Заземляющие трансформаторы в основном включают зигзагообразные заземляющие трансформаторы и заземляющие трансформаторы, преобразованные из обычных трехфазных трансформаторов. Принципы их работы заключаются в следующем:
Зигзагообразный заземляющий трансформатор
Структура обмотки: Обмотки зигзагообразного заземляющего трансформатора выполнены по зигзагообразной схеме. Каждая фазная обмотка состоит из двух секций, намотанных на разные стержни магнитопровода. Эти две секции имеют одинаковое количество витков и противоположные направления намотки.
Принцип работы: При нормальной работе, поскольку трехфазные напряжения симметричны, сумма токов в трехфазных обмотках равна нулю, и заземляющий трансформатор работает в режиме холостого хода с небольшим током намагничивания. При возникновении в системе однофазного замыкания на землю напряжение поврежденной фазы падает до нуля, а напряжение неповрежденных фаз повышается до линейного напряжения.
Благодаря специальной структуре зигзагообразной обмотки, магнитные потоки нулевой последовательности, создаваемые двумя секциями каждой фазной обмотки, взаимно компенсируются в магнитопроводе под действием напряжения нулевой последовательности.
Это приводит к очень малому сопротивлению нулевой последовательности, тем самым обеспечивая системе достаточно большой путь для тока нулевой последовательности, что гарантирует надежную работу устройств защиты от замыканий на землю.
Заземляющий трансформатор, преобразованный из обычного трехфазного трансформатора
- Соединение обмоток: Обычно обмотки обычного трехфазного трансформатора соединяются по схеме «звезда» (Y), при этом нейтральная точка заземляется через заземляющий резистор или дугогасящий реактор (катушку Петерсена).
- Принцип работы: При нормальной работе трехфазные напряжения симметричны, потенциал нейтральной точки равен нулю, и ток нулевой последовательности в обмотках отсутствует. При возникновении однофазного замыкания на землю потенциал нейтральной точки повышается, что приводит к возникновению напряжения нулевой последовательности. Под действием этого напряжения нулевой последовательности в обмотках появляется ток нулевой последовательности. Путем разумного выбора параметров заземляющего резистора или дугогасящего реактора можно контролировать величину тока нулевой последовательности для удовлетворения требований защиты от замыканий на землю и ограничения перенапряжений при повреждениях.
Конфигурация защиты заземляющих трансформаторов
Конфигурация защиты заземляющих трансформаторов в основном включает следующее:
Защита от токов нулевой последовательности
- Принцип конфигурации: Трансформатор тока нулевой последовательности устанавливается на выводной линии нейтральной точки заземляющего трансформатора. При нормальной работе системы векторная сумма трехфазных токов равна нулю, поэтому трансформатор тока нулевой последовательности не имеет выходного сигнала. При возникновении однофазного замыкания на землю возникает ток нулевой последовательности. Когда этот ток достигает установленного значения, устройство защиты срабатывает.
- Функция: Быстрое обнаружение и устранение замыканий на землю для предотвращения развития повреждений, защита оборудования и безопасности системы.
Защита от сверхтоков
- Принцип конфигурации: Трансформаторы тока устанавливаются на первичной или вторичной стороне заземляющего трансформатора для контроля его тока. Когда ток превышает установленный порог сверхтока, устройство защиты срабатывает с выдержкой времени.
- Функция: Защищает заземляющий трансформатор от повреждений при перегрузках или коротких замыканиях.
Газовая защита (защита Бухгольца)
- Принцип конфигурации: Газовое реле (реле Бухгольца) устанавливается на маслонаполненных заземляющих трансформаторах. При возникновении незначительного внутреннего повреждения, сопровождающегося выделением небольшого количества газа, срабатывает защита по легкому газу для подачи сигнала. При возникновении серьезного повреждения, сопровождающегося выделением большого количества газа и ударом потока масла, срабатывает защита по тяжелому газу для отключения выключателя.
- Функция: Чувствительно реагирует на внутренние повреждения в заземляющем трансформаторе, особенно на незначительные повреждения на ранней стадии, что позволяет своевременно принять меры.
Температурная защита
- Принцип конфигурации: Датчики температуры устанавливаются на обмотках или сердечнике заземляющего трансформатора для контроля температуры в режиме реального времени. При превышении температурой установленного значения устройство защиты срабатывает.
- Функция: Предотвращает повреждение изоляции заземляющего трансформатора из-за перегрева, продлевая срок службы оборудования и обеспечивая безопасную эксплуатацию.
Защита от перенапряжений
- Принцип конфигурации: Контролирует напряжение заземляющего трансформатора путем установки реле перенапряжения или использования функции защиты от перенапряжений в составе комплексных устройств защиты. При возникновении режима перенапряжения устройство защиты срабатывает.
- Функция: Ограничивает возможные перенапряжения в системе, защищая изоляцию заземляющего трансформатора и другого оборудования.
Вход
