ВВЕДЕНИЕ

Силовые трансформаторы являются наиболее ответственными элементами электрических подстанций. В процессе эксплуатации трансформаторов, несмотря на простоту и надежность самих транс-форматоров, не исключена возможность повреждений как в трансформаторах, так и на их соединениях с коммутационными аппаратами. Также могут возникать опасные ненормальные режимы работы, не связанные с повреждением трансформатора или его соединений. Возможность повреждений и ненормальных режимов обусловливает необходимость установки на трансформаторах защитных устройств.

В настоящее время в области релейной защиты и автоматики (РЗиА) трансформаторов широкое применение находят устройства, выполненные на микропроцессорной (МП) элементной базе, как зарубежного, так и отечественного производства. Это связано, прежде всего, с тем, что такие устройства (терминалы) обеспечивают высокую надежность, большую вычислительную мощность и быстродействие, а также высокую точность измерения электрических величин и временных интервалов, что дает возможность снизить ступени селективности и повысить чувствительность терминала.

В то же время следует отметить, что использование в электроэнергетике России МП-терминалов и выполненных на их основе систем защиты, автоматики, контроля и управления отдельными энергообъектами все еще находится в стадии опытной эксплуатации, прежде всего из-за отсутствия достаточного опыта обслуживающего персонала.

1. ОБЗОР МЕТОДОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (виртуальные-на программах, на стендах (различных производителей) – их особенности положительные и отрицательные …)

1. Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов

К основным видам повреждений и ненормальных режимов работы трансформатора относятся [1]:

1. Междуфазные короткие замыкания на стороне ВН трансформатора. Короткие замыкания (КЗ), называемые междуфазными, могут происходить между наружными выводами обмоток ВН (или НН), расположенными на крышке бака (корпуса) трансформатора или, сравнительно реже, между обмотками внутри бака.

Наиболее опасными для самого трансформатора и для электроприемников прилегающей электрической сети являются трехфазные КЗ на выводах обмотки ВН, поскольку они сопровождаются большими токами КЗ и могут вызвать глубокие понижения напряжения на зажимах других электроприемников. Поэтому все междуфазные КЗ на выводах ВН и внутри трансформатора должны отключаться мгновенно или, в крайнем случае, с минимальным замедлением (до 0,5 с), если это замедление необходимо и обоснованно.

2. Однофазные замыкания на землю (на корпус) на стороне ВН трансформатора. В сетях, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, токи при однофазном замыкании на землю сравнительно малы. Вследствие этого специальная защита от этого вида повреждения на трансформаторах не предусматривается.

В этом случае защита (чаще всего в виде сигнализации) устанавливается на питающей трансформатор линии.

3. Междуфазные КЗ на стороне НН трансформатора. Эти повреждения могут происходить на выводах обмотки НН трансформатора, на сборных шинах НН и на отходящих элементах питаемой сети НН. Наибольшее значение тока при этом соответствует трехфазному КЗ, причем во всех трех фазах токи равны между собой, как на стороне НН, так и на стороне ВН.

4. Однофазные КЗ на стороне НН трансформатора. Эти повреждения характерны для трансформаторов, у которых обмотка НН соединена в звезду с выведенной глухо заземленной нейтралью.

5. Витковые замыкания. Замыкания между витками одной фазы обмотки внутри трансформатора, как правило, не сопровождаются большими токами, как это происходит при междуфазных КЗ. При малой доле замкнувшихся витков (по отношению к общему числу витков обмотки) ток этого вида повреждения может незначительно отличаться от номинального тока трансформатора и это повреждение трудно обнаружить с помощью максимальных токовых защит, реагирующих на увеличение тока сверх номинального.

6. Сверхтоки при перегрузках. Перегрузкой называется ненормальный режим работы трансформатора, при котором ток, проходящий через трансформатор, более чем на 5 % превышает номинальное паспортное значение тока при соответствующем ответвлении обмотки ВН.

Перегрузка трансформаторов не влияет на работу системы в целом, так как она обычно не сопровождается снижением напряжения. Кроме того, сверхтоки перегрузки относительно невелики и их прохождение допустимо в течение некоторого времени, достаточного для того, чтобы дежурный персонал принял соответствующие меры. Предельно допустимые перегрузки по току и температуре для силовых масляных трансформаторов приведены в табл. 1.1 [2].

Таблица 1.1