Προστασία μετασχηματιστών από υπερένταση

Οι μετασχηματιστές ισχύος είναι δομικά αρκετά αξιόπιστοι λόγω της απουσίας περιστρεφόμενων εξαρτημάτων. Κατά τη λειτουργία, ωστόσο, είναι πιθανές και συμβαίνουν ζημιές και διαταραχές στην κανονική λειτουργία. Βλάβη μετασχηματιστών ισχύος: περιστροφή κυκλωμάτων, βραχυκύκλωμα της θήκης, βραχυκύκλωμα περιελίξεων, βραχυκύκλωμα εισόδων κ.λπ., μη φυσιολογικές λειτουργίες: μη επιτρεπτές υπερφορτώσεις, μείωση της στάθμης λαδιού, αποσύνθεσή του κατά την υπερθέρμανση, διέλευση εξωτερικού βραχυκυκλώματος σύνθετα ρεύματα.

Οι μετασχηματιστές ισχύος σχετικά χαμηλής ισχύος προστατεύονται συνήθως από ασφάλειες στην πλευρά υψηλής τάσης και ασφάλειες ή διακόπτες κυκλώματος στην πλευρά των γραμμών εξόδου χαμηλής τάσης. Το ρεύμα ασφάλειας της ασφάλειας υψηλής τάσης επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τη ρύθμιση από τις υπερτάσεις του ρεύματος μαγνήτισης όταν ο μετασχηματιστής ισχύος είναι ενεργοποιημένος κάτω από την τάση λειτουργίας. Έχοντας αυτό υπόψη, το ονομαστικό ρεύμα της ασφάλειας

όπου Azhs-ρεύμα της ασφάλειας υψηλής τάσης, A, Azn.tr. — ονομαστικό ρεύμα του μετασχηματιστή, Α.

Η αντιστοιχία των ασφαλειών υψηλής τάσης στους μετασχηματιστές ισχύος που προστατεύονται από αυτούς με τάση 6 — 10 kV δίνεται στα βιβλία αναφοράς. Η προστασία μέσω ασφαλειών πραγματοποιείται δομικά με τον απλούστερο τρόπο, αλλά υπάρχουν μειονεκτήματα - αστάθεια των παραμέτρων προστασίας, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε απαράδεκτη αύξηση του χρόνου απόκρισης προστασίας για ορισμένους τύπους εσωτερικής ζημιάς των μετασχηματιστών ισχύος. Με την προστασία ασφαλειών, προκύπτουν δυσκολίες στον συντονισμό της προστασίας των παρακείμενων τμημάτων του δικτύου. Πιο προηγμένη προστασία από υπερένταση ρελέ των μετασχηματιστών (Εικ. 1).

Σύκο. 1. Το σχέδιο προστασίας από υπερένταση ρεύματος από υπερφόρτωση μετασχηματιστή δύο περιελίξεων υποβιβασμού με άμεση τροφοδοσία

Μετασχηματιστές ρεύματος Οι CT τροφοδοτούνται από την πλευρά της υψηλής τάσης (ισχύς). Εάν είχαν εγκατασταθεί στην πλευρά της χαμηλής τάσης (όπως φαίνεται στο διάγραμμα με διακεκομμένη γραμμή), τότε η προστασία θα λειτουργήσει μόνο σε περίπτωση σφαλμάτων στους ζυγούς 6,6 kV και στα σχετικά φορτία, καθώς σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει βραχυκύκλωμα Τα ρεύματα του κυκλώματος δεν θα περάσουν από τους μετασχηματιστές ρεύματος...

Εάν κάποια από τις τρεις φάσεις του μετασχηματιστή είναι κατεστραμμένη, το ρεύμα βραχυκυκλώματος θα περάσει από τον αντίστοιχο μετασχηματιστή ρεύματος, θα κλείσει τις επαφές του ρελέ λειτουργίας Τ, το οποίο θα ενεργοποιήσει το ρελέ χρόνου Β και μέσω αυτού το ενδιάμεσο ρελέ P, το ρεύμα λειτουργίας θα ενεργοποιήσει το πηνίο ενεργοποίησης KO-1 το οποίο θα απενεργοποιήσει τον διακόπτη Β1 αποσυνδέοντας τον μετασχηματιστή προστασίας.

Ρύζι. 2. Σχέδιο προστασίας από υπερένταση ρεύματος του μετασχηματιστή

Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει ένα διάγραμμα ενός υποσταθμού μετασχηματιστή που παρέχει δύο ομάδες φορτίων στην πλευρά της χαμηλής τάσης.Εδώ ο μετασχηματιστής προστατεύεται και από τις δύο πλευρές με υψηλότερη και χαμηλότερη τάση. Και τα δύο τμήματα τροφοδοτούνται από ξεχωριστούς διακόπτες. Για κανονική λειτουργία, το κύκλωμα παρέχει τρία σετ προστασίας από υπερένταση: δύο από αυτά στην πλευρά της χαμηλότερης τάσης και ένα στην πλευρά της υψηλότερης τάσης.

Το ρεύμα λειτουργίας της προστασίας που είναι εγκατεστημένη στην πλευρά χαμηλής τάσης επιλέγεται ανάλογα με το φορτίο του κυκλώματος της, λαμβάνοντας υπόψη τα ρεύματα εκκίνησης των κινητήρων που εξυπηρετούνται από αυτό το τμήμα του κυκλώματος. Η καθυστέρηση επιλέγεται σύμφωνα με τις συνθήκες επιλεκτικότητας με προστασία των στοιχείων που συνδέονται σε αυτό το τμήμα του κυκλώματος Το ρεύμα λειτουργίας της προστασίας που είναι εγκατεστημένη στην πλευρά της υψηλής τάσης καθορίζεται από το συνολικό φορτίο των δύο τμημάτων, λαμβάνοντας υπόψη ρεύματα εκκίνησης των ηλεκτροκινητήρων και η ταχύτητα κλείστρου είναι ένα βήμα υψηλότερη από την ταχύτητα του πλευρικού κλείστρου χαμηλής τάσης.

Για προστασία από υπερένταση τριών μετασχηματιστών περιέλιξης, δεν αρκεί ένα σετ προστατευτικών συσκευών. Για να αποσυνδέσετε μόνο μία περιέλιξη σε περίπτωση βλάβης του συστήματος μονής τάσης και να διατηρήσετε τον μετασχηματιστή σε λειτουργία με δύο άλλες περιελίξεις, είναι απαραίτητο να τροφοδοτήσετε κάθε περιέλιξη του μετασχηματιστή με ένα ανεξάρτητο σετ προστασίας από υπερένταση... Επιλέγεται το ρεύμα λειτουργίας ανάλογα με το φορτίο σε κάθε περιέλιξη. Η καθυστέρηση ρυθμίζεται σύμφωνα με τη συνθήκη επιλεκτικότητας με την προστασία άλλων στοιχείων του δικτύου με δεδομένη τάση.

Οι μετασχηματιστές ισχύος συνήθως επιτρέπουν σημαντικές υπερφορτώσεις. Έτσι, ένας μετασχηματιστής κανονικής σχεδίασης επιτρέπει διπλή υπερφόρτωση σε 10 λεπτά. Αυτός ο χρόνος είναι αρκετός για να ξεφορτώσει το μετασχηματιστή το προσωπικό που βρίσκεται σε υπηρεσία.Επομένως, εγκαθίσταται προστασία υπερφόρτωσης σε μετασχηματιστές χωρητικότητας 560 kVA και άνω. Σε υποσταθμούς με μόνιμο προσωπικό σε υπηρεσία, η προστασία λειτουργεί με το σήμα και σε υποσταθμούς χωρίς μόνιμο προσωπικό σε υπηρεσία, η προστασία απενεργοποιεί τον υπερφορτωμένο μετασχηματιστή ή μέρος του φορτίου του.

Η στιγμιαία προστασία υπερέντασης με περιορισμένη περιοχή λειτουργίας ονομάζεται υπερένταση... Για να εξασφαλιστεί η επιλεκτικότητα στην περιοχή κάλυψης, η διακοπή ρεύματος ρυθμίζεται από τα ρεύματα βραχυκυκλώματος στην πλευρά χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή, από τα ρεύματα εκκίνησης των ηλεκτροκινητήρων, από το ρεύμα βραχυκυκλώματος (SC) στο τέλος της γραμμής ή στην αρχή του επόμενου τμήματος. Η φύση της αλλαγής στο ρεύμα βραχυκυκλώματος όταν αφαιρείται το σημείο βραχυκυκλώματος από την πηγή ισχύος φαίνεται στο Σχ.

Ρύζι. 3. Διάγραμμα προστασίας ρεύματος

Το ρεύμα διακοπής λειτουργίας επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε να μην απενεργοποιείται σε περίπτωση σφαλμάτων στη διπλανή γραμμή. Για αυτό, το ρεύμα λειτουργίας πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το μέγιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος των ζυγών χαμηλής τάσης.

Η περιοχή κάλυψης ορίζεται γραφικά όπως φαίνεται στο σχήμα 3. Τα ρεύματα που ρέουν κατά τη διάρκεια του βραχυκυκλώματος στην αρχή (σημείο 1) και στο τέλος της γραμμής (σημείο 5) καθώς και στα σημεία 2 — 4 υπολογίζονται. Η καμπύλη αλλαγής ρεύματος βραχυκυκλώματος από το τροφοδοτικό λαμβάνεται από την απόσταση (καμπύλη 1). Το ρεύμα ενεργοποίησης προσδιορίζεται και στο ίδιο γράφημα σχεδιάζεται η γραμμή ρεύματος ενεργοποίησης 2. Το σημείο τομής της καμπύλης 1 με τη γραμμή 2 ορίζει το άκρο της ζώνης ενεργοποίησης (σκιασμένο τμήμα).

Το ρεύμα διακοπής μπορεί να προστατεύσει μια ολόκληρη γραμμή στην οποία είναι συνδεδεμένος μόνο ένας μετασχηματιστής, εάν το ρεύμα διακοπής επιλέγεται έτσι ώστε να μην λειτουργεί σε περίπτωση σφάλματος χαμηλής τάσης που εξέρχεται από τον προς προστασία μετασχηματιστή. Για να γίνει αυτό, ο υπολογισμός πρέπει να λαμβάνει υπόψη το μέγιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος που παρατηρείται στους διαύλους χαμηλής τάσης. Σε αυτή την περίπτωση, η διακοπή ρεύματος θα προστατεύσει αξιόπιστα τη γραμμή, τους ζυγούς και μέρος της περιέλιξης υψηλής τάσης του μετασχηματιστή.

Τα σχήματα ταξιδιού διαφέρουν από τα συστήματα προστασίας από υπερένταση λόγω της απουσίας ρελέ χρόνου, αντί των οποίων εγκαθίστανται ενδιάμεσα ρελέ. Η προστασία υπερφόρτωσης προστατεύει μόνο μέρος της γραμμής, επομένως χρησιμοποιείται ως πρόσθετη προστασία. Η χρήση της διακοπής ρεύματος καθιστά δυνατή την επιτάχυνση της ενεργοποίησης των σφαλμάτων που συνοδεύονται από τις υψηλότερες τιμές ρευμάτων βραχυκυκλώματος και τη μείωση της χρονικής καθυστέρησης της προστασίας από υπερένταση. Όταν η διακοπή ρεύματος συνδυάζεται με προστασία υπερέντασης, επιτυγχάνεται προστασία ρεύματος χρονικού βήματος: το πρώτο στάδιο (διακοπή) λειτουργεί αμέσως και τα επόμενα με χρονική καθυστέρηση.