1.Вимоги до релейного захисту силових трансформаторів.

Захист силового трансформатора повинен забезпечити його відключення при міжфазних і міжвиткових коротких замиканнях, а також при замиканнях на землю, або подавати сигнал про ненормальний режим роботи трансформатора (перевантаження, підвищення температури масла і т.д.) Види захисту, що встановлюються на трансформаторі, визначається його потужністю, призначенням, місцем встановлення та іншими вимогами, що ставляться в режимі експлуатації. Для електропостачання промислових підприємств силові трансформатори встановлюються:

• На ГПП з первинною напругою 220,110,35кВ і вторинною напругою 6,10,20,35кВ за допомогою одного трансформатора потужністю від 1000 до 63 000кВА;

• На ЦТП з первинною напругою 6,10,20,35кВ і вторинною напругою 0,23;0,4; 0,69кВ при одиничній потужності від 100 до 1600кВА;

• На спеціальних установках (електропіч них, випрямляючих і інших).

2. Релейний захист трансформаторів гпп .

На рис.15.22 приведений захист знижувального трансформатора з первинною напругою 110-35кВ і вторинною 6-10кВ потужністю 6300 кВА. На виводах високої напруги силового трансформатора встановлюються короткозамикач та відсікач.

При спрацюванні захисту пошкодженого трансформатора подається імпульс на включення короткозамикача за допомогою спеціального приводу типу ШПК. Короткозамикач включається і утворює на виводах високої напруги трансформатора штучне коротке замикання, під дією якого захист, що встановлений на живлячій підстанції, спрацьовує і відключає лінію. Після відключення лінії відсікач пошкодженого трансформатора відключається та відсікає трансформатор від лінії. Потім лінія може знов бути включена пристроєм повторного включення - АПВ.

Встановлений на трансформаторі захист виконаний на оперативному змінному струмові за допомогою реле прямої дії типів РТМ та РТМ, непрямої дії типу РТ-80, газового реле типу ПГЗ-22, вказівного реле типу РУ-21 та проміжного реле РП-341.

На трансформаторі встановлені наступні види захисту:

• Диференціальний поздовжній;

• Захист від внутрішніх пошкоджень:

• Захист від надструмів;

• Захист від перевантажень.

Рис.15.22. Схема захисту трансформатора 110/35/6-10кВ потужністю 6300кВА, що підключений до лінії за допомогою відсікача та короткозамикача.

3.Диференціальний поздовжній захист.

Диференціальний поздовжній захист (рис.15.24) оснований на принципі порівняння струмів на початку і в кінці захищаємої дільниці, наприклад на початку та в кінці обмоток силового трансформатора, генератора, двигуна. Ділянка між трансформаторами струму, що встановлені на високій та низькій сторонах силового трансформатора рахується захищеною зоною. Якщо характеристики трансформаторів струму будуть однаковими, то в нормальному режимі, а також при зовнішньому к.з. (точка К₁ за трансформатором) струми у вторинних обмотках трансформаторів струму будуть однаковими, їх різниця дорівнюватиме нулю, тому струм через обмотку струмового реле Т та проміжного П не буде протікати і відповідно захист не буде діяти.

При к.з. в захищає мій зоні (К₂) по обмотках струмового реле буде проходити струм спрацювання , який буде рівним струму спрацювання струмового реле або більшим, тому реле спрацює і через проміжне реле П виникне двостороннє відключення пошкодженої ділянки, так буде діяти повздовжній диференціальний захист при міжфазних і міжвиткових замикання.

Диференціальний захист надійний, має велику чутливість, швидкодіючий, проте не забезпечує захист при зовнішніх коротких замиканнях і може давати хибні відключення при обриві в з’єднувальних проводах вторинних кіл. Умовою надійної роботи диференціального захисту є відстроювання струму небалансу, який виникає із-за неоднакових характеристик трансформаторів струму (неоднакових коефіцієнтах трансформації трансформаторів струму ).

При встановленні диференціального захисту на трансформаторах потрібно також враховувати, що так як первинні та вторинні обмотки силових трансформаторів різні схеми з’єднань (зірка / трикутник , трикутник / зірка і т.д.), то їх струми мають зсув по фазі. Для його компенсації вторинні обмотки трансформаторів струму повинні мати схему з’єднання зворотню схемі з’єднання обмоток силового трансформатора.

Для компенсації струму небалансу додатково встановлюють регулюючий автотрансформатор (АТ) в колі з’єднувальних проводів. Струм спрацювання захисту відстроюється від стрибків намагнічувального струму при включенні трансформатора, а також від струмів при зовнішніх к.з., що досягається при умові:

І_спр.з≥(3-4)І_ном.

Чутливість захисту можна підвищити за встановленням швидконасиченим реле, а тому струм спрацювання захисту може бути зменшений до величини:

І_спр.з≥(1,4-2)І_ном.

Для трансформаторів потужністю 1000-6300кВА захист від міжфазних і виткових замикань допускається виконувати струмовою відсічкою, яку встановлюють зі сторони живлення. Струм спрацювання реле захисту та коефіцієнт чутливості визначається:

І_спр.р=К_н ∙_.К_сх ∙_.І_к2/К_{т.стр. .};

К_ч= К_н ∙ І_к1/ І_спр.р∙ К_т.стр.;

Де: І_к1,І_к2 – струми к.з. в точках К1 та К2.

Рис.15.24.Схема поздовжнього диференціального захисту.