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So schützen Sie die Transformatoren. Die richtige Art, die Transformatoren zu schützen, kann die Nutzungsdauer davon überdauern.

Transformator ist ein statisches Gerät, das kontinuierlich läuft, zuverlässiger läuft und weniger Ausfallwahrscheinlichkeit hat. Da jedoch die überwiegende Mehrheit der Transformatoren im Freien installiert ist und während des Betriebs von der Last und dem Einfluss von Kurzschlussfehlern des Stromversorgungssystems beeinflusst wird, sind während des Betriebs verschiedene Fehler und anormale Bedingungen unvermeidlich.

2021/11/26

Transformator ist ein statisches Gerät, das kontinuierlich läuft, zuverlässiger läuft und weniger Ausfallwahrscheinlichkeit hat. Da jedoch die überwiegende Mehrheit der Transformatoren im Freien installiert ist und während des Betriebs von der Last und dem Einfluss von Kurzschlussfehlern des Stromversorgungssystems beeinflusst wird, sind während des Betriebs verschiedene Fehler und anormale Bedingungen unvermeidlich.

1. Häufige Fehler und Anomalien von Transformatoren

Transformatorfehler können in interne Fehler und externe Fehler unterteilt werden.

Interne Fehler beziehen sich auf Fehler, die im Inneren des Gehäuses auftreten, wie z. usw.

Externe Fehler beziehen sich auf verschiedene Phasenkurzschlüsse zwischen externen Zuleitungen von Transformatoren und einphasige Erdungsfehler, die auftreten, wenn die Isolationsbuchse der Zuleitung durch das Gehäuse überschlägt.

Transformatorausfall richtet großen Schaden an. Insbesondere wenn ein interner Fehler auftritt, verbrennt der durch den Kurzschlussstrom erzeugte Hochtemperatur-Lichtbogen nicht nur die Isolierung und den Eisenkern der Transformatorwicklung, sondern führt auch dazu, dass sich das Transformatoröl zersetzt und viel Gas erzeugt, was zu einem Transformator führt Schalenverformung und sogar Explosion. Wenn der Transformator ausfällt, muss er daher entfernt werden.

Anomalien des Transformators sind hauptsächlich Überlastung, Verringerung des Ölstands, externer Kurzschluss durch Überstrom, zu hohe Öltemperatur des laufenden Transformators, zu hohe Wicklungstemperatur, zu hoher Transformatordruck und Ausfall des Kühlsystems. Wenn der Transformator anormal ist, sollte ein Alarmsignal gegeben werden.

Zwei, Transformatorschutzkonfiguration

Der Hauptschutz bei Kurzschlussfehlern: Längsdifferentialschutz, Schwergasschutz usw.

Kurzschlussfehler-Backup-Schutz: hauptsächlich Überstromschutz mit Verbundspannung, Überstromschutz mit Nullsystem (Richtung), Schutz mit niedriger Impedanz usw.

Schutz vor anormalem Betrieb: hauptsächlich Überlastschutz, Übererregungsschutz, Schutz vor leichtem Gas, Schutz vor neutralem Spalt, Temperaturölstand und Schutz vor Ausfall des Kühlsystems.

Drei, nicht elektrischer Schutz

Der Transformatorschutz, der aus Öl, Gas, Temperatur und anderen nichtelektrischen Volumen besteht, wird als nichtelektrischer Schutz bezeichnet. Es gibt hauptsächlich Gasschutz, Druckschutz, Temperaturschutz, Ölstandsschutz und Kühlerstoppschutz. Nichtelektrischer Schutz wirkt wie vom Standort gefordert, um auszulösen oder Signale zu senden.

1. Gasschutz

Wenn der interne Transformator aufgrund der Rolle des Kurzschlussstroms und des Kurzschlusspunktlichtbogens ausfällt, erzeugt der interne Transformator viel Gas, gleichzeitig die Geschwindigkeit des Transformatorölflusses, die Verwendung von Gas und Ölfluss Schutz zu erreichen wird als Gasschutz bezeichnet.

(1) Leichtgasschutz: Wenn im Transformator ein leichter Fehler oder eine Anomalie auftritt, verursacht die lokale Überhitzung des Fehlerpunkts eine teilweise Ölausdehnung, und das Gas im Öl bildet Blasen und tritt in das Gasrelais ein. Leichtgasschutzaktion sendet Leichtgassignal.

(2) Schwergasschutz: Wenn im Transformatorkessel ein schwerwiegender Fehler auftritt, ist der Fehlerstrom groß und der Lichtbogen bewirkt, dass sich das Transformatoröl in großen Mengen zersetzt, was zu einem großen Gas- und Ölfluss führt. Die Prallwand lässt das Schwergas der Schutzwirkung folgen, sendet das Schwergassignal und die Auslösung, und der Transformator wird abgeschaltet.

(3) Schwergasschutz ist der Hauptschutz des internen Ausfalls des Kraftstofftanks, der verschiedene interne Ausfälle des Transformators widerspiegeln kann. Wenn der Transformator ein paar Windungen auftritt, um einen Kurzschluss zu drehen, obwohl der Fehlerstrom sehr groß ist, aber der im Differenzialschutz erzeugte Differenzstrom möglicherweise nicht groß ist, kann der Differenzialschutz den Betrieb verweigern. Daher ist es bei Transformator-internen Fehlern notwendig, sich auf einen Schwergasschutz zu verlassen, um die Fehler zu beseitigen.

Das Bild

2, Druckschutz

Der Druckschutz ist auch der Hauptschutz gegen interne Fehler des Transformatorkessels. Mit Druckentlastung und Druckänderungsschutz, der verwendet wird, um den Druck des Transformatoröls zu reflektieren.

3, Temperatur- und Ölstandsschutz

Steigt die Trafotemperatur auf den Warnwert, sendet der Temperaturschutz ein Alarmsignal und startet den Standby-Kühler.

Wenn der Transformator Öl verliert oder der Ölstand aus anderen Gründen sinkt, wird der Ölstand geschützt und ein Alarmsignal gesendet.

4, der Kühler aller Endschutz

Wenn alle in Betrieb befindlichen Transformatorkühler stoppen, steigt die Temperatur des Transformators. Bei nicht rechtzeitiger Handhabung kann die Isolierung der Transformatorwicklung beschädigt werden. Wenn daher alle Kühler im Transformatorbetrieb stoppen, sendet der Schutz ein Alarmsignal und schaltet den Transformator nach einer langen Zeitverzögerung aus.

Vier, Differentialschutz

Der Transformatordifferentialschutz ist der Hauptschutz des Stromvolumens des Transformators, und sein Schutzbereich ist der Teil, der von jedem seitlichen Stromwandler umgeben ist. In diesem Bereich tritt zwischen Wicklungen Kurzschluss, Windungsschluss und andere Fehler auf, Differentialschutz zum Handeln.

1, Transformator-Einschaltstrom

Der beim Herunterfallen des Transformators erzeugte Feldstrom wird als Feldeinschaltstrom bezeichnet. Die Größe des Erregungseinschaltstroms hängt von der Transformatorstruktur, dem Schließwinkel, der Kapazität, der Remanenz vor dem Schließen und anderen Faktoren ab. Die Messung zeigt, dass der Einschaltstrom normalerweise das 2- bis 6-fache des Nennstroms und das Maximum mehr als das 8-fache des Nennstroms beträgt. Da der Einschaltstrom nur auf der Ladeseite in den Transformator fließt, erzeugt er einen großen Differentialstrom in der Differentialschleife, was zu einer Fehlfunktion des Differentialschutzes führt.

Der Einschaltstrom hat folgende Eigenschaften: a. Der Wert des Einschaltstroms ist sehr groß und enthält eine offensichtliche aperiodische Komponente; B. Die Wellenform ist spitz und diskontinuierlich; C, es enthält eine offensichtliche harmonische Komponente höherer Ordnung, insbesondere die zweite harmonische Komponente; D. Der Erregungseinschaltstrom wird gedämpft.

Gemäß den oben genannten Eigenschaften des Einschaltstroms verwendet das Projekt drei Prinzipien, um zu verhindern, dass Einschaltstrom zu Fehlfunktionen des Transformatordifferentialschutzes führt: hoher Gehalt an zweiten Harmonischen, Wellenformasymmetrie, Wellenformunterbrechungswinkel, um die Sperrung des Differentialschutzes zu realisieren.

2. Bremsprinzip der zweiten Harmonischen

Die Essenz des Bremsens mit der zweiten Harmonischen besteht darin, die Komponente der zweiten Harmonischen des Differenzstroms zu verwenden, um zu beurteilen, ob der Differenzstrom ein Fehlerstrom oder ein Einschaltstrom ist. Wenn der Prozentsatz der zweiten harmonischen Komponente zur Grundkomponente größer als ein bestimmter Wert ist (normalerweise 20 %), wird der Differentialstrom als durch den Einschaltstrom verursacht betrachtet und der Differentialschutz geschlossen.

Je größer daher das Bremsverhältnis der zweiten Harmonischen ist, desto größer ist der Strom der zweiten Harmonischen, der in der zulässigen Grundwelle enthalten ist, und desto schlechter ist die Bremswirkung.

3, differentieller Schnellbruchschutz

Wenn ein schwerwiegender Fehler im Transformator auftritt und der Fehlerstrom groß genug ist, um zu einer Sättigung des Stromwandlers zu führen, enthält der Sekundärstrom des Stromwandlers auch eine große Anzahl harmonischer Komponenten. Gemäß der obigen Beschreibung ist es wahrscheinlich, dass der Differentialschutz aufgrund des Bremsens mit der zweiten Harmonischen gesperrt oder verzögert wird. Dadurch wird der Transformator ernsthaft beschädigt. Um dieses Problem zu lösen, wird üblicherweise ein differentieller Schnellbruchschutz eingerichtet.

Differentialschnellbruchelement ist eigentlich ein hochkonstantes Differentialelement des Längsdifferentialschutzes. Anders als das allgemeine Differenzelement spiegelt es den Effektivwert des Differenzdurchflusses wider. Unabhängig von der Wellenform des Differentialstroms, wie groß die Oberschwingungskomponente ist, solange der Effektivwert des Differentialstroms den Einstellwert der Differentialdrehzahlunterbrechung überschreitet (normalerweise höher als der Einstellwert des Differentialschutzes), Der Transformator wird sofort entfernt, ohne dass der Einschaltstrom der Erregung und andere Kriterien sperren.

Fünf, Transformator-Backup-Schutz

Der Hauptschutz des Transformators wird kurz vorgestellt, und der Backup-Schutz des Transformators wird weiterhin eingeführt. Es gibt viele Arten von Backup-Schutzkonfigurationen von Transformatoren. Hier stellen wir kurz die beiden Arten des Backup-Schutzes von Transformatoren vor, nämlich den Überstromschutz mit doppelter Spannungsverriegelung und den Erdungsschutz.

1, doppelte Druckverriegelung über Stromschutz

Der Verbundspannungssperr-Überstromschutz ist der Backup-Schutz für Kurzschlussfehler zwischen großen und mittleren Transformatoren. Geeignet für Aufwärtstransformatoren, Netzanschlusstransformatoren und Abwärtstransformatoren, deren Überstromschutz die Empfindlichkeitsanforderungen nicht erfüllen kann. Die zusammengesetzte Spannung aus Gegensystemspannung und Niederspannung kann verschiedene Fehler im Schutzbereich widerspiegeln, den Einstellwert des Überstromschutzes verringern und die Empfindlichkeit verbessern.

Der Verbundspannungs-Überstromschutz besteht aus einem Verbundspannungselement, einem Überstromelement und einem Zeitelement. Der Zugriffsstrom des Schutzes ist der sekundäre DREIPHASIGE CT-Strom auf der lokalen Seite des Transformators, und die Zugriffsspannung ist die sekundäre dreiphasige PT-Spannung auf der lokalen Seite oder anderen Seiten des Transformators. Zum Schutz des Mikrocomputers kann die Spannung dieser Seite anderen Seiten durch Software zur Verfügung gestellt werden, um sicherzustellen, dass jede Seite der PT-Wartung weiterhin den komplexen Spannungsüberstromschutz verwenden kann. Die Aktionslogik ist unten dargestellt.

2, Transformator Erdungsschutz

Der Backup-Schutz von Erdungskurzschlüssen großer und mittlerer Transformatoren ist normalerweise: Nullsystem-Überstromschutz, Nullsystem-Überspannungsschutz, Lückenschutz und so weiter. Das Folgende ist eine kurze Einführung in drei verschiedene Erdungsmodi basierend auf dem Neutralpunkt.

(1) Der Sternpunkt ist direkt geerdet

Bei Transformatoren, deren Spannung 110 kV beträgt und über dem Neutralpunkt direkt geerdet ist, sollte ein Nullstromschutz auf der Seite des Hochstrom-Erdungssystems eingestellt werden, um Erdungsfehler widerzuspiegeln. Bei Transformatoren, die sowohl auf der Hoch- als auch auf der Mittelseite direkt geerdet sind, sollte der Nullstromschutz in Richtung jedes Seitenbusses liegen.

Das Prinzip des Nullstromschutzes ähnelt dem des Leitungsnullstromschutzes, siehe Ausgabe 30. Der Nullstrom kann aus dem sekundären Stromwandler des Sternpunkts oder aus dem sekundären Dreiphasenstrom des Stromwandlers abgeleitet werden die lokale Seite. Die an das Richtelement angeschlossene Nullsystemspannung kann aus der PT-Öffnungsdreieckspannung der lokalen Seite oder aus der sekundären Drehstromspannung der lokalen Seite erhalten werden. Nehmen Sie in der Mikrocomputer-Schutzvorrichtung hauptsächlich selbst produzierte Weise an.

Bei großen Dreiwicklungstransformatoren kann der Nullstromschutz dreistufig sein. Es gibt eine Richtung in Abschnitt I und II, und keine Richtung in Abschnitt III. Jeder Abschnitt hat im Allgemeinen eine zweistufige Verzögerung, mit einer kürzeren Verzögerung, um den Fehlerbereich zu reduzieren (Überbrückungsbus oder lokaler Schalter), mit einer längeren Verzögerung, um den Transformator zu entfernen (Überbrückungs-Dreiseitenschalter). Die spezifische Schutzkonfiguration hängt von der tatsächlichen Situation ab.

Wie in der Abbildung gezeigt, sollte nach dem Auslösen des Nullstromschutzes in Abschnitt I oder II zuerst der t1- oder T3-Bus oder der lokale Schalter mit einer kurzen Verzögerung überbrückt werden, um den Einflussbereich des Fehlers zu verringern. Wenn die Fehlergröße noch vorhanden ist, sollte der Transformator mit dem Dreiwegeschalter t2 oder T4 mit großer Verzögerung abgeschaltet werden. Abschnitt III ohne Richtung, der Transformator wird direkt durch Verzögerung entfernt.

(2) der Sternpunkt ist nicht geerdet

Der Nullsystemstrom fließt durch den Sternpunkt des Transformators, um die Nullsystemschleife zu bilden. Wenn jedoch alle Sternpunkte des Transformators geerdet sind, wird der Kurzschlussstrom am Erdungspunkt auf jeden Transformator verteilt, wodurch die Empfindlichkeit des Nullsystem-Überstromschutzes verringert wird. Um den Nullstrom auf einen bestimmten Bereich zu begrenzen, wird daher die Anzahl der am Sternpunkt geerdeten Transformatoren geregelt.

Für ungeerdete Transformatoren sollte ein Nullspannungsschutz konfiguriert werden, um Überspannungsschäden am Transformator zu verhindern, die durch einen Lückenlichtbogen am Fehlerpunkt verursacht werden, wenn ein Erdungsfehler auftritt.

Vollständig isolierter Transformator aufgrund seines hohen Isolationsniveaus am Sternpunkt, wenn im System ein Erdungsfehler auftritt, der erste Nullstromschutz, um den Sternpunkt-Erdungstransformator zu entfernen, wenn der Fehler weiterhin besteht, und dann der Nullspannungsschutz, um ihn zu entfernen der Sternpunkt des ungeerdeten Transformators.

(3) Der Sternpunkt ist durch die Entladungsstrecke geerdet

Alle HV-Transformatoren sind halbisoliert, und die Isolierung der Neutralspule gegen Erde ist schwächer als andere Teile. Neutrale Isolierung ist anfällig für Durchschläge. Daher müssen Sie den Freigabeschutz konfigurieren.

Die Rolle des Lückenschutzes besteht darin, den Neutralpunkt der ungeerdeten Transformatorisolationssicherheit zu schützen.

Wie gezeigt, wird zwischen dem Sternpunkt des Transformators und der Erde eine Durchschlagsstrecke installiert. Wenn der Erdungstrennschalter geschlossen ist, wird der Transformator direkt geerdet und der Nullsystem-Überstromschutz wird eingefügt. Wenn der Erdungstrennschalter getrennt wird, wird der Transformator durch die Lücke geerdet und in den Lückenschutz eingefügt.

Der Lückenschutz wird realisiert, indem der durch den Sternpunkt des Transformators fließende Lückenstrom 3I0 und die Öffnungsdreieckspannung 3U0 des Sammelschienen-PT als Kriterium verwendet werden.

Wenn der neutrale Punkt zum Ort des Fehlers erhöht ist, wird der Spaltdurchbruch verursacht, was zu einem großen Spaltstrom 3I0 führt, zu diesem Zeitpunkt wird die Spaltschutzaktion nach einer Verzögerung zum Entfernen des Transformators ausgeführt. Darüber hinaus, wenn das System einen Erdungsfehler hat, die Neutralpunkt-Erdungstransformator-Nullsystem-Schutzaktion zuerst den Neutralpunkt-Erdungstransformator unterbrechen. Nachdem das System den Erdungspunkt verloren hat und der Fehler immer noch besteht, ist die Leerlaufspannung des Busses PT 3U0 groß, und der Lückenschutz wird zu diesem Zeitpunkt ebenfalls ansprechen.

Quelle: Power Kanzel

 


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