8. Защиты трансформаторов

Трансформаторы и автотрансформаторы конструктивно очень надёжны из-за отсутствия в них движущихся и вращающихся частей. Однако в процессе эксплуатации имеют место их повреждения и нарушения нормальных режимов работы. Поэтому, как и любое электротехническое оборудование, трансформаторы и автотрансформаторы должны оснащаться соответствующими устройствами релейной защиты от повреждений и ненормальных режимов работы.

1. Повреждения, ненормальные режимы работы. Назначение и основные виды защит.

В обмотках трансформаторов и автотрансформаторов могут возникать следующие виды повреждений: междуфазные к.з.; замыкания одной или 2-х фаз на землю; замыкания между витками одной фазы (витковые замыкания); замыкания между обмотками разных напряжений; утечка масла из бака. На вводах трансформаторов и автотрансформаторов, на ошиновке также могут возникать к.з. между фазами и на землю.

Кроме повреждений могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов и автотрансформаторов, к которым относятся: сверхтоки внешних к.з. на смежных элементах сети; перегрузка, выделение из масла горючих газов; понижение уровня масла; повышение температуры, повышение напряжения.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) для трансформаторов (автотрансформаторов) должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений:

1. Междуфазных к.з. в обмотках и на выводах.

2. Однофазных к.з. в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью.

3. Витковых замыканий в обмотках.

4. Сверхтоков внешних к.з.

5. Перегрузки.

6. Понижения уровня масла.

7. Пробоя изоляции вводов (для трансформаторов с вводами 500 кВ).

8. Однофазных замыканий на землю на стороне сети с напряжением 6-35 кВ с изолированной нейтралью.

Защиты трансформаторов и автотрансформаторов должны выполнять следующие функции:

• отключать трансформатор (автотрансформатор) от источников питания при его повреждении;

• отключать трансформатор (автотрансформатор) от поврежденной части сети при прохождении через него сверхтоков внешних к.з.;

• подавать сигнал дежурному персоналу при ненормальных режимах работы трансформатора (автотрансформатора) – при перегрузках, выделении из масла газа, понижении уровня масла, повышениях температуры.

В соответствии с назначением для защиты трансформаторов и автотрансформаторов при их повреждениях и ненормальных режимах работы применяются следующие виды защит:

1. Дифференциальная защита для защиты от повреждений обмоток, вводов и ошиновок.

2. Токовая отсечка мгновенного действия для защиты от повреждений ошиновок, вводов и части обмотки со стороны источника питания.

3. Газовая защита для защиты от повреждений внутри бака трансформатора (автотрансформатора), сопровождающихся выделением из масла газа.

4. Максимальная токовая защита для защиты от сверхтоков проходящих через трансформатор (автотрансформатор) при повреждениях как самого трансформатора, так и смежных элементов сети, связанных с ним.

5. Защита от замыканий на корпус.

6. Защита от перегрузки.

7. Защита от повышения напряжения.

Кроме того, в отдельных случаях, на трансформаторах и автотрансформаторах могут устанавливаться и другие виды защит.

Защиты от повреждений выполняются с действием на отключение, а защиты от ненормальных режимов работы – на сигнал для оповещения дежурного персонала или на отключение на подстанциях без постоянного дежурного персонала.

Выводы:

1. При эксплуатации трансформаторов и автотрансформаторов в них могут возникать повреждения (междуфазные к.з., замыкания на землю одной и 2-х фаз, витковые замыкания, утечка масла из бака, замыкания между обмотками разных напряжений), а также нарушения нормальных режимов работы (сверхтоки внешних к.з., перегрузка, понижение уровня масла, повышение температуры масла, повышение напряжения).

2. Защиты трансформаторов (автотрансформаторов) от повреждений выполняются с действием на отключение.

Защиты от ненормальных режимов выполняются с действием на сигнал, а на подстанциях без постоянного дежурного персонала – на отключение.