Transformatorbeskyttelsessystemer: Gassbeskyttelse Overstrømning og Differensrelédesign

For kortsirkuitsfeil på transformatorledninger, isolatører og interne komponenter, skal passende beskyttelsesenheter installeres, og de skal overholde følgende bestemmelser:

• Transformatorer med en kapasitet på 10 MVA eller mer som opererer individuelt, og transformatorer med en kapasitet på 6,3 MVA eller mer som opererer parallelt, skal være utstyrt med pilotdifferensbeskyttelse. Viktige transformatorer med en kapasitet på 6,3 MVA eller mindre som opererer individuelt, kan også være utstyrt med pilotdifferensbeskyttelse.

• Transformatorer under 10 MVA kan være utstyrt med øyeblikkelig strømbeskyttelse og strømbeskyttelse. For transformatorer på 2 MVA og over, hvis følsomhetsfaktoren for øyeblikkelig strømbeskyttelse ikke oppfyller kravene, anbefales pilotdifferensbeskyttelse.

• For transformatorer med en kapasitet på 0,4 MVA og over, primærspenning på 10 kV eller lavere, og delta-stjerne vindingsforbindelser, kan tofase tre-relæ strømbeskyttelse brukes.

• Alle beskyttelsesenheter nevnt ovenfor skal fungere til å slå av brytere på alle sider av transformatoren.

Under transformatordrift kan interne feil noen ganger være vanskelige å oppdage og håndtere raskt, noe som potensielt kan føre til ulykker. Installasjon av gassrelébeskyttelse kan hjelpe med å forhindre slike hendelser i en viss grad.

Introduksjon til gassbeskyttelse

Gassbeskyttelse er en av de hovedbeskyttelsene for transformatorer og hører under ikke-elektrisk beskyttelse. Den er delt inn i lett gassbeskyttelse og tung gassbeskyttelse. Driftsprinsippene er forskjellige: Lett gassbeskyttelse fungerer når små interne feil fører til at isolerasjonsoil dekomponeres og genererer gass ved oppheting. Akkumulert gass i den øvre delen av relén får den åpne koppen til å miste flyteevne og synke, aktiverer reedkontakten til å lukke og sende en alarmmelding. Tung gassbeskyttelse fungerer når en alvorlig intern feil fører til at ollen raskt ekspanderer ved oppheting eller bueilding, genererer en stor mengde gass og en hurtig oljestrøm mot oljetank. Denne strømmen påvirker skjermingen inne i relén, overvinner fjærresistansen og beveger magneten til å lukke reedkontakten, resulterer i en trip-kommando. Det skal normalt settes til trippmodus. I tillegg til gassbeskyttelse inkluderer ikke-elektriske beskyttelser for store oljeisolate transformatorer vanligvis trykkavlastning og plutselig trykkendringssikring.

Hovedforskjellen mellom lett og tung gassbeskyttelse ligger i reléns innstilling: lett gassbeskyttelse gir bare en alarmmelding uten å trippe, mens tung gassbeskyttelse direkte initierer en trip.

Nullsekvensspenningen er lik vektorsummen av de trefas spenninger. Beregningsmetoden for nullsekvensstrøm er lignende.

Prinsippet for tung gassbeskyttelse er basert på et flyter og reedrelédesign. Reléns oljekammer er koblet til transformatorbeholderen. Når en feil genererer gass, senkes flytet til en viss posisjon, lukker det første kontaktet for å utløse en lettgassalarm. Som gassen fortsetter å akkumuleres, synker flytet videre, aktiverer det andre kontaktet, lukker tunggasskretsen og tripper bryteren.

Forskjell i driftsprinsipper mellom lett og tung gassbeskyttelse

Lett gassreléer består av en åpen kopp og reedkontakter, og fungerer for å sende en melding. Tung gassreléer består av en skjerm, fjær og reedkontakter, og fungerer for å trippe.

Under normal drift er relén fylt med olje, og den åpne koppen flyter på grunn av flytevann, holder reedkontaktene åpne. Når en liten intern feil oppstår, går den langsomt stigende gassen inn i relén, senker oljenivået. Den åpne koppen roterer mot klokka rundt sin akse, lukker reedkontakten og sender en alarmmelding. Når en alvorlig intern feil oppstår, genereres en stor mengde gass raskt, som fører til en plutselig økning i beholdertrykket og en hurtig oljestrøm mot oljetank. Denne strømmen påvirker reléns skjerm, som overvinner fjærresistansen, beveger magneten mot reedkontakten, lukker kontakten og utløser en trip.

Reléns reléegenskap refererer til forholdet mellom dens inngangsmengder og utgangsmengder gjennom hele driftsprosessen. Uansett om den drifter eller returnerer, beveger relén seg direkte fra sin startposisjon til sin sluttposisjon uten å stoppe i noen mellomliggende posisjon. Denne "trinnendringsegenskapen" kalles reléegenskapen.