Защита от замыканий на корпус трансформатора

Для выполнения защиты от замыканий на корпус трансформатора в заземляющую шину между корпусом трансформатора (автотрансформатора) и контуром заземления подстанции врезается трансформатор тока ТТ. к вторичной обмотке которого подключается токовое реле Т (рисунок 10).

Принцип действия защиты от замыканий на корпус.
Рисунок 10 – Принцип действия защиты от замыканий на корпус.

При повреждениях обмоток или вводов трансформатора (автотрансформатора), при которых возникают к.з. на корпус, по заземляющей шине проходит почти весь ток к.з., и лишь незначительная часть его замыкается непосредственно через железобетонный фундамент, на котором установлен трансформатор (автотрансформатор).

Для выполнения защиты от замыканий на корпус в заземляющую шину между корпусом трансформатора (автотрансформатора) и контуром заземления подстанции врезается трансформатор тока ТТ. к вторичной обмотке которого подключается токовое реле Т (рисунок 10).
При повреждениях обмоток или вводов трансформатора (автотрансформатора), при которых возникают к.з. на корпус, по заземляющей шине проходит почти весь ток к.з., и лишь незначительная часть его замыкается непосредственно через железобетонный фундамент, на котором установлен трансформатор (автотрансформатор).

При внешних однофазных к.з. в сети, связанной с защищаемым трансформатором (автотрансформатором), вследствие растекания тока к.з. часть его замыкается через фундамент, корпус и заземляющую шину, в которую врезан трансформатор тока ТТ.
Для того чтобы защита не действовала при внешних к.з., ее ток срабатывания должен быть больше тока, проходящего через защиту при этих к.з. В нашей стране эта защита распространения не получила и имеется на трансформаторах (автотрансформаторах) зарубежной поставки.

Защита трансформаторов от сверхтоков в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями

Для защиты понижающих трансформаторов от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями, предусматривается максимальная токовая защита без пуска или с пуском от реле минимального напряжения, действующая на отключение выключателя. Вследствие низкой чувствительности максимальная токовая защита без пуска от реле минимального напряжения применяется только на трансформаторах мощностью до 1000 кВА.

Для защиты повышающих трансформаторов от внешних коротких замыканий. применяется максимальная токовая защита с пуском от реле минимального напряжения или токовая защита нулевой последовательности.

Максимальная токовая защита с пуском от реле минимального напряжения для повышающих многообмоточных трансформаторов получается довольно сложной (из-за наличия нескольких комплектов реле минимального напряжения) и недостаточно чувствительной по току. В этом случае применяется токовая защита нулевой последовательности. Последняя рекомендуется на повышающих трансформаторах мощностью 1000 кВА и более с глухозаземленной нейтралью.

Если защита повышающих трансформаторов не обеспечивает требуемой чувствительности, то для защиты трансформаторов допускается использовать токовые реле соответствующей защиты генераторов.

В ряде случаев для защиты мощных трансформаторов применяется токовая защита обратной последовательности, которая легко согласуется с аналогичной защитой генераторов.

На многообмоточных трансформаторах с питанием с нескольких сторон для обеспечения избирательности действия защита выполняется направленной.

Для защиты от перегрузки параллельно работающих нескольких трансформаторов мощностью по 400 кВА и более, а также при раздельной работе и наличии АВР предусматривается однофазная максимальная токовая защита, действующая на сигнал.

На не обслуживаемых подстанциях защита может выполняться с действием на автоматическую разгрузку или отключение трансформатора.

Максимальная токовая защита (МТЗ) двухобмоточного понижающего трансформатора. На Т с односторонним питанием (рис. 26) устанавливается один комплект защиты Со стороны источника питания, действующий на отключение всех выключателей.

Однолинейная схема защиты понижающего трансформатора

Однолинейная схема защиты понижающего трансформатора
Рис. 26. Однолинейная схема защиты понижающего трансформатора

На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием устанавливаются два комплекта защиты:

  • один со стороны обмотки НН действует на отключение выключателя этой обмотки;
  • другой со стороны обмотки ВН действует с двумя выдержками времени, с меньшей — на отключение выключателя обмотки СН, с большей — на отключение всех выключателей трансформатора.

Аналогично выполняется защита понижающих ДТ при отсутствии питания со стороны обмотки СН.
Ток срабатывания МТЗ находится из условия возврата токовых реле при максимальной нагрузке.
Выдержка времени выбирается из условий селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени РЗ присоединений, питающихся от трансформатора.

Токовая защита нулевой последовательности (М13 НИ) реагирует на ток, появляющийся в трансорматоре при внешних одно- и двухфазных КЗ на землю и КЗ в трансформаторе. Защита применяется на повышающих Т (АТ) и устанавливается со стороны обмоток ВН и СН, если последние соединены по схеме звезды и работают с глухозаземленной нулевой точкой.

МТЗ НП на трансформаторах энергоблоков выполняется с помощью двух токовых реле (КА1 и КА2), включенных на ток нейтрали трансформатора блока (реле включают во вторичную цепь ТТ, встроенного в силовой Т). Для блоков, у которых нейтраль трансформатора не разземляется, схема защиты приведена на рис. 27.

Токовая защита нулевой последовательности энергоблоков
Токовая защита нулевой последовательности энергоблоков: а — цепи переменного тока; б — цепи постоянного тока

Ускорение защиты при неполнофазных режимах выполняется с помощью реле контроля непереключения фаз, управляемого контуром, состоящим из трех замыкающихся и трех размыкающихся вспомогательных контактов выключателя. При отказе в отключении (или включении) одной из двух фаз выключателя цепь контура замкнута. Реле контроля непереключения фаз, имеющее небольшую выдержку времени, перекрывающую разновременность включения фаз выключателя, действует на отключение всех трех фаз этого выключателя. Если после этого отказавшая фаза выключателя остается включенной, неполнофазный режим ликвидируется защитой по цепи ускорения.

Для ограничения токов КЗ часть повышающих Т работает с разземленной нейтралью.

У таких Т возникает опасность перенапряжений при выделении их на изолированную работу в сеть, имеющею замыкание на землю одной из фаз.

Поэтому Т, работающие с изолированной нейтралью, должны иметь резервную РЗ, отключающую их при замыканиях на землю раньше, чем могут отключиться Т с заземленными нейтралями. В качестве такой РЗ могут применяться:

  1. МТЗ НП, установленная на параллельно работающих Т с заземленными нейтралями, с несколькими выдержками времени. С первой, меньшей выдержкой, РЗ отключает Т с разземленной нейтралью, со второй выдержкой времени, на ступень большей первой, действует на разделение секций или систем шин ВН, с третьей — на отключение выключателя ВН защищаемого Т и затем — на выходные промежуточные РЗ трансформатора;
  2.  РЗ, реагирующие на напряжение нулевой последовательности. Эта РЗ выполняется с использованием чувствительного реле напряжения KV0, включенного на разомкнутый треугольник шинного ТН.

При КЗ на землю реле приходит в действие и отключает Т с разземленной нейтралью с выдержкой времени меньшей, чем у МТЗ НП трансформаторов с заземленными нейтралями.:
Токовая направленная защита для АТ включается на сторонах ВН и СН на встроенные в АТ ТТ. На обеих сторонах защита направленная двухступенчатая, каждая ступень имеет две выдержки времени (для дальнего и ближнего резервирования). В качестве органов направления используют реле направления мощности. Уставки токовых реле и выдержки времени выбирают по условию согласования с защитами смежных элементов.

Токовая защита обратной последовательности (РЗ ОП) реагирует на ток ОП, появляющийся при несимметричных КЗ. Защита (рис. 28) состоит из токового реле, включенного через фильтр тока.

Принципиальная схема токовой защиты обратной последовательности:
Рис. 10 28. Принципиальная схема токовой защиты обратной последовательности: а — цепи тока; б — цепи напряжения; в — цепи оперативного постоянного тока

На трехобмоточных повышающих Т, имеющих питание с двух или трех сторон, для обеспечения селективности при несимметричных внешних КЗ необходимо применять направленную РЗ с ОНМ ОП.

Дополнительная резервная токовая защита на стороне ВН устанавливается на энергоблоках с выключателем в цепи генератора. Защита предназначена для резервирования основных защит Т блока при отключенном выключателе генератора и автоматически вводится в действие при исчезновении тока в цепи генератора. Для этого используют трехфазные токовые реле, устанавливаемые для защиты от повышения напряжения, и размыкающий контакт размножающего промежуточного реле. Защита выполняется на двух токовых реле и реле времени и включается на ТТ, встроенные в силовой Т. Вторичные обмотки ТТ соединяют в треугольник для предотвращения излишних срабатываний защиты от токов нулевой последовательности при внешних КЗ на землю.

На блоках, присоединяемых к двойной системе шин, защита включается на отдельные ТТ. На блоках с двумя выключателями ВН (при схеме 3/2, 4/3 или многоугольника) из-за отсутствия свободных, встроенных в Т блока ТТ токовые реле данной защиты включают в токовые цепи дифференциальной защиты.

При отключенном генераторе ток нагрузки значительно меньше номинального тока трансформатора блока. Однако защиту целесообразно отстраивать от номинального тока во избежание ее ложного срабатывания при работе генератора блока в случае неисправности блокирующих реле и цепей. Выдержка времени РЗ должна быть на ступень селективности выше уставки по времени резервной защиты на стороне ВН рабочего трансформатора собственных нужд.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

пять + два =