Relæbeskyttelse og automatisering af kraftolietransformatorer 110 kV

Kraftolietransformatorer er det dyreste udstyr til distributionsstationer. Transformatorer er designet til en lang levetid, forudsat at de fungerer normalt og ikke er udsat for uacceptable strømoverbelastninger, overspændinger og andre uønskede driftstilstande.

Forskellige beskyttelses- og automatiseringsanordninger er nødvendige for at forhindre transformatorskader, forlænge dens levetid og sikre normal drift.

Overvej, hvilke beskyttelses- og automatiseringsenheder, der leveres i kraftolietransformatorer.

Transformer gasbeskyttelse

Gasbeskyttelse er en af ​​transformatorens hovedbeskyttelser. Denne beskyttelse er designet til at afbryde 110 kV-transformeren fra netværket i tilfælde af interne fejl i krafttransformatortanken.

Denne beskyttelsesanordning er installeret i olieledningen, der forbinder transformatortanken med dens konservator.Det vigtigste strukturelle element i gasrelæet er en flyder og to par kontakter, der er forbundet, når flyderen sænkes. Ved normal drift er gasrelæet fyldt med transformerolie, og svømmeren er i oprejst position med begge kontakter åbne.

Ved dreje-til-sving-kortslutning i transformatorviklingerne, eller ved den såkaldte Stålbrænding (krænkelse af isoleringen af ​​stålpladerne i det magnetiske kredsløb), gasser vises i tanken, som dannes under nedbrydning af elektriske materialer under påvirkning af en elektrisk lysbue.

Den resulterende gas kommer ind i gasrelæet og fortrænger olien fra det. I dette tilfælde falder flyderen og lukker kontakterne. Afhængigt af mængden af ​​akkumuleret gas kan kontakterne lukke, påvirke signalet eller helt afbryde transformeren fra netværket.

Aktivering af gasrelæet kan også skyldes et betydeligt fald i olieniveauet i krafttransformatortanken, hvilket indikerer det fuldstændige fravær af olie i konservatoren. Det vil sige, at denne enhed også fungerer som en beskyttelse mod overdreven reduktion af olieniveauet i transformeren.

Belastningsskifte tanktankbeskyttelse

110 kV krafttransformatorer har normalt en indbygget on-load voltage regulator (OLTC). On-load vippekontakt placeret i et separat rum i transformatortanken, isoleret fra hovedtanken med viklinger. Derfor leveres en separat beskyttelsesanordning - et reaktivt relæ - til denne enhed.

Alle fejl i trinkoblertanken er ledsaget af en udledning af transformerolie i konservatoren, derfor aktiveres strålebeskyttelsen i tilfælde af en oliestrøm med det samme, hvilket automatisk afbryder strømtransformatoren fra lysnettet.

Olieniveaukontakt (RUM)

Gasrelæet signalerer fuldstændigt fravær af olie i krafttransformatorens konservator, men det er nødvendigt at detektere et uacceptabelt fald i olieniveauet i tide - denne funktion udføres af olieniveaurelæet (RUM).

Olieniveaukontakten er som regel installeret i konservatoren på transformatorens hovedtank såvel som i belastningsafbryderens konservator. Enheden er konfigureret på en sådan måde, at flyderen, relæets hovedstrukturelement, lukker relækontakterne, hvis olieniveauet falder under den mindst tilladte værdi for denne krafttransformator.

Denne sikkerhedsanordning giver et signal til at aktivere en alarm, som gør det muligt at registrere et fald i oliestanden i tide.

Differentialtransformator (DZT) beskyttelse

Differentialbeskyttelsen af ​​transformatoren (DZT) er transformatorens hovedbeskyttelse og tjener til at beskytte mod kortslutninger af transformerens viklinger og strømlederne, der er i dækningsområdet for denne beskyttelse.

Funktionsprincippet for denne beskyttelse er baseret på sammenligning af belastningsstrømmene for hver af transformatorens viklinger. Ved normal drift er der ingen ubalancestrøm ved differentialbeskyttelsesrelæets udgang.I tilfælde af en to- eller trefaset kortslutning opstår der en ubalancestrøm - differensstrømmen og relæet virker til at afbryde transformatoren fuldstændigt fra netværket.

Omfanget af denne beskyttelse er strømtransformatorerne på hver spændingsside af strømtransformatoren. For eksempel, i en transformer med tre viklinger 110/35/10 kV, omfatter zonen med beskyttende belægning, ud over selve transformeren, en bus (kabel), der passerer fra transformatorens bøsninger til strøm 110 kV, 35 kV og 10 kV transformere.

Strømtrinsbeskyttelse af transformere

For større pålidelighed er der foruden hovedbeskyttelsen af ​​strømtransformatoren tilvejebragt backupbeskyttelse - trinstrømsbeskyttelse for hver af viklingerne.

For hver af transformatorens viklinger, separat overstrømsbeskyttelse (MTZ) et par skridt. Hvert beskyttelsestrin har sit eget afhentnings- og afleveringstidspunkt.

Hvis transformatoren forsyner mange forbrugere med høje indkoblingsstrømme, så for at forhindre falske operationer, har overstrømsbeskyttelsen en såkaldt voltmeterblokering — spændingsbeskyttelsesblokering.

For selektiviteten af ​​transformatorbeskyttelsesdriften har hvert af beskyttelsestrinene en forskellig responstid, mens de ovennævnte grundlæggende transformerbeskyttelser har den korteste responstid. I tilfælde af transformatorfejl eller kortslutning i beskyttelseszonen udløses hovedbeskyttelserne således med det samme, og i tilfælde af fejl eller tilbagetrækningstilstand er transformeren beskyttet af reservestrømsbeskyttelser.

Strømtransformatorens MTZ'er bevarer også beskyttelsen af ​​de udgående forbindelser, der forsynes af denne transformer, og udløses i tilfælde af en fejl.

MTZ giver beskyttelse mod to- og trefasede kortslutninger. For at beskytte mod enfasede jordfejl har 110 kV højspændingsviklingen nul-sekvens strømbeskyttelse (TZNP).

Mellemspændingsviklingen af ​​35 kV effekttransformatoren og lavspændingsviklingen 6-10 kV forsyningsnet med en isoleret nul, hvor enfasede jordfejl registreres af spændingstransformatorer.

De fleste 6-35 kV-netværk med en isoleret neutral fungerer i en tilstand, hvor en enfaset jordfejl ikke betragtes som en nødsituation og derfor ikke automatisk udelukkes fra driften af ​​jordfejlsbeskyttelsen. Servicepersonale modtager et signal om tilstedeværelsen af ​​en enfaset jordfejl og begynder at søge efter og afbryde det beskadigede område fra netværket, da langvarig drift i denne tilstand er uacceptabel.

Der gøres undtagelser i de tilfælde, hvor udelukkelse af enfasede fejl i net er nødvendig af hensyn til sikkerhedskrav. I dette tilfælde kan jordfejlsbeskyttelsen fungere til fuldstændig at frakoble transformeren eller afbryde en af ​​dens viklinger.

Transformer overspændingsbeskyttelse

For at beskytte transformeren mod overspænding er overspændingsafledere eller overspændingsafledere (SPD'er) installeret på bussen på hver side af transformeren.

Hvis transformeren arbejder i jordet neutral tilstand på 110 kV højspændingssiden, forbindes nullederen til jord gennem en afleder eller overspændingsafleder for at beskytte viklingen mod beskadigelse, hvis spændingen overstiger de tilladte værdier i tilfælde af fejl i forsyningsnettet.

Yderligere beskyttelse af transformeren

For at beskytte krafttransformatoren er der tilvejebragt en række yderligere beskyttelser for at udelukke udviklingen af ​​små defekter, afvigelser fra normal drift i en større nødsituation.

Overbelastningsbeskyttelse — virker på signalet for omgående at reducere belastningen på transformeren.

Temperaturreguleringsrelæet signalerer en stigning i temperaturen i de øverste olielag over de indstillede (tilladelige) værdier. Denne beskyttelse inkluderer automatisk yderligere transformatorkølesystemer, hvis nogen. Eksempelvis er blæserne og pumperne til tvungen cirkulation af olie i kølerne inkluderet. Hvis olietemperaturen stiger endnu højere, virker relæet for at afbryde transformeren fra nettet.

Overspændingsbeskyttelsen frakobler transformerens sekundære viklingsafbryder i tilfælde af et spændingsfald til uacceptable værdier.

Automatisering af krafttransformere 110 kV

Hvis der er to transformere på transformerstationen, så når spændingen falder til uacceptable værdier, eller når transformeren er frakoblet, påvirker underspændingsbeskyttelsen automatisk overførselskontakt (ATS)… Denne enhed inkluderer sektions- eller samleskinnekontakter, der leverer strøm til forbrugerne fra en reservestrømkilde - en strømtransformer.

På mellem- og lavspændingsindgangsafbryderne på transformeren kan implementeres automatisk afbrydergenlukning (AR), engangsgendannelse af transformatorens strømforsyning i tilfælde af afbrydelse fra virkningen af ​​en eller anden beskyttelse.

Hvis krafttransformatoren er konstruktiv on-load voltage regulator (OLTC), så kan en automatisk spændingsregulator (AVR) installeres til den. Denne enhed overvåger spændingen af ​​transformatorviklingerne og sørger for automatisk omskiftning af on-load viklingskobleren for at sikre det nødvendige spændingsniveau for viklingerne.