Присоединение трансформаторов к питающей сети

Спец. 1-43 01 03

Тема 10. Защита трансформаторов и автотрансформаторов

Лекция 17.

Содержание лекции

1. Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов.

2. Присоединение трансформаторов к питающей сети

Общие требования к выполнению защит трансформаторов

4. Защита трансформаторов плавкими предохранителями

Дифференциальная защита. Область применения и принцип действия

Особенности, влияющие на выполнение ДЗТ.

Выбор уставок дифференциальной защиты трансформатора

Дифференциальная отсечка трансформатора

Дифференциальная защита трансформаторас быстронасыщающимися трансформаторами

Дифференциальная защита трансформатора с торможением.

Дифференциальное реле с торможением типа ДЗТ-11.

Дифференциальные защиты на цифровых реле

Газовая защита трансформатора

Газовая защита переключателя РПН

Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов.

В процессе эксплуатации в трансформаторах могут возникать следующие повреждения:

· междуфaзные КЗ внутри бака и на вводах,

· замыкания между витками одной фазы (витковые замыкания),

· замыкания обмоток на землю,

· замыкания между обмотками разных напряжений,

· перекрытие изоляции вводов,

· утечка масла из бака.

Аварийная статистика показывает, что наиболее часто на трансформаторах и автотрансформаторах происходят витковые замыкания и междуфaзные КЗ на вводах, в ошиновке и в кабелях.

В эксплуатации происходят нарушения нормальных режимов работы трансформаторов, к которым относятся:

· прохождение через трансформатор сверхтоков при внешних КЗ и при качаниях в энергосистеме,

· перегрузки, вызванные самозапуском двигателей, подключением дополнительной нагрузки при работе устройств АВР,

· выделение из масла горючих газов,

· понижение уровня масла,

· повышение напряжения на выводах. Оно вызывает возрастание намагничивающего и вихревых токов трансформатора. Следствием такого режима может быть повышение температуры активных частей, повреждение изоляции и пожар в стали.

При ненормальных режимах возможен интенсивный нагрев изоляции обмоток и ее старение. В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах:

Масляные трансформаторы
Перегрузка по току, %
Длительность перегрузки, мин
Сухие трансформаторы
Перегрузка по току, %
Длительность перегрузки, мин

В зависимости от опасности повреждения при нарушении нормального режима трансформатора, защита, фиксирующая нарушение, действует на сигнал, разгрузку или отключение трансформатора. Защита трансформатора от перегрузки должна выполняться с действием на сигнал при наличии оперативного персонала, либо – на разгрузку без оперативного персонала на подстанции.

Присоединение трансформаторов к питающей сети

Трансформаторы присоединяются к сети с помощью выключателей, плавких предохранителей или открытых плавких вставок, автоматических отделителей или выключателей нагрузки, предназначенных для отключения трансформатора в бестоковую паузу.

Рис.17.1. Схемы присоединения понижающего трансформатора к питающей сети: с помощью выключателя (а) и отделителя с короткозамыкателем (б - при напряжении ВН 6-35 кВ и в – при напряжении 110-220 кВ)

При высшем напряжении 35 кВ и более для трансформаторов мощностью более 1,0 MB∙А, распространенным способом подключения трансформатора отпаечной и тупиковой подстанции к линии является подключение через автоматический отделитель (ОД)с установкой короткозамыкателя (КЗ) (рис. 17.1 б, в). Короткозамыкатель устанавливается в двух фазах при напряжении 35 кВ и в одной фазе при напряжении 110 кВ. В этом случае при повреждении в трансформаторе его релейная защита дает команду на включение короткозамыкателя, создается искусственное двухфазное или однофазное КЗ, после чего срабатывает релейная защита питающей линии на ГПП и отключается выключатель (В)этой линии. Наступает бестоковая пауза, во время которой автоматика выдает команду на отключение ОД, а линия включается снова от устройства АПВ.

Наиболее предпочтительным является присоединение трансформатора через выключатель (рис.17.1,а). На рисунке 17.1,а показан выключатель со встроенными в него трансформаторами тока. При наличии у защищаемого трансформатора встроенных трансформаторов тока предпочтительно установить более дешевый выключатель без встроенных ТТ. Большинство строящихся или реконструируемых в настоящее время подстанций комплектуются выключателями на стороне ВН. При подключении трансформатора по схеме рис.17.1,а можно полностью реализовать требования к защитам трансформатора.