Come vengono protetti i trasformatori di potenza

Per trasformatori di potenza con avvolgimento ad alta tensione superiore a 1000 V, protezione relè contro i seguenti tipi di danni e modalità di funzionamento anomale:

1) guasti multifase negli avvolgimenti e nei loro terminali,

2) danno interno (gira un cortocircuito negli avvolgimenti e "fuoco d'acciaio" del circuito magnetico),

3) guasti a terra monofase,

4) sovracorrente negli avvolgimenti dovuta a cortocircuiti esterni,

5) sovracorrente negli avvolgimenti per sovraccarico (se possibile),

6) abbassare il livello dell'olio.

Quando si esegue la protezione del trasformatore, è necessario tenere conto di alcune delle caratteristiche del suo normale funzionamento: corrente di magnetizzazione quando il trasformatore è sotto tensione, effetto del rapporto di trasformazione e circuiti di collegamento degli avvolgimenti del trasformatore.

Per la protezione da guasti multifase negli avvolgimenti e nei terminali di trasformatori di capacità pari o superiore a 6300 kVA, funzionanti in modo indipendente, di capacità pari o superiore a 4000 kVA, funzionanti in parallelo e di capacità pari o superiore a 1000 kVA, se interruzione corrente non fornisce la necessaria sensibilità, protezione da sovracorrente ha una temporizzazione superiore a 0,5 s e nessuna protezione gas, protezione differenziale longitudinale con correnti circolanti operanti a sezionatori trasformatore di potenza senza ritardo.

Caratteristiche della protezione differenziale dei trasformatori rispetto alla protezione differenziale di generatori, linee, ecc. è la disuguaglianza delle correnti primarie dei diversi avvolgimenti del trasformatore e il loro disadattamento nel caso generale in fase.

Per compensare lo sfasamento delle correnti avvolgimenti secondari dei trasformatori di corrente, installati dalla stella del trasformatore di potenza sono collegati a triangolo e gli avvolgimenti secondari dei trasformatori di corrente installati sul lato delta del trasformatore di potenza sono collegati a stella. La compensazione della disuguaglianza delle correnti primarie si ottiene mediante la corretta selezione dei rapporti di trasformazione dei trasformatori di corrente.

Quando è impossibile scegliere il rapporto di trasformazione dei trasformatori di corrente in modo tale che la differenza delle correnti secondarie nel braccio della protezione differenziale sia inferiore al 10% (poiché i trasformatori di corrente hanno un valore standard del rapporto di trasformazione), quando protezione performante, vengono utilizzati relè differenziali del tipo RNT per compensare la disuguaglianza delle correnti, trasformatori di equalizzazione meno frequenti e autotrasformatori.

Se non è prevista la protezione differenziale longitudinale (di norma, per trasformatori a funzionamento singolo con una capacità inferiore a 6300 kVA e per trasformatori a funzionamento in parallelo con una capacità inferiore a 4000 kVA), allora in questi casi un'interruzione di corrente senza ritardo che copre parte dell'avvolgimento del trasformatore.

La protezione differenziale longitudinale viene utilizzata nei trasformatori di esercizio e di riserva per le esigenze ausiliarie delle centrali termiche; l'interruzione di corrente è consentita a 4000 kVA di potenza.

Lo schema più semplice per implementare la protezione differenziale longitudinale è l'interruzione della corrente differenziale, che viene utilizzata nei casi in cui soddisfa i requisiti di sensibilità. Se questa condizione non è soddisfatta, viene utilizzato un relè di tipo RNT in protezione differenziale longitudinale.

Il relè RNT ha trasformatori saturi (NT), fornendo una riduzione delle correnti dovute alle correnti di spunto magnetizzanti e alle correnti di squilibrio che si verificano durante il processo transitorio a cortocircuiti esternie compensa l'irregolarità delle correnti secondarie dei trasformatori di corrente.

Trasformatori controllati da tensione di carico o trasformatori multiavvolgimento con più avvolgimenti di alimentazione, quando a causa di elevate correnti di squilibrio nel relè a cortocircuiti esterni, la protezione con trasformatori saturatori non fornisce la sensibilità richiesta, la protezione differenziale è fornita con arresto e installazione di Relè tipo DZT o loro sostituzione.

La protezione è calcolata in anticipo per il caso di utilizzo del relè senza arresto. Se risulta essere insufficientemente sensibile, utilizzare un relè con il numero minimo di bobine del freno che forniscono la sensibilità richiesta. La corrente di intervento della protezione differenziale longitudinale deve essere distinta dalle correnti di magnetizzazione e di squilibrio.

Protezione dei trasformatori di potenza da danni interni

Per la protezione da danni interni (danni all'avvolgimento accompagnati da rilascio di gas) e da un abbassamento del livello dell'olio di trasformatori con una capacità di 6300 kVA e oltre, nonché trasformatori con una capacità di 1000 - 4000 kVA, che non hanno differenziale protezione o interruzione, e se la protezione di massima corrente ha una temporizzazione di 1 s o più, viene applicata una protezione gas con un'azione sul segnale a bassa e allo spegnimento per intensa formazione di gas... L'uso della protezione gas è obbligatorio per trasformatori interni con una capacità di 630 kVA e oltre, indipendentemente dalla presenza di altre protezioni ad azione rapida.

La protezione del gas è installata su trasformatori, autotrasformatori e reattori raffreddati ad olio con espansori e viene eseguita utilizzando relè gas a galleggiante, a paletta ea coppa. La protezione gas è l'unica protezione dei trasformatori contro il "fuoco dell'acciaio" del circuito magnetico, che si verifica quando si rompe l'isolamento tra le lamiere di acciaio.

La protezione del gas è consentita sia per il segnale gas basso che per quello alto su trasformatori con protezione differenziale o di sgancio, senza interruttori, e in un'officina al coperto con potenza nominale pari o inferiore a 1600 kVA con protezione da cortocircuito lato alimentazione.

Protezione dei trasformatori da guasti a terra monofase

Per la protezione da guasti a terra monofase di trasformatori elevatori con una capacità di 1000 kVA e superiore collegati a reti con correnti di guasto a terra elevate, nonché trasformatori riduttori con neutro collegato a terra, massima protezione omopolare contro la terra esterna vengono fornite correnti di guasto, agendo sul trigger.

A causa dell'uso diffuso di trasformatori 6 - 10 / 0,4 - 0,23 kV con uno schema di connessione a stella delta, con un neutro saldamente messo a terra sul lato 0,4 kV, in cui la reattanza e la resistenza attiva della sequenza zero sono uguali alle resistenze della sequenza positiva, le correnti di cortocircuito monofase sul lato 0,4 kV saranno uguali alle correnti di cortocircuito trifase durante i cortocircuiti in corrispondenza o in prossimità dei terminali del trasformatore.

A queste correnti, la protezione di massima corrente installata sul lato AT può funzionare con sufficiente sensibilità, ed è consentito non installare la protezione nella parte neutra del trasformatore, lasciandola solo per proteggere il trasformatore con uno schema a blocchi di base del trasformatore con un lungo canale autobus… La corrente di intervento del relè di protezione contro i cortocircuiti monofase dei trasformatori in cortocircuito sul lato 0,4 kV (la protezione è collegata al trasformatore di corrente nel filo proiettile nella parte neutra del trasformatore) deve essere per il collegamento gli avvolgimenti:

dove fattore di affidabilità kn pari a 1,15-1,25; kn è un coefficiente che tiene conto del sovraccarico e pari a 1,3 per l'olio e 1,4 per i trasformatori a secco in assenza di dati di progettazione, qual è il coefficiente di ritorno del relè, dov'è il coefficiente di trasformazione del trasformatore di corrente, Aznominale t — nominale corrente del trasformatore di potenza.

Nelle reti con basse correnti verso terra, la protezione contro i guasti a terra monofase con azione di intervento è installata sui trasformatori, se tale protezione è disponibile nella rete.

Protezione dei trasformatori da sovracorrente negli avvolgimenti causata da cortocircuiti esterni

Per proteggere i trasformatori step-down dalle correnti causate da cortocircuiti esterni, viene fornita una protezione da sovraccarico senza intervento o con intervento del relè di minima tensione che aziona l'apertura dell'interruttore. A causa della bassa sensibilità, la protezione da sovracorrente senza avviamento dal relè di minima tensione viene utilizzata solo su trasformatori con una capacità fino a 1000 kVA.

Per proteggere i trasformatori elevatori dai cortocircuiti esterni. protezione di massima corrente con relè di sgancio di tensione o protezione di massima corrente residua.

La protezione di massima corrente di avviamento del relè di minima tensione per trasformatori elevatori multi-avvolgimento risulta piuttosto complessa (a causa della presenza di più gruppi di relè di minima tensione) e poco sensibile alla corrente. In questo caso, protezione da massima corrente residua... Quest'ultimo è consigliato per trasformatori elevatori con una capacità di 1000 kVA e più con un neutro messo a terra.

Se la protezione del trasformatore elevatore non fornisce la sensibilità richiesta, è possibile utilizzare relè di corrente con protezione del generatore adeguata per proteggere i trasformatori.

In alcuni casi, la protezione da massima corrente di sequenza inversa viene utilizzata per proteggere i trasformatori di potenza, che può essere facilmente combinata con una protezione simile dei generatori.

Nei trasformatori multi-avvolgimento alimentati da più lati, viene fornita una protezione direzionale per garantire la selettività.

Per la protezione da sovraccarico di più trasformatori funzionanti in parallelo con una capacità di 400 kVA e oltre, nonché in caso di funzionamento separato e presenza di un interruttore di trasferimento automatico, viene fornita una protezione da sovracorrente monofase che agisce sul segnale.

Nelle sottostazioni non presidiate è possibile eseguire la protezione con l'effetto dello scarico automatico o dell'intervento del trasformatore.