Canwin es una empresa profesional de transformadores de potencia y fabricante de transformadores eléctricos.
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Canwin es una empresa profesional de transformadores de potencia y fabricante de transformadores eléctricos.
El transformador es un equipo estático que funciona continuamente, funciona de manera más confiable y tiene menos posibilidades de fallar. Pero debido a que la gran mayoría de los transformadores se instalan al aire libre y se ven afectados por la carga durante la operación y la influencia de fallas de cortocircuito del sistema de energía, varias fallas y condiciones anormales son inevitables en el proceso de operación.
El transformador es un equipo estático que funciona continuamente, funciona de manera más confiable y tiene menos posibilidades de fallar. Pero debido a que la gran mayoría de los transformadores se instalan al aire libre y se ven afectados por la carga durante la operación y la influencia de fallas de cortocircuito del sistema de energía, varias fallas y condiciones anormales son inevitables en el proceso de operación.
1. Fallas y anomalías comunes de los transformadores
Las fallas del transformador se pueden dividir en fallas internas y fallas externas.
Las fallas internas se refieren a fallas que ocurren dentro de la caja, como fallas de cortocircuito entre fases de devanados, fallas de cortocircuito entre vueltas de devanados monofásicos, fallas de cortocircuito entre devanados y núcleo de hierro y fallas de desconexión de devanados, etc.
Las fallas externas se refieren a varias fallas de cortocircuito de fase entre las líneas conductoras externas de los transformadores y las fallas de puesta a tierra monofásicas que ocurren cuando el aislamiento de la línea conductora pasa por descarga disruptiva a través de la caja.
La falla del transformador hace mucho daño. Especialmente cuando ocurre una falla interna, el arco de alta temperatura generado por la corriente de cortocircuito no solo quemará el aislamiento y el núcleo de hierro del devanado del transformador, sino que también hará que el aceite del transformador se descomponga y produzca una gran cantidad de gas, lo que resultará en el transformador. deformación de la carcasa e incluso explosión. Por lo tanto, cuando el transformador falla, debe retirarse.
Las anomalías del transformador son principalmente sobrecarga, reducción del nivel de aceite, cortocircuito externo causado por sobrecorriente, temperatura del aceite del transformador en funcionamiento demasiado alta, temperatura del devanado demasiado alta, presión del transformador demasiado alta y falla del sistema de enfriamiento. Cuando el transformador es anormal, se debe dar una señal de alarma.
Dos, configuración de protección del transformador
La protección principal de falla de cortocircuito: protección diferencial longitudinal, protección de gas pesado, etc.
Protección de respaldo de falla de cortocircuito: principalmente protección de sobrecorriente de bloqueo de voltaje compuesto, protección de sobrecorriente de secuencia cero (dirección), protección de baja impedancia, etc.
Protección de operación anormal: principalmente protección de sobrecarga, protección de sobreexcitación, protección de gas ligero, protección de espacio neutral, nivel de aceite de temperatura y protección de falla del sistema de enfriamiento.
Tres, protección no eléctrica
La protección del transformador compuesta por aceite, gas, temperatura y otro volumen no eléctrico se denomina protección no eléctrica. Existen principalmente protección de gas, protección de presión, protección de temperatura, protección de nivel de aceite y protección de parada del enfriador. La protección no eléctrica actúa según lo requiera el sitio para disparar o enviar señales.
1. Protección de gases
Cuando la falla interna del transformador, debido al papel de la corriente de cortocircuito y el arco de punto de cortocircuito, el transformador interno producirá una gran cantidad de gas, al mismo tiempo que la velocidad del flujo de aceite del transformador, el uso de gas y flujo de aceite para lograr la protección se llama protección de gas.
(1) Protección de gas ligero: cuando ocurre una falla o anomalía leve dentro del transformador, el sobrecalentamiento local del punto de falla provoca una expansión parcial del aceite y el gas en el aceite forma burbujas y entra en el relé de gas. La acción de protección de gas ligero envía una señal de gas ligero.
(2) Protección de gas pesado: cuando ocurre una falla grave en el tanque del transformador, la corriente de falla es grande y el arco hace que el aceite del transformador se descomponga en grandes cantidades, lo que resulta en una gran cantidad de flujo de gas y aceite. El deflector de impacto hace que el gas pesado siga la acción protectora, envía la señal de gas pesado y el disparo de salida, y el transformador se corta.
(3) La protección de gas pesado es la protección principal de la falla interna del tanque de combustible, que puede reflejar varias fallas internas del transformador. Cuando se produce un cortocircuito en el transformador, aunque la corriente de falla es muy grande, pero en la protección diferencial producida en la corriente diferencial puede no ser grande, la protección diferencial puede negarse a operar. Por lo tanto, para fallas internas del transformador, es necesario confiar en la protección de gas pesado para eliminar las fallas.
La imagen
2, protección de presión
La protección de presión es también la principal protección contra fallas internas del tanque del transformador. Con liberación de presión y protección contra mutación de presión, se utiliza para reflejar la presión del aceite del transformador.
3, protección de temperatura y nivel de aceite
Cuando la temperatura del transformador aumenta al valor de advertencia, la protección de temperatura envía una señal de alarma y enciende el enfriador de reserva.
Cuando el transformador pierde aceite o baja el nivel de aceite por otras razones, el nivel de aceite está protegido y se envía una señal de alarma.
4, el refrigerador detiene la protección
Cuando todos los enfriadores de transformadores en funcionamiento se detengan, la temperatura del transformador aumentará. Si no se manipula a tiempo, se puede dañar el aislamiento del devanado del transformador. Por lo tanto, cuando todos los enfriadores se detienen en el funcionamiento del transformador, la protección envía una señal de alarma y desconecta el transformador después de un largo tiempo de retraso.
Cuatro, protección diferencial
La protección diferencial del transformador es la protección principal del volumen de electricidad del transformador, y su alcance de protección es la parte rodeada por cada lado del transformador de corriente. En este rango se produce cortocircuito entre devanados, cortocircuito entre espiras y otras faltas, protección diferencial a la acción.
1, corriente de entrada del transformador
La corriente de campo producida cuando se cae el transformador se llama corriente de irrupción de campo. El tamaño de la corriente de entrada de excitación está relacionado con la estructura del transformador, el ángulo de cierre, la capacidad, la remanencia antes del cierre y otros factores. La medición muestra que la corriente de irrupción suele ser de 2 a 6 veces la corriente nominal, y el máximo es más de 8 veces la corriente nominal. Debido a que la corriente de irrupción solo fluye hacia el transformador en el lado de carga, producirá una gran corriente diferencial en el bucle diferencial, lo que provocará un mal funcionamiento de la protección diferencial.
La corriente de irrupción tiene las siguientes características: a. El valor de la corriente de irrupción es muy grande y contiene un componente aperiódico obvio; B. La forma de onda es puntiaguda y discontinua; C, contiene un componente armónico de alto orden obvio, especialmente el segundo componente armónico; D. La corriente de irrupción de excitación se atenúa.
De acuerdo con las características anteriores de la corriente de irrupción, para evitar que la corriente de irrupción cause un mal funcionamiento de la protección diferencial del transformador, el proyecto utiliza tres principios: alto contenido de segundo armónico, asimetría de forma de onda, ángulo de discontinuidad de forma de onda para realizar el bloqueo de protección diferencial.
2. Principio de frenado por segundo armónico
La esencia del frenado por segundo armónico es utilizar el componente del segundo armónico de la corriente diferencial para determinar si la corriente diferencial es una corriente de falla o una corriente de irrupción. Cuando el porcentaje de la componente del segundo armónico con respecto a la componente fundamental es superior a cierto valor (generalmente el 20 %), se considera que la corriente diferencial es causada por la corriente de irrupción y se cierra la protección diferencial.
Por lo tanto, cuanto mayor es la relación de frenado del segundo armónico, mayor es la corriente del segundo armónico contenida en la onda fundamental permitida, y peor es el efecto de frenado.
3, protección diferencial de ruptura rápida
Cuando ocurre una falla grave dentro del transformador y la corriente de falla es lo suficientemente grande como para provocar la saturación del TI, la corriente secundaria del TI también contiene una gran cantidad de componentes armónicos. De acuerdo con la descripción anterior, es probable que la protección diferencial se bloquee o retrase debido al frenado por segundo armónico. Esto dañará seriamente el transformador. Para solucionar este problema, se suele montar una protección diferencial contra rotura rápida.
El elemento diferencial de ruptura rápida es en realidad un elemento diferencial de alta constante de protección diferencial longitudinal. A diferencia del elemento diferencial general, refleja el valor efectivo del caudal diferencial. No importa cómo sea la forma de onda del flujo diferencial, cómo el tamaño del componente armónico, siempre que el valor efectivo del flujo diferencial exceda el valor de ajuste de la ruptura de velocidad diferencial (generalmente más alto que el valor de ajuste de la protección diferencial), inmediatamente retirará el transformador, sin que se bloquee la corriente de irrupción de excitación y otros criterios.
Cinco, protección de respaldo del transformador
Se presenta brevemente la protección principal del transformador y se continúa introduciendo la protección de respaldo del transformador. Hay muchos tipos de configuración de protección de respaldo de transformadores. Aquí, presentamos brevemente los dos tipos de protección de respaldo del transformador, que son la protección contra sobrecorriente de bloqueo de doble voltaje y la protección de puesta a tierra.
1, bloqueo de doble presión sobre la protección actual
La protección de sobrecorriente de bloqueo de tensión compuesta es la protección de respaldo para la falla de cortocircuito entre transformadores grandes y medianos. Adecuado para transformadores elevadores, transformadores de conexión a sistemas y transformadores reductores cuya protección contra sobrecorriente no puede cumplir con los requisitos de sensibilidad. El voltaje compuesto compuesto por voltaje de secuencia negativa y bajo voltaje puede reflejar varias fallas en el rango de protección, reducir el valor de configuración de la protección contra sobrecorriente y mejorar la sensibilidad.
La protección contra sobrecorriente de voltaje compuesto está compuesta por un elemento de voltaje compuesto, un elemento de sobrecorriente y un elemento de tiempo. La corriente de acceso de la protección es la corriente del secundario del TC TRIFÁSICO del lado local del transformador, y la tensión de acceso es la del secundario del PT trifásico del lado local u otros lados del transformador. Para la protección de la microcomputadora, el voltaje de este lado se puede proporcionar a otros lados a través del software, para garantizar que cualquier lado del mantenimiento del PT aún pueda usar la protección contra sobrecorriente de voltaje complejo. La lógica de acción se muestra a continuación.
2, protección de puesta a tierra del transformador
La protección de respaldo de falla de cortocircuito a tierra de transformadores grandes y medianos suele ser: protección de sobrecorriente de secuencia cero, protección de sobretensión de secuencia cero, protección de brecha, etc. La siguiente es una breve introducción de tres modos de puesta a tierra diferentes basados en el punto neutro.
(1) El punto neutro está directamente conectado a tierra
Para transformadores cuyo voltaje es de 110 kV y por encima del punto neutro está directamente conectado a tierra, la protección de corriente de secuencia cero debe configurarse en el lado del sistema de conexión a tierra de alta corriente para reflejar la falla de conexión a tierra. Para transformadores que están conectados a tierra directamente en los lados alto y medio, la protección de corriente de secuencia cero debe estar en la dirección de cada barra lateral.
El principio de la protección de corriente de secuencia cero es similar al de la protección de secuencia cero de línea, consulte el problema 30. La corriente de secuencia cero puede derivarse de la corriente del TC secundario del punto neutro, o de la corriente del TC trifásico secundario del el lado local. La tensión homopolar conectada al elemento direccional puede obtenerse de la tensión del triángulo de apertura del PT del lado local o de la tensión secundaria trifásica del lado local. En el dispositivo de protección del microordenador, adopta principalmente una forma de producción propia.
Para transformadores grandes de tres devanados, la protección de corriente de secuencia cero puede ser de tres etapas. Hay una dirección en la sección I y II, y ninguna dirección en la sección III. Cada sección generalmente tiene un retardo de dos etapas, con un retardo más corto para reducir el rango de falla (saltar barra o interruptor local), con un retardo más largo para quitar el transformador (saltar interruptor de tres lados). La configuración de protección específica depende de la situación real.
Como se muestra en la figura, después de la operación de la protección de corriente de dirección de secuencia cero en la sección I o II, la barra t1 o T3 o el interruptor local deben puentearse primero con un breve retraso para reducir el alcance de influencia de la falla. Si la cantidad de falla todavía está allí, el transformador debe cortarse con un interruptor de tres vías t2 o T4 con un retraso prolongado. Tramo III sin dirección, el transformador se quita directamente por retardo.
(2) el punto neutro no está conectado a tierra
La corriente de secuencia cero pasa por el punto neutro del transformador para formar el bucle de secuencia cero. Sin embargo, si todos los puntos neutros del transformador están conectados a tierra, la corriente de cortocircuito en el punto de conexión a tierra se distribuirá a cada transformador, lo que hará que se reduzca la sensibilidad de la protección de sobrecorriente de secuencia cero. Por tanto, para limitar la corriente homopolar en un determinado rango, se regula el número de transformadores puestos a tierra en el punto neutro.
Para transformadores sin conexión a tierra, la protección de voltaje de secuencia cero debe configurarse para evitar daños por sobrevoltaje al transformador causados por un arco de separación en el punto de falla cuando ocurre una falla a tierra.
Transformador totalmente aislado debido a su alto nivel de aislamiento del punto neutro, cuando el sistema falla a tierra, la primera protección de corriente de secuencia cero para eliminar el transformador de puesta a tierra del punto neutro, si la falla aún existe, y luego la protección de voltaje de secuencia cero para eliminar el punto neutro del transformador sin conexión a tierra.
(3) El punto neutro está conectado a tierra a través del espacio de descarga
Todos los transformadores de alta tensión están semiaislados y el aislamiento de la bobina neutra a tierra es más débil que el de otras partes. El aislamiento neutro es propenso a romperse. Por lo tanto, debe configurar la protección de espacio libre.
El papel de la protección de brecha es proteger el punto neutro de la seguridad del aislamiento del transformador sin conexión a tierra.
Como se muestra, se instala un espacio de ruptura entre el punto neutral del transformador y la tierra. Cuando se cierra el interruptor de aislamiento de tierra, el transformador se conecta a tierra directamente y se coloca la protección contra sobrecorriente de secuencia cero. Cuando se desconecta el interruptor de aislamiento de conexión a tierra, el transformador se conecta a tierra a través del espacio y se coloca en la protección de espacio.
La protección de brecha se realiza utilizando la corriente de brecha 3I0 que fluye a través del punto neutro del transformador y la tensión del triángulo de apertura 3U0 del bus PT como criterio.
Si el punto neutro a la ubicación de la falla se eleva, la brecha se rompe, lo que resulta en una gran corriente de brecha 3I0, en este momento, la acción de protección de brecha, después de un retraso para quitar el transformador. Además, cuando el sistema tiene una falla de puesta a tierra, la acción de protección de secuencia cero del transformador de operación de puesta a tierra del punto neutro, primero corta el transformador de puesta a tierra del punto neutro. Después de que el sistema pierde el punto de conexión a tierra, si la falla aún existe, el voltaje de triángulo abierto del bus PT 3U0 será grande y la protección de brecha también operará en este momento.
Fuente: Power púlpito
