Canwin — профессиональный производитель трансформаторов сухого типа и электрооборудования.
Язык
Canwin — профессиональный производитель трансформаторов сухого типа и электрооборудования.
трансформатор - это статическое оборудование, работающее непрерывно, работающее более надежно, с меньшей вероятностью отказа. Но в связи с тем, что подавляющее большинство трансформаторов установлено на открытом воздухе, и в процессе эксплуатации на них воздействует нагрузка и влияние коротких замыканий энергосистемы, в процессе эксплуатации неизбежны различные неисправности и нештатные ситуации.
трансформатор - это статическое оборудование, работающее непрерывно, работающее более надежно, с меньшей вероятностью отказа. Но в связи с тем, что подавляющее большинство трансформаторов установлено на открытом воздухе, и в процессе эксплуатации на них воздействует нагрузка и влияние коротких замыканий энергосистемы, в процессе эксплуатации неизбежны различные неисправности и нештатные ситуации.
1. Распространенные неисправности и аномалии трансформаторов
Неисправности трансформатора можно разделить на внутренние неисправности и внешние неисправности.
К внутренним неисправностям относятся неисправности, возникающие внутри корпуса, такие как межфазные короткие замыкания обмоток, межвитковые короткие замыкания однофазных обмоток, короткие замыкания между обмотками и железным сердечником, а также неисправности отключения обмоток. и т.п.
К внешним замыканиям относятся различные короткие замыкания фаз между внешними выводами трансформаторов и однофазные замыкания на землю, возникающие при перекрытии корпуса изоляции вводов выводов.
Выход из строя трансформатора наносит большой вред. В частности, когда возникает внутренняя неисправность, высокотемпературная дуга, генерируемая током короткого замыкания, не только сжигает изоляцию и железный сердечник обмотки трансформатора, но также вызывает разложение трансформаторного масла и выделение большого количества газа, что приводит к повреждению трансформатора. деформация оболочки и даже взрыв. Поэтому при выходе из строя трансформатора его необходимо демонтировать.
Аномалии трансформатора в основном включают перегрузку, снижение уровня масла, внешнее короткое замыкание, вызванное перегрузкой по току, слишком высокую температуру масла в рабочем трансформаторе, слишком высокую температуру обмотки, слишком высокое давление трансформатора и отказ системы охлаждения. Когда трансформатор неисправен, должен быть подан аварийный сигнал.
Два, конфигурация защиты трансформатора
Основная защита от короткого замыкания: продольная дифференциальная защита, защита от тяжелого газа и т. д.
Резервная защита от короткого замыкания: в основном защита от перегрузки по току с блокировкой напряжения, защита от перегрузки по нулевой последовательности (направлению), защита от низкого импеданса и т. Д.
Защита от ненормальной работы: в основном защита от перегрузки, защита от перевозбуждения, защита от легкого газа, защита от нейтрального зазора, защита от перегрева и отказа системы охлаждения.
Три, неэлектрическая защита
Защита трансформатора, состоящая из масла, газа, температуры и другого неэлектрического объема, называется неэлектрической защитой. В основном это защита от газа, защита от давления, защита от температуры, защита от уровня масла и защита от остановки охладителя. Неэлектрическая защита действует в соответствии с требованиями объекта для отключения или отправки сигналов.
1. Газозащита
Когда внутренний отказ трансформатора из-за роли тока короткого замыкания и точечной дуги короткого замыкания, внутренний трансформатор будет производить много газа, в то же время скорость потока трансформаторного масла, использование газа и потока масла для достижения защиты называется газовой защитой.
(1) Защита от легкого газа: когда внутри трансформатора возникает небольшая неисправность или аномалия, локальный перегрев точки неисправности вызывает частичное расширение масла, а газ в масле образует пузырьки и попадает в газовое реле. Действие защиты от легкого газа посылает сигнал о легком газе.
(2) Защита от тяжелого газа: когда в баке трансформатора возникает серьезная неисправность, ток короткого замыкания большой, а дуга вызывает разложение трансформаторного масла в больших количествах, что приводит к большому количеству газа и потока масла. Ударная перегородка заставляет тяжелый газ следовать защитному действию, посылает сигнал тяжелого газа и выходное отключение, и трансформатор отключается.
(3) Защита от тяжелых газов является основной защитой от внутреннего отказа топливного бака, который может отражать различные внутренние отказы трансформатора. Когда в трансформаторе происходит короткое замыкание на несколько витков, хотя ток короткого замыкания очень велик, но дифференциальная защита, создаваемая дифференциальным током, может быть невелика, дифференциальная защита может отказаться работать. Следовательно, для устранения внутренних неисправностей трансформатора необходимо полагаться на защиту от тяжелых газов.
Изображение
2, защита от давления
Защита от давления также является основной защитой от внутренних повреждений бака трансформатора. Со сбросом давления и защитой от изменения давления, используется для отражения давления трансформаторного масла.
3, защита от температуры и уровня масла
Когда температура трансформатора поднимается до предупредительного значения, защита по температуре посылает сигнал тревоги и запускает резервный охладитель.
Когда трансформатор дает утечку масла или понижает уровень масла по другим причинам, уровень масла защищается и подается аварийный сигнал.
4, кулер все стоп защиты
Когда все работающие охладители трансформатора остановятся, температура трансформатора повысится. При несвоевременном обращении изоляция обмотки трансформатора может быть повреждена. Поэтому, когда все охладители останавливаются в работе трансформатора, защита подает сигнал тревоги и с большой задержкой отключает трансформатор.
Четыре, дифференциальная защита
Дифференциальная защита трансформатора является основной защитой объема электроэнергии трансформатора, а областью ее защиты является часть, окруженная трансформатором тока с каждой стороны. В этом диапазоне возникает между обмотками короткое замыкание, межвитковое замыкание и другие неисправности, срабатывает дифференциальная защита.
1, пусковой ток трансформатора
Ток возбуждения, возникающий при падении трансформатора, называется пусковым током возбуждения. Величина пускового тока возбуждения зависит от конструкции трансформатора, угла замыкания, мощности, остаточной намагниченности перед замыканием и других факторов. Измерение показывает, что пусковой ток обычно в 2-6 раз превышает номинальный ток, а максимальный более чем в 8 раз превышает номинальный ток. Поскольку пусковой ток поступает в трансформатор только со стороны зарядки, он создает большой дифференциальный ток в дифференциальном контуре, что приводит к неправильной работе дифференциальной защиты.
Пусковой ток имеет следующие характеристики: a. Величина пускового тока очень велика и содержит явную апериодическую составляющую; B. Форма волны точечная и прерывистая; C, он содержит очевидную гармоническую составляющую высокого порядка, особенно вторую гармоническую составляющую; D. Пусковой ток возбуждения ослабляется.
В соответствии с приведенными выше характеристиками пускового тока, чтобы предотвратить пусковой ток, вызывающий неправильную работу дифференциальной защиты трансформатора, в проекте используются три принципа: высокое содержание второй гармоники, асимметрия формы волны, угол разрыва формы волны для реализации блокировки дифференциальной защиты.
2. Принцип торможения второй гармоникой
Суть торможения второй гармоникой заключается в использовании второй гармонической составляющей дифференциального тока для определения того, является ли дифференциальный ток током неисправности или пусковым током. Когда процентное отношение второй гармоники к основной составляющей превышает определенное значение (обычно 20%), считается, что дифференциальный ток вызван пусковым током, и дифференциальная защита срабатывает.
Следовательно, чем больше коэффициент торможения второй гармоники, тем больше ток второй гармоники, содержащийся в разрешенной основной волне, и тем хуже эффект торможения.
3, дифференциальная защита от быстрого разрыва
Когда внутри трансформатора возникает серьезная неисправность, а ток короткого замыкания достаточно велик, чтобы привести к насыщению ТТ, вторичный ток ТТ также содержит большое количество гармонических составляющих. Согласно приведенному выше описанию, вероятно, что дифференциальная защита будет заблокирована или задержана из-за торможения второй гармоникой. Это серьезно повредит трансформатор. Для решения этой проблемы обычно устанавливают дифференциальную быстродействующую защиту.
Дифференциальный быстроразъемный элемент фактически представляет собой высокопостоянный дифференциальный элемент продольной дифференциальной защиты. В отличие от общего дифференциального элемента, он отражает действующее значение дифференциального потока. Независимо от того, как форма волны дифференциального потока, как размер гармонического компонента, до тех пор, пока действующее значение дифференциального потока превышает значение настройки дифференциальной защиты (обычно выше, чем значение настройки дифференциальной защиты), он немедленно удалит трансформатор, без блокировки пускового тока возбуждения и других критериев.
Пять, резервная защита трансформатора
Кратко вводится основная защита трансформатора, и продолжает вводиться резервная защита трансформатора. Существует много видов конфигурации резервной защиты трансформаторов. Здесь мы кратко расскажем о двух типах резервной защиты трансформатора: максимальной токовой защите с двойной блокировкой напряжения и защите от заземления.
1, двойная блокировка давления по текущей защите
Комбинированная защита от сверхтока с блокировкой по напряжению является резервной защитой от короткого замыкания между большими и средними трансформаторами. Подходит для повышающих трансформаторов, системных трансформаторов и понижающих трансформаторов, защита от перегрузки по току которых не соответствует требованиям чувствительности. Составное напряжение, состоящее из напряжения обратной последовательности и низкого напряжения, может отражать различные неисправности в диапазоне защиты, уменьшать значение настройки защиты от перегрузки по току и улучшать чувствительность.
Комбинированная максимальная токовая защита состоит из составного элемента напряжения, элемента максимального тока и элемента времени. Ток доступа защиты представляет собой вторичный ток ТРЕХФАЗНОГО ТТ на локальной стороне трансформатора, а напряжение доступа представляет собой вторичное трехфазное напряжение ТТ на местной стороне или других сторонах трансформатора. Для защиты микрокомпьютера напряжение этой стороны может передаваться другим сторонам с помощью программного обеспечения, чтобы гарантировать, что любая сторона обслуживания PT по-прежнему может использовать сложную защиту от перегрузки по напряжению. Логика действий показана ниже.
2, защита заземления трансформатора
Резервная защита от короткого замыкания на землю трансформатора большой и средней мощности обычно представляет собой: защиту от перегрузки по току нулевой последовательности, защиту от перенапряжения нулевой последовательности, защиту от разрыва и так далее. Ниже приводится краткое описание трех различных режимов заземления, основанных на нейтральной точке.
(1) Нейтральная точка заземлена напрямую
Для трансформаторов, напряжение которых составляет 110 кВ и выше нейтральной точки, заземление осуществляется напрямую, защита по току нулевой последовательности должна быть установлена на стороне сильноточной системы заземления, чтобы отразить замыкание на землю. Для трансформаторов, заземленных непосредственно как с высокой, так и со средней стороны, защита по току нулевой последовательности должна располагаться в направлении каждой боковой шины.
Принцип защиты по току нулевой последовательности аналогичен принципу защиты линии от нулевой последовательности, см. выпуск 30. Ток нулевой последовательности может быть получен из вторичного тока ТТ нейтральной точки или из вторичного трехфазного тока ТТ местная сторона. Напряжение нулевой последовательности, подключенное к направленному элементу, может быть получено из напряжения открывающего треугольника PT местной стороны или из вторичного трехфазного напряжения местной стороны. В устройстве защиты микрокомпьютера в основном используются самодельные устройства.
Для крупных трехобмоточных трансформаторов защита по току нулевой последовательности может быть трехступенчатой. В разделе I и II есть направление, а в разделе III направление отсутствует. Каждая секция обычно имеет двухступенчатую задержку, с более короткой задержкой для уменьшения диапазона неисправности (переход на шину или местный переключатель) и с более длительной задержкой для отключения трансформатора (переход с трехстороннего переключателя). Конкретная конфигурация защиты зависит от реальной ситуации.
Как показано на рисунке, после срабатывания защиты по току направления нулевой последовательности в секции I или II сначала следует переключить шину t1 или T3 или местный переключатель с короткой задержкой, чтобы уменьшить масштаб влияния неисправности. Если неисправность сохраняется, трансформатор следует отключить трехпозиционным выключателем t2 или T4 с большой задержкой. Участок III без направления, трансформатор напрямую удаляется задержкой.
(2) нейтральная точка не заземлена
Ток нулевой последовательности проходит через нейтральную точку трансформатора, образуя петлю нулевой последовательности. Однако, если все нейтральные точки трансформатора заземлены, ток короткого замыкания в точке заземления будет распределяться на каждый трансформатор, что приведет к снижению чувствительности максимальной токовой защиты нулевой последовательности. Поэтому для ограничения тока нулевой последовательности в определенном диапазоне регламентируется количество трансформаторов, заземленных на нейтраль.
Для незаземленного трансформатора должна быть настроена защита по напряжению нулевой последовательности, чтобы предотвратить повреждение трансформатора перенапряжением, вызванное дугой промежутка в точке замыкания при замыкании на землю.
Полностью изолированный трансформатор из-за его высокого уровня изоляции нейтральной точки, когда в системе возникает замыкание на землю, первая защита по току нулевой последовательности для удаления заземляющего трансформатора нейтральной точки, если неисправность все еще существует, а затем защита по напряжению нулевой последовательности для устранения нейтральная точка незаземленного трансформатора.
(3) Нейтральная точка заземлена через разрядный промежуток
Все высоковольтные трансформаторы полуизолированы, а изоляция нейтрали относительно земли слабее, чем у других частей. Нейтральная изоляция подвержена пробою. Поэтому необходимо настроить защиту от клиренса.
Роль защиты зазора заключается в защите нейтральной точки безопасности изоляции незаземленного трансформатора.
Как показано, между нейтралью трансформатора и землей установлен пробивной разрядник. Когда заземляющий разъединитель замкнут, трансформатор заземляется напрямую и включается защита от сверхтока нулевой последовательности. Когда заземляющий разъединитель отключен, трансформатор заземляется через зазор и включается защита от промежутка.
Защита от промежутка реализуется с помощью тока промежутка 3I0, протекающего через нейтральную точку трансформатора, и напряжения размыкающего треугольника 3U0 шины PT в качестве критерия.
Если нейтральная точка к месту повреждения повышена, пробой промежутка приводит к большому току промежутка 3I0, в это время срабатывает защита промежутка, после задержки отключается трансформатор. Кроме того, когда в системе есть замыкание на землю, действие защиты нулевой последовательности трансформатора заземления нейтрали сначала отключает трансформатор заземления нейтрали. После того, как система потеряет точку заземления, если неисправность все еще существует, напряжение разомкнутого треугольника шины PT 3U0 будет большим, и в это время также сработает защита от разрыва.
Источник: кафедра власти
