Требования к выполнению защиты трансформатора



 

Согласно Правил устройства электроустановок, для трансформатора требуются следующие защиты.

1. Основные защиты:

− Защита от внутренних повреждений для трансформаторов менее 4 МВА – максимальная защита и токовая отсечка, для трансформаторов большей мощности – дифференциальная защита.

− Защита от повреждения внутри бака трансформатора или РПН – газовая защита транс-форматора и устройства РПН с действием на сигнал и отключение.

2. Резервные защиты:

− Защита от внешних коротких замыканий – максимальная защита с блокировкой по напряжению или без нее. Она же используется как резервная защита трансформаторов от внутренних повреждений.

− Защита от однофазных коротких замыканий на сторонах трансформатора с глухозаземленной нейтралью.

− Защита от перегрузки с действием на сигнал. В ряде случаев, на ПС без обслуживающего персонала, защита от перегрузки выполняется с действием на разгрузку или на отключение.

Кроме непосредственно защит, требуются дополнительные токовые органы, например для автоматики охлаждения, блокировки РПН.

 

 

ТЕМА 5.2. Дифференциальная защита.

 

Область применения и принцип действия

Дифференциальная защита, выполненная на принципе сравнения токов на входе и выходах, применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Защита абсолютно селективна, реагирует на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями, и действует на отключение трансформатора со всех сторон без выдержки времени. Зона действия дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ) ограничивается местом установки трансформаторов тока, и включает в себя ошиновку СН и НН и присоединение ТСН, включенного на шинный мост НН.

Принцип действия продольных защит основан на первом законе Кирхгофа. Если принять за узел защищаемый объект (см. рис. 5.2) и фиксировать ток на всех ветвях, связывающих защищаемый объект (узел) с внешней сетью, то при повреждении на отходящей ветви сумма токов, входящих и выходящих из узла, будет равна нулю.

Рис. 5.2. Принцип дифференциальной защиты трансформатора.

 

 

При повреждении защищаемого объекта (КЗ в узле) сумма токов по ветвям будет равна току короткого замыкания.

В нормальном нагрузочном режиме и при внешнем коротком замыкании (за пределами зоны, ограниченной точками установки трансформаторов тока) во вспомогательных проводах, соединяющих вторичные обмотки трансформаторов тока, циркулируют токи равные вторичным токам ТТ. Такое выполнение продольной дифференциальной защиты именуется схемой с циркулирующими токами, для которой справедливо соотношение:

.

Ввиду ее относительной сложности дифференциальная защита устанавливается в следующих случаях:

− на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВА и выше;

− на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4000 кВА и выше;

− на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности при КЗ на выводах высшего напряжения (kч < 2), а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 сек.

Рис. 5.3. Параллельная работы трансформаторов.

 

При параллельной работе трансформаторов (автотрансформаторов) (рис. 5.3) дифференциальная защита обеспечивает не только быстрое, но и селективное отключение поврежденного трансформатора (автотрансформатора). Если параллельно работающие трансформаторы Т1 и Т2 оснащены только максимальными токовыми защитами, то при повреждении на вводах низшего напряжения трансформатора (например, в точке К) подействуют максимальные токовые защиты обоих трансформаторов, а так как их выдержки времени одинаковы, отключатся оба трансформатора. Дифференциальная защита, действующая без выдержки времени, обеспечивает в рассмотренном случае отключение только поврежденного трансформатора.

Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора) устанавливаются ТТ со стороны всех его обмоток. Вторичные обмотки ТТ соединяются в дифференциальную схему и параллельно к ним подключается токовое реле. Аналогично выполняется дифференциальная защита автотрансформатора. При рассмотрении принципа действия дифференциальной защиты условно принимается, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, одинаковое соединение обмоток и одинаковые ТТ с обеих сторон.

Рис. 5.4. Пояснение принципа ДЗТ.

 

При прохождении через трансформатор тока нагрузки или тока сквозного КЗ (рис. 5.4.а) ток в реле равен: . При принятых выше условиях и пренебрегая током намагничивания трансформатора, который в нормальном режиме имеет малое значение, можно считать, что первичные токи равны (II = III) и, следовательно, вторичные токи I1 = I2.

Таким образом, если схема дифференциальной защиты выполнена правильно и ТТ имеют точно совпадающие характеристики, то при прохождении через трансформатор тока нагрузки или внешнеro КЗ ток в реле отсутствует и дифференциальная защита на такие режимы не реагирует.

Практически вследствие несовпадения характеристик ТТ вторичные токи не равны I1 ≠ I2 и поэтому в реле проходит ток небаланса, т. е.

Для того чтобы дифференциальная защита не подействовала от тока небаланса, ее ток срабатывания должен быть больше этого тока, т. е.

При КЗ в трансформаторе, или любом другом месте между ТТ, направление токов II и I2 изменится на противоположное, как показано на рис. 5.4.б.

Таким образом, при КЗ в зоне дифференциальной защиты в реле проходит полный ток КЗ, деленный на коэффициент трансформации трансформаторов тока. Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного трансформатора.

 


Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 264; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!