Системи захисту трансформаторів: газозахисна система захисту від перевищень струму та реле диференціального захисту

Для коротких замикань на виходних проводах, изоляторах та внутрішніх компонентах трансформаторів повинні бути встановлені відповідні захисні пристрої, які мають відповідати наступним положенням:

• Трансформатори з потужністю 10 МВА або більше, що працюють окремо, а також трансформатори з потужністю 6,3 МВА або більше, що працюють паралельно, повинні бути оснащені диференціальним захистом. Важливі трансформатори з потужністю 6,3 МВА або менше, що працюють окремо, також можуть бути оснащені диференціальним захистом.

• Трансформатори нижче 10 МВА можуть бути оснащені швидкодіючим захистом від надмірного струму та захистом від надмірного струму. Для трансформаторів 2 МВА і більше, якщо коефіцієнт чутливості швидкодіючого захисту від надмірного струму не задовольняє вимогам, рекомендується використовувати диференціальний захист.

• Для трансформаторів з потужністю 0,4 МВА і більше, первинним напругом 10 кВ або нижче, та з'єднаннями обмоток трикутник-зірка, може бути використаний двофазний трьохрелеяний захист від надмірного струму.

• Усі вказані вище захисні пристрої повинні спрацьовувати для відключення автоматичних вимикачів з усіх сторін трансформатора.

Під час роботи трансформатора внутрішні аварії можуть іноді бути важко виявити та оперативно ліквідувати, що може призвести до аварій. Встановлення газового реле захисту може допомогти запобігти таким інцидентам до певної міри.

Вступ до газового захисту

Газовий захист є одним з основних захистів трансформаторів і належить до неелектричних захистів. Він поділяється на легкий газовий захист і важкий газовий захист. Принципи роботи відрізняються: легкий газовий захист спрацьовує, коли невеликі внутрішні аварії призводять до розкладу ізоляційного масла і утворення газу через нагрівання. Накопичений газ у верхній частині реле призводить до втрати поплавковості відкритою чашкою, яка опускається, затворює контакт реле і відправляє сигнал тривоги. Важкий газовий захист спрацьовує, коли серйозна внутрішня аварія призводить до швидкого розширення масла через нагрівання або електродугові процеси, що призводить до утворення великої кількості газу і швидкого потоку масла в сторону маслосборника. Цей потік впливає на завісу всередині реле, переборює опір пружини і переміщує магніт, закриваючи контакт реле, що призводить до команди на відключення. Зазвичай він повинен бути налаштований на режим відключення. Крім газового захисту, неелектричні захисти для великих масляних трансформаторів зазвичай включають захист від зниження тиску і захист від різкого зміни тиску.

Основна різниця між легким і важким газовим захистом полягає в налаштуваннях реле: легкий газовий захист лише відправляє сигнал тривоги без відключення, тоді як важкий газовий захист безпосередньо ініціює відключення.

Нульова послідовність напруги дорівнює векторній сумі напруг трьох фаз. Метод обчислення нульової послідовності струму схожий.

Принцип важкого газового захисту базується на конструкції поплавка і реле з контактами. Масляна камера реле з'єднана з баком трансформатора. Коли аварія генерує газ, його накопичення опускає поплавок до певного рівня, закриваючи перший контакт для викликання сигналу легкого газового захисту. З поступовим накопиченням газу поплавок опускається ще нижче, активуючи другий контакт, закриваючи цепь важкого газового захисту і відключаючи автоматичний вимикач.

Різниця в принципах роботи легкого і важкого газового захисту

Легкі газові реле складаються з відкритої чашки і контактів реле, і працюють для відправлення сигналу. Важкі газові реле складаються з завіси, пружини та контактів реле, і працюють для відключення.

При нормальній роботі реле наповнене маслом, і відкрита чашка плаває через поплавковість, залишаючи контакти реле відкритими. Коли виникає невелика внутрішня аварія, повільно піднімаючийся газ входить в реле, знижуючи рівень масла. Відкрита чашка обертається проти годинникової стрілки навколо своєї осі, закриваючи контакт реле і відправляючи сигнал тривоги. Коли виникає серйозна внутрішня аварія, швидко утворюється велика кількість газу, що призводить до різкого зростання тиску в баку і швидкого потоку масла в сторону маслосборника. Цей потік впливає на завісу реле, яка переборює опір пружини, переміщує магніт до контакту реле, закриває контакт і викликає відключення.

Характеристика реле вказує на зв'язок між його входними та вихідними величинами протягом всього процесу роботи. Як при роботі, так і при поверненні, реле прямо переходить від початкового положення до кінцевого без зупинки в будь-якому проміжному положенні. Ця характеристика "ступінчастого" переходу відома як характеристика реле.