24. Токи небаланса в дифференциальной защите трансформаторов. Причины возникновения токов небаланса. Меры предупреждения срабатывания дифференциальной защиты трансформаторов от токов небаланса.

ток небаланса   в дифференциальной защите   появляется   при изменении   (регулировании) напряжения па одной из сторон трансформатора с целью поддержания нормального напряжения у по­требителей при колебаниях напряжения на шинах ВН. При больших диапазонах регулирования напря­жения под нагрузкой (РПН) и, следовательно, боль­ших изменениях тока только на одной из сторон трансформатора приходится принимать специальные меры для обеспечения несрабатывания дифференци­альной защиты при внешних КЗ. Поскольку большие диапазоны регулирования напряжения характерны для трансформаторов более высоких классов напря­жения, здесь не рассматриваются особенности выпол­нения дифференциальных защит па трансформаторах с РПН

Причины. При выполнении продольных дифференциальных защит трансформаторов (в отли­чие от аналогичных защит генераторов, линий) при­ходится считаться с возможностью возникновения больших токов небаланса из-за следующих причин:

• имеется ток намагничивания, проходящий только по обмотке трансформатора со стороны пи­тания и появляющийся поэтому в реле как ток не­баланса; при включении трансформатора под напря­жение бросок тока намагничивания (БТН) может в 5—8 раз превысить номинальный ток трансформа­тора;

• первичные поминальные токи сторон ВН и НН трансформатора не равны между собой (исключение представляет трансформатор 10/10 кВ); как правило, неравенство характерно и для вторичных токов (I2-1 и I2-2 на рис. 36);

• трансформаторы тока 1ТТ и 2ТТ (рис. 36), как правило, разнотипные, имеют разные вольт-амперные характеристики, разные сопротивления нагрузки и, как следствие, при внешних КЗ они работают с раз­ными значениями полной погрешности, что увеличи­вает неравенство значений вторичных токов I2-1 и I2-2.

• при схеме и группе соединения обмоток, отлич­ной от пулевой, имеется фазовый сдвиг между пер­вичными токами в выводах трансформатора, напри­мер: при стандартной схеме и группе соединения об­моток Y/∆-11 (см. рис. 38) фазовый сдвиг составляет 30°; если не принять специальных мер, этот же фазо­вый сдвиг будет и между вторичными токами и вызо­вет недопустимо большой ток небаланса в реле диф­ференциальной защиты.

Меры для предупреждения действия защиты от токов небаланса

            Простейшее решение: I_C.P. > I_нб – значительно ограничивает чувствительность защиты. Ток небаланса стараются уменьшить. Так как основной составляющей является I_нб.ТА, главный путь уменьшения тока небаланса – правильный подбор трансформаторов тока и их вторичной нагрузки. Трансформаторы тока не должны насыщаться при максимальном значении тока сквозного КЗ.

            Однако, даже после принятых мер, ток небаланса все равно остается достаточно большим. Для исключения ложного действия защиты от токов небаланса применяют:

1.      дифференциальные реле, включенные через быстро насыщающиеся вспомогательные трансформаторы (БНТ);

2.      дифференциальные  реле с торможением.

25. Газовая защита трансформаторов. Предназначение и принцип действия газовой защиты трансформаторов. Параметры газовой защиты трансформаторов. Преимущества и недостатки газовой защиты трансформаторов.

Газовая защита является чувствительной защитой от повреждений, возникающих внутри масляного бака трансформатора и сопровождающихся выделением газов и быстрым перемещением масла из бака в расширитель. Газы выделяются при разложении масла и твердых изоляционных материалов электрической дугой, а также при повреждении и перегреве стали маг-нитопровода. Защита реагирует и на недопустимые понижения уровня масла в расширителе. Газовое реле устанавливается в трубопроводе, соединяющем расширитель с баком трансформатора. Поэтому газы, образующиеся в баке трансформатора, на своем пути к расширителю проходят через газовое реле.

Газовое реле - единственное реле в защите трансформатора, выполненное не на электрическом принципе. Его реагирующими элементами могут быть полые герметичные цилиндры, лопасти и открытые алюминиевые чашки. Реагирующие элементы размещают в корпусе реле на осях и имеют возможность поворачиваться вместе с прикрепленными к нему контактами, замыкающими цепь реле при накоплении газа в верхней части реле, при динамических перемещениях (толчках) масла из бака в расширитель в момент бурного развития повреждения. Обычно газовое реле имеет два (иногда три) реагирующих элемента: верхний и нижний. Контакты верхнего действуют на сигнал, нижнего - на отключение трансформатора от сети. Для защиты контакторных устройств РПН, размешенных вне бака трансформатора, применяются реле (так называемые струйные реле) с одним элементом, реагирующим только на появление динамической струи масла, перетекающего в сторону расширителя. На газообразование струйное реле не реагирует, так как образование газа в процессе работы контактора - обычное явление.

Газовое реле имеет смотровое окно для наблюдения за накоплением в реле газа и кран для отбора пробы газа при срабатывании реле.

При небольших повреждениях в трансформаторе образование газа происходит медленно, он поднимается к расширителю, проходя через реле, газ заполняет верхнюю часть её кожуха, вытесняя оттуда масло – замкнется контакт.

 При значительном повреждении в трансформаторе, газообразование протекает бурно, под влиянием давления, масло приходит в движение, лопасть замыкает контакты.

Реле способно различать степень повреждения в трансформаторе. при малых – сигнал, при больших – отключений. Газовая защита реагирует и на понижение уровня масла – вначале на сигнал, затем на отключение.

  Достоинства:

1.      Простота;

2.      Высокая чувствительность;

3.      Малое время действия при значительных повреждениях.

Газовая защита является наиболее чувствительной защитой трансформаторов от повреждений его обмоток и особенно витковых замыканий, на которые дифференциальная защита реагирует только при замыкании большого числа витков, а МТЗ и отсечка не реагируют совсем.

Недостатки:

1.      Не действует при повреждениях на выводах трансформатора;

2.      Должна выводиться из работы после доливки масла.