Системы защиты трансформаторов: газовая защита защита от перегрузки по току и дифференциальная реле

Для коротких замыканий на выводных проводах трансформатора, вводах и внутренних компонентах должны быть установлены соответствующие защитные устройства, которые должны соответствовать следующим требованиям:

• Трансформаторы с мощностью 10 МВА и выше, работающие отдельно, а также трансформаторы с мощностью 6,3 МВА и выше, работающие параллельно, должны быть оборудованы дифференциальной защитой. Важные трансформаторы с мощностью 6,3 МВА и ниже, работающие отдельно, также могут быть оборудованы дифференциальной защитой.

• Трансформаторы мощностью менее 10 МВА могут быть оборудованы мгновенной перегрузочной защитой и перегрузочной защитой. Для трансформаторов мощностью 2 МВА и выше, если коэффициент чувствительности мгновенной перегрузочной защиты не удовлетворяет требованиям, рекомендуется использовать дифференциальную защиту.

• Для трансформаторов с мощностью 0,4 МВА и выше, первичным напряжением 10 кВ и ниже, и соединениями обмоток треугольник-звезда, может использоваться двухфазная трехрелеевая перегрузочная защита.

• Все указанные выше защитные устройства должны действовать на отключение выключателей на всех сторонах трансформатора.

Во время работы трансформатора внутренние неисправности иногда могут быть труднообнаружимыми и требовать быстрого реагирования, что потенциально может привести к авариям. Установка защиты газовым реле может помочь предотвратить такие инциденты в определенной степени.

Введение в газовую защиту

Газовая защита является одним из основных видов защиты трансформаторов и относится к неэлектрической защите. Она делится на легкую газовую защиту и тяжелую газовую защиту. Принципы работы различаются: легкая газовая защита срабатывает, когда небольшие внутренние неисправности вызывают разложение изоляционного масла и образование газа вследствие нагрева. Накопленный газ в верхней части реле вызывает потерю плавучести открытой чашки, которая погружается, замыкая контакты реле и отправляя сигнал тревоги. Тяжелая газовая защита срабатывает, когда серьезная внутренняя неисправность вызывает быстрое расширение масла вследствие нагрева или дугового разряда, образуя большое количество газа и высокоскоростной поток масла в сторону маслорасширителя. Этот поток воздействует на заслонку внутри реле, преодолевает сопротивление пружины, перемещает магнит, замыкает контакты реле, что приводит к команде на отключение. Обычно она должна быть установлена в режиме отключения. Помимо газовой защиты, для крупных маслонаполненных трансформаторов обычно используются также защиты от давления и внезапного изменения давления.

Основное отличие между легкой и тяжелой газовой защитой заключается в значениях настройки реле: легкая газовая защита только подает сигнал тревоги, не вызывая отключения, в то время как тяжелая газовая защита напрямую инициирует отключение.

Нулевая последовательность напряжения равна векторной сумме трехфазных напряжений. Метод расчета нулевой последовательности тока аналогичен.

Принцип тяжелой газовой защиты основан на конструкции с поплавком и реле с контактами. Масляная камера реле соединена с баком трансформатора. Когда при неисправности образуется газ, его накопление снижает поплавок до определенного уровня, замыкая первый контакт, чтобы вызвать сигнал тревоги легкой газовой защиты. При дальнейшем накоплении газа поплавок опускается еще ниже, активируя второй контакт, замыкающий цепь тяжелой газовой защиты, и отключая выключатель.

Различия в принципах работы легкой и тяжелой газовой защиты

Легкие газовые реле состоят из открытой чаши и контактов реле, и работают, подавая сигнал. Тяжелые газовые реле состоят из заслонки, пружины и контактов реле, и работают, инициируя отключение.

При нормальной работе реле заполнено маслом, и открытая чаша плавает благодаря плавучести, оставляя контакты реле открытыми. Когда происходит небольшая внутренняя неисправность, медленно поднимающийся газ входит в реле, снижая уровень масла. Открытая чаша вращается против часовой стрелки вокруг своей оси, замыкая контакты реле и подавая сигнал тревоги. Когда происходит серьезная внутренняя неисправность, быстро образуется большое количество газа, вызывая резкое увеличение давления в баке и высокоскоростной поток масла в сторону маслорасширителя. Этот поток воздействует на заслонку реле, преодолевает сопротивление пружины, перемещает магнит к контактам реле, замыкает их и инициирует отключение.

Характеристика реле относится к соотношению между входными и выходными величинами на протяжении всего процесса работы. Будь то работа или возврат, реле перемещается напрямую из начального положения в конечное, не останавливаясь на промежуточных положениях. Эта "ступенчатая" характеристика известна как характеристика реле.