26. Принцип действия газового реле.

Повреждения внутри бака трансформатора¹ сопровождаются образованием газообразных продуктов разложения трансформаторного масла и изоляционных материалов. Это обстоятельство использовано в конст­рукциях газовых реле, которые являются основными элементами газовой защиты. Во время таких опасных повреждений трансформаторов, как «пожар» стали сер­дечника, а также во многих случаях витковых замыка­ний в обмотках, действует только газовая защита. Кро­ме того, в начальной стадии появления внутренних по­вреждений изоляции трансформатора чувствительность газовой защиты намного превосходит чувствительность остальных защит и газовая защита сигнализирует пер­соналу о начале повреждения, когда остальные защиты еще бездействуют. Эти качества защиты способствуют значительному уменьшению размеров повреждений, об­учают и ускоряют ремонт трансформаторов, что и обу­словило широкое применение газовой защиты во всем мире. Однако опыт эксплуатации свидетельствует о зна­чительном количестве неправильных действий газовой защиты, происходящих из-за неудовлетворительного монтажа газовых реле и цепей защиты, а также из-за неправильной эксплуатации этой защиты персоналом служб РЗАИ и неправильного ее обслуживания опера­тивным персоналом.

Газовое реле устанавливают в рассечке маслопровода, соединяющего бак трансформатора с расширителем, и в нормальном режиме корпус газового реле заполнен трансформаторным маслом. В верхней части корпуса реле выше уровня маслопровода размещен сигнальный элемент (рис. 16). Когда газ, поднимаясь по направлению к расширителю, заполняет верхнюю часть реле, вытесняя масло, подвижная часть сигнального элемен­та опускается и замыкает контакт, через который замыкается цепь предупреждающей сигнализации. В нижней части реле на уровне оси маслопровода установлен от­ключающий элемент. При значительном внутреннем пов­реждении трансформатора и толчкообразном движении трансформаторного масла из бака в расширитель под­вижная часть этого элемента кратковременно отклоня­ется и замыкает другой контакт через который замыка­ется цепь на отключение трансформатора. Продолжи­тельность замкнутого состояния контакта реле часто бывает недостаточна для отключения выключателей трансформатора, но достаточна для срабатывания промежуточного реле. Поэтому в схеме газовой защиты всегда предусмотрено самоудерживание выходного реле после его срабатывания.

3. Пояснить схему замещения тт. Маркировка тт.

Трансформатор тока (рис. 3.1, а) состоит из первичной обмотки w₁, включаемой последовательно в цепь контролируемого тока, вторичной обмотки w₂, замкнутой на сопротивление нагрузки Zн, состоящее из последовательно включенных элементов РЗ или измерительных приборов, и стального магнитопровода 1, с помощью которого осуществляется магнитная связь между о бмотками. Первичный ток I₁ проходящий по виткам первичной обмотки w₁, и ток I2, индуцированный во вторичной обмотке w₂, создают магнитодвижущие силы (МДС) I₁w₁ и I₂w₂, которые вызывают соответственно магнитные потоки Ф₁ и Ф₂, замыкающиеся по стальному магнитопроводу 1. Намагничивающие силы и создаваемые ими магнитные потоки с учетом их положительных направлений, показанных на рис. 3.1, геометрически вычитаются, образуя результирующую МДС Iнамw1 и результирующий магнитный поток трансформатора Фт [41]:

I₁w₁ – I₂w₂ = I_намw₁; (3.1) Ф₁-Ф₂ = Ф_т. (З.1а). Поток Ф_т, называемый рабочим или основным, пронизывает обе обмотки и наводит во вторичной обмотке ЭДС Е2, которая создает в замкнутой цепи вторичной обмотки ток I2. Поток Ф_т создается МДС I_намw₁ и, следовательно, током I_нам. Последний является частью тока I₁ и называется намагничивающим током. Если I_нам = 0, выражение (3.1) примет вид I₁w₁ = I₂w₂, откуда I₂ = I₁(w₁/w₂) = I₁ / KI_в , (3.2) где КI_в = w₂/w₁ - коэффициент трансформации, называемый витковым, в отличие от номинального1. При отсутствии намагничивающего тока вторичный ток I₂ (расчетный ток) равен первичному току I₁, поделенному на коэффициент трансформации ТТ, равный К_1в. В этом случае первичный ток полностью трансформируется во вторичную обмотку w₂, и ТТ работает идеально без потерь и погрешностей.

Обозначение выводов обмоток трансформаторов тока. При изготовлении ТТ выводы первичной и вторичной обмоток условно обозначаются (маркируются) так, чтобы при помощи этих обозначений можно было определять направление вторичного тока по направлению первичного. Выводы первичной обмотки могут обозначаться произвольно: один принимается за начало H, а второй - за конец обмотки К (рис. 3.2, а). Маркировка же выводов вторичной обмотки выполняется по следующему правилу. При прохождении т ока в первичной обмотке от начала H к концу К за начало вторичной обмотки H принимается тот ее вывод, из которого в этот момент ток вытекает в цепь нагрузки (рис. 3.2, а). Соответственно второй вывод вторичной обмотки принимается за конец обмотки К. При обозначении выводов вторичной обмотки по указанному выше правилу ток в обмотке реле, включенного во вторичную цепь ТТ, имеет такое же направление, как и в случае включения реле непосредственно в первичную цепь (рис. 3.2, а). Заводы-изготовители обозначают начало и конец первичной обмотки трансформаторов Л1 и Л2, а начало и конец вторичной обмотки И1 и И2 (рис. 3.2, б, в)

5. Какие типы защиты используются при защите силовых трансформаторов. Защита от внешних КЗ осуществляется при помощи МТЗ, МТЗ с блокировкой минимального напряжения, дистанционной РЗ, токовых РЗ нулевой и обратной последовательностей. В зону действия РЗ от внешних КЗ должны входить шины подстанций (I участок) и присоединения, отходящие от этих шин (II участок). Эти РЗ являются также резервными от повреждений в трансформаторе. Перегрузка. Время действия РЗ от перегрузки определяется только нагревом изоляции обмоток. Масляные трансформаторы допускают длительную перегрузку на 5%. Таким образом, РЗ трансформатора от перегрузки должна действовать на отключение только в том случае, когда перегрузка не может быть устранена персоналом или автоматически.

На автотрансформаторах (AT) предусматриваются РЗ от неполнофазного режима, возникающего при отключении (или включении) не всеми фазами сторон высшего (ВН) или среднего (СН) напряжений. Эта РЗ должна действовать на отключение AT. Необходимость установки такой РЗ обусловлена возможностью отключения в указанном режиме второго, параллельно работающего AT той же подстанции.