Токовые защиты трансформатора

Для отключения трансформатора при к.з. на выводах трансформатора и его соединениях с выключателями на трансформаторах небольшой и средней мощности предусматривается токовая защита от многофазных коротких замыканий. Она содержит обычно две ступени: токовую отсечку с выдержкой времени и максимальную токовую защиту. Защита устанавливается со стороны источника питания непосредственно у выключателя, при этом в зону действия защиты входят трансформатор и его соединения с выключателями. Срабатывая защита действует на отключение выключателей. Селективность отсечки обеспечивается выбором её тока срабатывания по выражению:

.

Максимальный ток короткого замыкания определяется при повреждении на шинах низшего напряжения в точке К₁ . Коэффициент отстройки в зависимости от типа реле принимается , при этом отсечка без выдержки времени оказывается отстроенной от бросков тока намагничивания. Сопротивление трансформатора обычно достаточно велико, поэтому при коротком замыкании со стороны питания ток повреждения значительно превышает . Указанное соотношение токов дает возможность использовать токовую отсечку без выдержки времени в качестве защиты трансформаторов, причем она обладает достаточной чувствительностью коротким замыканиям со стороны питания. Недостаток отсечки без выдержки времени состоит в неполной защите трансформаторов. В её зону действия входит только часть обмотки. Защита не срабатывает при коротких замыканиях на выводах и в соединениях с выключателем со стороны низшего напряжения (K₃).

Для отключения к.з. в точке К₃ токовая отсечка дополняется максимальной токовой защитой, полностью защищающей трансформатор и являющейся одновременно его защитой от сверхтоков внешних коротких замыканий. Получается защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени без второй ступени.

На параллельно работающих трансформаторах защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени сохраняет селективность только при к.з. в зоне первой ступени; селективное действие третьей ступени обеспечивается только при наличии на шинах низшего напряжения параллельно работающих трансформаторов секционного выключателя с защитой, имеющей меньшую выдержку времени. Защита имеет недостаточную чувствительность к витковым замыканиям и не обеспечивает достаточного быстродействия при многофазных повреждениях в обмотке. Для повышения чувствительности к повреждениям внутри бака защита со ступенчатой характеристикой дополняется газовой защитой.

Дифференциальные токовые защиты трансформаторов

Дифференциальный принцип позволяет выполнить быстродействующую защиту трансформатора, реагирующую на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями. При этом она может иметь недостаточную чувствительность только при витковых замыканиях и пожаре стали. Для осуществления защиты используются трансформаторы тока, установленные с обеих сторон защищаемого трансформатора вблизи выключателей. Вторичные обмотки трансформаторов тока и реле КА соединяется в схему продольной дифференциальной защиты с циркулирующими токами.

П ри этом в реле КА при отсутствии повреждения в защищаемой зоне проходит ток небаланса. Этот ток в дифзащите трансформатора определяется не только погрешностью трансформаторов тока, но и рядом дополнительных факторов, таких как ток намагничивания трансформатора, схема соединения обмоток трансформатора, коэффициент трансформации трансформаторов тока, разнотипность трансформаторов тока, а также автоматического регулирования коэффициента трансформации трансформатора.