Трансформатор является важнейшим компонентом энергосистемы, и важно реализовать схемы защиты, чтобы обеспечить его безопасную и надежную работу. Схемы защиты трансформатора предназначены для обнаружения и реагирования на аномальные условия эксплуатации, такие как перегрузка, короткое замыкание и повреждение изоляции, чтобы предотвратить повреждение оборудования и простои энергосистемы. В этой статье мы предоставим обзор различных схем защиты трансформаторов, используемых в промышленности, включая их принципы, устройства и применение.
Дифференциальная защита – одна из наиболее распространенных и широко используемых схем защиты трансформаторов. Он работает по принципу сравнения тока, входящего и выходящего из обмоток трансформатора. Если в защищенной зоне произойдет неисправность, ток будет несбалансированным, и сработает дифференциальное реле, отключающее трансформатор. Дифференциальная защита обеспечивает высокую чувствительность к внутренним повреждениям и невосприимчивость к сквозным повреждениям и внешним помехам. Обычно он применяется к мощным силовым трансформаторам и эффективен при обнаружении зарождающихся неисправностей и нарушений изоляции.
Реле Бухгольца — это специализированное защитное устройство, установленное в трубопроводе между баком трансформатора и расширителем. Он предназначен для обнаружения зарождающихся неисправностей, таких как пробой изоляции, перегрев и наличие воздуха или газа в трансформаторном масле. Реле работает по принципу потока газа и масла из-за внутренней неисправности. При возникновении неисправности внутри бака трансформатора образуется газ, заставляющий поток масла перемещать поплавок в реле, что, в свою очередь, отключает трансформатор. Защита Бухгольца особенно эффективна для обнаружения неисправностей масляных трансформаторов и является экономически эффективным средством предотвращения катастрофических отказов трансформаторов.
Защита от сверхтоков — это фундаментальная схема, используемая для защиты трансформаторов от перегрузок и коротких замыканий. Он работает, контролируя ток, протекающий через обмотки трансформатора, и отключая автоматический выключатель, если ток превышает заданный порог. Защита от сверхтоков может быть реализована с использованием различных устройств, таких как реле максимального тока, электронные реле и цифровые системы защиты. Это важно для защиты трансформаторов от тепловых повреждений, вызванных длительными перегрузками и короткими замыканиями.
Мониторинг газа и температуры является важным аспектом защиты трансформатора, поскольку он обеспечивает раннее предупреждение о внутренних неисправностях и ухудшении изоляции. Газовый мониторинг включает обнаружение и анализ газов, образующихся в трансформаторном масле в результате искрения, перегрева и пробоя изоляции. К распространенным газам неисправностей относятся метан, этилен и водород, которые указывают на конкретные типы неисправностей. С другой стороны, мониторинг температуры предполагает использование датчиков для измерения температуры обмоток трансформатора и масла. Аномальное повышение температуры может указывать на внутреннюю неисправность или перегрузку и может использоваться для инициирования защитных действий, таких как выдача аварийного сигнала или отключение.
Защита от перенасыщения предназначена для защиты трансформаторов от чрезмерного уровня магнитного потока, который может привести к насыщению сердечника и перегреву. Перемагнение может возникнуть во время сбоев в системе, включения ненагруженных трансформаторов или в условиях низкого коэффициента мощности. Схема защиты обычно предполагает использование специального реле перенапряжения, которое измеряет форму напряжения и тока на клеммах трансформатора и отключает трансформатор, если уровни потока превышают допустимые пределы. Защита от перенапряжения жизненно важна для предотвращения повреждения сердечника и обеспечения долгосрочной надежности трансформатора.
Таким образом, схемы защиты трансформаторов играют решающую роль в обеспечении безопасной и эффективной работы силовых трансформаторов. Дифференциальная защита, защита Бухгольца, защита от сверхтоков, контроль газа и температуры, защита от перенапряжения — это лишь несколько примеров разнообразного спектра схем, доступных для защиты трансформатора. Каждая схема имеет свои уникальные принципы, устройства и приложения, и они работают вместе, чтобы обеспечить комплексную защиту от различных отказов. Внедряя подходящие схемы защиты, коммунальные предприятия и промышленные предприятия могут минимизировать риск отказов трансформаторов и повысить устойчивость своих энергосистем.
.