Защита от перегрузки

Защита трансформаторов

На трансформаторах, находящихся под наблюдением персонала, защита от перегрузки выполняется действующей на сигнал посред­ством токового реле 3, показанного в схеме на рис. 16-5. Токовое реле 3 устанавливается в одной фазе, поскольку перегрузка транс­форматора возникает одновременно во всех трех фазах. Чтобы из­бежать излишних сигналов при коротких замыканиях и кратковре­менных перегрузках, предусматривается реле времени, обмотки ко­торого должны быть рассчитаны на длительное прохождение тока (н а схеме на рис. 16-5 не показано).

Ток срабатывания выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе трансформатора:

Время действия перегрузочной защиты выбирается на ступень больше времени максимальной защиты трансформатора:

На подстанциях без дежурного персонала защита от перегрузок выполняется трехступенчатой. Первая ступень работает при малых перегрузках и действует на сигнал, передаваемый с помощью теле­механики на дежурный пункт.

Выдержка времени t₁ = t_{макс.защ} +  t. Вторая ступень действует при больших перегрузках, когда требуется быстрая разгрузка. Эта ступень действует на отключение части потребителей, разгружая трансформатор до допустимого значения. Выдержка времени второй ступени t₂ ≤ t_доп, где t_доп – допустимое время перегрузки, определяемое перегрузочной харак­теристикой трансформатора.

Третья ступень – страховочная, она действует на отключение трансформатора, если по каким-либо причинам вторая ступень не осуществит разгрузки. Выдержка времени t₃ = (t₂ +  t) < t_доп.

На т рехобмоточных трансформаторах перегрузочная защита должна устанавливаться таким образом, чтобы она, во-первых, реагировала на перегрузку любой из трех обмоток и, во-вторых, обеспечивала защиту при работе трансформатора в ре­жиме, когда одна из обмоток отключена.

Руководствуясь этими соображениями, на трехобмоточных трансформаторах с одинаковой мощностью обмоток и односторонним питанием перегрузочную защиту устанавливают только на питаю­щей обмотке. При неравной мощности обмоток защита устанавли­вается на всех трех обмотках.

На трехобмоточных трансформаторах с равной мощностью об­моток и двусторонним питанием защиту следует ставить на обеих питающих обмотках.

Токовая отсечка

Токовая отсечка является самой простой быстродействующей защитой от повреждений в трансформаторе, действующей с t = 0. Однако она не является полноценной, так как реагирует только на большие токи повреждения и охватывает своей зоной действия лишь часть трансформатора.

Отсечка не действует при витковых замыканиях и замыканиях на землю в обмотке, работающей на сеть с малым током замыка­ния на землю, и является по существу защитой от к.з. (между­фазных и однофазных).

Ток к.з. при повреждении на выводах трансформатора со сто­роны источника питания (в точке К₁ на рис. 16-18, а) обычно зна­чительно больше, чем при повреждении за трансформатором (в точ­ке К₂). Такое соотношение токов и дает возможность использовать для защиты трансформаторов токовую отсечку мгновенного дей­ствия (рис. 16-18, б).

Отсечка устанавливается с питающей стороны трансформатора и выполняется при помощи мгновенных токовых реле 1 или электромагнитного элемента реле РТ-80, если реле этого типа исполь­зованы для выполнения максималь ной защиты. На трансформаторах, питающихся от сети с глухозаземленной нейтралью, отсечка устанавливается на трех фазах, а при питании от сети с изолированной нейтралью – на двух фазах.

Ток срабатывания отсечки отстраивается от максимального тока короткого замыкания при повреждении за трансформатором (в точке К₂) и вы­числяется по формуле

I_с.з = k_зап I_К2макс (16-9)

где k_зап – коэффициент запаса, прини­маемый равным 1,25-1,5 в зависимости от точности токовых реле (для реле типа РТ-80 k_зап = 1,5).

Кроме того, токовая отсечка должна отстраиваться от броска намагничиваю­щего тока I_нам, возникающего при вклю­чении трансформатора под напряжение:

I_с.з > I_нам (16-10)

Для выполнения этого условия ток сра­батывания должен в 3-5 раз превышать номинальный ток трансформатора.

В зону действия отсечки входят оши­новка, выводы и часть обмотки транс­форматора со стороны, где установлена отсечка. В пределах этой зоны отсечка отключает повреждения без выдержки времени.

Поскольку отсечка является защитой от внутренних поврежде­ний, она должна отключать трансформатор со всех сторон, имеющих источники питания.

Большим достоинством отсечки являются ее простота и быстродействие. Ускоряя отключение повреждений на выводах трансформатора и в части его обмотки, токовая отсечка вместе с тем понижает выдержки времени на защитах присоединений, пи­тающих шины, к которым подключен защищаемый трансфор­матор.

Отсечка в сочетании с максимальной защитой и газовой защитой (рассматриваемой ниже) обеспечивает хорошую защиту для транс­форматоров малой и средней мощности.