Nadprúdová ochrana transformátorov
Výkonové transformátory sú konštrukčne dostatočne spoľahlivé vďaka absencii rotujúcich častí. Počas prevádzky však môže dôjsť k poškodeniu a narušeniu normálnej prevádzky. Porucha výkonových transformátorov: rotácia obvodov, skrat skrine, skrat vinutia, skrat na vstupoch atď., abnormálne režimy: neprípustné preťaženie, zníženie hladiny oleja, jeho rozklad pri prehriatí, prechod vonkajšieho skratu zložené prúdy.
Výkonové transformátory s relatívne nízkym výkonom sú zvyčajne chránené poistkami na strane vysokého napätia a poistkami alebo ističmi na strane výstupných vedení nízkeho napätia. Prúd poistky vysokonapäťovej poistky sa volí s prihliadnutím na nastavenie z magnetizačných prúdových rázov pri zapnutí výkonového transformátora pod prevádzkovým napätím. S ohľadom na to menovitý prúd poistky
kde Azhs-prúd vysokonapäťovej poistky, A, Azn.tr. — menovitý prúd transformátora, A.
Zhoda vysokonapäťových poistiek s nimi chránenými výkonovými transformátormi s napätím 6 - 10 kV je uvedená v referenčných knihách. Ochrana pomocou poistiek je konštrukčne vykonaná najjednoduchším spôsobom, existujú však nevýhody - nestabilita parametrov ochrany, čo môže viesť k neprijateľnému zvýšeniu doby odozvy ochrany pri niektorých typoch vnútorného poškodenia výkonových transformátorov. Pri poistkovej ochrane vznikajú ťažkosti pri koordinácii ochrany priľahlých úsekov siete. Pokročilejšia reléová nadprúdová ochrana transformátorov (obr. 1).
Obr. 1. Schéma nadprúdovej ochrany proti preťaženiu znižovacieho dvojvinutia transformátora s priamym napájaním
Prúdové transformátory CT sú napájané z vysokonapäťovej (napájacej) strany. Ak boli inštalované na strane nízkeho napätia (ako je znázornené na obrázku bodkovanou čiarou), potom bude ochrana fungovať iba v prípade porúch na prípojniciach 6,6 kV a súvisiacich záťaží, pretože v tomto prípade dôjde ku skratu obvodové prúdy nebudú prechádzať cez prúdové transformátory...
Ak dôjde k poškodeniu niektorej z troch fáz transformátora, skratový prúd prejde cez príslušný prúdový transformátor, zatvorí kontakty pracovného relé T, ktoré uvedie do činnosti časové relé B a cez neho medzirelé P, pracovný prúd aktivuje vypínaciu cievku KO-1, ktorá odpojením ochranného transformátora vypne istič B1.
Ryža. 2. Schéma nadprúdovej ochrany transformátora
Na obr. 2 je znázornená schéma transformačnej stanice, ktorá napája dve skupiny záťaží na strane nízkeho napätia.Tu je transformátor chránený na oboch stranách vyšším a nižším napätím. Obe sekcie sú napájané samostatnými spínačmi. Pre normálnu prevádzku obvod poskytuje tri sady nadprúdovej ochrany: dve z nich na strane nižšieho napätia a jednu na strane vyššieho napätia.
Prevádzkový prúd ochrany inštalovanej na strane nízkeho napätia sa volí podľa zaťaženia jej obvodu, berúc do úvahy štartovacie prúdy motorov obsluhovaných touto časťou obvodu. Oneskorenie sa volí podľa podmienok selektivity s ochranou prvkov pripojených k tejto časti obvodu Prevádzkový prúd ochrany inštalovanej na strane vysokého napätia je určený celkovým zaťažením dvoch sekcií, pričom sa berie do úvahy štartovacie prúdy elektromotorov a rýchlosť uzávierky je o jeden krok vyššia ako rýchlosť uzávierky na nízkonapäťovej strane.
Na nadprúdovú ochranu troch transformátorov vinutia nestačí jedna súprava ochranných zariadení. Pre odpojenie iba jedného vinutia pri výpadku jednonapäťovej sústavy a zachovanie prevádzky transformátora s dvoma ďalšími vinutiami je potrebné napájať každé vinutie transformátora s nezávislou súpravou nadprúdovej ochrany... Pracovný prúd je zvolený podľa zaťaženia každého vinutia . Oneskorenie sa nastavuje podľa podmienky selektivity s ochranou ostatných prvkov v sieti s daným napätím.
Výkonové transformátory zvyčajne umožňujú značné preťaženie. Transformátor normálnej konštrukcie teda umožňuje dvojnásobné preťaženie za 10 minút. Tento čas stačí na to, aby personál v službe vyložil transformátor.Preto je ochrana proti preťaženiu inštalovaná na transformátoroch s výkonom 560 kVA a viac. V rozvodniach so stálym personálom v službe funguje ochrana na signál a v rozvodniach bez stáleho personálu ochrana vypne preťažený transformátor alebo časť jeho záťaže.
Okamžitá nadprúdová ochrana s obmedzenou oblasťou pôsobenia sa nazýva nadprúdová... Pre zabezpečenie selektivity v oblasti pokrytia sa prerušenie prúdu nastavuje skratovými prúdmi na nízkonapäťovej strane transformátora, rozbehovými prúdmi. elektromotorov, skratovým prúdom (SC) na konci vedenia alebo na začiatku nasledujúceho úseku. Charakter zmeny skratového prúdu, keď je bod skratu odstránený zo zdroja energie, je znázornený na obr.
Ryža. 3. Schéma prúdovej ochrany
Prevádzkový vypínací prúd sa volí tak, aby sa nevypínal v prípade porúch na susednom vedení. Na to musí byť prevádzkový prúd väčší ako maximálny skratový prúd nízkonapäťových prípojníc.
Oblasť pokrytia je definovaná graficky, ako je znázornené na obrázku 3. Vypočítajú sa prúdy tečúce počas skratu na začiatku (bod 1) a na konci vedenia (bod 5), ako aj v bodoch 2 – 4. V závislosti od a krivka zmeny skratového prúdu zo zdroja je nakreslená zo vzdialenosti (krivka 1). Určí sa vypínací prúd a na tom istom grafe sa nakreslí čiara vypínacieho prúdu 2. Priesečník krivky 1 s čiarou 2 vymedzuje koniec vypínacej zóny (tieňovaná časť).
Vypínací prúd môže chrániť celé vedenie, ku ktorému je pripojený len jeden transformátor, ak je vypínací prevádzkový prúd zvolený tak, aby nefungoval pri nízkonapäťovej poruche vychádzajúcej z transformátora, ktorý sa má chrániť. Na tento účel musí výpočet brať do úvahy maximálny skratový prúd pozorovaný na nízkonapäťových zberniciach. V tomto prípade prúdové prerušenie spoľahlivo ochráni vedenie, prípojnice a časť vysokonapäťového vinutia transformátora.
Schémy vypnutia sa líšia od schém nadprúdovej ochrany v neprítomnosti časových relé, namiesto ktorých sú nainštalované medziľahlé relé. Ochrana proti preťaženiu chráni len časť vedenia, preto sa používa ako doplnková ochrana. Použitie prúdového prerušenia umožňuje urýchliť vypínanie porúch sprevádzaných najvyššími hodnotami skratových prúdov a skrátiť časové oneskorenie nadprúdovej ochrany. Keď sa prerušenie prúdu skombinuje s nadprúdovou ochranou, dosiahne sa prúdová ochrana s časovým krokom: prvý stupeň (prerušenie) funguje okamžite a ďalšie s časovým oneskorením.