Глава 13 защита и автоматика трансформаторов

Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов

В процессе эксплуатации возможны повреждения в трансформа­торах и на их соединениях с коммутационными аппаратами. Могут быть также опасные ненормальные режимы работы, не связанные

повреждением трансформатора или его соединений. Возможность повреждений и ненормальных режимов обусловливает необходи­мость установки на трансформаторах защитных устройств. При этом учитываются многофазные и однофазные короткие замыкания в обмотках и на выводах трансформатора, а также «пожар стали» магнитопровода. Однофазные повреждения бывают двух видов: на землю и между витками обмотки (витковые замыкания). Наиболее вероятными являются многофазные и однофазные короткие замы­кания на выводах трансформаторов и однофазные витковые замыкания. Значительно реже возникают многофазные короткие замы­кания в обмотках. Для групп однофазных трансформаторов они вообще исключены. Защита от коротких замыканий выполняется с действием на отключение поврежденного трансформатора. Для ог­раничения размеров разрушений целесообразно выполнять ее бы­стродействующей.

Замыкание одной фазы на землю представляет опасность для обмоток, присоединенных к сетям с глухозаземленными нейтраля­ми. В этом случае защита должна отключать трансформатор и при однофазных коротких замыканиях в его обмотках на землю. В се­тях с нейтралями, изолированными или заземленными через дугогасящие реакторы, защита от однофазных замыканий на землю с действием на отключение устанавливается на трансформаторе в том случае, если такая защита имеется в сети.

Ненормальные режимы работы трансформаторов обусловлены внешними короткими замыканиями и перегрузками. В этих случаях в обмотках трансформатора появляются большие токи (сверхто­ки). Особенно опасны токи, проходящие при внешних коротких замыканиях; эти токи могут значительно превышать номинальный ток трансформатора. В случае длительного прохождения тока (что может быть при коротких замыканиях на шинах или при неотклю­чившемся повреждении на отходящем от шин присоединении) воз­можны интенсивный нагрев изоляции обмоток и ее повреждение. Вместе с этим при коротком замыкании понижается напряжение в сети. Поэтому на трансформаторе должна предусматриваться за­щита, отключающая его при появлении сверхтоков, обусловленных неотключившимся внешним коротким замыканием.

Перегрузка трансформаторов не влияет на работу системы электроснабжения в целом, так как она обычно не сопровождает­ся снижением напряжения. Кроме того, сверхтоки перегрузки от­носительно невелики и их прохождение допустимо в течение неко­торого времени, достаточного для того, чтобы персонал принял меры к разгрузке. Так, согласно нормам, перегрузку током I _т=1,6 I _т.ном можно допускать в течение t = 45 мин. В связи с этим защита трансформатора от перегрузки при наличии дежурного персонала должна выполняться с действием на сигнал. На под­станциях без дежурного персонала защита от перегрузки должна действовать на разгрузку или отключение.

К ненормальным режимам работы трансформаторов относится также недопустимое понижение уровня масла, которое может про­изойти, например, вследствие повреждения бака.