1.7 Струмовий захист від перевантаження
Перевантаження зазвичай є симетричним, тому захист від нього виконується одним реле струму, увімкненим у коло одного з ТС м.с.з. Струм спрацювання реле визначається за виразом:
Iср=квідл ·Iт. ном /( кпов·nтс), (1.25)
де квідл=1,06 - коефіцієнт відлагодження;
Iт. ном - номінальний струм трансформатора;
кпов- коефіцієнт повернення;
nтс - коефіцієнт трансформації ТС.
Витримка часу приймається на ступінь селективності більшою, ніж час спрацювання захисту трансформатора від зовнішніх КЗ:
tперев=tм.с.з +Δ t. (1.26)
На триобмоткових трансформаторах з обмотками рівної потужності та при односторонньому живленні захист від перевантаження встановлюється тільки з боку живлення. Якщо обмотки мають різну потужність, то додатково встановлюється захист на стороні живлення обмотки меншої потужності. Якщо існує можливість передавання потужності в будь-яких напрямках, то захист від перевантаження встановлюється з усіх боків. Захист від перевантаження передбачається при паралельній роботі декількох трансформаторів потужністю по 400 кВА і більше, а також при роздільній роботі та наявності пристроїв АВР [1].
На підстанціях без чергового персоналу виконується триступеневий захист від перевантажень. Перший ступінь спрацьовує при малих перевантаженнях і діє на сигнал, переданий за допомогою телемеханіки на черговий пункт. Витримка часу t визначається за (1.26). Другий ступінь діє при великих перевантаженнях, коли потрібне швидке розвантаження. Цей ступінь діє на відключення частини споживачів, розвантажуючи трансформатор до допустимого значення. Витримка часу другого ступеня t2 ≤ tдоп, де tдоп - допустимий час перевантаження, обумовлений перевантажувальною характеристикою трансформатора. Другий ступінь бажано виконувати з залежною від струму характеристикою, яка відповідає перевантажувальній характеристиці трансформатора. Третій ступінь - резервний, він діє на відключення трансформатора у випадку, коли другий ступінь не здійснить розвантаження. Витримка часу: t3=t2+Δt < tдоп.
1.8 Схеми захистів трансформаторів
На рис. 1 показана повна схема захисту на змінному оперативному струмі понижувального трансформатора, підключеного до відгалуження
від лінії. На трансформаторі встановлені: диференційний, газовий, максимальний струмовий захист і захист від перевантаження, що діє на сигнал. Оперативні кола диференційного захисту та максимального струмового захисту живляться від ТС, газового захисту і захисту від перевантаження - від ТСН.
Диференційний захист виконаний за допомогою реле типу РНТ-565 (8КАТ і 9КАТ). Для живлення захисту з боку ВН використовуються вбудовані в силовий трансформатор ТС 4ТА. Внаслідок відносно малої потужності вбудованих ТС їхні вторинні обмотки з'єднуються на кожній фазі послідовно. Диференційний захист діє на увімкнення короткозамикача 2QN і вимкнення вимикача 3Q. При спрацюванні диференційного захисту контакти 8КАТ і 9КАТ (рис. 1, в) замикають коло струмових проміжних реле 17KL та 18KL типу РП-341; останні приводяться в дію і дешунтують котушки увімкнення короткозамикачів 37YAC і 38YAC і вимкнення вимикачів 39YAT і 40YAT. В результаті цього вмикається короткозамикач 2 QN і вимикається вимикач 3Q.
Максимальний
захист (рис. 1, в) виконаний за допомогою
струмових реле 11КА і 12КА типу РТ-40,
струмового реле часу 15КТ типу РВМ.
Струмові реле 11КА і 12КА увімкнені на ТС
4ТА з боку ВН (в плече диференційного
захисту), що дозволяє ввести в зону дії
максимального захисту силовий
трансформатор. Оскільки ТС 4ТА з'єднані
в трикутник, максимальний захист не
реагує
на
струм
;
завдяки цьому виключається можливість
її неселективної роботи при КЗ на землю
в мережі ВН у тих випадках, коли нейтраль
трансформатора, яка захищається,
заземлена.
М.с.з. виконується з двома витримками часу. З меншою витримкою він вимикає КЗ на шинах НН і резервує відмови захистів приєднань, що відходять від них. З більшою витримкою він працює при КЗ у трансформаторі, резервуючи його диференційний захист. При спрацюванні струмового реле 11КА або 12КА замикається коло обмотки реле часу 15КТ. Останнє першим ковзним контактом 15КТ1 подає струм в обмотку струмового проміжного реле 19KL. Це реле спрацьовує і дешунтує котушку вимкнення 41YАТ вимикача 3Q, після чого він вимикається. Другий контакт 15КТ2 замикається з більшою витримкою часу; він пускає в хід проміжні реле 17KL і 18KL, які вмикають короткозамикач 2QN.
Газовий захист доповнює диференційний і повинен працювати, насамперед, при ушкодженнях, що супроводжуються малими струмами, при яких диференційний захист не може спрацювати через недостатню чутливість і мале значення оперативного струму, одержуваного від ТС. У цьому випадку напруга залишається близькою до нормальної, тому оперативні кола газового захисту живляться від ТВП. Контакт газового реле 14КG1, яке вимикає, діє на проміжне реле 16 KL, яке за допомогою контакту 16 утримує себе в стані спрацювання до вимкнення
короткозамикача, після цього розмикається його блок-контакт 2 QN. Другій і третій контакти реле 16KL замикають кола котушок 42YАС і 43YAT, за допомогою яких вимикається короткозамикач і вимикається ЗQ. Другий контакт газового захисту 14КG2 діє на сигнал.
Оперативне коло вимкнення відокремлювача QR живиться від попередньо заряджених конденсаторів С1, С2, СЗ (рис.1,б), цим забезпечується вимкнення відокремлювача під час безструмової паузи, коли на підстанції відсутня напруга. Зарядка конденсаторів здійснюється від зарядного пристрою ПЗ-400, який живиться від ТСН. При увімкненні короткозамикача 2QN і відсутності в ньому струму блок-контакт 2QN і контакт струмового реле 13КА замикає коло проміжного реле уповільненої дії 20KL, останнє з великою витримкою часу 0,2 с. замикає ланцюг котушки вимкнення відокремлювача 44 YАТ.
Рисунок 2 - Схема первинних кіл захисту трансформатора
Сигнал про перевантаження подається струмовим реле 10КА, оперативне коло якого живиться від трансформатора власних потреб (ТВП).
Схема захисту, що розглядається, призначена для трансформаторів потужністю 7,5...20 МВА. На більш потужних трансформаторах захист виконується так само, але для більшої надійності диференційний захист виконується трифазним.