Sistemi za zaštitu transformatora: Zaštita od plina gas, prekotok i dizajn diferencijalnog releja

Za kratkostrujne greške na izvodnim vodovima transformatora, izolatorima i unutrašnjim komponentama, treba instalirati odgovarajuće zaštitne uređaje, a ti treba da budu u skladu sa sledećim odredbama:

• Transformatori pojedinačno u radu kapaciteta 10 MVA i više, kao i transformatori u paralelnom radu kapaciteta 6,3 MVA i više, treba da budu opremljeni pilotnom diferencijalnom zaštitom. Važni transformatori pojedinačno u radu kapaciteta 6,3 MVA i manje takođe mogu biti opremljeni pilotnom diferencijalnom zaštitom.

• Transformatori ispod 10 MVA mogu biti opremljeni brzom prekomernom strujnom zaštitom i prekomernom strujnom zaštitom. Za transformatore od 2 MVA i više, ako faktor osetljivosti brze prekomerne strujne zaštite ne zadovoljava zahteve, preporučuje se upotreba pilotne diferencijalne zaštite.

• Za transformatore kapaciteta 0,4 MVA i više, s primarnom napajajućom naponom od 10 kV i niže, i spojem zvezda-trougao, može se koristiti dvofazna troreljna prekomerna strujna zaštita.

• Svi navedeni zaštitni uređaji treba da deluju tako što će isključiti prekidače na svim stranama transformatora.

Tokom rada transformatora, unutrasnje greške ponekad mogu biti teško otkrivene i brzo rešene, što može dovesti do nesreća. Instalacija gasne releja može do neke mere pomoći u sprečavanju takvih situacija.

Uvod u gasnu zaštitu

Gasna zaštita je jedna od glavnih zaštita transformatora i spada pod neelektričnu zaštitu. Deli se na laganu gasnu zaštitu i tešku gasnu zaštitu. Principe rada razlikuju: Lagana gasna zaštita deluje kada manje unutrasnje greške dovode do razlaganja izolacionog ulja i nastanka gaza zbog zagrevanja. Nakupljanje gaza u gornjem delu releja dovodi do gubitka plivajućnosti otvorene čaše koja potonu, aktivirajući kontaktnu traku da se zatvori i šalje alarm signal. Teška gasna zaštita deluje kada ozbiljna unutrasnja greška dovodi do brzog proširenja ulja zbog zagrevanja ili luka, stvarajući veliku količinu gaza i brzi protok ulja ka rezervuaru. Taj tok utiče na prepreku unutar releja, prevazilazi otpor opruge i pomera magnet da zatvori kontaktnu traku, rezultujući naredbom za isključivanje. Obično bi trebalo da bude podešeno na režim isključivanja. Pored gasne zaštite, neelektrične zaštite za velike masno obmotane transformatore obično uključuju zaštitu od oslobađanja pritiska i zaštitu od naglog promena pritiska.

Glavna razlika između lagane i teške gasne zaštite leži u postavci releja: lagana gasna zaštita samo šalje alarmni signal bez isključivanja, dok teška gasna zaštita direktno inicira isključivanje.

Nula-sekvencijski napon jednak je vektorskoj sumi tri-faznih napona. Metod izračunavanja nula-sekvencijske struje je sličan.

Princip teške gasne zaštite zasniva se na dizajnu sa plivajućom čašom i kontaktnom trakom. Uljištvo releja je povezano sa rezervoarskim spremnikom transformatora. Kada greška generiše gas, nakupljanje gaza spušta plivajuću čašu na određenu poziciju, zatvarajući kontakt prvog stupnja kako bi se pokrenuo alarm lagane gasne zaštite. Dok se gas nastavlja nakupljati, plivajuća čaša dalje pada, aktivirajući kontakt drugog stupnja, zatvarajući putanju teške gasne zaštite i isključujući prekidač.

Razlika u principima rada između lagane i teške gasne zaštite

Lagani gasni releji sastoje se od otvorene čaše i kontaktnih traka, i deluju pošiljajući signal. Teški gasni releji sastoje se od prepreke, opruge i kontaktnih traka, i deluju inicirajući isključivanje.

Takođe, tokom normalnog rada, relej je ispuni uljem, a otvorena čaša pliva zbog plivajuće snage, čime ostavljaju kontaktnu traku otvorenu. Kada se dogodi manja unutrasnja greška, sporije uzlazeći gas ulazi u relej, snižavajući nivo ulja. Otvorena čaša rotira suprotno smeru kazaljke na satu oko svoje ose, zatvarajući kontaktnu traku i šalje alarmni signal. Kada se dogodi ozbiljna unutrasnja greška, generiše se velika količina gaza, što dovodi do brzog porasta pritiska u rezervoarskom spremniku i brzog toka ulja ka rezervoaru. Taj tok utiče na prepreku unutar releja, prevazilazi otpor opruge, pomera magnet ka kontaktnoj traci, zatvara kontakt i pokreće isključivanje.

Relativna karakteristika releja odnosi se na odnos između njegovih ulaznih i izlaznih količina tokom cijelog procesa rada. Bilo da radi o radu ili povratku, relej se direktno kreće od početne do krajnje pozicije bez zastajanja na bilo kojoj međupoziciji. Ova "korak-promjena" karakteristika poznata je kao relativna karakteristika.