Różnicowa ochrona transformatora

Różnicowy Ochrona Transformatora

Transformatory są jednymi z kluczowych elementów systemów energetycznych. Jako urządzenia statyczne, całkowicie zamknięte i zwykle zanurzone w oleju, uszkodzenia w nich występują stosunkowo rzadko. Jednak nawet rzadkie uszkodzenie może mieć poważne konsekwencje dla transformatora energetycznego. Dlatego ochrona transformatorów przed potencjalnymi uszkodzeniami jest najwyższej wagi.

Uszkodzenia w transformatorach dzielą się głównie na dwa typy: uszkodzenia zewnętrzne i wewnętrzne. Uszkodzenia zewnętrzne są szybko usuwane przez system relé poza transformatorem, aby zapobiec jakimkolwiek szkodom dla transformatora spowodowanym tymi uszkodzeniami. Dla uszkodzeń wewnętrznych tego typu transformatora stosuje się system ochrony różnicowej.

Schematy ochrony różnicowej są przede wszystkim wykorzystywane do ochrony przed uszkodzeniami między fazami i między fazą a ziemią. Ochrona różnicowa dla transformatorów energetycznych opiera się na zasadzie obiegu prądu Merza-Prize. Taka ochrona jest zwykle stosowana do transformatorów o mocy przekraczającej 2 MVA.

Połączenie dla Różnicowej Ochrony Transformatora

Transformatory są połączone w gwiazdę z jednej strony i w trójkąt z drugiej. Prądnice (CT) po stronie gwiaździstej są połączone w trójkąt, podczas gdy te po stronie trójkątnej są połączone w gwiazdę. Neutrality zarówno połączenia gwiaździstego prądnic, jak i transformatora są uziemione.

Cewka hamująca jest podłączona między wtórne zwinięcia prądnic. Ta cewka reguluje czułość systemu. Cewka robocza jest umieszczona między punktem podziału cewki hamującej a punktem gwiaździstym wtórnych zwinięć prądnic.

Działanie Systemu Ochrony Różnicowej

W normalnych warunkach cewka robocza nie przepuszcza prądu, ponieważ prądy po obu stronach transformatora energetycznego są zrównoważone. Gdy jednak wystąpi uszkodzenie wewnętrzne w zwinięciach transformatora, to równowaga jest zakłócona. W rezultacie cewki robocze relé różnicowego przepuszczają prąd odpowiadający różnicy prądów po obu stronach transformatora. W efekcie relé uruchamia główne przełączniki obwodowe po obu stronach transformatora energetycznego.

Problemy z Systemem Ochrony Różnicowej

Gdy transformator jest energizowany, przez niego przepływa chwilowy prąd magnesujący. Ten prąd może być nawet 10 razy większy od pełnego prądu obciążenia i zanika z czasem. Ten prąd magnesujący przepływa przez pierwotne zwinięcie transformatora, co powoduje rozbieżność w wyjściu prądnic. Może to spowodować niewłaściwe działanie ochrony różnicowej transformatora.

Aby rozwiązać ten problem, na przekładniku relé umieszcza się bezpiecznik impulsowy. Te bezpieczniki są typu czasowego z charakterystyką odwrotną i nie działają podczas krótkotrwałego impulsu. Gdy wystąpi uszkodzenie, bezpieczniki pękają, pozwalając, aby prąd uszkodzenia przepłynął przez cewki relé i aktywował system ochrony. Ten problem można również złagodzić, używając relé o charakterystyce odwrotnej i określonym minimum, zamiast relé typu natychmiastowego.