: magnetiseringsstroom wanneer de transformator wordt bekrachtigd, het effect van de transformatieverhouding en de verbindingscircuits van de transformatorwikkelingen.

Voor bescherming tegen meerfasige fouten in de wikkelingen en klemmen van transformatoren met een vermogen van 6300 kVA en hoger, onafhankelijk werkend, met een vermogen van 4000 kVA en hoger, parallel werkend, en met een vermogen van 1000 kVA en hoger, indien huidige onderbreking biedt niet de nodige gevoeligheid, overstroombeveiliging heeft een tijdsvertraging van meer dan 0,5 s en geen gasbeveiliging, longitudinale differentiaalbeveiliging met circulerende stromen werkend op schakelaars loskoppelen transformator zonder tijdvertraging.

Kenmerken van differentiële beveiliging van transformatoren in vergelijking met differentiële beveiliging van generatoren, lijnen, enz. is de ongelijkheid van de primaire stromen van verschillende wikkelingen van de transformator en hun mismatch in het algemene geval in fase.

Ter compensatie van de faseverschuiving van de stromen secundaire wikkelingen van stroomtransformatoren, geïnstalleerd vanaf de ster van de transformator zijn aangesloten in een driehoek, en de secundaire wikkelingen van de stroomtransformatoren geïnstalleerd aan de deltazijde van de transformator zijn verbonden in een ster. De compensatie van de ongelijkheid van de primaire stromen wordt bereikt door de juiste selectie van de transformatieverhoudingen van de stroomtransformatoren.

Wanneer het onmogelijk is om de transformatieverhouding van stroomtransformatoren zodanig te kiezen dat het verschil in de secundaire stromen in de arm van de differentiaalbeveiliging minder is dan 10% (aangezien stroomtransformatoren een standaardwaarde van de transformatieverhouding hebben), wanneer bescherming uitvoeren, differentieelrelais van het RNT-type worden gebruikt om de ongelijkheid van de stromen te compenseren, minder vaak egalisatietransformatoren en automatische transformatoren.

Als er geen longitudinale differentiaalbeveiliging is voorzien (in de regel voor enkelwerkende transformatoren met een vermogen van minder dan 6300 kVA en voor parallel werkende transformatoren met een vermogen van minder dan 4000 kVA), dan is in deze gevallen een stroomonderbreking zonder tijdvertraging die een deel van de transformatorwikkeling bedekken.

Longitudinale differentiaalbeveiliging wordt gebruikt in bedrijfs- en reservetransformatoren voor hulpbehoeften van thermische energiecentrales; stroomuitval is toegestaan ​​bij 4000 kVA vermogen.

Het eenvoudigste schema voor het implementeren van longitudinale differentiaalbeveiliging is het onderbreken van de differentiële stroom, die wordt gebruikt in gevallen waarin deze voldoet aan de gevoeligheidsvereisten. Als niet aan deze voorwaarde wordt voldaan, wordt een RNT-type relais gebruikt in longitudinale differentiaalbeveiliging.

RNT-relais heeft verzadigde transformatoren (NT), die zorgen voor een vermindering van stromen als gevolg van magnetiserende inschakelstromen en onbalansstromen die optreden tijdens het transiënte proces bij externe kortsluitingenen compenseert de oneffenheden van de secundaire stromen van stroomtransformatoren.

Transformatoren bestuurd door belastingsspanning of transformatoren met meerdere wikkelingen met meerdere voedingswikkelingen, wanneer vanwege hoge onbalansstromen in het relais bij externe kortsluitingen bescherming met verzadigende transformatoren niet de vereiste gevoeligheid biedt, differentiële beveiliging is voorzien met stop en installatie van DZT-type relais of hun vervanging.

De bescherming wordt vooraf berekend voor het geval dat het relais wordt gebruikt zonder te stoppen. Als het onvoldoende gevoelig blijkt te zijn, gebruik dan een relais met het minimum aantal remspoelen dat de vereiste gevoeligheid levert. De bedrijfsstroom van de longitudinale differentiaalbeveiliging moet worden onderscheiden van de magnetiserings- en onbalansstromen.

Bescherming van stroomtransformatoren tegen interne schade

Ter bescherming tegen inwendige beschadiging (wikkelschade met gaslekkage) en tegen oliepeildaling van transformatoren met een vermogen van 6300 kVA en meer, alsmede transformatoren met een vermogen van 1000 - 4000 kVA, die geen differentieel hebben beveiliging of onderbreking, en als de overstroombeveiliging een tijdsvertraging heeft van 1 s of meer, wordt een gasbeveiliging toegepast met een actie op het signaal bij laag en bij uitschakeling bij intense gasvorming... Het gebruik van gasbeveiliging is verplicht voor interne transformatoren met een vermogen van 630 kVA en meer, ongeacht de aanwezigheid van andere snelwerkende beveiligingen.

Gasbeveiliging wordt geïnstalleerd op transformatoren, autotransformatoren en oliegekoelde reactoren met expanders en wordt uitgevoerd met vlotter-, paddle- en cup-gasrelais. Gasbeveiliging is de enige bescherming van transformatoren tegen het "staalvuur" van het magnetische circuit, dat ontstaat wanneer de isolatie tussen de staalplaten breekt.

Gasbeveiliging is toegestaan ​​voor zowel laag als hoog gassignaal op differentieel beveiligde of trippende transformatoren, zonder schakelaars, en in een overdekte werkplaats van 1600 kVA of minder met kortsluitbeveiliging aan de voedingszijde.

Bescherming van transformatoren tegen enkelfasige aardfouten

Ter beveiliging tegen enkelfasige aardfouten van step-up transformatoren met een vermogen van 1000 kVA en hoger aangesloten op netwerken met hoge aardfoutstromen, evenals step-down transformatoren met een geaarde nulleider, maximale nulvolgordebeveiliging tegen externe aarding foutstromen worden geleverd, werkend op trigger.

Vanwege het wijdverbreide gebruik van transformatoren 6 - 10 / 0,4 - 0,23 kV met een delta-ster-verbindingsschema, met een stevig geaarde nulleider aan de 0,4 kV-zijde, waarbij de reactantie en actieve weerstand van de nulreeks gelijk zijn aan de weerstanden van de positieve sequentie zullen de enkelfasige kortsluitstromen aan de 0,4 kV-zijde gelijk zijn aan de driefasige kortsluitstromen tijdens kortsluitingen aan of nabij de transformatorklemmen.

Bij deze stromen kan de maximale stroombeveiliging die aan de HV-zijde is geïnstalleerd met voldoende gevoeligheid werken, en het is toegestaan ​​om geen beveiliging in het neutrale deel van de transformator te installeren, zodat deze alleen overblijft om de transformator te beschermen met een basisblokschema van de transformator met een lange bus kanaal… De uitschakelstroom van het beveiligingsrelais tegen enkelfasige kortsluitingen van kortgesloten transformatoren aan de 0,4 kV-zijde (de beveiliging is aangesloten op de stroomtransformator in de kogeldraad in het neutrale deel van de transformator) moet zijn voor het aansluiten de windingen:

waarbij kn-betrouwbaarheidsfactor gelijk is aan 1,15-1,25; kn is een coëfficiënt die rekening houdt met overbelasting en gelijk is aan 1,3 voor olie en 1,4 voor droge transformatoren bij afwezigheid van ontwerpgegevens, wat is de retourcoëfficiënt van het relais, waar is de transformatiecoëfficiënt van de stroomtransformator, Aznominaal t - nominaal stroom van de transformator.

In netwerken met lage aardstromen is beveiliging tegen eenfasige aardfouten met uitschakelactie geïnstalleerd op transformatoren, als een dergelijke beveiliging beschikbaar is in het netwerk.

Bescherming van transformatoren tegen overstroom in de wikkelingen veroorzaakt door externe kortsluitingen

Om step-down transformatoren te beschermen tegen stromen veroorzaakt door externe kortsluitingen, wordt overbelastingsbeveiliging geboden zonder uit te schakelen of door te starten vanaf het onderspanningsrelais dat werkt om de onderbreker te openen. Vanwege de lage gevoeligheid wordt overstroombeveiliging zonder starten vanaf het onderspanningsrelais alleen gebruikt op transformatoren met een vermogen tot 1000 kVA.

Om step-up transformatoren te beschermen tegen externe kortsluitingen. maximale overstroombeveiliging met spanningsvrijgaverelais of resterende overstroombeveiliging.

Onderspanningsrelais startende overstroombeveiliging voor multi-winding step-up transformatoren blijkt behoorlijk complex (vanwege de aanwezigheid van meerdere sets onderspanningsrelais) en onvoldoende gevoelig voor stroom. In dit geval restoverstroombeveiliging. Dit laatste wordt aanbevolen voor step-up transformatoren met een capaciteit van 1000 kVA en meer met een stevig geaarde nulleider.

Als de step-up transformatorbeveiliging niet de vereiste gevoeligheid biedt, kunnen stroomrelais met geschikte generatorbeveiliging worden gebruikt om de transformatoren te beschermen.

In sommige gevallen wordt een overstroombeveiliging met negatieve sequentie gebruikt om stroomtransformatoren te beschermen, wat gemakkelijk kan worden gecombineerd met een vergelijkbare beveiliging van generatoren.

In transformatoren met meerdere wikkelingen die van verschillende kanten worden gevoed, wordt richtingsbeveiliging geboden om selectiviteit te garanderen.

Voor overbelastingsbeveiliging van meerdere parallel werkende transformatoren met een vermogen van 400 kVA en meer, evenals in het geval van afzonderlijke werking en de aanwezigheid van een automatische omschakelaar, is een eenfasige overstroombeveiliging die op het signaal inwerkt.

In onbeheerde onderstations kan beveiliging worden uitgevoerd met het effect van automatisch ontladen of uitschakelen van de transformator.