Diferencijalna zaštita transformatora

Diferencijalna zaštita transformatora

Transformatori su među ključnim komponentama u elektroenergetskim sustavima. Kao statički, potpuno zatvoreni i obično ulje-zamumljeni uređaji, greške na njima su relativno retke. Međutim, čak i rijetka greška može imati teške posljedice za snazni transformator. Stoga je zaštita snaznih transformatora od mogućih grešaka izuzetno važna.

Greške na transformatorima se uglavnom klasificiraju u dvije vrste: vanjske greške i unutarnje greške. Vanjske greške brzo se otklanjaju relé sustavom izvan transformatora kako bi se sprečila bilo kakva šteta transformatoru zbog tih grešaka. Za unutarnje greške ovog tipa transformatora koristi se diferencijalni sustav zaštite.

Diferencijalne sheme zaštite uglavnom se koriste za zaštitu od faza-do-faze i faza-do-zemlje grešaka. Diferencijalna zaštita za snazne transformatore temelji se na principu Merz-Prize cirkulacije struje. Takva zaštita se općenito primjenjuje na transformatore s ocjenom premaše od 2 MVA.

Povezivanje za diferencijalnu zaštitu transformatora

Snazni transformatori su zvjezdano povezani na jednoj strani, a delta-povezani na drugoj. Strujni transformatori (ST) na zvjezdano povezanoj strani su delta-povezani, dok su oni na delta-povezanoj strani zvjezdano povezani. Neutrali obje zvjezdano povezane strukture, i strujnog transformatora i snaznog transformatora, su zemljeni.

Završni navojevi su povezani između sekundarnih navojeva strujnih transformatora. Taj završni navoj regulira osjetljivost sustava. Radni navoj je postavljen između priključnog točkog završnog navoja i zvjezdastog točka sekundarnih navojeva strujnih transformatora.

Funkcioniranje diferencijalnog sustava zaštite

U normalnim uvjetima, radni navoj ne nosi struju jer su struje na obje strane snaznog transformatora u ravnoteži. Međutim, kada dođe do unutarnje greške unutar navojeva snaznog transformatora, ta ravnoteža se ruši. Tada radni navojevi diferencijalnog reléa nose struju koja odgovara razlici struja između dviju strana transformatora. To dovodi do aktivacije glavnih prekidaca na obje strane snaznog transformatora.

Problemi s diferencijalnim sustavom zaštite

Kada se transformator energizira, kroz njega protječe privremeni talas magnečne struje. Ta struja može biti do 10 puta veća od punog opterećenja i nestaje s vremenom. Ova magnečna struja protječe kroz primarni navoj snaznog transformatora, što uzrokuje neusklađenost izlaza strujnih transformatora. To, na svoj put, može dovesti do pogrešnog funkcioniranja diferencijalne zaštite transformatora.

Da bi se riješio ovaj problem, stavlja se eksplozivni predmet naprotiv relé navoja. Ovi predmeti su tipa s ograničenjem vremena s inverznom karakteristikom i ne funkcioniraju tijekom kratkotrajnog talasa magnečne struje. Kada dođe do greške, predmeti eksplodiraju, omogućujući da greška struja prođe kroz relé navojeve i aktivira sustav zaštite. Taj problem također se može umanjiti upotrebom reléa s inverznim i definiranim minimalnim karakteristikama umjesto reléa s trenutnom karakteristikom.