Предварително изучаване на конфигурацията за защита на 10 кВ разпределителен трансформатор

1. Схеми на свързване на кръгов-главен блок
1.1 Състав на кръгов-главен блок

Кръгов-главният блок (RMU) е съставен от отделения. Обикновено той разполага с поне три отделения, включително две отделения за вход и изход на кръговия кабел и едно отделение за трансформаторната верига.

1.2 Конфигурация на режимите на защита за кръгов-главен блок

И двете отделения за подаване на кръгов кабел и отделението за подаване на трансформатора използват нагласни ключове, обикновено трипозиционни нагласни ключове с функции за включване, изключване и заземяване. Отделението за подаване на трансформатора е оборудвано също с резервни ограничителни предпазни чипове с висока капацитетна способност за прекъсване за защита. Практическата работа доказа, че това е прост, надежден и икономичен метод за разпределение на електроенергия.

1.3 Характеристики на конфигурацията на защитата за кръгов-главен блок

Нагласният ключ се използва за превключване на номиналните токове на нагрузката. Той има характеристики като проста конструкция и ниска цена, но не може да прекъсне токовете при кратко замыкание. Резервният ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване служи като защитен елемент и може да прекъсне токовете при кратко замыкание. Комбинирането на тези два елемента органично може да удовлетвори изискванията за управление и защита на системата за разпределение на електроенергия при различни нормални и аварийни режими на работа. Определянето на параметрите на автоматичния ключ и проектирането и производството на неговата конструкция се осъществяват в строго спазване на стандарти.

Той има както функции за управление, така и за защита, затова неговата конструкция е сложна и цената му е висока, което прави голямата употреба непрактична. В кръгов-главните блокове се използват много комбинации от нагласни ключове и резервни ограничителни предпазни чипове с висока капацитетна способност за прекъсване. Функциите за управление и защита на електрическото оборудване, които не са точно еднакви, се реализират чрез два прости и евтини компонента. Тоест, награсният ключ се използва за извършване на голям брой операции по превключване на нагрузката, докато резервният ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване се използва за защита на оборудване, където рядко се случват кратки замыкания. Това добре решава проблема, избягвайки използването на сложни и скъпи автоматични ключове, докато удовлетворява реалните изисквания за работа.

• Автоматичните ключове имат всички функции за защита и управление, но те са скъпи.

• Награсните ключове имат основно същите характеристики като автоматичните ключове, но не могат да прекъснат токовете при кратко замыкание.

• Комбинацията от награсен ключ и резервен ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване може да прекъсне токовете при кратко замыкание. Капацитетната способност за прекъсване на някои чипове дори е по-висока от тази на автоматичните ключове. Следователно, използването на тази комбинация не е по-малко ефективно от използването на автоматичен ключ, но цената може значително да бъде намалена.

1.4 Предимства на комбинацията от награсен ключ и резервен ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване

Комбинацията от награсен ключ и резервен ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване има следните предимства:

1.4.1 Добра работа при превключване на празни трансформатори

Повечето от нагрузките в кръгов-главните блокове са разпределителни трансформатори. Обикновено капацитетът им не надвишава 1250 КВА, и в редки случаи достига 1600 КВА. Токът на празната нагрузка на разпределителния трансформатор обикновено е около 2% от номиналния ток, а токът на празната нагрузка на по-големия разпределителен трансформатор е по-малък. Когато кръгов-главният блок превключва малкия ток на празния трансформатор, той работи добре и не генерира високо прехвърляне на напрежението.

1.4.2 Ефективна защита на разпределителните трансформатори

Особено за маслените трансформатори, използването на награсен ключ с резервен ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване е по-ефективно от използването на автоматичен ключ. Някои пъти последният дори не може да предостави ефективна защита. Съответната информация показва, че когато маслен трансформатор има дефект при кратко замыкание, налягането, породено от дъгата, се повишава, а балончетата, образувани от парафинообразуване, ще заемат пространството, което принадлежи на маслото. Маслото ще прехвърли налягането към резервоара на трансформатора. С продължаването на краткото замыкание, налягането се увеличава, причинявайки деформация и трещини на резервоара.

За да се избегне повредата на резервоара, дефектът трябва да бъде изчистен в рамките на 20 милисекунди. Ако се използва автоматичен ключ, поради наличието на реле-защита, плюс собственото време за работа и време за изгасване на дъгата, общото време за отваряне обикновено не е по-малко от 60 милисекунди, което не може ефективно да защити трансформатора. Но резервният ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване има функция за бързо прекъсване. В комбинация с функцията за ограничаване на тока, той може да изчисти дефекта и да ограничи тока при кратко замыкание в рамките на 10 милисекунди, ефективно защитавайки трансформатора. Следователно, резервните ограничителни предпазни чипове с висока капацитетна способност за прекъсване трябва да се използват за защита на електрическото оборудване, колкото е възможно, вместо автоматичните ключове. Дори ако нагрузката е сух трансформатор, защитата с чип действа бързо и е по-добро решение от използването на автоматичен ключ.

1.4.3 В отношение на координацията на реле-защитата

В повечето случаи, няма нужда да се използва автоматичен ключ в кръгов-главния блок. Това е защото, настройките на защитата на автоматичния ключ в началото на кръговата разпределителна мрежа (т.е. 10КВ автоматичен ключ за подаване в 110КВ или 220КВ подстанция) обикновено са следните: времето за моментална защита е 0с, времето за защита при прекомерен ток е 0.5с, и времето за защита при нулево наредене е 0.5с. Ако в кръгов-главния блок се използва автоматичен ключ, дори ако настройката на времето е 0с за работа, поради разпръсването на вроденото време за работа на автоматичния ключ, е трудно да се гарантира, че автоматичният ключ в кръгов-главния блок, а не горното ниво на автоматичния ключ, ще действа първо.

1.4.4 Резервният ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване може да предостави защита за оборудването по-надолу

Както трансформатори на тока, кабели и др. Защитен диапазонът на резервния ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване може да бъде от минималния топящ ток (обикновено 2-3 пъти номиналния ток на чипа) до максималната капацитетна способност за прекъсване. Ток-времевата характеристика на ограничителния чип обикновено е стръмен обратен времев крив. След настъпването на кратко замыкание, той може да се стопи и да изчисти дефекта в много кратко време. Ако се използва автоматичен ключ за защита, това неизбежно ще увеличи изискванията за термална стабилност на други електрически компоненти като кабели, трансформатори на тока и бушони на трансформаторите, увеличавайки цената на електрическото оборудване и проекта. Тук трябва да се посочи, че при използването на комбинацията от награсен ключ и резервен ограничителен предпазен чип, двете трябва да са добре координирани. Когато чипът не се стопи в три фази, ударникът на чипа трябва веднага да активира награсния ключ, за да се предотврати единично действие.

2. Схеми на свързване на високонапрегнати камери за крайни потребители

Стандартът GB14285 - 1993 "Технически кодекс за реле-защита и безопасни автоматични устройства" постановява, че при избор на защитното устройство за разпределителен трансформатор, когато капацитетът е равен или по-голям от 800 КВА, трябва да се избере автоматичен ключ с реле-защитно устройство. Този регламент може да се разбере на основата на следните два аспекта на нуждите:

• Когато капацитетът на разпределителния трансформатор достигне 800 КВА и по-горе, в миналото, повечето от тях бяха маслени трансформатори и бяха оборудвани с газови реле. Използването на автоматичен ключ може да се координира с газовото реле, за да се предостави ефективна защита на трансформатора.

• За потребителите с капацитет на устройството по-голям от 800 КВА, поради различни причини, единично заземяване на дефект може да предизвика нулевата последователност за защита да действа, причинявайки автоматичния ключ да се отвори и да изолира дефекта, така че да не се предизвика автоматичният ключ на главната подстанция да действа и да засегне нормалното доставяне на енергия на други потребители. Освен това, стандартът също ясно постановява, че дори ако един трансформатор не достига този капацитет, но ако общият капацитет на разпределителните трансформатори на потребителя достига 800 КВА, това изискване трябва да бъде изпълнено. В момента, схемата на свързване на високонапрегнатите камери на повечето потребители е основна схема, и на базата на това, могат да бъдат изведени схеми на свързване като една главна-една резервна линия за вход или двойна линия за вход с разделение на шината.

3. Заключение

Конфигурациите за защита на 10кВ разпределителни трансформатори включват основно автоматични ключове, награсни ключове или награсни ключове с чипове. При обобщена оценка на техническите, икономическите и факторите за управление, дали в кръгов-главния блок на 10кВ или високонапрегнатата система за разпределение на енергия за крайни потребители, конфигурацията на награсен ключ в комбинация с резервен ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване може не само да предостави номиналния ток на нагрузката, но и да прекъсне токовете при кратко замыкание, и има характеристиката за превключване на празни трансформатори, което може ефективно да защити разпределителните трансформатори. Следователно, се препоръчва конфигурацията на награсен ключ в комбинация с резервен ограничителен предпазен чип с висока капацитетна способност за прекъсване като модел на защита за защита на разпределителните трансформатори.