XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В ходе применения электрозависимых систем на оборудованиях, в электро сетях и в электроустановках потребителей энергии могут появляться дефекты, нарушающие работу. Большая часть дефектов сопутствуется внезапным повышением и понижением напряжения в составляющих энергосистемы.

Для предоставления надежного электроснабжения, избежания уничтожения оснащения и сохранения стабильности в деятельности генераторов и различных систем необходимо как можно стремительнее выключать испорченный участок цепи, а кроме того вовремя устранить появляющиеся неестественный режимы, небезопасные для потребителя и оборудования.

В связи с этим возникает потребность в использовании механических приборов, оберегающих систему и её компоненты от небезопасных последствий повреждений.

Релейная защита - главный вид электрической автоматики, в отсутствии которой неосуществима обычная и надежная работа современных энергозависимых систем. Она реализовывает постоянный контроль за состоянием абсолютно всех элементов энергетической системы и откликается при появлении повреждений.

При повреждении защита обнаруживает и выключает поврежденный участок, влияя на специальные выключатели, назначенные с целью отключения токов повреждения, а при неестественных режимах производит процедуры, требуемые для восстановления стандартного режима, либо подает сигнал. Дальнейшие процедуры могут быть выполнены обслуживающим персоналом.

С целью защиты силовых трансформаторов от повреждений и неестественных режимов работы используются последующие виды защит: продольная дифференциальная защита, газовая защита, токовая отсечка без выдержки времени, защита от сверхтоков внешних коротких замыканий, от перегрузки и прочие виды защит.

Продольная дифференциальная защита на силовых трансформаторах устанавливается на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВА и более; на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и более; на трансформаторах мощностью 1000 кВА и более, в случае если токовая отсечка не гарантирует нужной чувствительности при коротких замыканиях на выводах номинальной нагрузки, а наибольшая токовая защита имеет выдержку периода более 0.5 с.

Дифференциальная защита

Дифференциальная защита применяется в качестве основной защиты трансформаторов при повреждениях обмоток трансформатора, в ошиновке и вводах. Ввиду ее относительной сложности дифференциальная защита устанавливается лишь на отдельно работающих трансформаторах 6300 кВА и больше, на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и больше и на трансформаторах мощностью 1000 кВА и больше, если токовая отсечка не обеспечивает защитное действие, а максимальная токовая защита имеет выдержку периода более 1 с. При коротком замыкании в трансформаторе и в любой точке защищаемой зоны, например в обмотке трансформатора, по обмотке реле Т будет протекать ток, и если его величина будет одинаковой с током срабатывания реле или более его, то реле запустится и через соответствующие дополнительные приборы произведет двустороннее отключение поврежденного участка. Данная система будет функционировать при междуфазных и межвитковых замыканиях.

Рис.1 – Дифференциальная защита трансформатора: а — токораспределение при нормальном режиме, б — то же при коротком замыкании в трансформаторе

Газовая защита

Газовая защита предназначена для защиты трансформатора от внутреннего дефекта. Дефекты, образующиеся внутри кожуха трансформатора, сопутствуются нагревом деталей или электрической дуги, что приводит к разложению изолирующих материалов и масла, что приводит к образованию летучих газов. Это служит признаком повреждения трансформатора внутри.

Устанавливаем газовое поплавковое реле по типу BF80/Q со спектром быстроты срабатывания от 0,65 до 1,5 м/с. Реле различает степень повреждения в трансформаторе: при малых – сигнал, при больших – выключение. Газовая защита так же реагирует и на понижение уровня масла вначале – сигнал, затем – отключение.

Для предупреждения неправильного отключения трансформатора, отключающая цепь газовой защиты после доливки масла или включения нового трансформатора переходит на сигнал до 2-3 суток, до тех пор, пока не прекратится выделение воздуха.

Рис.2 – Схема включения газового реле.

Резервные защиты трансформатора

Наиболее значимой второстепенной защитой является МТЗ. К плюсам этойй защиты можно отнести возможность дальнего резервирования при коротком замыкании. Это означает, что данная защита будет чувствительна не только при КЗ на силовых трансформаторах, но и в случае возникновения аварий на отходящем присоединении. Время срабатывания защиты выбирается от 0,5 до 4 секунд.

Токовая резервная защита также воздействует на отключение силового трансформатора. Назначением данного устройства является резервирование основных защит при их отказе или в случае потери тока. Главным превосходством этой защиты является абсолютная независимость от оперативного тока. Время срабатывания этой защиты обычно максимальное (от 3 до 6 секунд).

Из защит, проявляющих действие на сигнал, стоит выделить защиту от перегруза, которая работает в случае избытка номинальной мощности трансформатора в среднем на 25%. Период активации такого рода защиты составляет как правило 9 секунд.

Токовая отсечка

Токовая отсечка – обыкновенная быстродействующая релейная защита от дефектов в трансформаторе. Область действия отсечки несколько урезана, она не действует при витковых замыканиях и замыканиях на землю в обмотке, работающей на сеть с малым током замыкания на землю. Токовая отсечка устанавливается со стороны запитки трансформатора и выполняется при помощи мгновенных токовых реле. Токовые отсечки, кроме того, могут использоваться с целью защиты двусторонних линий.

Рис.3 – Линии отсечки с двусторонним питанием

Маркировка трансформаторов

Многие люди пользуются трансформаторами, но большинство, не особо вникают в то, что означает маркировка генератора или трансформатора. Трансформаторы бывают: ТМЗ, ТМ, ТСЗС, ТСЗ, ТРДНС, ТМН, ТДН, ТДНС, ТРДЦН, ТРДН.

Буквы в их наименовании означают:

Т- трехфазный;

Р- обмотка низшего напряжения расщеплена на две;

С – сухой;

М – масляное охлаждение с естественной циркуляцией масла и воздуха;

Ц — принудительная циркуляция воды и масла и ненаправленным потоком масла (в охладителях вода движется по трубам, а масло — в межтрубном пространстве, разделенном перегородками);

МЦ — естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла;

Д  – масляный с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха;

ДЦ – с принудительной циркуляцией масла и воздуха;

Н – с регулированием напряжения под нагрузкой;

С – в конце буквенного обозначения – для собственных нужд электростанций;

З – без расширителя, герметичный, с  азотной подушкой.

трехобмоточные:

ТМТН

ТДТН

ТДЦТН

Т – стоящая после обозначения системы охлаждения обозначает – трехобмоточный.

автотрансфортматоры

АТДТНГ

АТДЦТНГ

АТДЦТН

АОДЦТН

А – автотрансформатор;

О –однофазный,

Г – грозоупорный.

Также силовые трансформаторы различает применяемый в их работе класс напряжения,условия и режим работы, номинальная мощность, конструкция агрегата.

Используемые классы напряжения и номинальная мощность силовых трансформаторовразделяет их на группы.

Промышленность занимается выпуском трансформаторов, которые могут работать в условиях различного климата: холодного, тропического, умеренного. Они устанавливаются и в помещении, и на открытом воздухе. По своему предназначению трансформаторы разделяются: на специальные и общего назначения: электропечные, преобразовательные и т.д.

Рис.4 – Пример маркировки трансформатора

По виду охлаждения трансформаторы делятся на масляные, сухие и с негорючим жидким диэлектриком.

Для трансформаторов, которые имеют класс напряжения сторон СН или НН выше 35 кВ, после указания класса напряжения стороны ВН, указывается класс напряжения и для вышеперечисленных сторон.

Класс напряжения и номинальную мощность указывают после буквенного обозначения через дефис. Она пишется в дробном виде,в знаменателе – класс напряжения, обозначаемый в киловольтах, а в числителе пишется номинальная мощность в киловольт-амперах.

Примеры

Пример обозначения повышающей модификации

ТЦ1000000/50083ХЛ1 трехфазный двухобмоточный трансформатор с принудительной циркуляцией масла и воды в системе охлаждения, номинальная мощность 1000 МВА, класс напряжения 500 кВ, конструкция 1983 г., для районов с холодным климатом, для наружной установки.

ТРДНС25000/3574Т1 трехфазный двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой НН, с принудительной циркуляцией воздуха  в системе охлаждения, с РПН, для собственных нужд электростанций, номинальная мощность 25 МВА, класс напряжения 35 кВ, конструкция 1974 г., тропического исполнения, для установки на открытом воздухе;

Все главные характеристики трансформаторов указываются на спец. щитке, который крепится сбоку трансформатора. Там указываются такие параметры как: тип трансформатора, число фаз, рабочая частота в Гц, место установки (наружное или внутреннее), номинальная мощность (если трансформатор трехобмоточный, то указывается мощность для каждой обмотки со схемой обмотки), процентное измерений напряжения короткого замыкания, способ охлаждения, полная масса трансформатора.

Использованные литературные источники:

1. 2008 - 2018 electricalschool.info Школа для Электрика. Копирование материалов разрешено только с указанием активной ссылки на первоисточник! Вопросы и предложения: [email protected]

Код для цитирования: Скопировать