Выбор релейных защит трансформаторов

Для силовых трансформаторов, а также ТНС предусматриваем релейную защиту от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы [5,7,10]:

8. Многофазных замыканий в обмотках и на их выводах;

9. Внутренних повреждений (витковых замыканий в обмотках и «пожара стали» магнитопровода);

10.Однофазных замыканий на землю;

11.Сверхтоков в обмотках, обусловленных внешними КЗ;

12.Сверхтоков в обмотках, обусловленных перегрузкой (если она возможна).

13.Понижения уровня масла.

При выполнении защит трансформатора необходимо учитывать некоторые особенности его нормальной работы, броски тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение, влияние коэффициента трансформации и схем соединения обмоток трансформатора.

Для защиты от многофазных замыканий в обмотках и на выводах блочных трансформаторов, а также ТСН предусматривается продольная дифференциальная защита с циркулирующими токами, действующая на отключение выключателей силового трансформатора без выдержки времени. Особенностью дифзащиты трансформаторов по сравнению с дифзащитой генераторов, является неравенство первичных токов разных обмоток трансформатора и их несовпадение в общем случае по фазе.

Для компенсации сдвига токов по фазе вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных со стороны звезды силового трансформатора, соединяют в треугольник, а вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных со стороны треугольника силового трансформатора, - в звезду. Компенсация неравенства первичных токов достигается правильным подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Если не удается подобрать коэффициент трансформации трансформаторов тока таким образом, чтобы разность вторичных токов в плечах дифзащигы была меньше 10% (так как трансформаторы тока имеют стандартное значение коэффициента трансформации), при выполнении защиты для компенсации неравенства токов используют дифференциальные реле типа ДЗТ-21.

На рабочих и пускорезервных трансформаторах собственных нужд электростанции применяется продольная дифзащита.

Наиболее простой схемой выполнения продольной дифзащиты является дифференциальная токовая отсечка, которая применяется в случаях, когда она удовлетворяет требованиям чувствительности. Если это условие не выполняется, в продольной дифзащите используют реле типа ДЗТ-21.

На трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой предусматриваем дифзащиту с торможением и установкой реле типа ДЗТ или их заменяющими [5,7,10]. Предварительно защита рассчитывается для случая применения реле без торможения. Если она оказывается недостаточно чувствительной, применяют реле с минимальным числом тормозных обмоток, обеспечивающих требуемую чувствительность.

Для защиты от внутренних повреждений (витковых замыканий в обмотках, сопровождающихся выделением газа) и от понижения уровня масла на всех трансформаторах ТЭЦ, применяется газовая защита с действием на сигнал при слабых и на отключение при интенсивных газообразованиях.

Газовая защита устанавливается на трансформаторах с масляным охлаждением, имеющих расширители, и осуществляется с помощью поплавковых, лопастных и чашечных газовых реле. Газовая защита является единственной защитой трансформаторов от «пожара стали» магнитопровода, возникающего при нарушении изоляции между листами стали [5,7,10].

В связи с широким применением трансформаторов 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток треугольник - звезда, имеющих глухо-заземленную нейтраль на стороне 0,4 кВ, применяем максимальную токовую защиту, установленную на стороне ВН [5,7,10].

Для защиты блочных трансформаторов от внешних КЗ, применяем токовую защиту нулевой последовательности [5,7,10].

Выбор релейных защит шин

Короткие замыкания на шинах ТЭЦ возникают из-за загрязнения или повреждения шинных изоляторов, втулок выключателей и измерительных трансформаторов тока, а также при ошибочных действиях персонала с шинными разъединителями [5,8]. Повреждения на шинах маловероятны. Однако, учитывая весьма тяжелые последствия, к которым эти повреждения могут привести, необходимо иметь защиту, действующую при повреждении шин. В качестве защиты шин применяем дифференциальную токовую защиту.

Для выполнения дифференциальной защиты используют трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации независимо от мощности присоединения.

Дифференциальная токовая защита шин напряжением 330 кВ электрической станции охватывает все элементы, которые присоединены к системе. При этом число трансформаторов тока оказывается значительным и вероятность обрыва их вторичных цепей повышена. Это учитывается при выборе тока срабатывания защиты. При возникновении обрыва защита автоматически с выдержкой времени выводится из действия. Для этого в обратный провод дифференциальной цепи включается реле тока, срабатывающее при обрыве вторичных цепей любого трансформатора тока [5,8]. Как и любая дифференциальная защита, дифференциальная защита шин не должна срабатывать при внешних коротких замыканиях. Для повышения чувствительности защиты используем реле типа РНТ. Чувствительность защиты считается достаточной, если при КЗ на шинах к_ч ³ 2 [5,8].

Дифференциальная токовая защита шин напряжением 6-10 кВ выполняется по упрощенной схеме. В ее цепи тока не включаются трансформаторы тока потребителей электрической энергии. Такая защита называется неполной дифференциальной токовой [5,8].

Защита выполняется двухступенчатой. Она содержит первую и третью ступени. Первая ступень, токовая отсечка без выдержки времени, является основной. Третья ступень, максимальная токовая защита, резервирует первую ступень и защиты отходящих линий, не охваченных дифференциальной защитой.