Relay himoyasida transformator himoyasini tahlil qilish

1. Transformatorlarning keng tarqalgan nosozliklari va anomaliyalari

Transformator nosozliklarini ichki va tashqi nosozliklarga bo'lish mumkin.

Ichki nosozliklar korpus ichida yuzaga keladigan nosozliklarni, jumladan, o'rashlarning fazalararo qisqa tutashuv nosozliklarini, bir fazali o'rashlarning burilishlararo qisqa tutashuv nosozliklarini, o'rashlar va temir yadrolar orasidagi qisqa tutashuv nosozliklarini va o'rashlarning uzilish nosozliklarini anglatadi.

Tashqi nosozliklar transformatorning tashqi simlari orasidagi turli fazaviy qisqa tutashuv nosozliklarini va simlarning izolyatsiyalovchi vtulkasi quti qobig'idan o'tib ketganda yuzaga keladigan bir fazali yerga ulash nosozliklarini anglatadi.

Transformatorning ishdan chiqishi juda xavflidir. Ayniqsa, ichki nosozlik yuzaga kelganda, qisqa tutashuv oqimi natijasida hosil bo'lgan yuqori haroratli yoy nafaqat transformator sargisining izolyatsiyasi va temir yadrosini yondirib yuboradi, balki transformator moyining parchalanishiga va ko'p miqdorda gaz hosil bo'lishiga olib keladi, bu esa transformator qobig'ining deformatsiyasiga yoki hatto portlashiga olib keladi. Shuning uchun, transformator ishdan chiqqanda uni uzib qo'yish kerak.

Transformatorning g'ayritabiiy holatlari asosan ortiqcha yuklanish, past yog' darajasi, tashqi qisqa tutashuv tufayli yuzaga keladigan ortiqcha oqim, ishlayotgan transformatorning yuqori yog' harorati, yuqori o'rash harorati, yuqori transformator bosimi va sovutish tizimining ishdan chiqishini o'z ichiga oladi. Transformator g'ayritabiiy ish holatida bo'lganda, signal signali berilishi kerak.

2. Transformator himoyasini sozlash

Qisqa tutashuvdagi nosozliklar uchun asosiy himoya: asosan uzunlamasına differentsial himoya, og'ir gazdan himoya va boshqalar.

Qisqa tutashuvdagi nosozliklar uchun zaxira himoyasi: asosan kompozit kuchlanishni blokirovka qiluvchi ortiqcha oqim himoyasi, nol ketma-ketlik (yo'nalish) ortiqcha oqim himoyasi, past impedansli himoya va boshqalar.

G'ayritabiiy ishlashdan himoya: asosan ortiqcha yuklanishdan himoya qilish, ortiqcha qo'zg'alishdan himoya qilish, yengil gazdan himoya qilish, neytral nuqta oralig'idan himoya qilish, harorat yog'i darajasi va sovutish tizimining ishdan chiqishidan himoya qilish va boshqalarni o'z ichiga oladi.

3. Elektr bo'lmagan himoya

Transformatorning moy, gaz va harorati kabi elektr bo'lmagan miqdorlardan foydalangan holda himoya qilish elektr bo'lmagan himoya deb ataladi. Asosan gaz himoyasi, bosim himoyasi, harorat himoyasi, moy sathidan himoya va sovutgichning to'liq to'xtash himoyasini o'z ichiga oladi. Elektr bo'lmagan himoya sayt ehtiyojlariga muvofiq ishga tushirish yoki xat yuborishda ishlaydi.

(1) Gazdan himoya

Transformator ichida nosozlik yuzaga kelganda, qisqa tutashuv nuqtasida qisqa tutashuv oqimi va yoy ta'sirida transformator ichida ko'p miqdorda gaz hosil bo'ladi va transformatorning moy oqimi tezligi tezlashadi. Gaz va moy oqimi yordamida amalga oshiriladigan himoya gaz himoyasi deb ataladi.

Yengil gazdan himoya: Transformator ichida kichik nosozlik yoki anomaliya yuzaga kelganda, nosozlik nuqtasi qisman qizib ketadi, bu esa moyning bir qismining kengayishiga olib keladi, moydagi gaz pufakchalar hosil qiladi va gaz rölesiga kiradi va yengil gazdan himoya qilish yengil gaz signalini yuborish uchun ishlaydi.

Kuchli gazdan himoya: Transformator moyi bakida jiddiy nosozlik yuzaga kelganda, nosozlik oqimi katta bo'ladi va yoy transformator moyining ko'p miqdorda parchalanishiga olib keladi, bu esa ko'p miqdorda gaz va moy oqimini hosil qiladi. Zarba to'sig'i og'ir gaz relesini himoya qilishni ta'minlaydi, og'ir gaz signalini yuboradi va chiqishni o'chiradi. Transformatorni olib tashlang.

Og'ir gazdan himoya qilish moy bakining ichki nosozliklarini asosiy himoya qilish vositasi bo'lib, u transformator ichidagi turli nosozliklarni aks ettirishi mumkin. Transformatorda oz sonli o'zaro qisqa tutashuvlar sodir bo'lganda, nosozlik oqimi katta bo'lsa ham, differentsial himoyada hosil bo'lgan differentsial oqim katta bo'lmasligi mumkin va differentsial himoya ishlashdan bosh tortishi mumkin. Shuning uchun, transformatorning ichki nosozligi uchun nosozlikni bartaraf etish uchun og'ir gazdan himoya qilishga tayanish kerak.

(2) Bosimdan himoya

Bosim himoyasi, shuningdek, transformator bakidagi ichki nosozliklardan asosiy himoya hisoblanadi. Transformator moyining bosimiga javob berish uchun ishlatiladigan bosimni pasaytiradigan va bosimning to'satdan o'zgarishidan himoya qiluvchi himoya vositalarini o'z ichiga oladi.

(3) Harorat va moy sathidan himoya

Transformator harorati ogohlantirish qiymatiga ko'tarilganda, haroratni himoya qilish signal signalini yuboradi va kutish rejimidagi sovutgichni ishga tushiradi.

Transformator moyi oqganda yoki boshqa sabablarga ko'ra moy darajasi pasayganda, moy darajasini himoya qilish tizimi ishga tushadi va signal signalini yuboradi.

(4) Sovutgichning to'liq to'xtash himoyasi

Transformator sovutgichi ishlayotganda to'liq to'xtatilganda, transformatorning harorati ko'tariladi. Agar u o'z vaqtida ishlamasa, transformator sargisining izolyatsiyasiga zarar yetkazishi mumkin. Shuning uchun, transformator ishlayotganda sovutgich to'liq to'xtatilganda, himoya signal yuboradi va uzoq vaqt kechikishdan keyin transformatorni uzib qo'yadi.

4. Differentsial himoya

Transformatorning differentsial himoyasi transformatorning elektr miqdorining asosiy himoyasi bo'lib, uning himoya diapazoni har ikki tomondan tok transformatorlari bilan o'ralgan qismdir. Ushbu diapazonda fazalararo qisqa tutashuv va o'rashning o'zaro qisqa tutashuvi kabi nosozliklar yuzaga kelganda, differentsial himoya ishlashi kerak.

Transformator differentsial himoyasi printsipi haqida biz ilgari batafsil muhokama qilgan edik, bunga muhtoj bo'lgan do'stlar 6, 7 va 8-tarixiy yozuvlardagi tegishli tarkibni ko'rib chiqishlari mumkin. Men bu haqda batafsil to'xtalmayman va bu yerda shunchaki qo'zg'alishning kirish oqimi haqida ba'zi tushunchalarni qo'shaman.

(1) Transformatorning qo'zg'alish oqimi

Transformator havo bilan to'ldirilganda hosil bo'ladigan qo'zg'alish oqimi qo'zg'alishning kirish oqimi deb ataladi. Kirish oqimining kattaligi transformatorning tuzilishi, yopilish burchagi, sig'imi, yopilishdan oldingi qoldiq magnitlanishi va boshqa omillar bilan bog'liq. O'lchov shuni ko'rsatadiki, transformator havo bilan to'ldirilganda, temir yadroning to'yinganligi sababli qo'zg'alishning kirish oqimi juda katta, odatda nominal oqimning 2 dan 6 baravarigacha va maksimal 8 martadan ko'p bo'lishi mumkin. Qo'zg'alishning kirish oqimi faqat zaryadlovchi tomonda transformatorga oqib o'tganligi sababli, differentsial zanjirda katta differentsial oqim hosil bo'ladi, bu esa differentsial himoyaning ishlamay qolishiga olib keladi.

Qo'zg'alishning boshlang'ich oqimi quyidagi xususiyatlarga ega: a. Boshlang'ich oqimining qiymati juda katta va aniq davriy bo'lmagan komponentlarni o'z ichiga oladi; b. To'lqin shakli uchli va vaqti-vaqti bilan; c. U aniq yuqori tartibli garmonik komponentlarni, ayniqsa ikkinchi garmonik komponentni o'z ichiga oladi. Shubhasiz; d, qo'zg'alishning boshlang'ich oqimi susayadi.

Yuqoridagi kirish oqimining xususiyatlariga ko'ra, kirish oqimi tufayli transformator differentsial himoyasining noto'g'ri ishlashini oldini olish uchun loyihada uchta printsip qo'llaniladi: yuqori ikkinchi garmonik tarkib, assimetrik to'lqin shakli va differentsial himoyani blokirovka qilishni amalga oshirish uchun katta to'lqin shakli uzilish burchagi.

(2) Ikkinchi garmonik tormozlash printsipi

Ikkinchi garmonik tormozlashning mohiyati differentsial tokdagi ikkinchi garmonik komponentdan foydalanib, differentsial tokning nosozlik oqimi yoki qo'zg'atuvchi kirish oqimi ekanligini aniqlashdan iborat. Ikkinchi garmonik komponent va asosiy to'lqin komponentining foizi ma'lum bir qiymatdan (odatda 20%) katta bo'lganda, differentsial tok qo'zg'alish kirish oqimi tufayli yuzaga kelgan deb hisoblanadi va differentsial himoya bloklanadi.

Shuning uchun, ikkinchi garmonik tormozlash nisbati qanchalik katta bo'lsa, asosiy to'lqinda mavjud bo'lgan ikkinchi garmonik tok shuncha ko'p bo'ladi va tormozlash effekti yomonroq bo'ladi.

(3) Differentsial tez uzilishdan himoya

Transformator ichida jiddiy nosozlik yuzaga kelganda va KT katta nosozlik oqimi tufayli to'yingan bo'lsa, KTning ikkilamchi oqimi ham ko'p miqdordagi garmonik komponentlarni o'z ichiga oladi. Yuqoridagi tavsifga ko'ra, bu ikkinchi garmonik tormozlanish tufayli differentsial himoyaga olib kelishi mumkin. Bloklash yoki kechiktirish harakati. Bu transformatorga jiddiy zarar yetkazadi. Ushbu muammoni hal qilish uchun odatda differentsial tez uzilish himoyasi o'rnatiladi.

Differensial tez uzilish elementi aslida uzunlamasına differensial himoya uchun yuqori qiymatli differensial elementdir. Umumiy differensial elementlardan farqli o'laroq, u differensial tokning samarali qiymatini aks ettiradi. Differensial tokning to'lqin shakli va garmonik komponentning kattaligidan qat'i nazar, differensial tokning samarali qiymati differensial tez uzilishning sozlash qiymatidan (odatda differensial himoyaning sozlash qiymatidan yuqori) oshsa, u darhol transformatorni qo'zg'almasdan uzib qo'yadi. Kiruvchi tok kabi mezonlarni blokirovka qilish.

Quyida transformatorning zaxira himoyasi keltirilgan

Transformatorlar uchun zaxira himoya konfiguratsiyalarining ko'p turlari mavjud. Ushbu sonda asosan ikki turdagi zaxira himoyasi taqdim etiladi: murakkab kuchlanishni blokirovka qilish orqali ortiqcha oqimdan himoya va transformatorlar uchun yerga ulashdan himoya.

1. Murakkab bosim blokirovkasi uchun ortiqcha oqimdan himoya

Murakkab kuchlanishni blokirovka qiluvchi ortiqcha oqim himoyasi katta va o'rta o'lchamli transformatorlarning fazadan fazaga qisqa tutashuvdagi nosozliklari uchun zaxira himoya hisoblanadi. U haddan tashqari oqim himoyasi sezgirlik talablariga javob bera olmaydigan kuchaytiruvchi transformatorlar, tizim kontakt transformatorlari va pastga tushadigan transformatorlar uchun mos keladi. Salbiy ketma-ketlik kuchlanishi va past kuchlanishdan tashkil topgan kompozit kuchlanish himoya diapazonidagi turli nosozliklarni aks ettirishi mumkin, bu esa haddan tashqari oqim himoyasining sozlash qiymatini pasaytiradi va sezgirlikni yaxshilaydi.

Kompozit kuchlanishning haddan tashqari oqimidan himoya qilish kompozit kuchlanish elementi, haddan tashqari oqim elementi va vaqt elementidan iborat. Himoyaning kirish oqimi transformatorning o'z tomonidagi CTning ikkilamchi uch fazali oqimi, kirish kuchlanishi esa transformatorning o'z tomonidagi yoki boshqa tomonlaridagi PTning ikkilamchi uch fazali kuchlanishidir. Mikrokompyuter himoyasi uchun bu tomonning kuchlanishi boshqa tomonlarga dasturiy ta'minot orqali berilishi mumkin, shunda istalgan tomondagi PT qayta ta'mirlanganda ham istalgan tomonning haddan tashqari oqimidan himoya qilish mumkin bo'ladi. Harakat mantig'i quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

2. Transformatorning yerga ulash himoyasi

Katta va o'rta o'lchamli transformatorlarning yerga ulash qisqa tutashuvidagi nosozliklar uchun zaxira himoyasi odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi: nol ketma-ketlikdagi ortiqcha oqim himoyasi, nol ketma-ketlikdagi ortiqcha kuchlanish himoyasi, bo'shliq himoyasi va boshqalar. Quyida neytral nuqtaning uch xil yerga ulash usuliga asoslangan qisqacha kirish keltirilgan.

(1) Neytral nuqta to'g'ridan-to'g'ri yerga ulangan

Neytral nuqtasi to'g'ridan-to'g'ri yerga ulangan 110 kV va undan yuqori kuchlanishli transformatorlar uchun katta tokli yerga ulash tizimining yon tomoniga yerga ulangan nosozliklarga javob beradigan nol ketma-ketlikdagi tok himoyasi o'rnatilishi kerak. Yuqori va o'rta tomonlarga to'g'ridan-to'g'ri yerga ulangan transformatorlar uchun nol ketma-ketlikdagi tok himoyasi yo'nalishga ega bo'lishi kerak va yo'nalish har ikki tomondagi shinalarga yo'naltirilgan bo'lishi kerak.

Nol ketma-ketlikdagi tok himoyasi printsipi chiziqli nol ketma-ketlikdagi himoyaga o'xshaydi, iltimos, 30-songa qarang. Nol ketma-ketlikdagi tok neytral nuqta CT ning ikkilamchi tokidan olinishi yoki mahalliy tomondagi CT ning ikkilamchi uch fazali toki tomonidan o'z-o'zidan hosil bo'lishi mumkin. Yo'nalish elementiga ulangan nol ketma-ketlikdagi kuchlanish mahalliy tomondagi PT ning ochiq uchburchak kuchlanishidan olinishi yoki mahalliy tomondagi ikkilamchi uch fazali kuchlanish tomonidan o'z-o'zidan hosil bo'lishi mumkin. Mikrokompyuter himoya qurilmasida asosan o'z-o'zidan ishlab chiqarilgan usul qo'llaniladi.

Katta uch o'rashli transformatorlar uchun uch bosqichli nol ketma-ketlikdagi tok himoyasidan foydalanish mumkin. Ular orasida I va II bo'limlarda yo'nalishlar mavjud, III bo'limda esa yo'nalishlar yo'q. Odatda har bir bo'limda ikki darajadagi kechikish mavjud va nosozlik diapazoni qisqa kechikish bilan torayadi (avtobus ulagichini yoki ustunning asosiy tomonidagi kalitni sakrash) va transformator uzoq kechikish bilan uziladi (uch tomonlama kalitni sakrash). Maxsus himoya konfiguratsiyasi haqiqiy vaziyatga qarab belgilanadi.

Rasmda ko'rsatilganidek, nol ketma-ketlikdagi yo'nalishli tok himoyasining I yoki II qismi ishlagandan so'ng, nosozlik ko'lamini kamaytirish uchun avval qisqa kechikish t1 yoki t3 dan keyin shina ulagichini yoki shu tomondagi kalitni ulang. Agar nosozlik hali ham mavjud bo'lsa, uzoqroq vaqtdan so'ng transformatorni uzish uchun uch tomonli kalitni ulang. III bo'limda yo'nalish yo'q va transformator kechikishdan keyin to'g'ridan-to'g'ri uziladi.

(2) Neytral nuqta yerga ulanmagan

Nol ketma-ketlikdagi tok transformatorning neytral nuqtasidan o'tib, nol ketma-ketlikdagi zanjir hosil qiladi. Biroq, agar barcha transformatorlarning neytral nuqtalari yerga ulangan bo'lsa, yerga ulash nuqtasidagi qisqa tutashuv oqimi har bir transformatorga yo'naltiriladi, bu esa nol ketma-ketlikdagi ortiqcha oqimdan himoya qilish sezgirligini pasaytiradi. Shuning uchun, nol ketma-ketlikdagi tokni ma'lum bir diapazonda cheklash uchun neytral nuqta yerga ulangan holda ishlaydigan transformatorlar soni bo'yicha qoidalar mavjud.

Topraklamasiz ishlaydigan transformatorlar uchun, yerga ulash paytida nosozliklar paytida nosozlik nuqtalaridagi bo'shliq yoylari tufayli transformatorga haddan tashqari kuchlanish shikastlanishining oldini olish uchun nol ketma-ketlikdagi kuchlanishdan himoya qilish sozlanishi kerak.

To'liq izolyatsiyalangan transformatorning neytral nuqtasining yuqori izolyatsiya darajasi tufayli, tizimda yerga ulash nosozligi yuzaga kelganda, nol ketma-ketlikdagi tok himoyasi avval neytral nuqta yerga ulangan holda transformatorni uzib qo'yadi va agar nosozlik hali ham mavjud bo'lsa, transformatorni yerga ulamasdan neytral nuqtani uzish uchun nol ketma-ketlikdagi kuchlanish himoyasi mavjud bo'ladi.

(3) Neytral nuqta tushirish oralig'i orqali yerga ulangan

Ultra yuqori kuchlanishli transformatorlarning barchasi yarim izolyatsiyalangan transformatorlar bo'lib, neytral nuqtali g'altakning yerga nisbatan izolyatsiyasi boshqa qismlarga qaraganda zaifroq. Neytral nuqtali izolyatsiya buzilishga moyil. Shuning uchun bo'shliqdan himoya qilish tizimini sozlash kerak.

Bo'shliqni himoya qilish funktsiyasi neytral nuqtaning topraklanmamış transformatorining neytral nuqtasining izolyatsiya xavfsizligini himoya qilishdir.

Rasmda ko'rsatilgandek, transformatorning neytral nuqtasi va yer o'rtasida uzilish oralig'ini o'rnating. Topraklama izolyatsiya kaliti yopilganda, transformator to'g'ridan-to'g'ri topraklanadi va nol ketma-ketlikdagi ortiqcha oqim himoyasi ishga tushiriladi. Topraklama izolyatsiya kaliti uzilganda, transformator bo'shliq orqali topraklanadi va bo'shliq himoyasiga o'rnatiladi.

Bo'shliqdan himoya qilish transformatorning neytral nuqtasidan oqib o'tadigan 3I0 bo'shliq oqimi va PT shinasining ochilish uchburchagi kuchlanishi 3U0 mezon sifatida foydalanish orqali amalga oshiriladi.

Agar neytral nuqta nosozlik tufayli ko'tarilsa, bo'shliq buziladi va katta bo'shliq oqimi 3I0 hosil bo'ladi. Bu vaqtda bo'shliq himoyasi ishlaydi va transformator kechikishdan keyin uziladi. Bundan tashqari, tizimda yerga ulash nosozligi yuzaga kelganda, neytral nuqtali yerga ulash transformatorining nol ketma-ketlik himoyasi ishlaydi va avval neytral nuqtali yerga ulash transformatori uziladi. Tizim yerga ulash nuqtasini yo'qotgandan so'ng, agar nosozlik hali ham mavjud bo'lsa, PT shinasining 3U0 ochiq uchburchak kuchlanishi juda katta bo'ladi va bo'shliq himoyasi ham shu vaqtda ishlaydi.