124277 (592900), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Крім указаних пошкоджень, в умовах експлуатації можуть траплятися порушення нормальних режимів роботи трансформаторів, до яких відносяться: проходження через трансформатор надструмів при пошкодженні інших зв’язаних з ним елементів, перевантаження, виділення газу з мастила, зниження рівня мастила, підвищення його температури.

У процесі роботи в силових трансформаторах можуть виникати пошкодження, обумовлені пробоєм ізоляції та порушенням нормального режиму роботи.

До пошкоджень належать:

– замикання між фазами в обмотках і на їх виводах;

– замикання в обмотках між витками однієї фази;

– замикання на землю обмоток або їх зовнішніх виводів.

У експлуатації короткі замикання на виводах і виткові замикання в обмотках зустрічаються найбільш часто. Міжфазні замикання всередині трансформаторів дуже рідкі, оскільки міжфазна ізоляція має велику електричну міцність, а в трифазних трансформаторах, складених з трьох однофазних, цей вид пошкоджень виключається.

Найбільш частим аномальним режимом роботи трансформаторів є поява в них надструму, тобто струму, що перевищує номінальний струм обмоток. Надструмі в трансформаторі виникають при зовнішніх коротких замиканнях та режимах асинхронного ходу і перевантаженнях. Надструмі при перевантаженнях виникають внаслідок самозапуску електричних двигунів, збільшення навантаження в результаті вимкнення паралельно працюючого трансформатора, автоматичного підключення навантаження при дії автоматичного ввімкнення резерву і т.д.

Захист від пошкоджень діє на вимикання за допомогою струмової відсічки, диференціального і газового захисту.

Захист від зовнішніх коротких замикань діє на вимикання і здійснюється за допомогою максимального струмового захисту з блокуванням від реле максимальної напруги, струмового захисту нульової послідовності й фільтрового захисту. До зони дії зазначених захистів повинні входити шини підстанції й усі приєднання, що відходять від цих шин. Захист від надструмів за можливості використовується як резервний при пошкодженнях обмоток трансформатора.

Захист від перевантаження виконується з діями на сигнал або вимикання, в залежності від характеру обслуговування підстанції. Дія захисту на сигнал визначається тим, що перевантаження звичайно не супроводжується значним зниженням напруги в мережі і тому вимога до годині дії захисту визначається тільки нагрівом ізоляції обмоток. Досвід показує, що перевантаження порядку 1,5 2 І_ном може бути дозволене протягом значного годині, вимірюваного десятками хвилин.

Найчастіше зустрічаються короткочасні перевантаження, викликані самозапуском електричних двигунів або поштовхоподібним навантаженням.

3.2 Захист від пошкоджень обмоток трансформатора

Найбільш розповсюдженим захистом від внутрішніх пошкоджень трансформатора є струмова відсічка. Струмова відсічка являє собою простий швидкодіючий захист від пошкоджень у трансформаторі. Вона реагує на короткі замикання на виводах трансформатора з боку живлення і на короткі замикання в більшій частині первинної обмотки.

Струмова відсічка не діє при виткових замиканнях на землю в обмотці, яка працює на ятір з малим струмом замикання на землю.

Умова чутливості полягає в тому, що сигналізація при металевому замиканні на землю повинна діяти з коефіцієнтом чутливості Кч, який дорівнює 1,25 для кабельних і 1,5 для повітряних ятерів. Така значна величина коефіцієнта Кв вимушено приймається через тих, що в мережі з ізольованими нульовим крапками величина струму замикання при переміжних замиканнях на землю в 3 – 4 рази перевищує величину струму при металевому замиканні.

Підвіщення чутливості сигналізації при використанні звичайних трансформаторів струму та електромеханічних реле викликає ряд серйозних труднощів.

1. Номінальній струм звичайних трансформаторів струму вибирається за струмом навантаження лінії і тому сморід мають порівняно великі коефіцієнти трансформації.

Внаслідок цього вторинний струм замикання на землю має дуже малу величину. Так, наприклад, якщо струм замикання на землю становить 18 А, а трансформатори струму мають коефіцієнт трансформації 600/5, то вторинний струм дорівнює 0,15 А.

2. Для вмикання на такий струм необхідно вибрати найчутливіше реле ЕТ-521/0,2, обмотки якого мають опір 40 Ом. Вмікання реле з таким великим опором приводити до того, що тільки частина струму потрапляє в реле, оскільки інша частина марно замикається через вторинні обмотки трансформаторів струму непошкоджених фаз. Величина цього струму відсмоктування може становити 40-50 %. Через зазначені заподій сигналізація при замиканнях на землю з використанням звичайних трансформаторів може виконуватися тільки при великому струмі замикання на землю в розгалужених і некомпенсованих ятерах.

Велика чутливість забезпечується сигналізацією при однофазних замиканнях на землю, яка виконується на спеціальних кабельних трансформаторах струму з кільцевим осердям.

Кабельні трансформатори струму мають значні преваги порівняно зі схемою вмикання на торбу струмів трьох фаз звичайних трансформаторів струму.

Відсічка встановлюється з живильного боку трансформатора і виконується на миттєвих струмових реле або електромагнітному елементі індукційного реле типу РТ-80, якщо це реле використовується для виконання максимального струмового захисту.

На трансформаторах, що працюють в ятерах з глухо заземленою нейтраллю, відсічка виконується трифазною, а в ятерах з ізольованою нейтраллю – двофазною. Відсічка в поєднанні з максимальним струмовим і газовим захистом забезпечує надійний захист для трансформаторів малої та середньої потужності.

У силових трансформаторах великої потужності широко застосовують поздовжній диференціальний захист. Принцип дії поздовжнього струмового захисту заснований на безпосередньому порівнянні величини і фази струмів на качану і у кінці захищуваної зони. Базою для роботи диференціального струмового захисту є відмінність напряму струмів на кінцях лінії, яка захищається при зовнішньому короткому замиканні всередині зони захисту.

Поздовжній диференціальний захист трансформаторів більш досконалий, ніж струмова відсічка. Перевагою диференціального захисту є швидкість дії й абсолютна селективність. Трансформаторі струму диференціального захисту встановлюються таким чином, щоб у зону дії захисту входили трансформатор і приєднання до нього.

З викладеного випливає, що захист трансформаторів і автотрансформаторів повинний виконувати такі функції:

а) вимикати трансформатор від усіх джерел живлення при його пошкодженні;

б) вимикати трансформатор від пошкодженої частини установки при проходженні через нього надструму у випадках пошкодження шин або іншого обладнання, пов’язаного з трансформатором, а також при пошкодженнях суміжного обладнання та відмов його захисту або вимикачів;

в) подавати попереджувальний сигнал черговому персоналу підстанції або електростанції при перевантаженні трансформатора, виділенні газу з мастила, зниженні рівня мастила, підвищенні його температури.

Відповідно до призначення захисту трансформаторів при їх пошкодженнях та сигналізації про порушення нормальних режимів роботи застосовуються такі типи захистів:

1. Діференціальній захист для захисту при пошкодженнях обмоток, вводів та ошинування трансформаторів.

2. Струмова відсічка миттєвої дії для захисту трансформатора при пошкодженнях його ошинування, вводів і частини обмотки з боку джерела живлення.

3. Захист від замикань на корпус.

4. Газовій захист при пошкодженнях усередині бака трансформатора, які супроводжуються виділенням газу, а також зниженням рівня масла.

5. Максимальній струмовий захист або максимальний струмовий захист з пуском мінімальної напруги для захисту від надструмів, які проходять через трансформатор, при пошкодженні як самого трансформатора, так і інших елементів, пов’язаних з ним. Цей захист діє, як правило, з витримкою годині.

6. Захист від перевантаження, який діє на сигнал для оповіщення чергового персоналу або діє на вимикання на підстанціях без постійного чергового персоналу.

Крім того, в окремих випадках на трансформаторах можуть встановлюватися й інші відіа захисту.

3.4 Диференціальній захист

Діференціальній захист застосовується як основний швидкодіючий захист трансформаторів при пошкодженнях обмоток, вводів та шинування. Зважаючи на його порівняну складність диференціальний захист установлюється не на всіх трансформаторах, а лише в таких випадках:

1) на поодиноко працюючих трансформаторах потужністю 6 300 кВт і вище;

2) на паралельно працюючих трансформаторах потужністю 4 000 кВт і вище;

3) на трансформаторах потужністю 1 000 кВт і вище, якщо струмова відсічка не забезпечує необхідної чутливості, а максимальний струмовий захист має витримку годині більше 1 с.

При паралельній роботі трансформаторів диференціальний захист забезпечує не тільки швидке, але й селективне вимкнення пошкодженого трансформатора, що пояснюється на (Рис. 3.1.)

Рис. 3.1. Проходження струму КЗ та дія максимального струмового

захисту при пошкодженні одного з паралельно працюючих

трансформаторів

Якщо паралельно працюючі трансформатори Т1 і Т2 мають тільки максимальні струмові захисти, то при пошкодженні, наприклад, у точці До на введеннях найнижчої напруги трансформатора Т1 подіють максимальні струмові захисти обох трансформаторів, а оскільки їх витримки годині однакові, вимкнуться обидва трансформатори.

Діференціальній захист, який діє миттєво, забезпечує в розглянутому випадку вимкнення тільки пошкодженого трансформатора.

Для виконання диференціального захисту трансформатори струму 1Т і 2Т встановлюються з обох боків трансформатора, який захищається (Рис. 3.2). Їх вторинні обмотки з’єднуються послідовно і паралельно до них підключається струмове реле. Аналогічно виконується диференціальний захист автотрансформатора.

Рис. 3.2. Принцип дії диференціального захисту

трансформатора:

а – струморозподіл при наскрізному КЗ; би у трансформаторі

(у зоні дії диференціального захисту)

При розгляді принципу дії диференціального захисту умовно приймається, що трансформатор, який захищається, має коефіцієнт трансформації, що дорівнює одиниці, однакове з’єднання обмоток і однакові трансформатори струму з обох боків.

З (Рис. 3.2 а) видно, що при проходженні через трансформатор струму наскрізного КЗ або струму навантаження вторинні струми І₁ і І₂ проходять в протилежних напрямках, тобто

За прийнятих вище розумів і нехтуванням струмом намагнічування трансформатора, який у нормальному режимі має малу величину, первині струми рівні (І_І = І_ІІ) і, отже, рівні вторинні струми (І₁ = І₂).

З урахуванням цього рівність (3.15) набуває вигляду

Таким чином, якщо схема диференціального захисту виконана правильно і трансформатори струму мають характеристики, що точно збігаються, то при проходженні через трансформатор, який захищається, струму навантаження або струму наскрізного КЗ струм у реле диференціального захисту відсутній. Отже, диференціальний захист на такі режими не реагує.

Встановлена властивість диференціального захисту є дуже важливою. З неї випливає, що оскільки диференціальний захист не реагує на КЗ на іншому обладнанні, він не вимагає витримки годині, тобто є селективним за принципом дії.

Внаслідок незбігу характеристик трансформаторів струму вторинні струми не рівні (І₁ І₂) і тому в реле проходити струм, який називається струмом небалансу, тобто

Для того, щоб диференціальний захист не подіяв від струму небалансу, його струм спрацьовування повинний бути більшим за цей струм небалансу, тобто

При КЗ у трансформаторі або у будь-якому іншому місці між трансформаторами струму напрямок струмів І₁ і І₂ зміниться на протилежний, як показано на (Рис. 3.2 б), Струмі І₁ і І₂ будуть проходити тепер у реле в одному напрямку і отже, будуть підсумовуватися. Таким чином, струм у реле буде дорівнювати

Торба струмів І₁ і І₂ є не чим іншим, як повним струмом КЗ

,

Характеристики

Список файлов ВКР