1. Защита трансформаторов

1. Виды повреждений и ненормальные режимы работы трансформаторов.

Виды повреждений:

1. Многофазные и однофазные КЗ. Многофазные – внутри и на выводах. Для групп однофазных трансформаторов – исключены. Однофазные (витковые) внутри бака. Защита от замыканий выполняется на отключение.

2. «Пожар» в стали – нарушение изоляции сердечника трансформатора с повышением температуры сердечника.

3. Повреждения бака трансформатора с течью масла.

Ненормальные режимы: обуславливаются внешними КЗ и перегрузками.

1) Большая нагрузка (неправильно рассчитан).

2) Сквозные токи КЗ.

Безопасное время перегрузки трансформаторов:

1,3 I_{т ном} – 120 минут

1,6 I_{т ном}– 45 минут

1,75 I_{т ном}– 20 минут

2 I_{т ном}– 10 минут

3 I_{т ном}– 1,5 минут

На подстанции с обслуживающим персоналом – защита должна дейсьвовать на «сигнал». Без обслуживающего персонала – на отключение или разгрузку.

3) Недопустимое понижение уровня масла.

4) Повышение напряжения.

у Т1;Т3 – N заземлена у Т2 – разземлена.

При однофазном замыкании на землю – Q2 и Q3 выведут трансформатор Т3 из работы. Выключатель Q1 отключится, т.к. большой ток КЗ. Трансформатор Т2 не отключается – т.к. нейтраль разземлена и на нем будет опасное повышение напряжения. После отключения выключателей Q1,Q2,Q3 через точку КЗ будет протекать емкостной ток замыкания, возникает перемежающая электрическая дуга (сопровождается бросками емкостного тока) и как следствие возникают опасные перенапряжения. При одностороннем отключении линии напряжением более 500 кВ (большая емкостная проводимость провода) также возникают опасные перенапряжения. Применяется максимальная защита напряжения.

2. Газовая защита

Основным элементом газовой защиты является газовое реле. Принцип его действия основан на использовании явления газообразования в баке поврежденного трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Газовая защита способна различать степень повреждения и действует на «сигнал» или отключение.

Верхний поплавок – на сигнал, нижний на отключение.

1,2 – Алюминиевые чаши поплавков 3 Ось 4 Подвижный контакт 5 Неподвижный контакт 6 Пружина, удерживающая чашки 7 Пластина 8 Корпус

9 газовое реле 10 трубопровод 11 маслорасширитель

Газовое реле РГ43-66

При витковом замыкании идет газовыделение, газ скапливается в кожухе реле 8. В результате масло начинает вытесняться. Верхняя чашка опускается и защита действует на сигнал КН1 (есть повреждение).

При 2-х или 3-х фазных КЗ идет мощный выброс масла в кожух реле. Он давит на пластину 7 и контакты замкнуться. Сработает КН2, контакты KL1 включают реле на самоудержание и отключиться Q1, Q2, т.е. трансформатор выводится из работы.

Уставки срабатывания газового реле устанавливаются по скорости движения масла: 0,6; 0,9; 1,2 м/с

При этом время срабатывания реле от 0,05 до 0,5 секунд. Уставка по скорости потока зависит от мощности и характеристики охлаждения.

Монтаж газовой защиты:

1)Беспрепятственный проход газа в расширитель. Для этого делается подъем крышки на 1-1,5 и 2-4 от крышки к расширителю.

2) Нижний конец маслопровода, входящий внутрь маслопровода должен заделываться с внутренней поверхностью крышки встык.

3) Контрольный кабель, используемый для соединения контактов газового реле с панелью защиты, должен иметь бумажную изоляцию (резиновая разрушается под действием масла).

4) Действие газовой защиты на отключение необходимо выполнять с самоудержанием, чтобы обеспечить отключение трансформатора в случае кратковременного замыкания или вибрации нижнего контакта газового реле, обусловленного толчками потока масла при бурном газообразовании.

Достоинства газовой защиты:

• Чувствительность,

• простота,

• реагирует на все виды повреждения внутри бака,

• малое время срабатывания,

• способность отключать трансформатор при понижении уровня масла по любым причинам.

Недостатки газовой защиты:

• Не реагирует на повреждения вне бака в зоне между трансформаторами и выключателем;

• может срабатывать ложно при попадании воздуха в бак трансформатора;

• ложная работа в сейсмически опасных районах;

• начальная стадия виткового замыкания может не сопровождаться появлением дуги и соответственно газообразования (любое повреждение внутри бака не самоустраняется, газовая защита не действует и витковые замыкания в трансформаторе могут оставаться длительное время).

Согласно ПУЭ газовая защита обязательна для трансформаторов мощностью более 6300 кВА. Для внутрицеховых подстанций газовую защиту нужно устанавливать на всех трансформаторах, если они допускают это по конструкции, независимо от других защит.