- Transformatoru aizsardzība dažāda veida transformatoriem
- Transformatoru aizsardzības izplatītākie veidi
- Aizsardzība pret pārkaršanu transformatoros
- Pārslodzes aizsardzība transformatorā
- Transformatora diferenciālā aizsardzība
- Ierobežota Zemes defektu aizsardzība
- Bušholca (gāzes noteikšanas) relejs
- Pārmērīgi plūstoša aizsardzība
Transformatori ir viens no kritiskākajiem un dārgākajiem jebkuras izplatīšanas sistēmas komponentiem. Tā ir slēgta statiska ierīce, kas parasti ir piesūcināta ar eļļu, un tāpēc tajā radušās kļūdas ir ierobežotas. Bet reta bojājuma sekas transformatoram var būt ļoti bīstamas, un ilgais transformatoru remonta un nomaiņas laiks vēl vairāk pasliktina situāciju. Tādējādi jaudas transformatoru aizsardzība kļūst ļoti izšķiroša.
Transformatorā radušās kļūdas galvenokārt tiek iedalītas divos veidos, proti, ārējās un iekšējās, lai izvairītos no jebkādām briesmām transformatoram, sarežģītu releju sistēma pēc iespējas īsākā laikā novērš ārēju bojājumu. Iekšējo bojājumu pamatā galvenokārt ir sensori un mērījumu sistēmas. Par šiem procesiem mēs runāsim tālāk rakstā. Pirms mēs tur nokļūstam, ir svarīgi saprast, ka ir daudz veidu transformatoru, un šajā rakstā mēs apspriedīsim galvenokārt par jaudas transformatoru, ko izmanto sadales sistēmās. Jūs varat arī uzzināt par strāvas transformatora darbību, lai izprastu tā pamatus.
Pamata aizsardzības funkcijas, piemēram, aizsardzība pret pārmērīgu ierosmi un uz temperatūru balstīta aizsardzība, var atpazīt apstākļus, kas galu galā noved pie kļūmes stāvokļa, taču pilnīga transformatoru aizsardzība, ko nodrošina releji un strāvas transformatori, ir piemērota transformatoriem kritiskās lietojumprogrammās.
Tātad šajā rakstā mēs runāsim par visbiežāk izmantotajiem principiem, kas tiek izmantoti, lai pasargātu transformatorus no katastrofālām neveiksmēm.
Transformatoru aizsardzība dažāda veida transformatoriem
Strāvas transformatoram izmantotā aizsardzības sistēma ir atkarīga no transformatora kategorijām. Zemāk redzamā tabula parāda, ka
| Kategorija | Transformatoru vērtējums - KVA | |
| 1 fāze | 3 fāze | |
| Es | 5 - 500 | 15–500 |
| II | 501 - 1667 | 501 - 5000 |
| III | 1668 - 10 000 | 5001 - 30 000 |
| IV | > 10 000 | > 30 000 |
- Transformatori diapazonā no 500 KVA ietilpst (I un II kategorija), tāpēc tie tiek aizsargāti, izmantojot drošinātājus, bet, lai aizsargātu transformatorus līdz 1000 kVA (sadales transformatori 11kV un 33kV), parasti tiek izmantoti vidējā sprieguma slēdži.
- Transformatoriem 10 MVA un vairāk, kas ietilpst (III un IV kategorija), to aizsardzībai bija jāizmanto diferenciālie releji.
Transformatoru aizsardzībai plaši izmanto mehāniskos relejus, piemēram, Buchholtz relejus, un pēkšņus spiediena relejus. Papildus šiem relejiem bieži tiek ieviesta termiskā pārslodzes aizsardzība, lai pagarinātu transformatora kalpošanas laiku, nevis kļūmju noteikšanai.
Transformatoru aizsardzības izplatītākie veidi
- Aizsardzība pret pārkaršanu
- Pārslodzes aizsardzība
- Transformatora diferenciālā aizsardzība
- Zemes bojājumu aizsardzība (ierobežota)
- Bušholca (gāzes noteikšanas) relejs
- Aizsardzība pret pārāk lielu plūsmu
Aizsardzība pret pārkaršanu transformatoros
Transformatori pārkarst pārslodzes un īssavienojuma apstākļu dēļ. Pieļaujamā pārslodze un attiecīgais ilgums ir atkarīgs no transformatora veida un transformatoram izmantotās izolācijas klases.
Lielākas slodzes var uzturēt ļoti īsu laiku, ja tas notiek ļoti ilgi, tas var sabojāt izolāciju temperatūras paaugstināšanās dēļ, kas pārsniedz pieņemto maksimālo temperatūru. Temperatūra ar eļļu atdzesētā transformatorā tiek uzskatīta par maksimālu, kad tā 95 * C, pārsniedzot transformatora paredzamo dzīves ilgumu, un tai ir kaitīga ietekme stieples izolācijā. Tāpēc aizsardzība pret pārkaršanu kļūst būtiska.
Lieliem transformatoriem ir eļļas vai tinumu temperatūras noteikšanas ierīces, kas mēra eļļas vai tinuma temperatūru, parasti ir divi mērīšanas veidi, viens tiek saukts par karsto punktu mērīšanu un otrais tiek saukts par augšējās eļļas mērīšanu, zemāk redzamajā attēlā parādīts tipisks termometrs ar temperatūras kontroles kasti no Reinhauzenas, ko izmanto, lai izmērītu šķidruma izolēta konservatīvā tipa transformatora temperatūru.
Kastītē ir skalas mērītājs, kas norāda transformatora temperatūru (kas ir melnā adata), un sarkanā adata norāda trauksmes iestatīto punktu. Ja melnā adata pārspēj sarkano adatu, ierīce aktivizēs trauksmi.
Ja paskatāmies uz leju, mēs varam redzēt četras bultiņas, caur kurām mēs varam konfigurēt ierīci darboties kā trauksmes signālu vai izslēgšanos, vai arī tās var izmantot, lai iedarbinātu vai apturētu sūkņus vai dzesēšanas ventilatorus.
Kā redzams attēlā, termometrs ir uzstādīts transformatora tvertnes augšpusē virs serdeņa un tinuma, tas tiek darīts, jo serdeņa un tinumu dēļ augstākā temperatūra būs tvertnes centrā.. Šī temperatūra ir pazīstama kā augstākā eļļas temperatūra. Šī temperatūra ļauj mums aprēķināt transformatora serdes karstās vietas temperatūru. Mūsdienu optisko šķiedru kabeļi tiek izmantoti zema sprieguma tinumā, lai precīzi izmērītu transformatora temperatūru. Tā tiek īstenota aizsardzība pret pārkaršanu.
Pārslodzes aizsardzība transformatorā
Pārslodzes aizsardzības sistēma ir viena no visagrāk attīstītajām aizsardzības sistēmām, pakāpeniskā pārslodzes sistēma tika izstrādāta, lai pasargātu no pārslodzes apstākļiem. strāvas sadalītāji izmanto šo metodi, lai atklātu kļūdas, izmantojot IDMT relejus. tas ir, relejiem ir:
- Apgrieztais raksturlielums un
- Minimālais darbības laiks.
IDMT releja iespējas ir ierobežotas. Šāda veida relejiem jābūt iestatītiem no 150% līdz 200% no maksimālās nominālās strāvas, pretējā gadījumā releji darbosies ārkārtas pārslodzes apstākļos. Tādēļ šie releji nodrošina nelielu aizsardzību pret bojājumiem transformatora tvertnē.
Transformatora diferenciālā aizsardzība
Procesa novirzes strāvas diferenciālā aizsardzība tiek izmantota jaudas transformatoru aizsardzībai, un tā ir viena no visbiežāk sastopamajām transformatoru aizsardzības shēmām, kas nodrošina vislabāko vispārējo aizsardzību. Šos aizsardzības veidus izmanto transformatoriem, kuru reitings pārsniedz 2 MVA.
Transformators ir savienots ar zvaigzni vienā pusē un delta savieno otru pusi. Zvaigznes pusē esošie CT ir savienoti ar deltu, bet tie, kas savienoti ar deltu, ir savienoti ar zvaigznēm. Abu transformatoru neitrāls ir iezemēts.
Transformatoram ir divas spoles, viena ir darbības spole, bet otra - ierobežojošā spole. Kā norāda nosaukums, ierobežojošo spoli izmanto, lai radītu ierobežojošo spēku, un darbības spoli izmanto, lai radītu darbības spēku. Ierobežojošā spole ir savienota ar strāvas transformatoru sekundāro tinumu, un darbības spole ir savienota starp CT potenciālo potenciālu.
Transformatora diferenciālā aizsardzība darbojas:
Parasti darba spole nevada strāvu, jo strāva tiek saskaņota strāvas transformatoru abās pusēs, kad tinumos rodas iekšēja kļūme, līdzsvars tiek mainīts un diferenciālā releja darbības spoles sāk radīt starp abām pusēm strāvas starpību transformatora. Tādējādi relejs iedarbina automātiskos slēdžus un aizsargā galveno transformatoru.
Ierobežota Zemes defektu aizsardzība
Ļoti liela bojājuma strāva var plūst, ja transformatora buksē rodas kļūme. Tādā gadījumā vaina ir jānovērš pēc iespējas ātrāk. Konkrētas aizsargierīces sasniedzamībai jābūt ierobežotai tikai līdz transformatora zonai, kas nozīmē, ja kāda zemējuma kļūme notiek citā vietā, šai zonai piešķirtais relejs jāiedarbina un citiem relejiem vajadzētu palikt nemainīgiem. Tātad, tāpēc relejs tiek saukts par ierobežotu zemessardzes aizsardzības releju.
Iepriekš redzamajā attēlā Aizsardzības aprīkojums atrodas transformatora aizsargātajā pusē. Pieņemsim, ka šī ir primārā puse, un pieņemsim arī, ka transformatora sekundārajā pusē ir zemes bojājums. Tagad, ja zemes pusē ir kļūme, zemes bojājuma dēļ tur būs Nulles secības komponents, un tas cirkulēs tikai sekundārajā pusē. Un tas netiks atspoguļots transformatora primārajā pusē.
Šim relejam ir trīs fāzes, ja rodas kļūme, tiem būs trīs komponenti, pozitīvās secības komponenti, negatīvās secības komponenti un nulles secības komponenti. Tā kā pozitīvo fliteru komponentus pārvieto par 120 *, tāpēc jebkurā brīdī visu strāvu summa plūdīs caur aizsardzības releju. Tātad viņu strāvu summa būs vienāda ar nulli, jo tās tiek pārvietotas par 120 *. Līdzīgi ir negatīvās secības komponentiem.
Tagad pieņemsim, ka rodas kļūmes stāvoklis. Šo kļūdu atklās CT, jo tai ir nulles secības komponents, un strāva sāk plūst caur aizsardzības releju, kad tas notiks, relejs iedarbosies un pasargās transformatoru.
Bušholca (gāzes noteikšanas) relejs
Iepriekš redzamajā attēlā redzama Buchholz stafete. Buchholtz relejs ir aprīkots starp galveno transformatoru vienību un saglabātājam tvertnē, kad parādās kļūme ietvaros transformators, tā atklāj, ka atrisināt gāzi ar palīdzību pludiņa slēdzi.
Ja paskatās uzmanīgi, var redzēt bultiņu, gāze no galvenās tvertnes izplūst konservatora tvertnē, parasti pašā transformatorā nedrīkst būt gāzes. Lielāko daļu gāzes sauc par izšķīdinātu gāzi, un atkarībā no bojājuma stāvokļa var ražot deviņus dažādus gāzu veidus. Šī releja augšpusē ir divi vārsti, šie vārsti tiek izmantoti, lai samazinātu gāzes uzkrāšanos, un to izmanto arī gāzes parauga izņemšanai.
Kad rodas bojājuma stāvoklis, starp tinumiem vai starp tinumiem un serdi mums ir dzirksteles. Šīs mazās elektriskās izlādes tinumos sildīs izolācijas eļļu, un eļļa sadalīsies, tādējādi radot gāzes, sadalījuma smagumu, atklājot radītos brilles.
Lielai enerģijas izlādei būs acetilēna ražošana, un, kā jūs, iespējams, zināt, acetilēna ražošanai nepieciešams daudz enerģijas. Un jums vienmēr jāatceras, ka jebkura veida bojājumi radīs gāzes, analizējot gāzes daudzumu, mēs varam noteikt vainas smagumu.
Kā darbojas Buchholca (gāzes detektors) relejs?
Kā redzams no attēla, mums ir divi pludiņi: augšējais un apakšējais pludiņš, kā arī mums ir deflektora plāksne, kas nospiež apakšējo pludiņu.
Ja rodas liela elektriska kļūme, tas rada daudz gāzes, nekā gāze plūst caur cauruli, kas pārvieto deflektoru un kas piespiež apakšējo peldošo uz leju, tagad mums ir kombinācija, augšējais pludiņš ir uz augšu un apakšējais pludiņš ir un deflektora plāksne ir sasvērusies. Šī kombinācija norāda, ka ir notikusi liela kļūda. kas izslēdz transformatoru, un tas arī rada trauksmi. Zemāk redzamais attēls parāda tieši to,
Bet tas nav vienīgais scenārijs, kurā šis relejs var būt noderīgs. Iedomājieties situāciju, kad transformatora iekšpusē notiek neliela izspiešanās, un šie loki rada nelielu daudzumu gāzes, šī gāze rada spiedienu releja iekšpusē un augšējais pludiņš nolaižas, izspiežot tajā esošo eļļu, tagad relejs šajā gadījumā rada trauksmi, augšējais pludiņš ir uz leju, apakšējais pludiņš ir nemainīgs un deflektora plāksne nemainās, ja tiek konstatēta šī konfigurācija, mēs varam būt pārliecināti, ka mums ir lēna gāzes uzkrāšanās. Zemāk redzamais attēls parāda tieši to,
Tagad mēs zinām, ka mums ir kļūda, un mēs izplūdīsim daļu gāzes, izmantojot vārstu virs releja, un analizēsim gāzi, lai uzzinātu precīzu šīs gāzes uzkrāšanās iemeslu.
Šis relejs var arī noteikt apstākļus, kad izolācijas eļļas līmenis pazeminās transformatora šasijas noplūdes dēļ, tādā stāvoklī augšējais pludiņš nokrīt, apakšējais pludiņš nokrīt un deflektora plāksne paliek tajā pašā stāvoklī. Šajā stāvoklī mēs saņemam citu trauksmi. Zemāk redzamajā attēlā redzams darbs.
Izmantojot šīs trīs metodes, Buchholz relejs atklāj kļūdas.
Pārmērīgi plūstoša aizsardzība
Transformators ir paredzēts darbam ar fiksētu plūsmas līmeni, kas pārsniedz šo plūsmas līmeni, un serde kļūst piesātināta, serdes piesātinājums izraisa kodola sildīšanu, kas ātri seko caur citām transformatora daļām, kas izraisa komponentu pārkaršanu, tādējādi aizsardzība pret plūsmu kļūst nepieciešama, jo tā aizsargā transformatora serdi. Pārmērīgas plūsmas var rasties pārsprieguma vai sistēmas frekvences samazināšanās dēļ.
Lai pasargātu transformatoru no pārmērīgas plūsmas, tiek izmantots pārslodzes relejs. Pārmērīgi plūstošais relejs mēra sprieguma / frekvences attiecību, lai aprēķinātu plūsmas blīvumu kodolā. Straujš sprieguma pieaugums pārejas dēļ energosistēmā var izraisīt pārmērīgu plūsmu, bet pārejas ātri nomirst, tāpēc tūlītēja transformatora izslēgšana nav vēlama.
Plūsmas blīvums ir tieši proporcionāls sprieguma un frekvences attiecībai (V / f), un instrumentam vajadzētu noteikt devu, ja šīs attiecības vērtība kļūst lielāka par vienotību, to veic ar mikrokontrolleru balstīts relejs, kas mēra spriegumu un biežumu reāllaikā, tad tas aprēķina ātrumu un salīdzina to ar iepriekš aprēķinātajām vērtībām. Relejs ir ieprogrammēts apgriezti noteiktam minimālajam laikam (IDMT raksturlielumi). Bet iestatīšanu var veikt manuāli, ja tā ir prasība. Tādā veidā mērķis tiks izpildīts, neapdraudot pārplūdes aizsardzību. Tagad mēs redzam, cik svarīgi ir novērst transformatora palaišanu no pārmērīgas plūsmas.
Ceru, ka jums patika raksts un uzzinājāt kaut ko noderīgu. Ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāru sadaļā vai izmantojiet mūsu forumus citiem tehniskiem jautājumiem.