9.3. В каких случаях применяется газовая защита ?

Газовая защита от повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла или возникновении ускоренного потока масла из бака трансформатора в расширитель, должна быть предусмотрена:

• для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более;

• для шунтирующих реакторов напряжением 500 кВ;

• для внутрицеховых понижающих трансформаторов мощностью 630 кВА и более.

Газовую защиту можно устанавливать также на трансформаторах мощностью 1-4 МВА.

Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании и понижении уровня масла и на отключение при интенсивном газообразовании и дальнейшем понижении уровня масла. В некоторых случаях опасных внутренних повреждений трансформаторов («пожар стали» межвитковых замыканий и т.п.) действует только газовая защита, а электрические защиты трансформатора не работают из-за недостаточной чувствительности.

При бурном газообразовании и резких толчках масла возможен отскок контактов газовогореле после срабатывания, поэтому газовое реле должно действовать на отключение через промежуточное реле по схеме с самоудержанием.

Для защиты контакторного устройства РПН с разрывом дуги в масле, сопровождающихся возникновением ускоренного потока масла из бака контактора в расширитель. следует предусматривать отдельное газовое (струйное) реле. [9].

9.4. В чем заключаются конструктивные особенности струйных от газовых реле ?

После срабатывания струйных реле защиты контактора (URF-25/10, RS-1000, РСТ-25) следует производить их возврат медленным нажатием на кнопку, расположенную под крышкой в верхней части реле («контроля-возврата» у реле URF-25/10 и «Включено» у реле RS-1000) Целесообразно обратить внимание оперативного персонала на то, что возврат реле URF-25/10 выполняется нажатием кнопки только на половину ее хода и что через смотровое стекло следует убедиться, что после возврата груз располагается горизонтально. Возврат реле РСТ-25 производится нажатием до упора на кнопку контроля, предварительно переведенную в положение возврата в соответствии с надписью на крышке коробки зажимов.

Газовое реле не имеет устройства возврата, но имеет кнопку опробования работы контактов на сигнал и отключение (ВF-80/Q, РГТ-80/50).

Струйное реле не срабатывает на появление газа в реле т.к. небольшое количество горючего газа, выделяющегося из масле в процесс работы контактора, является нормальным явлением.[49].

9.5. В каких случаях переводится отключающий элемент газовой защиты с действием на сигнал ?

Перевод отключающего элемента газовой защиты с действием на сигнал должен производиться в следующих случаях:

• на время проверки защиты;

• при неисправности защиты;

• при работах в масляной системе трансформатора, в том числе и при доливке масла;

• при временных взрывных работах вблизи места установки трансформатора;

• при выводе в ремонт трансформатора с сохранением в работе его выключателей.[49].

9.6. Какие особенности операций с вводом в работу трансформатора, возникают при работе защиты контактора РПН ?

Если несмотря на повреждение контактора РПН требуется сохранить в работе трансформатор, он может быть включен в работу после отключения устройств РПН, оперативных цепей управления РПН и блокирования привода. Если на устройстве РПН по какой-либо причине выведено из работы струйное реле, то необходимо отключить автоматическое и запретить ручное регулирование напряжения. Срок работы РПН в этом режиме устанавливается главным инженером предприятия.

Если струйное реле выведено на срок не более одних суток, то по решению главного инженера предприятия трансформатор с устройством РПН может быть включен в работу без защиты контактора.[49].

9.7. Как осуществляется пуск схемы пожаротушения трансформаторов ?

На дифференциальную и газовую защиты трансформаторов, автотрансформаторов и шунтирующих реакторов не должны возлагаться функции пуска установки пожаротушения. Пуск схемы пожаротушения указанных элементов должен осуществляться от специального устройства обнаружения пожара.[62].

9.8. Какие меры применяются в защите автотрансформаторов при выводе ДЗШ ?

На автотрансформаторах 220-500 кВ подстанций, блоках генератор-трансформатор 330-500 кВ и автотрансформаторах связи 220-500 кВ электростанций должна предусматриваться возможность оперативного ускорения защит от токов, обусловленных внешними КЗ, при выводе из действия дифференциальных защит шин или ошиновки, обеспечивающего отключение повреждений на элементах, оставшихся без быстродействующей защиты с выдержкой времени около 0,5 с .[65].

9.9. Может ли сработать дифференциальная защита силового трансформатора из-за работы разрядников ?

Фиксировались случаи действия дифференциальной защиты силовых трансформторов при включении отходящих ЛЭП 10 кВ. КЗ происходило из-за работы разрядников РВП-10, установленных в зоне действия дифференциальной защиты. От коммутационных перенапряжений. Нижний предел работы разрядника оказывался ниже допустимого (26 кВ).[39].

9.10. Для чего применяется быстронасыщающий трансформатор в дифференциальных реле ?

Быстронасыщающийся трансформатор (БНТ) работает как обычный промежуточный трансформатор, если через первичную обмотку проходит переменный ток нормальной частоты с симметричной синусоидальной формы кривой, т.е. ток, каждый период которого состоит из симметричных положительного и отрицательного полупериода. Магнитный поток и пропорциональная ему магнитная индукция в сердечнике БНТ изменяются от положительного до отрицательного максимальных значений, создавая ЭДС на вторичной обмотке БНТ и достаточный для работы исполнительного реле тока.

Иначе работает БНТ. Если через его первичную обмотку проходит ток с несимметричной формой кривой, т.е. ток ,у которого каждый период состоит из одних положительных или одних отрицательных полупериодов или же из положительных полупериодов с большой амплитудой и отрицательных полупериодов с малой амплитудой (или наоборот).

Такое смещение кривой тока относительно оси времени происходит из-за того, что переходные процессы сопровождаются прохождением постоянного затухающего тока, который в отличие от периодического переменного тока называется апериодическим. Таким образом, полный ток во время переходного процесса состоит из периодической и апериодической составляющих и равен их сумме.

Длительность переходного процесса зависит от соотношения индуктивного и активного сопротивлений генераторов, трансформаторов и ЛЭП и может составлять 0,05-0,5 с .

В этом случае, магнитный поток и магнитная индукция в сердечнике БНТ будут изменяться только от положительного максимального значения до нулевого значения тока намагничивания. Поэтому на вторичной обмотке БНТ будет создаваться небольшая ЭДС и недостаточный для работы исполнительного реле тока.

Это свойство БНТ используется для того, чтобы отличить токи КЗ от токов намагничивания силовых трансформаторов и токов небаланса в первые периоды КЗ, сопровождающихся переходным процессом. Таким образом, при включении токовых реле через БНТ они становятся нечувствительными к токам намагничивания силовых трансформаторов и тока небаланса при переходных процессах. Что дает возможность повысить чувствительность защиты. В то же время реле с БНТ надежно срабатывает при КЗ в зоне защиты.[43]

9.11. Укажите случаи применения реле серии РНТ-560 и ДЗТ-11.

В соответствии с [53] использование дифференциальных защит трансформаторов, выполненных с реле серии РНТ-560 на проектируемых ПС не рекомендуется, поскольку на трансформаторах с РПН такие защиты в большинстве случаев не удовлетворяют требованиям чувствительности, регламентируемых ПУЭ.

Для трехобмоточных трансформаторов реле серии РНТ-560 используются крайне редко. Возможно использовать РНТ-560 в первую очередь для защиты двухобмоточных трансформаторов мощностью менее 25 МВА. Если для трансформаторов мощностью 25 МВА и выше значение первичного тока срабатывания защиты окажется больше 1,5 номинального тока трансформатора, то в соответствии с рекомендациями ПУЭ следует выполнять защиту с реле серии ДЗТ-11.[53]

9.12.Как целесообразнее включать тормозную обмотку реле серии ДЗТ-11 ?

Как правило тормозную обмотку реле ДЗТ-11, целесообразно присоединять:

• на двухобмоточных трансформаторах – к трансформаторам тока, установленным на стороне низкого напряжения, а на 2-х обмоточных трансформаторах с расщепленной обмоткой на сумму токов ТТ, установленных в цепи каждой из расщепленных обмоток. В этом случае при КЗ в защищаемой зоне торможение от тока системы отсутствует;

• на 3-х обмоточных трансформаторах на сумму ТТ, установленных на сторонах среднего и низшего напряжений;

• на автотрансформаторах – к ТТ, установленными на стороне среднего напряжения, где, как правило, предусмотрено регулирование напряжения под нагрузкой.[53]

9.13. В каких случаях применяется дистанционная защита автотрансформаторов ?

Направленные дистанционные защиты (ДЗ), устанавливаемые на сторонах ВН и СН, включаются таким образом, чтобы защищать ЛЭП ВН и СН соответственно.

На АТ с ВН 220 кВ применяются два варианта включения ДЗ: одноступенчатые выполняются как на стороне СН, так и на ВН; двухступенчатая РЗ – на стороне СН.

Установка дистанционной защиты автотрансформаторов (АТ) может потребовать по условиям обеспечения:

• согласования защит смежных линий с защитами АТ;

• дальнее резервирования в сетях высшего или среднего напряжения;

Одновременно защита может частично резервировать основные защиты АТ. ДЗ, как другие резервные защиты АТ, с первой выдержкой времени действует на деление шин (на отключение шиносоединительного выключателя), что обеспечивает повышение эффективности дальнего резервирования.

В целях упрощения следует стремиться устанавливать на АТ с высшим напряжением 220 кВ одну панель ДЗ, 330 кВ и выше, как правило, устанавливаются две панели. Как правило, цепи тока подключаются к ТТ на той стороне АТ, в которую направлена ДЗ. Однако при использовании ступеней ДЗ для осуществления ближнего резервирования основных защит АТ и направленности ее в сторону шин среднего (высшего) напряжения, цепи тока этой ступени должны подключаться к ТТ на стороне высшего (среднего) напряжения АТ так, чтобы последний входил в зону действия ступени.

Цепи напряжения защиты могут в общем случае включаться на фазные напряжения (относительно нулевой точки системы) ТН, установленного непосредственно на выводах низшего напряжения АТ, или на междуфазные напряжения ТН, установленного на шинах среднего или высшего напряжения. Последнее целесообразно в случаях, когда обе ступени защиты включаются на ТТ, установленные на той же стороне АТ, на которой установлен используемый для защиты ТН. При таком включении обеспечивается максимальная чувствительность при внешних КЗ защиты, направленной в сторону сети. Использование ТН стороны низшего напряжения наиболее целесообразно при включении ступеней защиты на ТТ разных сторон АТ.

ДЗ на стороне ВН направленная в сеть СН действует с тремя выдержками времени: с первой на отключение шиносоединительного или секционного выключателя СН, со второй на отключение выключателя СН АТ и с третьей на выходные реле АТ.

ДЗ на стороне СН направленная в сеть ВН действует с первой выдержкой времени – на отключение ШСВ или СВ ВН АТ , со второй выдержкой времени на отключение выключателя ВН АТ и с третьей – на выходные реле РЗ АТ. [53]

9.14. Как правильно выбрать значение напряжения срабатывания МТЗ с пуском напряжения ?

Согласно РУ 13Б [53] МТЗ с комбинированным пуском напряжения, выполняется с помощью реле тока РТ-40, фильтр-реле напряжения обратной последовательности типа РНФ-1М и минимального реле напряжения типа РН-54.

В ориентировочных расчетах напряжение срабатывания минимального реле РН-54 может быть принято равным (0,9-0,85) Uном. Для РНФ-1М – исходя из минимальной уставки устройства (6 В междуфазных) U_2сз = 0,06 Uном. По данным экспериментов и опыта эксплуатации при таком напряжении срабатывания обеспечивается отстройка от напряжения небаланса в расчетном (нагрузочном) режиме.[53]

9.15. В чем отличие блокировок МТЗ по напряжению минимального от комбинированного ?

МТЗ с комбинированным пуском напряжения выполняется с помощью реле тока, реле обратной последовательности РНФ-1М и реле минимального напряжения РН-54,

МТЗ с минимальным пуском по напряжению выполняется с помощью реле тока и реле минимального напряжения.

МТЗ установленная на стороне НН с первой выдержкой времени действует на отключение выключателя НН, а со второй – на выходные реле защит трансформатора.

МТЗ установленная на стороне СН с первой выдержкой времени действует на разделение секций шин 35 кВ, далее – на отключение выключателя 35 кВ трансформатора и затем – на выходные реле защиты трансформатора.

В целях уменьшения вероятности повреждения оперативного тока МТЗ с комбинированным пуском напряжения, который совмещен с оперативным током основной защиты трансформатора ( при КЗ в распределительных устройствах типа КРУ может отключиться автоматический выключатель оперативных цепей,т.е. полной потерей оперативного тока защиты трансформатора )рекомендуется устанавливать ее аппаратуру не в шкафу КРУ, а на панели ОПУ.[53].

9.16. Как выполняется защита от замыканий на землю на стороне низшего напряжения автотрансформатора ?

Защита выполняется с помощью максимального реле напряжения типа РН-53/60Д, имеющего достаточную термическую стойкость (110 В). Первичное напряжение срабатывания защиты принимается минимальновозможным для данного реле, т.е. соответствующим Uср.мин = 15 В. Выдержка времени принимается примерно 9с (защита действует на сигнал).[53].

9.17. Какой должна быть уставка защиты от перегруза трансформаторов и автотрансформаторов ?

Ток срабатывания реле тока защиты от перегрузки (действующей на сигнал) определяется по выражению:

J_сз = Котс./Кв J_ном

где :– Котс – коэффициент отстройки, учитывающий ошибку реле и необходимый запас, принимается равным 1,05

Кв – коэффициент возврата реле, может быть принят равным 0,8

J_ном – номинальный ток обмотки трансформатора (АТ) с учетом регулирования напряжения, на стороне которой установлено рассматриваемое реле .

Обычно принимается величина равная 1,25 номинального тока.

При перегрузке обмотки ВН АТ токи в обмотках СН и НН могут быть ниже номинального тока. Следовательно, на АТ, имеющих питание на стороне ВН, необходимо устанавливать РЗ, реагирующую на перегрузку этой стороны. Указанная РЗ будет также защищать и общую обмотку АТ, так как перегрузка этой обмотки будет сопровождаться перегрузкой обмотки ВН. При работе АТ в режиме передачи электроэнергии со сторон ВН и СН на сторону НН в общей обмотке проходит суммарный ток ВН и СН. В этих случаях общая обмотка может перегружаться при отсутствии перегрузки в двух обмотках АТ. На АТ, работающих в указанном режиме, необходимо устанавливать РЗ от перегрузки на нулевых выводах общей обмотки.

Защита от перегрузки двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой НН выполняется с использованием двух реле, каждое из которых включено на фазный ток части обмотки 6-10 кВ. При параллельном соединении частей расщепленной обмотки НН реле тока защиты от перегрузки устанавливается со стороны ВН трансформатора.

Защита от перегрузки трехобмоточного трансформатора с двухсторонним питанием выполняется с использованием трех реле, установленных со стороныВН, СН и НН трансформатора в предложении, что возможна передача мощности со стороны СН одновременно на стороны ВН и НН.

В схемах трехобмоточного трансформатора с односторонним питанием защита от перегрузки устанавливается со сторон ВН и НН.

Для защиты от перегрузки всех сторон трехобмоточного трансформатора используется одно общее реле времени [53]

9.18. Какие меры принимаются для предотвращения ошибок при включении и проверки дифференциальной защиты трансформаторов (АТ).?

Согласно сборника регламентирующих материалов (СРМ-2000), в целях предотвращения излишних и ложных срабатываний диффзащита трансформаторов (АТ) предлагается:

• при проверке схем диффзащита трансформаторов (АТ), укоторых ТТ на стороне ВН соеденены в звезду, обращать особое внимание на правильность схем с точки зрения обеспечения балансировки токов нулевой последовательности;

• проверить правильность сборки токовых цепей диффзащиты при достаточном значении вторичного тока (как правило, не менее 10-20% номинального тока трансформаторов тока, используемых в защите);

• при отсутствии нагрузки или источника питания на стороне НН для проверки защиты 3-х обмоточных трансформаторов (АТ) с выносными регулировочными устройствами использовать ток регулировочного трансформатора при уставкеи переключателя в крайнее положение;

• правильность сборки токовых цепей защиты при ее новом включении проверять анализом векторной диаграммы токов и измерением тока небаланса в реле или напряжения небаланса на их зажимах при полностью собранной схеме защиты.