- Transformatorių apsauga įvairių tipų transformatoriams
- Dažniausi transformatorių apsaugos tipai
- Apsauga nuo perkaitimo transformatoriuose
- Apsauga nuo viršsrovės transformatoriuje
- Transformatoriaus diferencinė apsauga
- Ribota apsauga nuo žemės gedimų
- „Buchholz“ (dujų aptikimo) relė
- Apsauga nuo perpildymo
Transformatoriai yra vienas kritiškiausių ir brangiausių bet kurios paskirstymo sistemos komponentų. Tai yra uždaras statinis įtaisas, dažniausiai apipiltas aliejumi, todėl jo gedimai yra riboti. Bet reto gedimo poveikis gali būti labai pavojingas transformatoriui, o ilgas transformatorių remonto ir keitimo laikas dar labiau pablogina situaciją. Taigi galios transformatorių apsauga tampa labai svarbi.
Transformatoriuje atsirandantys gedimai daugiausia skirstomi į du tipus, tai yra išoriniai ir vidiniai gedimai, kad būtų išvengta bet kokio pavojaus transformatoriui, išorinis gedimas pašalinamas kompleksine relių sistema per trumpiausią įmanomą laiką. Vidiniai gedimai daugiausia grindžiami jutikliais ir matavimo sistemomis. Apie tuos procesus pakalbėsime toliau straipsnyje. Prieš ten patekdami, svarbu suprasti, kad yra daugybė transformatorių tipų, ir šiame straipsnyje aptarsime daugiausia apie galios transformatorius, naudojamus paskirstymo sistemose. Taip pat galite sužinoti apie galios transformatoriaus veikimą, kad suprastumėte jo pagrindus.
Pagrindinės apsaugos funkcijos, tokios kaip apsauga nuo per didelio sužadinimo ir apsauga nuo temperatūros, gali atpažinti sąlygas, kurios ilgainiui sukelia gedimo būseną, tačiau visa relių ir srovės transformatorių teikiama transformatorių apsauga yra tinkama transformatoriams kritinėse programose.
Taigi šiame straipsnyje mes kalbėsime apie dažniausiai naudojamus principus, apsaugančius transformatorius nuo katastrofiškų gedimų.
Transformatorių apsauga įvairių tipų transformatoriams
Apsaugos sistema, naudojama galios transformatoriui, priklauso nuo transformatoriaus kategorijų. Žemiau esančioje lentelėje parodyta, kad
| Kategorija | Transformatorių įvertinimas - KVA | |
| 1 fazė | 3 fazė | |
| Aš | 5 - 500 | 15–500 |
| II | 501 - 1667 m | 501 - 5000 |
| III | 1668 - 10 000 | 5001 - 30 000 |
| IV | > 10 000 | > 30 000 |
- Transformatoriai, kurių diapazonas yra 500 KVA, patenka į (I ir II kategoriją), todėl jie yra apsaugoti naudojant saugiklius, tačiau norint apsaugoti transformatorius iki 1000 kVA (paskirstymo transformatoriai 11 kV ir 33 kV), paprastai naudojami vidutinės įtampos automatiniai jungikliai.
- 10 MVA ir didesnių transformatorių, priklausančių (III ir IV kategorijos), jiems apsaugoti turėjo būti naudojamos diferencialinės relės.
Be to, transformatorių apsaugai plačiai naudojamos mechaninės relės, tokios kaip Buchholtz relės, ir staigios slėgio relės. Be šių relių, dažnai įgyvendinama šiluminė apsauga nuo perkrovos, siekiant pratęsti transformatoriaus tarnavimo laiką, o ne nustatyti gedimus.
Dažniausi transformatorių apsaugos tipai
- Apsauga nuo perkaitimo
- Apsauga nuo viršsrovės
- Transformatoriaus diferencinė apsauga
- Apsauga nuo žemės gedimų (ribota)
- „Buchholz“ (dujų aptikimo) relė
- Apsauga nuo perpildymo
Apsauga nuo perkaitimo transformatoriuose
Transformatoriai perkaista dėl perkrovų ir trumpojo jungimo sąlygų. Leistina perkrova ir atitinkama trukmė priklauso nuo transformatoriaus tipo ir transformatoriui naudojamos izoliacijos klasės.
Didesnės apkrovos gali būti palaikomos labai trumpą laiką, jei jos yra labai ilgos, tai gali pakenkti izoliacijai dėl temperatūros pakilimo virš nustatytos maksimalios temperatūros. Temperatūra alyvoje aušinamame transformatoriuje laikoma didžiausia, kai jo 95 * C, viršijant transformatoriaus gyvenimo trukmę, ir tai daro žalingą poveikį laido izoliacijai. Štai kodėl apsauga nuo perkaitimo tampa būtina.
Dideliuose transformatoriuose yra alyvos arba apvijos temperatūros aptikimo įtaisai, matuojantys alyvos ar apvijos temperatūrą, paprastai yra du matavimo būdai, vienas vadinamas karštųjų taškų matavimu, o antrasis - viršutinės alyvos matavimais, žemiau pateiktame paveikslėlyje parodytas tipinis termometras su temperatūros reguliavimo dėže iš Reinhauseno, naudojamas skysčiu izoliuoto konservatyvaus tipo transformatoriaus temperatūrai matuoti.
Dėžutėje yra skalės matuoklis, rodantis transformatoriaus (tai yra juoda adata) temperatūrą, o raudona adata - aliarmo nustatytą tašką. Jei juoda adata pranoksta raudoną adatą, prietaisas suaktyvins aliarmą.
Pažvelgę žemyn matome keturias rodykles, per kurias galime sukonfigūruoti įrenginį veikti kaip pavojaus signalą ar įjungti, arba juos galima naudoti siurbliams ar aušinimo ventiliatoriams paleisti ar sustabdyti.
Kaip matote paveikslėlyje, termometras yra sumontuotas ant transformatoriaus bako viršaus virš šerdies ir apvijos, tai daroma todėl, kad aukščiausia temperatūra bus bako centre dėl šerdies ir apvijų. Ši temperatūra yra žinoma kaip aukščiausia alyvos temperatūra. Ši temperatūra nurodo transformatoriaus šerdies karšto taško temperatūrą. Dabartiniai šviesolaidiniai kabeliai naudojami žemos įtampos apvijoje, norint tiksliai išmatuoti transformatoriaus temperatūrą. Taip įgyvendinama apsauga nuo perkaitimo.
Apsauga nuo viršsrovės transformatoriuje
Apsaugos nuo viršsrovės sistema yra viena iš anksčiausiai sukurtų apsaugos sistemų, laipsniška viršsrovės sistema buvo sukurta siekiant apsaugoti nuo viršįtampių sąlygų. maitinimo skirstytojai naudoja šį metodą gedimams aptikti naudodamiesi IDMT relėmis. tai yra relės, turinčios:
- Atvirkštinė charakteristika ir
- Mažiausias veikimo laikas.
IDMT relės galimybės yra ribotos. Šių rūšių relės turi būti nustatytos nuo 150% iki 200% didžiausios vardinės srovės, kitaip relės veiks avarinės perkrovos sąlygomis. Todėl šios relės nežymiai apsaugo gedimus transformatoriaus bako viduje.
Transformatoriaus diferencinė apsauga
Procentinė šališkos srovės diferencialinė apsauga naudojama galios transformatorių apsaugai ir tai yra viena iš labiausiai paplitusių transformatorių apsaugos schemų, užtikrinančių geriausią bendrą apsaugą. Šie apsaugos tipai naudojami transformatoriams, kurių galia viršija 2 MVA.
Transformatorius yra sujungtas žvaigždute iš vienos pusės, o delta - iš kitos pusės. KT žvaigždės pusėje yra sujungti su delta, o tie, kurie yra sujungti su delta, yra sujungti su žvaigždėmis. Abiejų transformatorių neutralus įžeminimas.
Transformatorius turi dvi rites, viena yra darbinė ritė, o kita - sulaikomoji ritė. Kaip rodo pavadinimas, sulaikymo ritė naudojama sulaikymo jėgai gaminti, o darbinė ritė - veikiančiai jėgai gaminti. Apsauginė ritė yra sujungta su srovės transformatorių antrine apvija, o darbinė ritė yra sujungta tarp KT potencialo taško.
Transformatoriaus diferencinė apsauga veikia:
Paprastai veikianti ritė neveikia srovės, nes srovė sutampa abiejose galios transformatorių pusėse, kai apvijose įvyksta vidinis sutrikimas, pakinta pusiausvyra ir diferencialinės relės veikimo ritės pradeda gaminti skirtingą srovę tarp dviejų pusių transformatoriaus. Taigi, relė išjungia automatinius jungiklius ir apsaugo pagrindinį transformatorių.
Ribota apsauga nuo žemės gedimų
Transformatoriaus įvorėje įvykus gedimui, gali tekėti labai didelė gedimo srovė. Tokiu atveju reikia kuo greičiau pašalinti gedimą. Konkretaus apsaugos įtaiso pasiekiamumas turėtų būti ribojamas tik transformatoriaus zonoje, o tai reiškia, kad jei koks nors įžeminimo gedimas įvyksta kitoje vietoje, tai zonai paskirta relė turėtų suveikti, o kitos relės turėtų likti tokios pačios. Taigi, todėl relė yra pavadinta Riboto įžeminimo apsaugos relė.
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje apsaugos įranga yra apsaugotoje transformatoriaus pusėje. Tarkime, kad tai yra pagrindinė pusė, taip pat tarkime, kad antrinėje transformatoriaus pusėje yra įžeminimo gedimas. Dabar, jei ant žemės pusės yra gedimas, dėl žemės gedimo bus nulio sekos komponentas, kuris cirkuliuos tik antrinėje pusėje. Tai neatsispindės pirminėje transformatoriaus pusėje.
Ši relė turi tris fazes, jei įvyksta gedimas, jie turės tris komponentus: teigiamos sekos komponentus, neigiamos sekos komponentus ir nulinės sekos komponentus. Kadangi teigiamų blizgučių komponentus išstumia 120 *, todėl bet kurią akimirką visų srovių suma tekės per apsaugos relę. Taigi, jų srovių suma bus lygi nuliui, nes jas išstumia 120 *. Panašiai yra ir su neigiamos sekos komponentais.
Tarkime, kad įvyksta gedimo būklė. KT aptiks tą gedimą, nes jame yra nulinės sekos komponentas, o srovė pradeda tekėti per apsaugos relę, kai taip atsitiks, relė suveiks ir apsaugos transformatorių.
„Buchholz“ (dujų aptikimo) relė
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta Buchholzo estafetė. „ Buchholtz“ relė yra sumontuota tarp pagrindinio transformatoriaus bloko ir konservatoriaus bako, kai transformatoriuje įvyksta gedimas, jis plūdinio jungiklio pagalba aptinka išspręstas dujas.
Atidžiai įsižiūrėję galite pamatyti rodyklę, iš pagrindinio rezervuaro į konservatoriaus baką išteka dujos, paprastai pačiame transformatoriuje neturėtų būti jokių dujų. Didžioji dujų dalis vadinama ištirpusiomis dujomis ir, atsižvelgiant į gedimo būklę, gali būti gaminamos devynios skirtingos dujos. Šios relės viršuje yra du vožtuvai, šie vožtuvai naudojami siekiant sumažinti dujų kaupimąsi, taip pat naudojami dujų mėginiui paimti.
Kai įvyksta gedimo būklė, tarp apvijų arba tarp apvijų ir šerdies turime kibirkščių. Šie maži elektriniai išsiskyrimai apvijose sušildys izoliacinę alyvą, o alyva suirs, todėl susidaro dujos, gedimo sunkumas, nustatomi sukurti stiklai.
Dėl didelio energijos išsiskyrimo bus gaminamas acetilenas, ir, kaip jūs žinote, acetilenui pagaminti reikia daug energijos. Ir jūs visada turėtumėte prisiminti, kad dėl bet kokio tipo gedimo susidarys dujos, išanalizavę dujų kiekį, galime nustatyti gedimo sunkumą.
Kaip veikia „Buchholz“ (dujų aptikimo) relė?
Kaip matote iš paveikslėlio, mes turime dvi plūdes: viršutinę ir apatinę plūdes, taip pat turime pertvarinę plokštę, kuri stumia žemyn apatinę plūdę.
Įvykus dideliam elektriniam gedimui, jis gamina daug dujų, nei dujos, tekančios per vamzdį, kuris perstumia pertvaros plokštę ir priverčia apatinę plūduriuojančią žemyn, dabar mes turime derinį, viršutinė plūdė yra aukštyn ir apatinė plūdė yra žemyn ir pertvaros plokštė pakrypo. Šis derinys rodo, kad įvyko didžiulis gedimas. kuris išjungia transformatorių ir jis taip pat generuoja pavojaus signalą. Žemiau pateiktame paveikslėlyje tiksliai parodyta,
Bet tai nėra vienintelis scenarijus, kai ši relė gali būti naudinga. Įsivaizduokite situaciją, kai transformatoriaus viduje vyksta nedideli subraižymai, šie lankai gamina nedidelį kiekį dujų, šios dujos sukuria slėgį relės viduje ir viršutinė plūdė nusileidžia, išstumdama joje esančią alyvą, dabar relė šioje situacijoje sukelia aliarmą, viršutinė plūdė yra žemyn, apatinė plūdė nepakinta ir deflektoriaus plokštė nepakinta, jei aptinkama ši konfigūracija, galime būti tikri, kad turime lėtas dujų kaupimasis. Žemiau pateiktame paveikslėlyje tiksliai parodyta,
Dabar mes žinome, kad turime gedimą, ir išleisime dalį dujų naudodami vožtuvą virš relės ir išanalizuosime dujas, kad sužinotume tikslią šio dujų kaupimosi priežastį.
Ši relė taip pat gali aptikti sąlygas, kai izoliacinis alyvos lygis krinta dėl nuotėkio transformatoriaus važiuoklėje, esant tokiai būklei, viršutinė plūdė krinta, apatinė plūdė krinta, o deflektoriaus plokštė lieka toje pačioje padėtyje. Esant tokiai būklei, mes gauname kitokį aliarmą. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip veikia.
Taikant šiuos tris metodus, „Buchholz“ relė nustato gedimus.
Apsauga nuo perpildymo
Transformatorius suprojektuotas veikti esant fiksuotam srauto lygiui, viršijančiam tą srauto lygį, o šerdis prisotinama. Šerdies prisotinimas sukelia kaitinimą šerdyje, kuris greitai eina per kitas transformatoriaus dalis, o tai lemia komponentų perkaitimą, taigi per daug apsauga nuo srauto tampa būtina, nes ji apsaugo transformatoriaus šerdį. Per didelio srauto situacijos gali atsirasti dėl viršįtampio arba sumažėjusio sistemos dažnio.
Siekiant apsaugoti transformatorių nuo per didelio srauto, naudojama perpildymo relė. Per didelio srauto relė matuoja įtampos / dažnio santykį, kad būtų galima apskaičiuoti srauto tankį šerdyje. Spartus įtampos padidėjimas dėl pereinamųjų laikotarpių elektros sistemoje gali sukelti perpildymą, tačiau trumpalaikiai išnyksta, todėl momentinis transformatoriaus suveikimas yra nepageidaujamas.
Srauto tankis yra tiesiogiai proporcingas įtampos ir dažnio santykiui (V / f), o prietaisas turėtų nustatyti racioną, jei šio santykio vertė tampa didesnė už vienybę, tai atlieka mikrokontrolerio pagrindu veikianti relė, matuojanti įtampą ir dažnis realiuoju laiku, tada jis apskaičiuoja greitį ir palygina jį su iš anksto apskaičiuotomis vertėmis. Relė yra užprogramuota atvirkščiai apibrėžtam minimaliam laikui (IDMT charakteristikos). Bet nustatymas gali būti atliekamas rankiniu būdu, jei tai yra reikalavimas. Tokiu būdu tikslas bus įgyvendintas nepakenkiant apsaugai nuo per didelio srauto. Dabar matome, kaip svarbu užkirsti kelią transformatoriaus suveikimui.
Tikiuosi, kad jums patiko straipsnis ir sužinojote ką nors naudingo. Jei turite klausimų, palikite juos komentarų skiltyje arba naudokitės mūsų forumais kitoms techninėms užklausoms.