Диференціальна захиста трансформатора

Диференціальна захиста трансформатора

Трансформатори є одними з ключових компонентів електроенергетичних систем. Як статичні, повністю закриті і, як правило, масляні пристрої, вони рідко виявляються в аварійному стані. Проте навіть рідка аварія може мати серйозні наслідки для електроенергетичного трансформатора. Тому забезпечення захисту електроенергетичних трансформаторів від потенційних аварій має найвищий пріоритет.

Аварії на трансформаторах переважно поділяються на два типи: зовнішні аварії та внутрішні аварії. Зовнішні аварії швидко усунуто за допомогою реле, розташованого поза трансформатором, щоб запобігти будь-яким пошкодженням трансформатора від таких аварій. Для внутрішніх аварій цього типу трансформатора використовується диференціальна система захисту.

Диференціальні системи захисту переважно використовуються для захисту від міжфазних та фазо-земельних аварій. Диференціальний захист для електроенергетичних трансформаторів базується на принципі обертання струму Мерца-Прайса. Такий захист зазвичай застосовується до трансформаторів з номінальною потужністю більше 2 МВА.

Підключення для диференціального захисту трансформатора

Електроенергетичні трансформатори з'єднані зіркою з однієї сторони і трикутником з іншої. Токові трансформатори (ТТ) на стороні з'єднання зіркою з'єднані трикутником, а ті, що на стороні з'єднання трикутником, з'єднані зіркою. Нейтралі обох з'єднань токового трансформатора зіркою та електроенергетичного трансформатора зіркою заземлені.

Захисна котушка з'єднана між вторинними обмотками токових трансформаторів. Ця захисна котушка регулює чутливість системи. Робоча котушка розташована між точкою відбору напруги захисної котушки та зірковою точкою вторинних обмоток токового трансформатора.

Робота диференціальної системи захисту

У нормальних умовах робоча котушка не проводить струм, оскільки струми з обох сторін електроенергетичного трансформатора знаходяться в рівновазі. Проте, коли відбувається внутрішня аварія в обмотках електроенергетичного трансформатора, ця рівновага порушується. В результаті, робочі котушки диференціального реле проводять струм, який відповідає різниці струмів між двома сторонами трансформатора. На підставі цього, реле відключає головні вимикачі з обох сторін електроенергетичного трансформатора.

Проблеми диференціальної системи захисту

При підключенні трансформатора через нього проходить перехідний стрім намагнічувального струму. Цей струм може бути в 10 разів більшим за повнонавантажений струм і згасає з часом. Цей намагнічувальний струм проходить через первинну обмотку електроенергетичного трансформатора, що призводить до розбіжності в виводі токових трансформаторів. Це, в свою чергу, може спричинити некоректну роботу диференціального захисту трансформатора.

Для вирішення цієї проблеми поперек релейної котушки розташовується кік-фюз. Ці предохранители є часовими з оберненою характеристикою і не включаються протягом короткого періоду перехідного стріму. Коли відбувається аварія, фюзи відключаються, дозволяючи аварійному струму пройти через релейні котушки і активувати систему захисту. Ця проблема також може бути знищена за допомогою використання реле з оберненою та визначеною мінімальною характеристикою замість реле моментального дії.