Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Z elektrických inštalácií používaných na premenu a prenos elektriny sú transformátory najdrahšie zariadenia. Napriek tomu sú schopné pracovať bez prerušenia počas celej doby prevádzky, ba aj viac, ale pod podmienkou, že zariadenie nebude ovplyvnené núdzovými režimami. V praxi sa ochrana transformátora používa na boj proti akémukoľvek narušeniu normálnej prevádzky.

Druhy poškodenia

Ryža. 1. Poškodenie transformátorov

Vzhľadom na to, že transformátor je zapnutý spolu s inými zariadeniami, je rovnako nebezpečné akékoľvek poškodenie na prívodnom vedení, v nízkonapäťových obvodoch alebo vo vnútri nádrže.

Z aktuálnych typov nehôd si treba všimnúť nasledovné:

  • Skrat medzi vinutiami;
  • Krátke vinutie k prípadu;
  • Medzifázové poruchy vo vedení;
  • Poruchy zo zákruty do zákruty;
  • Poškodenie vstavaného zariadenia;
  • Prehrievanie pripojovacích miest, elektrických kontaktov;
  • Prerušenie obvodu, porušenie integrity spojovacích bodov alebo vinutí;
  • Porušenie upevnenia žehličky, vyloženie plachiet pri uvoľnení strmeňov s následným prekrytím alebo zničením zvitkov.

Rozdelenie ochrany transformátora na hlavnú a rezervnú

Akýkoľvek typ poškodenia transformátora predstavuje potenciálne nebezpečenstvo pre integritu zariadenia a spoľahlivosť celého energetického systému. Preto je mimoriadne dôležité kvalifikovane prebudovať dielo ochrany na elektrárňach, trakčných a transformátorových staniciach, miestnych transformátorových staniciach a transformovniach. Na tento účel je ochrana transformátora podmienene rozdelená do dvoch kategórií - hlavná a záložná.

Základná ochrana je typ automatizácie, ktorý je zameraný na analýzu vnútorného stavu transformátora (vinutia, hardvér, prídavné zariadenia). Tento typ pokrýva samotné zariadenie aj priľahlé pneumatiky, drôty atď.

Záložná ochrana pokrýva tie poruchy, ktoré sa vyskytujú mimo transformátora, ale môžu priamo ovplyvniť jeho vodiče a vnútorné komponenty. Sú to všetky druhy preťažení, skratov a prepätí vo vedení, na susedných zariadeniach atď.

Ryža. 2. Hlavná a záložná ochrana

Rôzne obranné látky a ich podstata

Všetky ochrany pre transformátory musia byť dostatočne rýchle, aby včas vypli nebezpečný režim. Keďže v prípade superveľkého elektrického množstva to ľahko povedie k zničeniu izolácie, uvoľneniu kovu, požiarom a iným nepríjemným následkom.

Na zabránenie preťaženia je na transformátore nainštalovaný jeden alebo druhý typ ochrany. Aký druh ochrany sa používa v znižovacích rozvodniach, v zariadeniach rozvádzačov, je určený miestnymi podmienkami a vlastnosťami prevádzkového režimu.

Pozdĺžna diferenciálna ochrana

Oblasť použitia diferenciálnej prúdovej ochrany zahŕňa ako samotný výkonový transformátor, tak aj jeho okolité prípojky až po merače prúdu. Normálny režim prevádzky každého transformátora sa považuje za rovnomerné prerozdelenie zaťaženia medzi všetky tri fázy, keď je elektrický prúd v každej z nich približne rovnaký.

Pozdĺžna diferenciálna ochrana porovnáva prúdové zaťaženie vo všetkých fázach. Keďže prúd je približne rovnaký, ich geometrický súčet by mal byť nulový. V dôsledku porovnania sa ukazuje, že prúdová zložka chýba alebo je príliš malá pre reakciu. Ale akonáhle sa jedna fáza uzavrie alebo hneď medzi niekoľkými, prúdy v nich sa už nebudú navzájom kompenzovať a ich súčet sa bude líšiť od nuly, diferenciálna hranica bude fungovať.

Ryža. 3. Príklad diferenciálnej ochrany

Relé

Pre zabránenie poškodeniu transformátorov sa používa dostatočne veľký počet reléových ochrán. Osobitnú pozornosť si však zaslúži relé kontroly hladiny oleja. Tento typ poskytuje kontrolu nad stavom izolačného prostredia. Štrukturálne je relé plavákom s kontaktmi, ktorý je držaný nad kontaktmi vypínacieho obvodu.

Ak núdzová prevádzka spôsobí únik oleja a následný pokles pod normu, po ktorom môže dôjsť k poruche, dôjde k odstávke. Môže byť umiestnený v hlavnej nádrži alebo mať záložnú ochranu relé v expandéri, ktoré dá predbežný signál o spustení procesu.

Termálne

Základom tepelnej ochrany v transformátoroch je klasický termočlánok. Jeho umiestnenie je dané typom zariadenia, jeho výkonom a rozmermi, pretože prehriatie môže viesť k narušeniu izolačných vlastností, viesť k tepelnej rozťažnosti oleja.

Najvýkonnejšie umiestnenia zahŕňajú:

  • v hornej časti nádrže;
  • pre vysokonapäťové priechodky;
  • vo vinutiach.

Má dva stupne - prvý zapína záložné ventilátory alebo iné chladiace prostriedky. Druhý, ak prvému sa nepodarilo resetovať prehriatie pod limitnú hodnotu, vypne transformátor.

Aktuálne ukončenie

Ryža. 4. Príklad prerušenia prúdu

Tento typ ochrany sa používa na deaktiváciu poškodenia, ktoré mohlo nastať vo vnútri transformátora. Nachádza sa na strane vstupov chráneného transformátora, náraz však pokrýva všetky vinutia, z ktorých je možné priviesť napätie. Vlastnosťou jeho aplikácie je schéma napájania, ktorá je použitá v príslušnom riadku.

Pre trojfázové obvody s izolovaným neutrálom musí byť prúdové obmedzenie nastavené na dve fázy. A pri použití obvodov s pevne uzemneným neutrálom musí byť ochrana aplikovaná v každom fázovom pripojení. Keď je transformátor vypnutý, nedochádza k žiadnemu časovému oneskoreniu.

Nevýhodou odpojenia je, že funguje výlučne pri vysokých prúdoch. Preto môžu niektoré medzilinkové, odbočovacie alebo uzemňovacie poruchy v izolovanom neutrálnom obvode zostať nepovšimnuté.V praxi je to jeden z najjednoduchších spôsobov, ako vypnúť transformátor v núdzovom režime.

Ochrana plynu

Plynové relé ako typ ochrany našlo široké uplatnenie v olejových transformátoroch, kde úlohu dielektrika oddeľujúceho prúdové prvky a uzemnenú štruktúru krytu plní transformátorový olej. Pri normálnej prevádzke nepôsobia znižovacie transformátory na tekuté dielektrikum a olej je v konštantnom fyzikálnom stave.

Ale v prípade skratu, kontaktu vodičov s oceľou alebo iných situácií vo vnútri nádrže, horenia oblúka alebo zahrievania kovu vedie k lokálnemu varu oleja. Od tohto miesta sa začína uvoľňovanie plynov, ktoré stúpajú na vrch nádrže.

Ryža. 5. Príklad ochrany plynu

Pre celú nádrž je horným bodom expanzná nádrž, takže v spojovacom potrubí medzi expanznou nádržou a nádržou transformátora je nainštalované plynové relé.Konštrukčne je plynová ochrana plavákom s dvoma kontaktmi. Pri ponorení do oleja je plavák v otvorenej polohe. Hneď ako uvoľnené plyny stúpajú potrubím, plavák spadne a uzavrie kontakty, olejový transformátor sa vypne.

Ochrana proti tryskám

Používa sa v transformátoroch s primárnym a sekundárnym vinutím pre 110, 35, 10, 6, 3,3 kV, kde je možnosť spínania napätia pod záťažou. Prepínač odbočiek je zvyčajne umiestnený v samostatnej nádrži vo vnútri hlavnej, ktorá ho izoluje od vysokonapäťových vinutí. Spínacie polohy prepínača pod záťažou môžu spôsobiť bežné aj núdzové spínacie javy. Tie vedú k uvoľneniu oleja z nádrže do expandéra.

Aby sa reagovalo na takéto poškodenie, je nainštalovaná ochrana proti prúdu, pretože prietok oleja z prepínača aktivuje merací senzor. Potom sa vypínač vypne, čím sa vinutia transformátora prestanú napájať.

Ochrana nad prúdom

Ryža. 6. Príklad nadprúdovej ochrany

Nadprúdová ochrana sa používa v reakcii na skratové prúdy nachádzajúce sa v tesnej blízkosti zdroja. To zahŕňa poškodenie na vinutiach aj na najbližších prípojniciach rozvodne, v okolitom zariadení atď.

V praxi existuje veľké množstvo možností MTZ:

  • Od vnútorných a vonkajších skratov;
  • MTZ s kombinovaným štartom napätia;
  • Prepäťová spúšť so záporným sekvenčným napäťovým filtrom;
  • Reverzný sled kombinovaný s trojfázovým skratovým zariadením;

Okrem núdzových režimov je možné nastaviť režim ochrany proti preťaženiu pre nadprúdovú ochranu. Na tento účel je prevádzkový prúd nastavený v určitých medziach.Nastavenie sa volí na základe maximálnej hodnoty zaťaženia tak, aby počas normálnej prevádzky nevypínal istič.

Ochrana prúdu s nulovou sekvenciou

Ryža. 7. Príklad prúdovej ochrany s nulovou sekvenciou

Navrhnutý na ochranu transformátora pred možným skratom jednej aj dvoch fáz k zemi. Ide o situácie, keď je v trojfázovom systéme narušená symetria záťaže a súčet prúdov vzhľadom na nulový bod sa už nebude rovnať nule.

Bude narušená rovnováha systému, čo spôsobí výpadok prúdu po uplynutí stanoveného času. Často v kombinácii s automatickým opätovným zapnutím, potom sa po niekoľkých sekundách istič znova zapne, v prípade, že sa skrat sám uvoľnil.

Špeciálna ochrana zálohovania

Špeciálna záložná ochrana je navrhnutá pre autonómnu redundanciu nadprúdovej ochrany v prúdových obvodoch.Môže byť použitý na vysokej aj nízkej strane transformátora. Ich pôsobenie je zamerané na primárne a sekundárne maximálne prúdy, ktoré sa môžu vyskytnúť v bezprostrednej blízkosti chráneného objektu. Práca SRZ má spravidla časové oneskorenie oproti hlavnej nadprúdovej ochrane na strane 110 - 220 kV.

Aktuálna kroková ochrana

Rovnako ako predchádzajúca verzia je to druh nadprúdovej ochrany, ktorá je zabudovaná v kľúči prevádzkovej postupnosti pre rôzne vinutia. Široko používaný v obvodoch, kde sú spotrebitelia pripojení k zdroju s vysokými nábehovými prúdmi. Maximálna citlivosť ochrany je však navyše viazaná na napätie, čo zaisťuje zablokovanie automatického vypnutia pri napájaní príliš výkonnej záťaže, pretože pokles napätia nedosahuje nastavenú hranicu.

Kroky sú upravené s takým časovým intervalom, aby boli ističe ovplyvnené po hlavnej prúdovej ochrane.

Podpäťová ochrana

V prípade poklesu napájacieho napätia sú možné dva scenáre - vzdialený skrat, ktorý ostatné ochrany rozpoznajú ako veľkú záťaž alebo pripojenie príliš veľkej celkovej záťaže. Obe možnosti nepriaznivo ovplyvňujú činnosť transformátora, preto sa v núdzovom režime aj v prípade preťaženia nastavuje časové oneskorenie, po ktorom nastane jedna z nasledujúcich možností:

  • mimo núdzovú sekciu;
  • odstrániť neprioritných spotrebiteľov z práce;
  • automatická aktivácia rezervy.

Viac podrobností o tomto type ochrany v článku https://www.asutpp.ru/zaschita-minimalnogo-napryazheniya.html

Súvisiace video

Použitá literatúra

  • M.A. Shabad "Ochrana transformátorov 10kV" 1989
  • M. A. Berkovich. V. V. Molchanov, V. L. Semenov "Základy technológie ochrany relé" 1984
  • Zasypkin A.S. "Reléová ochrana transformátorov" 1989
  • Shabad M.A. "Ochrana transformátorov v distribučných sieťach" 1981
  • Figurnov E.P. "Ochrana relé" 2004

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár