Transformatorskyddssystem: Gas skydd överströmningsskydd och differentiellt relädesign

För kortslutningsfel på transformatorns utgångsledningar, isoleringskupoler och interna komponenter skall lämpliga skyddsanordningar installeras och skall följa följande bestämmelser:

• Transformatorer med en kapacitet av 10 MVA eller mer som drivs enskilt, samt transformatorer med en kapacitet av 6,3 MVA eller mer som drivs parallellt, skall utrustas med pilotdifferentialskydd. Viktiga transformatorer med en kapacitet av 6,3 MVA eller mindre som drivs enskilt kan också utrustas med pilotdifferentialskydd.

• Transformatorer under 10 MVA kan utrustas med strömstötskydd och överströmskydd. För transformatorer av 2 MVA och mer, om känslighetsfaktorn för strömstötskyddet inte uppfyller kraven, rekommenderas pilotdifferentialskydd.

• För transformatorer med en kapacitet av 0,4 MVA och mer, primärspänning på 10 kV eller mindre, och delta-stjärn vindningsanslutningar, kan tvåfas-tre-relä överströmskydd användas.

• Alla ovan nämnda skyddsanordningar skall agera för att stänga brytare på alla sidor av transformatorn.

Under transformatorens drift kan inre fel ibland vara svåra att upptäcka och hantera snabbt, vilket potentiellt kan leda till olyckor. Installation av gasreläskydd kan till viss del hjälpa till att förhindra sådana incidenter.

Introduktion till Gasprotection

Gasprotection är ett av de huvudsakliga skydden för transformatorer och tillhör icke-elektriska skydd. Det delas in i lätta gasreläskydd och tunga gasreläskydd. Driftprinciperna skiljer sig åt: Lätta gasreläskydd aktiveras när små inre fel orsakar isoleringsoljan att uppdelas och generera gas på grund av uppvärmning. Den ackumulerade gasen i det övre delen av reläet gör att den öppna koppen förlorar flytbarhet och sjunker, vilket aktiverar rörelsekontakten för att stänga och sända ett larmsignal. Tunga gasreläskydd aktiveras när ett allvarligt inre fel orsakar oljan att snabbt expandera på grund av uppvärmning eller bågningsbåge, vilket genererar en stor mängd gas och en höghastighet olje-ström mot oljereservoaren. Denna flöde påverkar skjutvallen inuti reläet, övervinner fjädermotståndet och flyttar magneten för att stänga rörelsekontakten, vilket resulterar i en trip-kommando. Det bör normalt ställas in på tripmode. Förutom gasprotection inkluderar icke-elektriska skydd för stora oljebaserade transformatorer normalt tryckrelä och plötsligt trycksprängskydd.

Det huvudsakliga skillnaden mellan lätta och tunga gasreläskydd ligger i reläets inställningsvärden: lätta gasreläskydd ger endast ett larmsignal utan att trippa, medan tunga gasreläskydd direkt initierar en trip.

Nollsekvensspänningen motsvarar vektorsumman av de trefasiga spänningarna. Beräkningsmetoden för nollsekvensströmmen är liknande.

Principen för tunga gasreläskydd bygger på en flytkropp och rörelsekontaktdesign. Reläets oljekammare är ansluten till transformatorns tank. När ett fel genererar gas, sänks flytkroppen till en viss position, stänger första kontakten för att utlösa ett larm för lätta gas. När gas fortsätter att ackumuleras, sjunker flytkroppen ytterligare, aktiverar andra kontakten, stänger tunga gascirkuit, och trippar brytaren.

Skillnad i Driftprinciper mellan Lätta och Tunga Gasreläskydd

Lätta gasreläer består av en öppen kopp och rörelsekontakter, och opererar för att skicka ett signal. Tunga gasreläer består av en skjutvall, fjäder och rörelsekontakter, och opererar för att trippa.

Under normal drift är reläet fyllt med olja, och den öppna koppen flyter på grund av flytbarhet, vilket håller rörelsekontakterna öppna. När ett litet internt fel inträffar, går den långsamt uppstigande gasen in i reläet, vilket sänker oljenivån. Den öppna koppen roterar moturs runt sin pivot, stänger rörelsekontakten och ger ett larmsignal. När ett allvarligt internt fel inträffar, genereras en stor mängd gas snabbt, vilket leder till en plötslig ökning av tanktrycket och en höghastighet olje-flöde mot oljereservoaren. Denna flöde påverkar reläets skjutvall, som övervinner fjädermotståndet, flyttar magneten mot rörelsekontakten, stänger kontakten, och utlöser en trip.

Reläets reläegenskap refererar till förhållandet mellan dess ingående och utförande kvantiteter genom hela driftprocessen. Oavsett om det är operation eller återgång, rör sig reläet direkt från sin ursprungliga position till sin slutposition utan att stanna vid någon mellanposition. Denna "stegförändringsegenskap" kallas reläegenskap.