Relébeskyttelse og automatisering av kraftoljetransformatorer 110 kV

Kraftoljetransformatorer er det dyreste utstyret for distribusjonsstasjoner. Transformatorer er designet for lang levetid, forutsatt at de fungerer normalt og ikke er utsatt for uakseptable strømoverbelastninger, overspenninger og andre uønskede driftsmoduser.

Ulike beskyttelses- og automatiseringsanordninger er nødvendig for å forhindre transformatorskader, forlenge levetiden og sikre normal drift.

Vurder hvilke beskyttelses- og automatiseringsenheter som er gitt i kraftoljetransformatorer.

Gassbeskyttelse for transformator

Gassbeskyttelse er en av hovedbeskyttelsene til transformatoren. Denne beskyttelsen er utformet for å koble 110 kV-transformatoren fra nettverket i tilfelle interne feil i krafttransformatortanken.

Denne beskyttelsesanordningen er installert i oljeledningen som kobler transformatortanken til konservatoren.Det viktigste strukturelle elementet til gassreléet er en flottør og to par kontakter som kobles sammen når flottøren senkes. Ved normal drift er gassreléet fylt med transformatorolje og flottøren er i oppstilling med begge kontaktparene åpne.

Ved sving-til-sving kortslutning i transformatorviklingene, eller ved s.k. Stålbrenning (brudd på isolasjonen til stålplatene i den magnetiske kretsen), gasser vises i tanken, som dannes under dekomponering av elektriske materialer under påvirkning av en elektrisk lysbue.

Den resulterende gassen kommer inn i gassreléet og fortrenger oljen fra den. I dette tilfellet faller flottøren og lukker kontaktene. Avhengig av mengden akkumulert gass, kan kontaktene lukkes, påvirke signalet eller koble transformatoren fullstendig fra nettverket.

Aktivering av gassreléet kan også skyldes en betydelig reduksjon i oljenivået i krafttransformatortanken, noe som indikerer fullstendig fravær av olje i konservatoren. Det vil si at denne enheten også fungerer som en beskyttelse mot overdreven reduksjon av oljenivået i transformatoren.

Lastbytte tanktankbeskyttelse

110 kV krafttransformatorer har vanligvis en innebygd spenningsregulator (OLTC). Vippebryter for belastning plassert i et eget rom i transformatortanken, isolert fra hovedtanken med viklinger. Derfor er det gitt en separat beskyttelsesenhet - et reaktivt relé - for denne enheten.

Alle feil i trinnkoblertanken er ledsaget av en tømming av transformatorolje inn i konservatoren, derfor, i tilfelle oljestrøm, aktiveres jetbeskyttelsen umiddelbart, og kobler automatisk krafttransformatoren fra strømnettet.

Oljenivåbryter (RUM)

Gassreléet signaliserer fullstendig fravær av olje i konservatoren til krafttransformatoren, men det er nødvendig å oppdage en uakseptabel reduksjon i oljenivået i tide - denne funksjonen utføres av oljenivåreléet (RUM).

Oljenivåbryteren er som regel installert i konservatoren til transformatorens hovedtank, så vel som i konservatoren til lastbryteren. Enheten er konfigurert på en slik måte at flottøren, hovedstrukturelementet til reléet, lukker relékontaktene hvis oljenivået faller under den minste tillatte verdien for denne krafttransformatoren.

Denne sikkerhetsanordningen gir et signal for å aktivere en alarm, som gjør det mulig å oppdage et fall i oljenivået i tide.

Differensial transformator (DZT) beskyttelse

Differensialbeskyttelsen til transformatoren (DZT) er hovedbeskyttelsen til transformatoren og tjener til å beskytte mot kortslutninger av transformatorens viklinger og strømlederne som er i dekningsområdet til denne beskyttelsen.

Prinsippet for drift av denne beskyttelsen er basert på å sammenligne belastningsstrømmene til hver av transformatorens viklinger. Ved normal drift er det ingen ubalansestrøm ved differensialbeskyttelsesreléutgangen.I tilfelle en to- eller trefase kortslutning oppstår en ubalansestrøm - differensialstrømmen og reléet virker for å koble transformatoren fullstendig fra nettverket.

Omfanget av denne beskyttelsen er strømtransformatorene på hver spenningsside av krafttransformatoren. For eksempel, i en transformator med tre viklinger 110/35/10 kV, inkluderer sonen med beskyttende belegg, i tillegg til selve transformatoren, en buss (kabel) som går fra transformatorens bøssinger til strøm 110 kV, 35 kV og 10 kV transformatorer.

Strømtrinnsbeskyttelse av transformatorer

For større pålitelighet, i tillegg til hovedbeskyttelsen til krafttransformatoren, er sikkerhetskopiering gitt - trinnvis strømbeskyttelse for hver av viklingene.

For hver av viklingene til transformatoren, separat overstrømsbeskyttelse (MTZ) noen få skritt. Hvert trinn av beskyttelse har sin egen hente- og avleveringstid.

Hvis transformatoren mater mange forbrukere med høye innkoblingsstrømmer, har overstrømbeskyttelsen en såkalt voltmeterblokkering for å forhindre falske operasjoner.

For selektiviteten til transformatorbeskyttelsesoperasjonen har hvert av beskyttelsestrinnene forskjellig responstid, mens de ovennevnte grunnleggende transformatorbeskyttelsene har den korteste responstiden. Ved trafofeil eller kortslutning i beskyttelsessonen utløses således hovedvernene umiddelbart, og ved feil eller uttakstilstand er transformatoren beskyttet av reservestrømvern.

Dessuten beholder MTZ-ene til krafttransformatoren beskyttelsen av de utgående tilkoblingene som mates av den transformatoren, og utløses i tilfelle feil.

MTZ gir beskyttelse mot to- og trefase kortslutninger. For å beskytte mot enfase jordfeil har 110 kV høyspenningsviklingen nullsekvensstrømbeskyttelse (TZNP).

Mellomspenningsviklingen til 35 kV krafttransformatoren og lavspenningsviklingen 6-10 kV forsyner nettverk med en isolert nøytral der enfase jordfeil registreres av spenningstransformatorer.

De fleste 6-35 kV-nettverk med en isolert nøytral fungerer i en modus der en enfaset jordfeil ikke anses som en nødsituasjon og følgelig ikke automatisk utelukkes fra driften av jordfeilvernet. Servicepersonell mottar et signal om tilstedeværelsen av en enfaset jordfeil og begynner å søke etter og koble fra nettverket det skadede området, siden langvarig drift i denne modusen er uakseptabel.

Unntak gjøres i tilfeller hvor utelukkelse av enfasefeil i nett er nødvendig av hensyn til sikkerhetskrav. I dette tilfellet kan jordfeilbeskyttelsen fungere for å koble helt fra transformatoren eller koble fra en av viklingene.

Transformator overspenningsvern

For å beskytte transformatoren mot overspenning er overspenningsavledere eller overspenningsavledere (SPDer) installert på bussen på hver side av transformatoren.

Hvis transformatoren fungerer i jordet nøytral modus på 110 kV høyspenningssiden, kobles nøytralen til jord gjennom en avleder eller overspenningsavleder for å beskytte viklingen mot skade dersom spenningen overstiger tillatte verdier ved feil i forsyningsnettet.

Ekstra beskyttelse av transformatoren

For å beskytte krafttransformatoren er det gitt en rekke ekstra beskyttelser for å utelukke utvikling av små defekter, avvik fra normal drift i en større nødsituasjon.

Overbelastningsbeskyttelse — virker på signalet for å raskt redusere belastningen på transformatoren.

Temperaturkontrollreléet signaliserer en økning i temperaturen i de øvre oljelagene over de innstilte (tillatte) verdiene. Denne beskyttelsen inkluderer automatisk ytterligere transformatorkjølesystemer, hvis noen. For eksempel er blåseviftene og pumpene for tvungen sirkulasjon av olje i kjølerne inkludert. Hvis oljetemperaturen stiger enda høyere, virker reléet for å koble transformatoren fra nettet.

Overspenningsvernet slår av transformatorens sekundærviklingsbryter ved spenningsfall til uakseptable verdier.

Automatisering av krafttransformatorer 110 kV

Hvis det er to transformatorer på transformatorstasjonen, når spenningen faller til uakseptable verdier eller når transformatoren er frakoblet, påvirker underspenningsbeskyttelsen automatisk overføringsbryter (ATS)… Denne enheten inkluderer seksjons- eller samleskinnebrytere som gir strøm til forbrukere fra en reservestrømkilde – en krafttransformator.

På mellom- og lavspenningsinngangsbryterne til transformatoren kan implementeres automatisk kretsbryter gjenlukking (AR), engangsgjenoppretting av strømforsyningen til transformatoren i tilfelle frakobling fra handlingen til en eller annen beskyttelse.

Hvis krafttransformatoren er konstruktiv on-load spenningsregulator (OLTC), så kan en automatisk spenningsregulator (AVR) installeres for den. Denne enheten overvåker spenningen til transformatorviklingene og gir automatisk veksling av strømbryteren for å sikre det nødvendige spenningsnivået til viklingene.